第五章第3節(jié)金屬防護(hù)和廢金屬回收-2023-2024學(xué)年九年級化學(xué)上冊舉一反三（全國）

第3節(jié)金屬防護(hù)和廢金屬回收【題型1實(shí)驗(yàn)探究金屬銹蝕的條件】【題型2金屬防護(hù)的措施】【題型3廢金屬的回收利用】【題型4關(guān)于金屬鐵的有關(guān)推斷】【題型5關(guān)于金屬的科普閱讀】【題型1實(shí)驗(yàn)探究金屬銹蝕的條件】【例1】某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究鐵絲生銹、鐵絲燃燒的影響因素，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（點(diǎn)燃操作已略去）。下列說法錯誤的是A．對比①③可知：水是鐵絲生銹的條件之一B．對比①②可知：氧氣是鐵絲生銹的條件之一C．對比②③可知：氧氣是鐵絲燃燒的條件之一D．對比③④可知：鐵絲形狀能影響鐵絲的燃燒【答案】B【分析】根據(jù)鐵在空氣中銹蝕，實(shí)際上是鐵跟空氣中的氧氣、水共同作用的結(jié)果；燃燒需要同時滿足三個條件：①可燃物、②可燃物與氧氣或空氣接觸、③溫度要達(dá)到著火點(diǎn)；進(jìn)行分析判斷?！驹斀狻緼、①中的鐵絲只與氧氣接觸，③中的鐵絲與氧氣、水接觸，對比①③可知，①中鐵絲不生銹，③中鐵絲生銹，說明水是鐵絲生銹的條件之一，故選項(xiàng)說法正確。B、①中的鐵絲只與氧氣接觸，②中的鐵絲與氮?dú)狻⑺佑|，對比①②可知，變量有氧氣、水，不能得出氧氣是鐵絲生銹的條件之一，故選項(xiàng)說法錯誤。C、②中的鐵絲與氮?dú)?、水接觸，③中的鐵絲與氧氣、水接觸，對比②③可知，除了氧氣外，其它條件均相同，可得出氧氣是鐵絲燃燒的條件之一，故選項(xiàng)說法正確。D、③中的鐵絲（螺旋狀）與氧氣、水接觸，④中的鐵絲（直線狀）與氧氣、水接觸，對比③④可知，除了鐵絲形狀不同外，其它條件均相同，可得出鐵絲形狀能影響鐵絲的燃燒，故選項(xiàng)說法正確。故選B?！咀兪?】用如圖所示裝置探究銅生銹的條件，一個月后發(fā)現(xiàn)銅絲未生銹。下列敘述錯誤的是

A．金屬的腐蝕是金屬從單質(zhì)變成化合物的過程B．在潮濕的空氣中，鋁比鐵耐銹蝕C．在有氧氣和水的條件下，銅比鐵易生銹D．銅生銹可能與空氣中的O2、H2O和CO2有關(guān)【答案】C【詳解】A、金屬的腐蝕，實(shí)際上是金屬與氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)，是金屬從單質(zhì)變成化合物的過程，故選項(xiàng)說法正確；B、在潮濕的空氣中，鋁比鐵耐銹蝕，是因?yàn)殇X在空氣中能與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，阻止內(nèi)部的鋁進(jìn)一步被氧化，故選項(xiàng)說法正確；C、用如圖所示裝置探究銅生銹的條件，一個月后發(fā)現(xiàn)銅絲未生銹，說明在有氧氣和水的條件下，銅不如鐵易生銹，故選項(xiàng)說法不正確；D、用如圖所示裝置探究銅生銹的條件，氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳，氫氧化鈉固體能防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣進(jìn)入盛有銅絲的試管中，一個月后發(fā)現(xiàn)銅絲未生銹，說明銅生銹可能與空氣中的O2、H2O和CO2有關(guān)，故選項(xiàng)說法正確。故選C?！咀兪?】某項(xiàng)目小組開展了下列“鐵的性質(zhì)”探究實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}：（1）①的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。（2）實(shí)驗(yàn)②中產(chǎn)生氣泡速度更快的是（填字母標(biāo)號），由此可知金屬活動性：鋅鐵（填“強(qiáng)于”或“弱于”）。試管b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，基本反應(yīng)類型是。（3）實(shí)驗(yàn)③進(jìn)行一段時間后，鐵釘明顯銹蝕的是（填字母標(biāo)號），對比三支試管的現(xiàn)象可知，鐵生銹需要的條件是。【答案】（1）劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體（2）a強(qiáng)于置換反應(yīng)（3）c與氧氣和水接觸【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)①中鐵絲在氧氣中劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體；（2）實(shí)驗(yàn)②中鐵、鋅均能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，且鋅片和鐵片形狀相同，酸的體積和濃度相同，鋅比鐵活潑，故實(shí)驗(yàn)②中產(chǎn)生氣泡速度更快的是a；在相同條件下，鋅與稀硫酸反應(yīng)速率比鐵與稀硫酸反應(yīng)速率快，說明金屬活動性：鋅強(qiáng)于鐵；試管b中發(fā)生反應(yīng)為鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；該反應(yīng)符合“一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物”的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；（3）實(shí)驗(yàn)③進(jìn)行一段時間后，試管c中鐵釘與氧氣和水直接接觸，故鐵釘明顯銹蝕的是c；試管c中鐵釘與氧氣和水接觸，生銹，試管d中鐵釘只與水接觸，不生銹，試管e中鐵釘只與氧氣接觸，不生銹，對比cd可知，鐵生銹需要與氧氣接觸，對比ce可知，鐵生銹需要與水接觸，故鐵生銹需要的條件是：與氧氣和水接觸?！