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10. 在下列反应过程中，铁元素化合价降低的是(
A.铁片与稀硫酸发生置换反应
B.细铁丝在氧气中燃烧
C.铁片放入硫酸铜溶液中
D.用赤铁矿炼铁
D
)A.铁片与稀硫酸发生置换反应
B.细铁丝在氧气中燃烧
C.铁片放入硫酸铜溶液中
D.用赤铁矿炼铁
答案
10.D
解析
【分析】本题要求找出铁元素化合价降低的反应，解题思路为：①回忆每个选项对应的化学反应方程式；②确定反应前后各物质中铁元素的化合价；③对比化合价变化，判断是否降低，最终选出符合要求的选项。
【解析】
A选项：铁片与稀硫酸反应的化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{FeSO_{4}}$中铁元素化合价为+2价，化合价升高，不符合要求。
B选项：细铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素平均化合价为$+\frac{8}{3}$价（或含+2、+3价），化合价整体升高，不符合要求。
C选项：铁片放入硫酸铜溶液中反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{FeSO_{4}}$中铁元素化合价为+2价，化合价升高，不符合要求。
D选项：用赤铁矿（主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）炼铁的反应（以一氧化碳还原为例）为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，反应物$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素化合价为+3价，生成物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，化合价降低，符合要求。
【答案】D
【知识点】化合价计算、铁的化学性质、炼铁原理
【点评】本题考查铁元素在不同反应中的化合价变化，需掌握常见反应的化学方程式及元素化合价的判断方法，属于化学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
A选项：铁片与稀硫酸反应的化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{FeSO_{4}}$中铁元素化合价为+2价，化合价升高，不符合要求。
B选项：细铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁元素平均化合价为$+\frac{8}{3}$价（或含+2、+3价），化合价整体升高，不符合要求。
C选项：铁片放入硫酸铜溶液中反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，反应物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，生成物$\ce{FeSO_{4}}$中铁元素化合价为+2价，化合价升高，不符合要求。
D选项：用赤铁矿（主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）炼铁的反应（以一氧化碳还原为例）为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，反应物$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素化合价为+3价，生成物$\ce{Fe}$中铁元素化合价为0价，化合价降低，符合要求。
【答案】D
【知识点】化合价计算、铁的化学性质、炼铁原理
【点评】本题考查铁元素在不同反应中的化合价变化，需掌握常见反应的化学方程式及元素化合价的判断方法，属于化学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6
11. (2023·山西)在航母、高铁和空间站建设中，钛和钛合金以其优良的性能而得到普遍应用。钛是用铝粉与二氧化钛($ TiO_2 $)在高温条件下发生置换反应制得的，同时生成氧化铝，该反应的化学方程式为
4Al+3TiO₂\frac{\underline{高温}}{}3Ti+2Al₂O₃
。答案
$11.4Al+3TiO₂\frac{\underline{高温}}{}3Ti+2Al₂O₃$
解析
【分析】首先明确该反应为置换反应，反应物是铝（Al）和二氧化钛（TiO₂），生成物是钛（Ti）和氧化铝（Al₂O₃）；接着依据质量守恒定律，通过最小公倍数法配平化学方程式，确定各物质的化学计量数，最后标注反应条件高温。
【解析】根据置换反应的定义，单质（Al）与化合物（TiO₂）反应生成新单质（Ti）和新化合物（Al₂O₃）。利用最小公倍数法配平：氧原子的最小公倍数为6，因此TiO₂前配3，Al₂O₃前配2；再根据铝原子守恒，Al前配4；钛原子守恒，Ti前配3，最终得到配平后的化学方程式，反应条件为高温。
【答案】$4Al+3TiO₂\frac{\underline{高温}}{}3Ti+2Al₂O₃$
【知识点】化学方程式书写、置换反应、化学方程式配平
【点评】本题结合实际应用考察化学方程式的书写，核心是置换反应的判断和化学方程式的配平，属于基础题型，注重对化学用语的掌握。
【难度系数】0.7
【解析】根据置换反应的定义，单质（Al）与化合物（TiO₂）反应生成新单质（Ti）和新化合物（Al₂O₃）。利用最小公倍数法配平：氧原子的最小公倍数为6，因此TiO₂前配3，Al₂O₃前配2；再根据铝原子守恒，Al前配4；钛原子守恒，Ti前配3，最终得到配平后的化学方程式，反应条件为高温。
【答案】$4Al+3TiO₂\frac{\underline{高温}}{}3Ti+2Al₂O₃$
【知识点】化学方程式书写、置换反应、化学方程式配平
【点评】本题结合实际应用考察化学方程式的书写，核心是置换反应的判断和化学方程式的配平，属于基础题型，注重对化学用语的掌握。
【难度系数】0.7
12. (2024·山西)据史料记载，我国劳动人民早在约 $ 3000 $ 年前就已经学会利用铁矿石冶炼铸铁，比欧洲各国领先 $ 1600 $ 多年。探索小组的同学们将铁矿石和冶炼产物的有关问题与现代科技相结合，完成了结构化的梳理和整合。
联系实际，解决问题：
(1) 建筑业上，铁是制作
(2) 医药上，适当补充铁元素可预防的疾病是
(3) 磁铁矿属于物质类别中的
(4) 在我国古代湿法炼铜中，铁的突出贡献用化学方程式表示为
联系实际，解决问题：
(1) 建筑业上，铁是制作
钢材
的原料。(2) 医药上，适当补充铁元素可预防的疾病是
贫血
。(3) 磁铁矿属于物质类别中的
混合物
，它的主要成分用化学式表示为Fe₃O₄
。(4) 在我国古代湿法炼铜中，铁的突出贡献用化学方程式表示为
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
。答案
12.
