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12.（2026连云港）《天工开物》中有关于炼锌的记载：将炉甘石（$\ce{ZnCO_{3}}$）和煤粉装入炼锌罐（如图所示），泥封后“发火煅红”“冷定毁罐取出”。已知：$\ce{ZnCO_{3}}$受热分解可生成$\ce{ZnO}$；锌的熔点为419 ℃，沸点为907 ℃。下列说法正确的是（）
A.反应区内发生的化学反应中锌元素化合价升高
B.煤粉和煤饼的主要作用都是燃烧提供能量
C.为获得液态锌，冷凝区的温度应控制在419 ℃以下
D.“冷定”后方能“毁罐”取锌，是为了防止反应$\ce{2Zn + O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO}$的发生
A.反应区内发生的化学反应中锌元素化合价升高
B.煤粉和煤饼的主要作用都是燃烧提供能量
C.为获得液态锌，冷凝区的温度应控制在419 ℃以下
D.“冷定”后方能“毁罐”取锌，是为了防止反应$\ce{2Zn + O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO}$的发生
答案
D
解析
【分析】
本题结合古代炼锌工艺，考查金属冶炼的相关知识，需结合题目给出的信息（$\ce{ZnCO_{3}}$分解生成$\ce{ZnO}$、锌的熔沸点、反应区温度等），逐一分析每个选项的正误，判断依据为物质的化合价变化、作用、熔沸点的应用及化学性质。
【解析】
选项A：反应区内，$\ce{ZnO}$被还原为$\ce{Zn}$，锌元素化合价从$\ce{ZnO}$中的$+2$价降低为$\ce{Zn}$中的$0$价，化合价降低，而非升高，故A错误。
选项B：煤粉在反应区的主要作用是作为还原剂，还原$\ce{ZnO}$生成$\ce{Zn}$；煤饼的主要作用是燃烧提供反应所需的能量，两者作用不同，故B错误。
选项C：锌的熔点为$419°\mathrm{C}$，沸点为$907°\mathrm{C}$，要获得液态锌，冷凝区温度需控制在$419°\mathrm{C}～907°\mathrm{C}$之间（温度高于熔点、低于沸点），若温度在$419°\mathrm{C}$以下，锌为固态，无法得到液态锌，故C错误。
选项D：锌在高温下易与氧气反应生成$\ce{ZnO}$（反应为$\ce{2Zn + O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO}$），“冷定”后温度降低，可防止锌被氧化，因此需冷却后再取锌，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
金属的冶炼、化合价变化、物质的熔沸点应用
【点评】
本题以古代炼锌工艺为背景，将化学知识与实际应用结合，考查学生对金属冶炼原理、物质性质的理解与应用能力，需要仔细分析每个选项对应的化学原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合古代炼锌工艺，考查金属冶炼的相关知识，需结合题目给出的信息（$\ce{ZnCO_{3}}$分解生成$\ce{ZnO}$、锌的熔沸点、反应区温度等），逐一分析每个选项的正误，判断依据为物质的化合价变化、作用、熔沸点的应用及化学性质。
【解析】
选项A：反应区内，$\ce{ZnO}$被还原为$\ce{Zn}$，锌元素化合价从$\ce{ZnO}$中的$+2$价降低为$\ce{Zn}$中的$0$价，化合价降低，而非升高，故A错误。
选项B：煤粉在反应区的主要作用是作为还原剂，还原$\ce{ZnO}$生成$\ce{Zn}$；煤饼的主要作用是燃烧提供反应所需的能量，两者作用不同，故B错误。
选项C：锌的熔点为$419°\mathrm{C}$，沸点为$907°\mathrm{C}$，要获得液态锌，冷凝区温度需控制在$419°\mathrm{C}～907°\mathrm{C}$之间（温度高于熔点、低于沸点），若温度在$419°\mathrm{C}$以下，锌为固态，无法得到液态锌，故C错误。
选项D：锌在高温下易与氧气反应生成$\ce{ZnO}$（反应为$\ce{2Zn + O_{2}\xlongequal{高温} 2ZnO}$），“冷定”后温度降低，可防止锌被氧化，因此需冷却后再取锌，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
金属的冶炼、化合价变化、物质的熔沸点应用
【点评】
本题以古代炼锌工艺为背景，将化学知识与实际应用结合，考查学生对金属冶炼原理、物质性质的理解与应用能力，需要仔细分析每个选项对应的化学原理，难度适中。
【难度系数】
0.5
二、非选择题(共7题,共34分)
13.(4分)(2026湖北)从青铜时代、铁器时代到科技发达的今天,金属材料一直被人们广泛使用。
(1)图甲是商代四羊青铜方尊。青铜的硬度比铜(填“大”或“小”)。
(2)图乙是战国时期铸铁农具。铁的使用晚于铜,因为铁比铜(填“活泼”或“不活泼”),更难冶炼。铁易生锈,用稀硫酸除锈不宜长时间浸泡,因为铁会与$\ce{H_{2}SO_{4}}$反应,其化学方程式为。
(3)图丙是“奋斗者”号载人舱球壳。壳体采用我国自主研发的钛合金制作,在北极海底深处长时间作业,仍光亮如初,说明钛合金抗性能强。
13.(4分)(2026湖北)从青铜时代、铁器时代到科技发达的今天,金属材料一直被人们广泛使用。