咀兪?】錢老師設(shè)計了如圖所示的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)同學(xué)們對銅鐵銹蝕進(jìn)行探究。用鐵粉和碳粉的均勻混合物模擬鐵釘成分，用傳感器測定試劑瓶內(nèi)氣體的相關(guān)數(shù)據(jù)?？晒┻x擇的藥品見表：組別藥品鐵粉/g碳粉/g水/滴食鹽/g其他一5.00.100干燥劑二5.00.1100無三5.00.1101.0無四5.00.101.0無（1）鐵在空氣中銹蝕生成鐵銹。鐵銹的主要成分是（填化學(xué)式）。（2）在A、B兩只試劑瓶中依次加入第一組和第二組藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①600s內(nèi)A瓶中O2含量幾乎不變，B瓶中不斷減少。實(shí)驗(yàn)表明，鐵在空氣中銹蝕是鐵和O2、發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。②將第二組藥品中的水改為迅速冷卻的沸水，且用量增多至足以完全浸沒固體混合物。600s內(nèi)B瓶中O2含量也略有減少，主要原因是。（3）為探究食鹽對鋼鐵銹蝕速率的影響，應(yīng)選擇的藥品組別是（填序號）。（4）在兩只試劑瓶中均加入第二組藥品，分別改用溫度和濕度傳感器測得結(jié)果如圖所示。瓶內(nèi)濕度隨時間增大（即水蒸氣含量增大），根本原因是。（5）請?zhí)岢鲆环N防止鋼鐵生銹的方法：?！敬鸢浮浚?）Fe2O3（2）H2O試劑瓶中的O2逐漸溶于冷卻的沸水（3）二和三（4）鐵的銹蝕反應(yīng)有熱量放出，瓶內(nèi)溫度上升（5）在鋼鐵表面覆蓋保護(hù)層、保持鋼鐵表面干燥（或制成不銹鋼）【詳解】（1）鐵銹的主要成分是氧化鐵，化學(xué)式為：Fe2O3。（2）①A、B兩只試劑瓶中依次加入第一組和第二組藥品，兩組中其他藥品相同，變量是水，A中無水，B中有水，600s內(nèi)A瓶中O2含量幾乎不變，B瓶中不斷減少。實(shí)驗(yàn)表明，鐵在空氣中銹蝕是鐵和O2、水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，故填：H2O或水。②氧氣不易溶于水，但也有少量氧氣溶解在水中。將第二組藥品中的水改為迅速冷卻的沸水，且用量增多至足以完全浸沒固體混合物。600s內(nèi)B瓶中O2含量也略有減少，主要原因是試劑瓶中的O2逐漸溶于冷卻的沸水。（3）為探究食鹽對鋼鐵銹蝕速率的影響，即其他量相同，唯一的變量是食鹽，應(yīng)選擇的藥品組別是二和三。（4）根據(jù)圖像可知，瓶內(nèi)溫度和濕度均隨時間增大，瓶內(nèi)濕度隨時間增大（即水蒸氣含量增大）的根本原因是溫度的升高，即鐵的銹蝕反應(yīng)有熱量放出，瓶內(nèi)溫度上升。（5）鋼鐵在潮濕的空氣中易生銹，在鋼鐵表面覆蓋保護(hù)層、保持鋼鐵表面干燥（或制成不銹鋼）等方法均可防止鋼鐵生銹?！绢}型2金屬防護(hù)的措施】【例2】防止金屬銹蝕能有效保護(hù)金屬資源。下列防銹方法中，與其它三種方法原理不同的是A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆蓋塑料 D．制成合金【答案】D【詳解】A.在金屬制品表面涂油防銹方法中，方法原理是在鐵制品表面涂保護(hù)膜，破壞鐵銹蝕條件，即隔絕氧氣或水；B.在金屬制品表面刷漆防銹方法中，方法原理是在鐵制品表面涂保護(hù)膜，破壞鐵銹蝕條件，即隔絕氧氣或水；C.在金屬制品表面覆蓋塑料，方法原理是在鐵制品表面覆蓋保護(hù)膜，破壞鐵銹蝕條件，即隔絕氧氣或水；D.制成合金進(jìn)行防銹，方法原理是改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成耐腐蝕的合金。綜上所述，四種防銹方法中，與其它三種方法原理不同的是D，故選：D。【變式1】下列措施中，不能防止鋼鐵生銹的是A．在鋼鐵表面涂油 B．存放在潮濕的空氣中C．在鋼鐵表面刷漆 D．制成耐腐蝕的合金如不銹鋼【答案】B【詳解】A、涂油能隔絕氧氣和水，能防止鐵制品銹蝕，故選項(xiàng)不符合題意；B、存放在潮濕的空氣中，鐵能與氧氣、水充分接觸，容易生銹，故選項(xiàng)符合題意；C、刷漆能隔絕氧氣和水，能防止鐵制品銹蝕，故選項(xiàng)不符合題意；D、鍍一層耐腐蝕的合金如不銹鋼，能隔絕氧氣和水，能防止鐵制品銹蝕，故選項(xiàng)不符合題意。故選B。【變式2】為了防止鋼鐵制品銹蝕，下列做法不正確的是A．用洗滌劑除去鐵制品表面的油膜 B．在車船的表面噴涂油漆C．在鐵制品表面鍍上一層其他金屬 D．將使用后的菜刀用布擦干【答案】A【詳解】A、用洗滌劑除去鐵制品表面的油膜，鐵能與氧氣和水充分接觸，容易生銹，故選項(xiàng)做法不正確；B、車船表面噴涂油漆，能夠阻止鐵與氧氣、水接觸，所以可防止鐵生銹，故選項(xiàng)做法正確；C、在鐵制品表面鍍上一層其它金屬能夠防止生銹，故選項(xiàng)做法正確；D、將使用后的菜刀用布擦干，能防止與水分接觸，能防止鋼鐵制品銹蝕，故選項(xiàng)做法正確。