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4.（2024·徐州）蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂（含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等）能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。
(1)向发热剂中加入适量的硫酸铜溶液,观察到有红色固体出现,说明发热剂中含有,发生反应的基本类型为。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与反应生成铁锈放热,铁生锈是缓慢氧化,放热不明显,而蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,其中活性炭具有性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的体积分数,装置如图所示,装置气密性良好。广口瓶的容积为150 mL,量筒内水的体积为50 mL。一段时间后,打开弹簧夹,进入瓶内的水的体积最多为mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多,请举出一条:
。
(1)向发热剂中加入适量的硫酸铜溶液,观察到有红色固体出现,说明发热剂中含有,发生反应的基本类型为。
(2)发热剂发热的原理是铁粉与反应生成铁锈放热,铁生锈是缓慢氧化,放热不明显,而蒸汽眼罩打开即迅速升温,这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关,其中活性炭具有性。
(3)取足量发热剂测定空气中氧气的体积分数,装置如图所示,装置气密性良好。广口瓶的容积为150 mL,量筒内水的体积为50 mL。一段时间后,打开弹簧夹,进入瓶内的水的体积最多为mL。
(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多,请举出一条:
。
答案
4. (1)铁 置换反应 (2)氧气、水 吸附 (3)31.5 (4)发热时间的长短(或产生水蒸气的多少等,答案合理即可)
解析
【分析】
本题围绕蒸汽眼罩的发热剂展开探究，需结合金属的化学性质、铁生锈的条件、空气中氧气的体积分数测定等知识点逐一分析：
1. 第(1)题：向发热剂加硫酸铜溶液，红色固体为铜，根据金属活动性顺序，铁能置换硫酸铜中的铜，由此判断发热剂成分及反应类型；
2. 第(2)题：铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可加快反应速率；
3. 第(3)题：利用空气中氧气的体积分数约为21%，计算150mL广口瓶中氧气的体积，进入瓶内水的体积等于消耗氧气的体积；
4. 第(4)题：结合发热剂的反应原理，分析影响使用效果的因素，合理即可。
【解析】
(1) 铁的金属活动性强于铜，能与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜（红色固体），因此观察到红色固体出现，说明发热剂中含有铁；该反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，属于置换反应。
(2) 铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程，因此发热剂发热是铁粉与氧气、水反应；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，能加快铁的锈蚀速率，使蒸汽眼罩迅速升温。
(3) 空气中氧气的体积分数约为21%，广口瓶容积为150mL，则其中氧气的体积为150mL×21%=31.5mL；打开弹簧夹后，进入瓶内的水的体积等于消耗氧气的体积，因此最多为31.5mL。
(4) 蒸汽眼罩的发热效果与反应速率、反应程度有关，例如环境温度、湿度，发热剂的量等，合理即可，如“环境温度的高低”。
【答案】
(1) 铁；置换反应
(2) 氧气、水；吸附
(3) 31.5
(4) 环境温度的高低（或产生水蒸气的多少等，合理即可）
【知识点】
金属的化学性质；铁的锈蚀；空气中氧气的体积分数测定
【点评】
本题以生活中常见的蒸汽眼罩为载体，将化学知识与实际应用结合，考察基础知识点，难度不大，注重学生对知识的理解和应用能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕蒸汽眼罩的发热剂展开探究，需结合金属的化学性质、铁生锈的条件、空气中氧气的体积分数测定等知识点逐一分析：
1. 第(1)题：向发热剂加硫酸铜溶液，红色固体为铜，根据金属活动性顺序，铁能置换硫酸铜中的铜，由此判断发热剂成分及反应类型；
2. 第(2)题：铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可加快反应速率；
3. 第(3)题：利用空气中氧气的体积分数约为21%，计算150mL广口瓶中氧气的体积，进入瓶内水的体积等于消耗氧气的体积；
4. 第(4)题：结合发热剂的反应原理，分析影响使用效果的因素，合理即可。
【解析】
(1) 铁的金属活动性强于铜，能与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜（红色固体），因此观察到红色固体出现，说明发热剂中含有铁；该反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，属于置换反应。
(2) 铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程，因此发热剂发热是铁粉与氧气、水反应；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，能加快铁的锈蚀速率，使蒸汽眼罩迅速升温。