(1)钢材
(2)贫血
(3)混合物 Fe₃O₄
(4)Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
(1)钢材
(2)贫血
(3)混合物 Fe₃O₄
(4)Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
解析
【分析】
本题结合铁矿石与冶炼产物的相关图示，考查铁的应用、化学与健康、物质分类及化学方程式书写等基础知识点，需结合图示信息和化学常识逐一分析每个问题：
1. 第(1)问：从图示建筑领域的描述，铁在建筑业的用途对应制作钢材；
2. 第(2)问：结合化学与健康常识，铁元素与人体血红蛋白相关，补充铁可预防贫血；
3. 第(3)问：磁铁矿是铁矿石，含多种物质，属于混合物，其主要成分为四氧化三铁；
4. 第(4)问：古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜的置换反应，据此书写化学方程式。
【解析】
(1) 根据图示中“建筑领域：铁有广泛的用途”，建筑业中铁是制作钢材的原料，故答案为钢材；
(2) 铁是人体合成血红蛋白的必需元素，适当补充铁元素可预防缺铁性贫血，故答案为贫血；
(3) 磁铁矿由多种物质组成，属于混合物；其主要成分为四氧化三铁，化学式为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$；
(4) 古代湿法炼铜是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：$\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$。
【答案】
(1) 钢材
(2) 贫血
(3) 混合物；$\ce{Fe_{3}O_{4}}$
(4) $\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$
【知识点】
铁的应用、化学与健康、化学方程式书写
【点评】
本题结合图示信息，考查铁相关的基础化学知识，涵盖物质分类、化学方程式等内容，注重基础知识的应用，难度较低。
【难度系数】
0.3
本题结合铁矿石与冶炼产物的相关图示，考查铁的应用、化学与健康、物质分类及化学方程式书写等基础知识点，需结合图示信息和化学常识逐一分析每个问题：
1. 第(1)问：从图示建筑领域的描述，铁在建筑业的用途对应制作钢材；
2. 第(2)问：结合化学与健康常识，铁元素与人体血红蛋白相关，补充铁可预防贫血；
3. 第(3)问：磁铁矿是铁矿石，含多种物质，属于混合物，其主要成分为四氧化三铁；
4. 第(4)问：古代湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜的置换反应，据此书写化学方程式。
【解析】
(1) 根据图示中“建筑领域：铁有广泛的用途”，建筑业中铁是制作钢材的原料，故答案为钢材；
(2) 铁是人体合成血红蛋白的必需元素，适当补充铁元素可预防缺铁性贫血，故答案为贫血；
(3) 磁铁矿由多种物质组成，属于混合物；其主要成分为四氧化三铁，化学式为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$；
(4) 古代湿法炼铜是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：$\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$。
【答案】
(1) 钢材
(2) 贫血
(3) 混合物；$\ce{Fe_{3}O_{4}}$
(4) $\ce{Fe + CuSO_{4} = Cu + FeSO_{4}}$
【知识点】
铁的应用、化学与健康、化学方程式书写
【点评】
本题结合图示信息，考查铁相关的基础化学知识，涵盖物质分类、化学方程式等内容，注重基础知识的应用，难度较低。
【难度系数】
0.3
13. (2024·通辽)化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小、难溶于水的可燃气体。
(1) 实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是
(2) 若用装置 F 干燥氢气，应从导管口
(3) 新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下所示：
$ FeCl_2 $ 和 $ H_2 $ → 高温反应器 → 氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小、难溶于水的可燃气体。
(1) 实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是
A
(从“A～E”中选择，填字母序号，下同)，收集装置是C
。(2) 若用装置 F 干燥氢气，应从导管口
n
(填“m”或“n”)通入气体。(3) 新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下所示：
$ FeCl_2 $ 和 $ H_2 $ → 高温反应器 → 氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是
防止氢气不纯，发生爆炸
(写出一条即可)。答案
13.