故選A?！咀兪?】我國很多大橋的橋體使用了大量的金屬材料。下列對橋梁中使用的金屬材料保護(hù)措施不正確的是A．經(jīng)常用濃鹽酸清洗金屬材料B．在金屬材料表面刷油漆C．在金屬材料表面鍍保護(hù)層D．改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成防腐合金【答案】A【詳解】A、金屬能與酸反應(yīng)，經(jīng)常用濃鹽酸清洗金屬材料，會加速金屬的銹蝕，符合題意；B、在金屬材料表面刷油漆，可以隔絕氧氣和水，防止金屬銹蝕，不符合題意；C、在金屬材料表面鍍保護(hù)層，可以隔絕氧氣和水，防止金屬銹蝕，不符合題意；D、改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成防腐合金，合金比組成它的純金屬耐腐蝕，可以保護(hù)金屬材料，不符合題意。故選A?！咀兪?】下列做法不能有效保護(hù)金屬資源的是A．防止金屬腐蝕 B．尋找金屬的代用品C．回收利用廢舊金屬 D．肆意開采金屬礦物【答案】D【詳解】A、防止金屬腐蝕，可保護(hù)金屬資源，該選項(xiàng)不符合題意；B、尋找金屬的代用品，可保護(hù)金屬資源，該選項(xiàng)不符合題意；C、回收利用廢舊金屬，可保護(hù)金屬資源，該選項(xiàng)不符合題意；D、肆意開采金屬礦物，不利于保護(hù)金屬資源，該選項(xiàng)符合題意。故選D?！绢}型3廢金屬的回收利用】【例3】鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬。下列有關(guān)說法正確的是A．煉鐵原理是用合適的物質(zhì)將單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵B．將生鐵中的大部分碳反應(yīng)除去得到的鋼是純凈物C．鐵制品高溫處理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用D．日常生活中的廢舊鐵制品直接填埋處理【答案】C【詳解】A、煉鐵原理是用合適的物質(zhì)將氧化鐵在一定條件下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鐵，不符合題意；B、生鐵和鋼均是鐵的合金，但是生鐵的含碳量比鋼高，煉鋼的原理是將生鐵中的大部分碳反應(yīng)除去，但是得到的鋼也是由鐵、碳等混合而成，屬于混合物，不符合題意；C、鐵制品高溫處理后，表面形成的致密氧化膜，可以隔絕氧氣和水，防止鐵進(jìn)一步被銹蝕，符合題意；D、日常生活中的廢舊鐵制品應(yīng)回收利用，可以節(jié)約金屬資源，減少污染，不符合題意。故選C。【變式1】“垃圾是一種放錯地方的資源”。垃圾的分類回收既可以節(jié)約資源又可以減少對環(huán)境的污染。含鉛、鎳、鎘、汞的廢舊電池屬于A．有害垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．廚余垃圾【答案】A【詳解】廢舊電池中含鉛、鎳、鎘、汞等金屬，人若攝入汞，會損壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)，廢舊電池若填埋處理，廢舊電池中的有害物質(zhì)就會進(jìn)入土壤、水體，對環(huán)境造成污染，故廢舊電池屬于有害垃圾。故選A?！咀兪?】在學(xué)完《金屬資源的利用和保護(hù)》之后，某?；瘜W(xué)興趣小組嘗試從廢舊電子產(chǎn)品中提煉貴重金屬（金、銀），并制備氧化銅。他們設(shè)計的操作流程如圖所示：

（1）操作Ⅰ的名稱是。（2）溶液A中加入鋅粒后冒出氣泡，溶液A中一定含有的溶質(zhì)是（填化學(xué)式）。（3）操作流程中加入硝酸銀溶液得到溶液B所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是。【答案】（1）過濾（2）H2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3（3）置換反應(yīng)【詳解】（1）分離固體和液體的操作屬于過濾。（2）將足量的稀硫酸加入到粗產(chǎn)品后，鎂和鋁會和稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成MgSO4、Al2（SO4）3，將鎂和鋁反應(yīng)完后，稀硫酸本身有剩余，故填：H2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3。（3）經(jīng)過操作Ⅰ后剩余的固體是銅、銀、金再加入硝酸銀溶液后，銅會和硝酸銀溶液發(fā)生置換反應(yīng)?！咀兪?】某化學(xué)小組圍繞四氧化三鐵開展主題學(xué)習(xí)。

Ⅰ.檢驗(yàn)（1）生活中常用墨粉中所含鐵的氧化物為四氧化三鐵，用物理方法初步檢驗(yàn)的操作為，用化學(xué)方法進(jìn)一步檢驗(yàn)可確定。Ⅱ.制備（2）低碳鐵皮在空氣中跟等物質(zhì)作用會生銹。（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，為。（4）與方法二比較，方法一的不足之處是（答1點(diǎn)即可）。（5）當(dāng)A溶液①和A溶液②的質(zhì)量之比為時，鐵元素全部轉(zhuǎn)化到Fe3O4中。Ⅲ.FeOOH的含量測定已知：FeOOH及鐵的氧化物加熱分解的溫度如下。FeOOHFe2O3Fe3O4FeO稱取含F(xiàn)e3O4的FeOOH樣品76.6g，進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)?？刂撇煌臏囟葘悠芳訜幔瑴y得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。