(1)图甲是商代四羊青铜方尊。青铜的硬度比铜(填“大”或“小”)。
(2)图乙是战国时期铸铁农具。铁的使用晚于铜,因为铁比铜(填“活泼”或“不活泼”),更难冶炼。铁易生锈,用稀硫酸除锈不宜长时间浸泡,因为铁会与$\ce{H_{2}SO_{4}}$反应,其化学方程式为。
(3)图丙是“奋斗者”号载人舱球壳。壳体采用我国自主研发的钛合金制作,在北极海底深处长时间作业,仍光亮如初,说明钛合金抗性能强。
答案
解：
(1) 大
(2) 活泼
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 腐蚀
(1) 大
(2) 活泼
$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 腐蚀
解析
【分析】
本题考查金属材料的相关性质，需结合合金的特性、金属活动性顺序、金属的化学性质等知识逐一分析：
1. 青铜是铜的合金，合金的硬度一般比其组成纯金属大，据此判断第一空；
2. 根据金属活动性顺序，铁比铜活泼，活泼金属更难被冶炼；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此书写化学方程式；
3. 钛合金在海底长时间作业仍光亮如初，说明其不易被腐蚀，对应抗腐蚀性能。
【解析】
(1) 青铜是铜的合金，合金的硬度大于其组成纯金属，因此青铜的硬度比铜大；
(2) 金属活动性顺序中，铁的活动性强于铜，铁更活泼，所以铁的使用晚于铜；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 钛合金在北极海底深处长时间作业仍光亮如初，说明其抗腐蚀性能强。
【答案】
(1) 大
(2) 活泼；$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 腐蚀
【知识点】
合金的性质；金属活动性；金属的化学性质
【点评】
本题围绕金属材料的基础性质展开，结合生活中的实例考查合金特性、金属活动性及金属的化学性质，属于化学学科的基础考点，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题考查金属材料的相关性质，需结合合金的特性、金属活动性顺序、金属的化学性质等知识逐一分析：
1. 青铜是铜的合金，合金的硬度一般比其组成纯金属大，据此判断第一空；
2. 根据金属活动性顺序，铁比铜活泼，活泼金属更难被冶炼；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此书写化学方程式；
3. 钛合金在海底长时间作业仍光亮如初，说明其不易被腐蚀，对应抗腐蚀性能。
【解析】
(1) 青铜是铜的合金，合金的硬度大于其组成纯金属，因此青铜的硬度比铜大；
(2) 金属活动性顺序中，铁的活动性强于铜，铁更活泼，所以铁的使用晚于铜；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$；
(3) 钛合金在北极海底深处长时间作业仍光亮如初，说明其抗腐蚀性能强。
【答案】
(1) 大
(2) 活泼；$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(3) 腐蚀
【知识点】
合金的性质；金属活动性；金属的化学性质
【点评】
本题围绕金属材料的基础性质展开，结合生活中的实例考查合金特性、金属活动性及金属的化学性质，属于化学学科的基础考点，难度较低。
【难度系数】
0.7
14.(5分)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟,改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。
(1)图1实验中,B试管植物油的作用是。对比(填字母)可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处:(答一条即可)。
(1)图1实验中,B试管植物油的作用是。对比(填字母)可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处:(答一条即可)。
答案
解：
(1) 隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在水中，使铁钉只与水接触；A、B
(2) U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝没有明显变化
(3) 过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速生成大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，加快了铁生锈的速率
(4) 没有设计对照实验验证铁生锈需要与氧气接触（合理即可）
(1) 隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在水中，使铁钉只与水接触；A、B
(2) U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝没有明显变化