(3) 空气中氧气的体积分数约为21%，广口瓶容积为150mL，则其中氧气的体积为150mL×21%=31.5mL；打开弹簧夹后，进入瓶内的水的体积等于消耗氧气的体积，因此最多为31.5mL。
(4) 蒸汽眼罩的发热效果与反应速率、反应程度有关，例如环境温度、湿度，发热剂的量等，合理即可，如“环境温度的高低”。
【答案】
(1) 铁；置换反应
(2) 氧气、水；吸附
(3) 31.5
(4) 环境温度的高低（或产生水蒸气的多少等，合理即可）
【知识点】
金属的化学性质；铁的锈蚀；空气中氧气的体积分数测定
【点评】
本题以生活中常见的蒸汽眼罩为载体，将化学知识与实际应用结合，考察基础知识点，难度不大，注重学生对知识的理解和应用能力。
【难度系数】
0.6
1.（2025·河南）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是（
A.纯铜的硬度比黄铜的大
B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生锈
D.回收废金属可实现资源再利用
A
）A.纯铜的硬度比黄铜的大
B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生锈
D.回收废金属可实现资源再利用
答案
1. A
解析
【分析】
本题考查金属及合金的相关性质、金属防锈与资源保护，解题思路是逐一分析每个选项，结合对应化学知识判断叙述的正误，找出不正确的选项。需牢记合金的特性、铁生锈的条件及防锈措施、回收废金属的意义等基础知识点。
【解析】
选项A：黄铜是铜锌合金，合金的硬度一般大于其组成纯金属的硬度，因此纯铜的硬度比黄铜小，该叙述错误；
选项B：钛合金化学性质稳定，具有良好的抗腐蚀性能，该叙述正确；
选项C：铁生锈需要同时接触氧气和水，刷漆能隔绝氧气和水，可防止铁制品生锈，该叙述正确；
选项D：回收废金属能节约金属资源，减少环境污染，实现资源再利用，该叙述正确。
综上，不正确的叙述是A选项。
【答案】
A
【知识点】
合金的性质、金属的防锈、金属资源的保护
【点评】
本题为金属单元的基础题，侧重考查金属相关的核心基础知识，难度较低，学生只需掌握合金特性、铁防锈原理、废金属回收意义即可轻松解答，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
本题考查金属及合金的相关性质、金属防锈与资源保护，解题思路是逐一分析每个选项，结合对应化学知识判断叙述的正误，找出不正确的选项。需牢记合金的特性、铁生锈的条件及防锈措施、回收废金属的意义等基础知识点。
【解析】
选项A：黄铜是铜锌合金，合金的硬度一般大于其组成纯金属的硬度，因此纯铜的硬度比黄铜小，该叙述错误；
选项B：钛合金化学性质稳定，具有良好的抗腐蚀性能，该叙述正确；
选项C：铁生锈需要同时接触氧气和水，刷漆能隔绝氧气和水，可防止铁制品生锈，该叙述正确；
选项D：回收废金属能节约金属资源，减少环境污染，实现资源再利用，该叙述正确。
综上，不正确的叙述是A选项。
【答案】
A
【知识点】
合金的性质、金属的防锈、金属资源的保护
【点评】
本题为金属单元的基础题，侧重考查金属相关的核心基础知识，难度较低，学生只需掌握合金特性、铁防锈原理、废金属回收意义即可轻松解答，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
2.（2025·山西）分析如图所示实验过程的相关信息，下列推理判断正确的一项是 （
A.操作2是过滤
B.固体X是纯铜
C.反应中溶液的颜色没有变化
D.铁的金属活动性比铜强
D
）A.操作2是过滤
B.固体X是纯铜
C.反应中溶液的颜色没有变化
D.铁的金属活动性比铜强
答案
2. D
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需结合铁与硫酸铜的反应原理、实验操作的作用分析：铁与硫酸铜反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，该反应说明铁的金属活动性强于铜；反应后因铁片过量，固体X为生成的铜和剩余的铁；操作1是分离固体和液体，为过滤；操作2是从硫酸亚铁溶液得到晶体，应为蒸发结晶（或降温结晶）。逐一分析选项：A选项操作2的作用是从溶液得到晶体，不是过滤；B选项固体X含剩余的铁和生成的铜，是混合物；C选项反应前硫酸铜溶液为蓝色，反应后硫酸亚铁溶液为浅绿色，颜色变化；D选项铁能置换出铜，说明铁活动性比铜强。
【解析】
A. 操作2是从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体，过滤用于分离固体和液体，操作2不是过滤操作，A错误；
B. 加入的铁片过量，反应后固体X是生成的铜和未反应完的铁，属于混合物，不是纯铜，B错误；
C. 反应前硫酸铜溶液呈蓝色，反应后生成的硫酸亚铁溶液呈浅绿色，溶液颜色发生了变化，C错误；
D. 铁能和硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，根据金属活动性规律：排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，说明铁的金属活动性比铜强，D正确。
【答案】
D
【知识点】
金属活动性顺序、化学实验基本操作
【点评】
本题结合实验流程考查金属活动性的应用和实验操作的判断，需掌握铁与硫酸铜的反应原理及各操作的作用，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误，需结合铁与硫酸铜的反应原理、实验操作的作用分析：铁与硫酸铜反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，该反应说明铁的金属活动性强于铜；反应后因铁片过量，固体X为生成的铜和剩余的铁；操作1是分离固体和液体，为过滤；操作2是从硫酸亚铁溶液得到晶体，应为蒸发结晶（或降温结晶）。逐一分析选项：A选项操作2的作用是从溶液得到晶体，不是过滤；B选项固体X含剩余的铁和生成的铜，是混合物；C选项反应前硫酸铜溶液为蓝色，反应后硫酸亚铁溶液为浅绿色，颜色变化；D选项铁能置换出铜，说明铁活动性比铜强。