（6）樣品中FeOOH的含量為%（精確到0.1%）。（7）當(dāng)加熱到T4℃時，M點(diǎn)固體的成分是，對應(yīng)的質(zhì)量比為?！敬鸢浮浚?）用鐵塊接近墨粉時，鐵塊上有墨粉吸附其上（2）氧氣、水（3）過濾（4）得到的四氧化三鐵中還會含有雜質(zhì)碳（合理即可）（5）2：1（6）69.7（7）Fe3O4和FeO29：54【詳解】（1）四氧化三鐵具有鐵磁性，能夠吸引鐵，若生活中常用墨粉中所含鐵的氧化物為四氧化三鐵，則用鐵塊接近墨粉時，鐵塊上有墨粉吸附其上，然后用化學(xué)方法進(jìn)一步檢驗(yàn)可確定；（2）根據(jù)鐵生銹是鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果，所以低碳鐵皮在空氣中跟氧氣和水等物質(zhì)作用會生銹；（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ均為把固體和液體分開，為過濾操作；（4）方法一中，低碳鐵皮中的鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；方法二中，低碳鐵皮中的鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，硫酸亞鐵溶液和FeOOH，經(jīng)過一系列操作得到純凈的四氧化三鐵；方法二中得到純凈的四氧化三鐵，而方法一中得到的四氧化三鐵中還會含有雜質(zhì)碳，得到的四氧化三鐵不純；（5）FeOOH中氫元素為+1價，氧元素為2價，根據(jù)化合價法則可知，F(xiàn)eOOH中鐵元素的化合價是+3價；Fe3O4可表示為FeO?Fe2O3，即需要+3價鐵的個數(shù)是+2價鐵的個數(shù)的2倍，所以當(dāng)A溶液①和A溶液②的質(zhì)量之比為2：1時，鐵元素全部轉(zhuǎn)化到Fe3O4；（6）由圖像可知，生成氧化鐵的質(zhì)量為71.2g；設(shè)FeOOH的質(zhì)量為x，x=53.4g則樣品中FeOOH的含量為：；（7）由圖像看出，當(dāng)加熱到T4℃時，F(xiàn)e3O4還沒有完全反應(yīng)，M點(diǎn)固體的成分是Fe3O4和FeO；原混合物中四氧化三鐵的質(zhì)量為：76.6g53.4g=23.2g，根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒，F(xiàn)eOOH生成的四氧化三鐵質(zhì)量為：；故四氧化三鐵總質(zhì)量為23.2g+46.4g=69.6g；設(shè)生成氧化亞鐵質(zhì)量為y，，y=43.2g；故Fe3O4和FeO的質(zhì)量比為：（）：43.2g=29：54。【題型4關(guān)于金屬鐵的有關(guān)推斷】【例4】A、B、C、D、E是初中常見的化學(xué)物質(zhì)，A在常溫下為液體，D為金屬單質(zhì)，E為鐵銹的主要成分，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。請回答下列問題：

（1）A的化學(xué)式是。（2）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：。（3）防止D生銹的措施是（寫出一個合理答案即可）?！敬鸢浮浚?）（2）（3）保持鐵制品表面的干燥與清潔（刷漆等合理即可）【分析】A在常溫下為液體，通電生成B和C，推斷A是水，水通電生成氫氣和氧氣；D為金屬單質(zhì)，能與C、A共同反應(yīng)生成E，E是鐵銹主要成分即氧化鐵，故推斷C是氧氣，因此B是氫氣，將結(jié)果帶入原題驗(yàn)證，符合題意。【詳解】（1）根據(jù)題意，A是水，化學(xué)式是：；（2）反應(yīng)①即水通電生成氫氣和氧氣，化學(xué)方程式是：；（3）由于鐵在潮濕的空氣中易生銹即鐵和氧氣、水共同作用。故防止鐵生銹的措施是保持鐵制品表面的干燥與清潔（刷漆等合理即可）【變式1】某小組同學(xué)對煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應(yīng)進(jìn)行了知識網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)，各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（反應(yīng)條件已略去）。A~H是初中化學(xué)常見物質(zhì)，其中B、D、G為高爐煉鐵原料的主要成分，且G為紅棕色氧化物。請回答下列問題：（1）G的化學(xué)式為。（2）反應(yīng)②的基本反應(yīng)類型為。（3）反應(yīng)④的化學(xué)方程式為。（4）反應(yīng)①在高爐煉鐵中的作用是（寫一條即可）?！