(1)A C
(2)n
(3)防止氢气不纯，发生爆炸
(1)A C
(2)n
(3)防止氢气不纯，发生爆炸
解析
【分析】
首先，实验室制取气体的发生装置由反应物状态和反应条件决定，收集装置由气体的密度和溶解性决定。制取氢气用锌粒（固体）和稀硫酸（液体），反应无需加热，因此发生装置选固液不加热型的A；要得到干燥的氢气，需用排空气法，氢气密度比空气小，故收集装置选向下排空气法的C。干燥气体时，洗气装置需“长进短出”，确保气体与干燥剂充分接触；另外，氢气是可燃性气体，与空气混合高温时易爆炸，制备纳米铁粉前通氮气排空气是为了避免爆炸危险。
【解析】
(1) 制取氢气的反应物为固体锌粒和液体稀硫酸，反应在常温下进行，因此发生装置选A；要收集干燥的氢气，不能用排水法（会混入水蒸气），氢气密度比空气小，故收集装置选向下排空气法的C。
(2) 用装置F干燥氢气时，气体应从长导管n通入，这样气体能与瓶内干燥剂充分接触，若从短管m通入，会将干燥剂压出，无法达到干燥效果。
(3) 氢气是可燃性气体，与空气混合后在高温条件下易发生爆炸，因此通入氢气前需通氮气排净空气，防止氢气不纯，高温时发生爆炸。
【答案】
(1) A；C (2) n (3) 防止氢气不纯，发生爆炸
【知识点】
实验室制取气体的装置选择；气体的干燥；氢气的可燃性
【点评】
本题围绕实验室制取氢气的实验展开，考查发生和收集装置的选择依据、气体干燥的操作要点，以及可燃性气体的安全使用注意事项，属于基础实验题，需掌握气体制备的核心逻辑。
【难度系数】
0.7
首先，实验室制取气体的发生装置由反应物状态和反应条件决定，收集装置由气体的密度和溶解性决定。制取氢气用锌粒（固体）和稀硫酸（液体），反应无需加热，因此发生装置选固液不加热型的A；要得到干燥的氢气，需用排空气法，氢气密度比空气小，故收集装置选向下排空气法的C。干燥气体时，洗气装置需“长进短出”，确保气体与干燥剂充分接触；另外，氢气是可燃性气体，与空气混合高温时易爆炸，制备纳米铁粉前通氮气排空气是为了避免爆炸危险。
【解析】
(1) 制取氢气的反应物为固体锌粒和液体稀硫酸，反应在常温下进行，因此发生装置选A；要收集干燥的氢气，不能用排水法（会混入水蒸气），氢气密度比空气小，故收集装置选向下排空气法的C。
(2) 用装置F干燥氢气时，气体应从长导管n通入，这样气体能与瓶内干燥剂充分接触，若从短管m通入，会将干燥剂压出，无法达到干燥效果。
(3) 氢气是可燃性气体，与空气混合后在高温条件下易发生爆炸，因此通入氢气前需通氮气排净空气，防止氢气不纯，高温时发生爆炸。
【答案】
(1) A；C (2) n (3) 防止氢气不纯，发生爆炸
【知识点】
实验室制取气体的装置选择；气体的干燥；氢气的可燃性
【点评】
本题围绕实验室制取氢气的实验展开，考查发生和收集装置的选择依据、气体干燥的操作要点，以及可燃性气体的安全使用注意事项，属于基础实验题，需掌握气体制备的核心逻辑。
【难度系数】
0.7
14. (2024·北京改编)用如图所示实验验证金属的性质。
(1) 实验 1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是
(2) 实验 2 中反应的化学方程式为
(1) 实验 1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是
具有导电性
。(2) 实验 2 中反应的化学方程式为
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
。答案
14.
(1)具有导电性
(2)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
(1)具有导电性
(2)Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
解析
【分析】
第(1)问：实验1中铁丝作为导线连接电路，灯泡发光说明电路导通，由此可判断铁能传导电流，即具有导电性；第(2)问：实验2是铁丝放入稀硫酸中，根据金属活动性顺序，铁排在氢之前，能与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸亚铁和氢气，据此可写出对应的化学方程式。
【解析】
(1) 实验1中，铁作为导线使电路形成通路，灯泡发光，说明电流可以通过铁，因此铁具有导电性；
(2) 实验2中，铁的金属活动性强于氢，能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$。
【答案】
(1)具有导电性；(2)$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$
【知识点】
金属的导电性、金属与酸的反应
【点评】
本题结合实验现象考查金属的物理性质和化学性质，属于初中化学基础题型，侧重对核心知识点的直接应用，难度较低。
【难度系数】
0.3
第(1)问：实验1中铁丝作为导线连接电路，灯泡发光说明电路导通，由此可判断铁能传导电流，即具有导电性；第(2)问：实验2是铁丝放入稀硫酸中，根据金属活动性顺序，铁排在氢之前，能与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸亚铁和氢气，据此可写出对应的化学方程式。
【解析】
(1) 实验1中，铁作为导线使电路形成通路，灯泡发光，说明电流可以通过铁，因此铁具有导电性；
(2) 实验2中，铁的金属活动性强于氢，能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$。
【答案】
(1)具有导电性；(2)$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$
【知识点】
金属的导电性、金属与酸的反应
【点评】
本题结合实验现象考查金属的物理性质和化学性质，属于初中化学基础题型，侧重对核心知识点的直接应用，难度较低。
【难度系数】
0.3