【解析】
A. 操作2是从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体，过滤用于分离固体和液体，操作2不是过滤操作，A错误；
B. 加入的铁片过量，反应后固体X是生成的铜和未反应完的铁，属于混合物，不是纯铜，B错误；
C. 反应前硫酸铜溶液呈蓝色，反应后生成的硫酸亚铁溶液呈浅绿色，溶液颜色发生了变化，C错误；
D. 铁能和硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，根据金属活动性规律：排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，说明铁的金属活动性比铜强，D正确。
【答案】
D
【知识点】
金属活动性顺序、化学实验基本操作
【点评】
本题结合实验流程考查金属活动性的应用和实验操作的判断，需掌握铁与硫酸铜的反应原理及各操作的作用，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
3. (2025·河北改编)如图所示为某班学生用废金属制作班徽的过程。下列说法错误的是
（
A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质
B.②中可以将废铁板长时间浸泡在稀盐酸中
C.④中铁板上会出现红色图案
D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
（
B
）A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质
B.②中可以将废铁板长时间浸泡在稀盐酸中
C.④中铁板上会出现红色图案
D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
答案
3. B
解析
【分析】
本题结合制作班徽的流程，考查金属的相关性质，需逐一分析各选项对应的化学原理：
1. 选项A：步骤①用磁铁选废铁板，利用铁能被磁铁吸引的物理性质，该说法正确；
2. 选项B：步骤②用稀盐酸除铁锈，铁锈（主要成分为Fe₂O₃）与稀盐酸反应，若长时间浸泡，铁也会与稀盐酸反应（Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑），会腐蚀铁板，因此不能长时间浸泡，该说法错误；
3. 选项C：步骤④中，铁的金属活动性比铜强，能与硫酸铜溶液发生置换反应（Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu），铜为红色固体，镂空图案处的铁板会析出铜，因此出现红色图案，该说法正确；
4. 选项D：铁生锈需要与氧气、水同时接触，步骤⑤塑封能隔绝氧气和水，防止班徽生锈，该说法正确。综上，错误的是B选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：铁具有能被磁铁吸引的性质，步骤①利用该性质分离废铁板，说法正确；
B选项：稀盐酸不仅能与铁锈（Fe₂O₃）反应，还能与铁反应，若长时间浸泡废铁板，会导致铁板被腐蚀，因此不能长时间浸泡，说法错误；
C选项：铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和红色的铜，步骤④中镂空图案处的铁板会析出铜，故出现红色图案，说法正确；
D选项：铁生锈的条件是与氧气、水同时接触，塑封可隔绝氧气和水，防止班徽生锈，说法正确。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
金属的物理性质、金属的化学性质、金属的锈蚀与防护
【点评】
本题以制作班徽的实际流程为载体，将金属性质的知识与生活实践结合，考查学生对金属相关性质的理解与应用，难度适中，需要学生掌握金属的性质并能灵活判断。
【难度系数】
0.6
本题结合制作班徽的流程，考查金属的相关性质，需逐一分析各选项对应的化学原理：
1. 选项A：步骤①用磁铁选废铁板，利用铁能被磁铁吸引的物理性质，该说法正确；
2. 选项B：步骤②用稀盐酸除铁锈，铁锈（主要成分为Fe₂O₃）与稀盐酸反应，若长时间浸泡，铁也会与稀盐酸反应（Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑），会腐蚀铁板，因此不能长时间浸泡，该说法错误；
3. 选项C：步骤④中，铁的金属活动性比铜强，能与硫酸铜溶液发生置换反应（Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu），铜为红色固体，镂空图案处的铁板会析出铜，因此出现红色图案，该说法正确；
4. 选项D：铁生锈需要与氧气、水同时接触，步骤⑤塑封能隔绝氧气和水，防止班徽生锈，该说法正确。综上，错误的是B选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：铁具有能被磁铁吸引的性质，步骤①利用该性质分离废铁板，说法正确；
B选项：稀盐酸不仅能与铁锈（Fe₂O₃）反应，还能与铁反应，若长时间浸泡废铁板，会导致铁板被腐蚀，因此不能长时间浸泡，说法错误；
C选项：铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和红色的铜，步骤④中镂空图案处的铁板会析出铜，故出现红色图案，说法正确；
D选项：铁生锈的条件是与氧气、水同时接触，塑封可隔绝氧气和水，防止班徽生锈，说法正确。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
金属的物理性质、金属的化学性质、金属的锈蚀与防护
【点评】
本题以制作班徽的实际流程为载体，将金属性质的知识与生活实践结合，考查学生对金属相关性质的理解与应用，难度适中，需要学生掌握金属的性质并能灵活判断。
【难度系数】
0.6