敬鸢浮浚?）Fe2O3（2）分解反應(yīng)（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（4）提供熱量/提供還原劑【分析】B、D、G為高爐煉鐵原料的主要成分，且G為紅棕色氧化物，由于高爐煉鐵的原料有鐵礦石、焦炭和石灰石，其中赤鐵礦的主要成分氧化鐵為紅棕色氧化物，則G為氧化鐵；又由于石灰石的主要成分為碳酸鈣，碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，碳燃燒生成二氧化碳，則D為碳酸鈣、C為二氧化碳、E為氧化鈣、A為氧氣、B為碳；且碳能與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳能與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，則F為一氧化碳、H為鐵單質(zhì)，符合推理?！驹斀狻浚?）由分析可知，G的化學(xué)式為Fe2O3。（2）反應(yīng)②為碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，該反應(yīng)為一種物質(zhì)生成多種物質(zhì)的反應(yīng)，屬于分解反應(yīng)。（3）反應(yīng)④為一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（4）反應(yīng)①中，碳燃燒放熱，則為反應(yīng)提供了熱量，且碳燃燒生成的二氧化碳還能與碳反應(yīng)生成一氧化碳，則還能提供還原劑?！咀兪?】A~G是初中化學(xué)中常見的物質(zhì)，已知A、B都是黑色固體，D為紅色固體單質(zhì)，F(xiàn)為紅棕色固體氧化物，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，請推斷出各物質(zhì)后回答下列問題。

（1）寫出物質(zhì)的化學(xué)式A：。（2）寫出物質(zhì)E的用途：。（3）轉(zhuǎn)化過程①可用化學(xué)方程式表示為。（4）轉(zhuǎn)化過程③可用化學(xué)方程式表示為。【答案】（1）C（2）用做燃料，用于冶金工業(yè)（3）（4）【分析】D為紅色固體單質(zhì)，D為銅；F為紅棕色固體氧化物，F(xiàn)為氧化鐵；A、B都是黑色固體，A、B能轉(zhuǎn)化為銅，A能與C反應(yīng)，A是碳，B是氧化銅，C是二氧化碳；二氧化碳與碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳，E是一氧化碳；一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，G是鐵。代入框圖檢驗(yàn)，推斷合理。【詳解】（1）根據(jù)分析，物質(zhì)A是碳，化學(xué)式為C，故填：C。（2）E是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，可用作氣體燃料，一氧化碳具有還原性，可用于冶金工業(yè)。故填：用做燃料，用于冶金工業(yè)。（3）碳與氧化銅在高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，所以轉(zhuǎn)化過程①的化學(xué)方程式為：，故填：。（4）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以轉(zhuǎn)化過程③化學(xué)方程式為：，故填：。【變式3】A、B、C、D、E是初中化學(xué)常見的物質(zhì)，常溫下A、B、C都為無色氣體，且A為單質(zhì)，B有毒性，D、E都為黑色粉末，且D為化合物。物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（“—”表示相鄰的兩物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)，“→”表示兩物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，部分反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件已略去）。請回答下列問題。（1）A具有性，C的用途。（2）B與D反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）E→B的反應(yīng)過程中一定放出熱量，此說法（填“正確”或“錯誤”）。【答案】（1）氧化性用于滅火（合理即可）（2）或（3）錯誤【分析】常溫下A、B、C都為無色氣體，且A為單質(zhì)，B有毒性，A能與B反應(yīng)，B與C能相互轉(zhuǎn)化，推出A為氧氣，B為一氧化碳，C為二氧化碳，D為黑色粉末，且D為化合物，D能轉(zhuǎn)化為二氧化碳，D能與一氧化碳反應(yīng)，推出D為氧化銅或四氧化三鐵，E為黑色粉末，E能生成一氧化碳，E能與氧化銅或四氧化三鐵反應(yīng)，也能與氧氣反應(yīng)，推出E為碳，將推出的物質(zhì)代回框圖驗(yàn)證符合。【詳解】（1）根據(jù)分析A為氧氣，氧氣在化學(xué)變化常作為氧化劑，氧化劑具有氧化性。故填氧化；C為二氧化碳，二氧化碳不能支持呼吸也不能支持燃燒，所以二氧化碳可用于滅火等用途。故填用于滅火（合理即可）；（2）根據(jù)分析，B為一氧化碳，D為氧化銅或四氧化三鐵，則B與D反應(yīng)的方程式為或。故填或；（3）根據(jù)分析，E為碳，B為一氧化碳，由碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳的過程，可能放熱（如碳和氧氣反應(yīng)生成一氧化碳，該過程放熱），也可能吸熱（如碳和二氧化碳在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳，該過程吸熱），故該說法錯誤。故填錯誤?！