(3) 过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速生成大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，加快了铁生锈的速率
(4) 没有设计对照实验验证铁生锈需要与氧气接触（合理即可）
解析
【分析】
铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触，探究时需运用控制变量法，每次只改变一个变量，保证其他条件相同。第(1)问要明确植物油的作用，再找控制水相同、变量为氧气的对照实验；第(2)问需分析图2中U型管两侧铁丝的接触条件，判断与水有关的现象；第(3)问从图2中产生氧气的反应分析生锈加快的原因；第(4)问结合实验设计的完整性分析不足。
【解析】
(1) B试管中加入植物油，可隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在蒸馏水中，使B中的铁钉只与水接触，不与氧气接触；A试管中铁钉同时接触水和氧气，生锈，B试管中铁钉只接触水，未生锈，对比A、B可说明铁生锈需要氧气参与。
(2) 图2中，过氧化氢在二氧化锰催化下快速分解生成氧气，氧气进入U型管，U型管内的干燥剂使右侧光亮铁丝处于干燥环境（只接触氧气，无水），左侧光亮铁丝既接触氧气又接触水，因此观察到U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝无明显变化，该现象证明铁生锈与水有关。
(3) 图2中，H₂O₂在MnO₂催化作用下快速分解，产生大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，氧气浓度越高，铁生锈的速率越快，因此能在较短时间内观察到明显现象。
(4) 图2实验的不足之处：没有设计对照实验来验证铁生锈需要与氧气接触（或装置无法完全排除其他因素对实验的干扰，合理即可）。
【答案】
(1) 隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在水中，使铁钉只与水接触；A、B
(2) U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝没有明显变化
(3) 过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速生成大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，加快了铁生锈的速率
(4) 没有设计对照实验验证铁生锈需要与氧气接触（合理即可）
【知识点】
铁锈蚀的条件、控制变量法、过氧化氢的分解
【点评】
本题通过改进实验装置缩短铁锈蚀实验时间，考查铁锈蚀条件的探究，核心是控制变量法的应用，需学生理解实验变量与现象的对应关系，同时能评价实验设计的优缺点，是中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5
铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触，探究时需运用控制变量法，每次只改变一个变量，保证其他条件相同。第(1)问要明确植物油的作用，再找控制水相同、变量为氧气的对照实验；第(2)问需分析图2中U型管两侧铁丝的接触条件，判断与水有关的现象；第(3)问从图2中产生氧气的反应分析生锈加快的原因；第(4)问结合实验设计的完整性分析不足。
【解析】
(1) B试管中加入植物油，可隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在蒸馏水中，使B中的铁钉只与水接触，不与氧气接触；A试管中铁钉同时接触水和氧气，生锈，B试管中铁钉只接触水，未生锈，对比A、B可说明铁生锈需要氧气参与。
(2) 图2中，过氧化氢在二氧化锰催化下快速分解生成氧气，氧气进入U型管，U型管内的干燥剂使右侧光亮铁丝处于干燥环境（只接触氧气，无水），左侧光亮铁丝既接触氧气又接触水，因此观察到U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝无明显变化，该现象证明铁生锈与水有关。
(3) 图2中，H₂O₂在MnO₂催化作用下快速分解，产生大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，氧气浓度越高，铁生锈的速率越快，因此能在较短时间内观察到明显现象。
(4) 图2实验的不足之处：没有设计对照实验来验证铁生锈需要与氧气接触（或装置无法完全排除其他因素对实验的干扰，合理即可）。
【答案】
(1) 隔绝空气（或氧气），防止氧气溶解在水中，使铁钉只与水接触；A、B
(2) U型管左侧的光亮铁丝发生锈蚀，右侧的光亮铁丝没有明显变化
(3) 过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速生成大量氧气，增大了装置内氧气的浓度，加快了铁生锈的速率
(4) 没有设计对照实验验证铁生锈需要与氧气接触（合理即可）
【知识点】
铁锈蚀的条件、控制变量法、过氧化氢的分解
【点评】
本题通过改进实验装置缩短铁锈蚀实验时间，考查铁锈蚀条件的探究，核心是控制变量法的应用，需学生理解实验变量与现象的对应关系，同时能评价实验设计的优缺点，是中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5