咀兪?】A~G都是初中化學(xué)常見的物質(zhì)，已知A、B是黑色固體，G是一種藍(lán)色溶液。它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：請回答：（1）寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A；G；（2）寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式，寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式；（3）上述反應(yīng)中屬于置換反應(yīng)的是（填序號）；（4）請寫出C在生活生產(chǎn)中的一種用途。【答案】（1）CCuSO4（2）（3）①④（4）作滅火劑（合理即可）【分析】碳和氧化銅都是黑色固體，碳和氧化銅在高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳和銅，碳和二氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳具有還原性，高溫條件下能和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；硫酸銅溶液是藍(lán)色的，波爾多液的原料之一，能和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，因此A是碳，B是氧化銅、C是二氧化碳、D是銅、E是一氧化碳、F是鐵、G是硫酸銅，代入驗(yàn)證，符合題意。【詳解】（1）由分析可知，A是C，G是CuSO4。（2）反應(yīng)②中，碳和二氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。反應(yīng)③中，一氧化碳具有還原性，高溫條件下能和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。反應(yīng)①為碳和氧化銅在高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳和銅，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②為碳和二氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳，不屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③為一氧化碳在高溫條件下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，不屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，屬于置換反應(yīng)。綜上所述，屬于置換反應(yīng)的是①④。（4）由分析可知，C是二氧化碳，二氧化碳具有不可燃不助燃的性質(zhì)，可作滅火劑?！咀兪?】某化學(xué)小組圍繞四氧化三鐵開展主題學(xué)習(xí)。Ⅰ.檢驗(yàn)（1）生活中常用墨粉中所含鐵的氧化物為四氧化三鐵，用物理方法初步檢驗(yàn)的操作為，用化學(xué)方法進(jìn)一步檢驗(yàn)可確定。Ⅱ.制備方法一：

方法二：

（2）方法一中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，低碳鐵皮在空氣中跟等物質(zhì)作用會生銹。（3）方法二中A的化學(xué)式是。操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，為。（4）與方法二比較，方法一的不足之處是（答1點(diǎn)即可）。（5）氫氧化氧鐵（FeOOH）中鐵元素的化合價是。Fe3O4可表示為FeO·Fe2O3，當(dāng)A溶液①和A溶液②的質(zhì)量之比為時，鐵元素全部轉(zhuǎn)化到Fe3O4中。Ⅲ.應(yīng)用納米高性能Fe3O4可以實(shí)現(xiàn)高效催化分解水，其反應(yīng)歷程如圖所示?；卮鹨韵聠栴}：

（6）該過程中能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。（7）分解水前后Fe3O4的和化學(xué)性質(zhì)不變。（8）在加熱的條件下反應(yīng)b的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）用磁鐵吸引（2）3Fe+2O2Fe3O4O2、H2O（3）FeSO4過濾（4）反應(yīng)的環(huán)境為純氧，要求較高不易達(dá)到（5）+32:1（6）太陽（7）質(zhì)量（8）3FeO+H2OFe3O4+H2↑【詳解】（1）四氧化三鐵具體磁性，墨粉不具有磁性，則可以用磁鐵吸引檢測墨粉中是否含有四氧化三鐵，該過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；（2）方法一原理為：鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Fe+2O2Fe3O4；鐵生銹是鐵與空氣中氧氣、水共同作用的結(jié)果；（3）鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵與氫氣，則溶液A中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵，化學(xué)式為FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都為固液分離，為過濾操作；（4）方法一的鐵絲需要在純氧的環(huán)境下才能燃燒，對反應(yīng)的環(huán)境要求較高不易達(dá)到；（5）化合物中元素的化合價代數(shù)和為0，F(xiàn)eOOH中H為+1價，O為2價，設(shè)Fe的化合價為x，則x+（2×2）+（+1）=0，x=+3，則Fe為+3價；溶液①中的FeSO4反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為+3價Fe，溶液②中的Fe為+2價，F(xiàn)e3O4可以表示為FeO·Fe2O3，其中含有+2價Fe與+3價Fe的比例為1:2，故當(dāng)A溶液①和A溶液②的質(zhì)量之比為2:1時，鐵元素全部轉(zhuǎn)化到Fe3O4中；（6）該反應(yīng)中條件為光照，則過程中將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；（7）Fe3O4為反應(yīng)的催化劑，催化劑化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化；（8）反應(yīng)b為FeO與H2O反應(yīng)生成Fe3O4與H2，則化學(xué)反應(yīng)方程式為：3FeO+H2OFe3O4+H2↑?！绢}型5關(guān)于金屬的科普閱讀】【例5】閱讀下面短文，回答問題。鐵是生活中使用最廣泛的金屬，活潑性較強(qiáng)，鐵元素屬于人體必需微量元素之一。我國在春秋時期就開始了鐵的冶煉，漢代出現(xiàn)了最早的煉鐵高爐?！捌埨麌疑酪裕M因禍福避趨之?！绷謩t徐修筑洪澤湖大堤，所展現(xiàn)出的勤政愛民、甘于奉獻(xiàn)是其一生赤子情懷的縮影。林則徐用生鐵鑄成鐵鍋（如圖1），放在條石的齒槽之間，再澆上由糯米汁與熟石灰攪拌而成的砂漿，使得條石與條石牢牢地黏合在一起，不留絲毫縫隙，做到了針插不進(jìn)、水潑不進(jìn)。他還在每一塊鐵鋦上刻上自己的名字，以表示對其修筑的工程終身負(fù)責(zé)。如今一百九十多年過去了，洪澤湖大堤依然固若金湯。

（1）人體缺乏鐵元素，會影響健康，易得（填序號）。A．佝僂病

B．貧血癥

C．甲狀腺疾?。?）工業(yè)上用赤鐵礦石（主要成分：Fe2O3）冶煉生鐵，F(xiàn)e2O3與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）利用鐵鋦和砂漿將條石與條石牢牢黏合在一起，使大堤固若金湯。①說明鑄造鐵鋦的生鐵具有的物理性質(zhì)是。②砂漿中的熟石灰與空氣接觸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（4）從條石中取出的鐵鋦暴露在空氣中一段時間后，表面因生銹而腐蝕。導(dǎo)致鐵腐蝕的因素有多種，化學(xué)興趣小組同學(xué)對此開展以下探究：取四份質(zhì)量均為0.15g的生鐵粉末，分別放入如圖2所示裝置中進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容記錄如下表所示：

序號實(shí)驗(yàn)操作3分鐘時氧氣的含量Ⅰ/21%Ⅱ打開分液漏斗活塞，滴加2mL蒸餾水，關(guān)閉活塞15%Ⅲ打開分液漏斗活塞，滴加2mL食鹽水，關(guān)閉活塞8%Ⅳ打開分液漏斗活塞，滴加2mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀鹽酸，關(guān)閉活塞13%①由實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ可知，加速鐵生銹的物質(zhì)是。②能說明鐵生銹需要水的證據(jù)是。③實(shí)驗(yàn)Ⅳ中氧氣含量下降的原因可能是?！敬鸢浮浚?）B（2）（3）硬度大（4）食鹽水實(shí)驗(yàn)Ⅰ不加水，氧氣含量不減少，實(shí)驗(yàn)Ⅱ加水后，氧氣含量減少鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，氣體體積增加，氧氣含量下降?！驹斀狻浚?）人體缺乏鐵元素，會影響健康，易得貧血病，故選B。（2）工業(yè)上用赤鐵礦石冶煉生鐵，F(xiàn)e2O3與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（3）鑄造鐵鋦的生鐵具有的物理性質(zhì)是硬度大；熟石灰與空氣接觸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：；鐵生銹為鐵與氧氣水接觸反應(yīng)生成三氧化二鐵，反應(yīng)過程中氧氣含量減少。Ⅰ實(shí)驗(yàn)，滴加2mL蒸餾水，3分鐘時氧氣的含量為15%；Ⅱ?qū)嶒?yàn)，滴加2mL食鹽水，3分鐘時氧氣的含量為8%；可知，加食鹽水比加蒸餾水氧氣減少量更多，因此加速鐵生銹的物質(zhì)食鹽水。Ⅰ實(shí)驗(yàn)，未加水，3分鐘時氧氣的含量為21%；Ⅱ?qū)嶒?yàn)，滴加蒸餾水，3分鐘時氧氣的含量為15%；因此對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ可知，鐵生銹需要水。（4）實(shí)驗(yàn)Ⅳ中鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，氣體體積增加，氧氣含量下降。【變式1】閱讀下列科技短文，回答問題：鎂是一種重要的金屬，1808年英國化學(xué)家戴維用電解法最早制得少量鎂。鎂是一種輕質(zhì)有延展性的銀白色金屬。鎂和位于同族的鈸的化學(xué)性質(zhì)相似，但鎂不像鈹?shù)亩拘阅敲创螅弯?、鈉這些活潑的堿金屬也不同。在空氣中，鎂的表面會生成一層很薄的氧化膜，使空氣很難與它反應(yīng)，但沒有鋁的氧化膜致密。鎂是一種比較活潑的金屬，可以和沸水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣，在空氣中燃燒時，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，放出大量的熱量，生成白色固體。鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，鎂在氮?dú)庵羞M(jìn)行高溫加熱，會生成氮化鎂。鎂所具有的輕質(zhì)特性決定了鎂合金是生產(chǎn)航天器、軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈、高機(jī)動性能戰(zhàn)車、船舶的必不可少的結(jié)構(gòu)材料。目前使用最廣的鐵合金是鎂鋁合金，它具有密度小、耐腐蝕、抗沖擊、耐磨、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好等優(yōu)點(diǎn)。閱讀分析，回答問題：（1）用化學(xué)方程式表示鎂表面形成氧化膜的過程：。（2）鎂能用于煙花、照明彈的原因是。（3）鎂和沸水反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是。（4）金屬鎂燃燒發(fā)生火災(zāi)時，（選填“能”或“不能”）用二氧化碳滅火器滅火。（5）鎂鋁合金屬于材料，其具有的優(yōu)點(diǎn)是（寫1條）。【答案】（1）（2）鎂在空氣中燃燒，發(fā)出耀眼白光（3）置換反應(yīng)（4）不能（5）金屬密度小、耐腐蝕、抗沖擊、耐磨、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好等【詳解】（1）鎂能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層氧化鎂薄膜，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（2）鎂能用于煙花、照明彈的原因是：鎂在空氣中燃燒，發(fā)出耀眼白光；（3）鎂和沸水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣，該反應(yīng)符合“一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物”的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；（4）鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，故金屬鎂燃燒發(fā)生火災(zāi)時，不能用二氧化碳滅火器滅火；（5）鎂鋁合金屬于合金，屬于金屬材料；由資料可知，鎂鋁合金具有密度小、耐腐蝕、抗沖擊、耐磨、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好等優(yōu)點(diǎn)?！咀兪?】閱讀下列科技短文，回答問題：有一種不銹鋼薄如蟬翼，輕輕一撕，就能撕開，因此也叫“手撕鋼”。被廣泛應(yīng)用于高端制造業(yè)。雖然其價格高到要論克賣，仍然供不應(yīng)求。手撕鋼的學(xué)名叫做“寬幅軟態(tài)不銹鋼精密箔材”，因其厚度僅有0.02mm，僅為A4紙厚度的四分之一、生產(chǎn)手撕鋼最核心的技術(shù)是軋制和退火。軋制就是一卷厚0.8mm，寬600mm，長度超千米的原始鋼帶被軋輥軋薄，像搟面一樣。退火，就是使鋼帶變軟，有良好的塑性。軋制一次、退火一次，為一個軋程，一個軋程要34天。（1）“手撕鋼”是一種鐵合金，屬于（選填“混合物”或“純凈物”）；原始鋼帶能被軋輥軋薄制成厚度僅有0.02mm的手撕鋼，體現(xiàn)了金屬的性。（2）下列說法不正確的是___________（填字母）。A．“手撕鋼”的性能比生鐵優(yōu)越B．“手撕鋼”能完全溶解在鹽酸中C．“手撕鋼”的含碳量比生鐵高（3）用于制造不銹鋼的鐵來源于鐵礦石，請寫出工業(yè)上用赤鐵礦煉鐵的原理（用化學(xué)方程式表示）?！敬鸢浮浚?）混合物延展（2）BC（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【詳解】（1）“手撕鋼”是一種鐵合金，其中含有少量的碳，所以屬于混合物；原始鋼帶能被軋輥軋薄制成厚度僅有0.02mm的手撕鋼，體現(xiàn)了金屬的延展性；（2）A、“手撕鋼”是一種的不銹鋼，性能比生鐵優(yōu)越，故選項(xiàng)正確；B、“手撕鋼”是一種的不銹鋼，其中含有少量的碳，不能完全溶解在鹽酸中，故選項(xiàng)不正確；C、“手撕鋼”是一種的不銹鋼，含碳量比生鐵低，故選項(xiàng)不正確；故選BC（3）赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。【變式3】閱讀短文，回答有關(guān)問題?？萍贾恻c(diǎn)亮三星堆考古“沉睡三千年，一醒驚天下”。2021年3月20日，三星堆古遺址又發(fā)現(xiàn)了最新的考古成果，其中青銅面具、黃金面具、青銅大立人、青銅神樹、太陽神鳥、象牙等均堪稱獨(dú)一無二的曠世神品。三星堆古遺址的發(fā)掘向世人展示了古代文明的高度發(fā)達(dá)和中