15 向质量均为 $m\ \mathrm{g}$ 的锌粉和铁粉中分别滴加 $100\ \mathrm{g}$ 相同浓度的稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示。下列叙述正确的是（
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线 $b$ 表示铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
C
）A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线 $b$ 表示铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
答案：15. C 【解析】铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁溶液显浅绿色,A 错误;等质量的锌粉和铁粉与 100 g 相同浓度的稀硫酸反应,由图像可知,金属均完全反应,酸有剩余,B 错误;每 56 份质量的铁与足量稀硫酸反应生成 2 份质量的氢气,每 65 份质量的锌与足量稀硫酸反应生成 2 份质量的氢气,故金属质量相等时,最终铁与稀硫酸反应生成的氢气较多,则折线 b 表示铁与稀硫酸反应的情况,C 正确;所用金属和稀硫酸的质量均相等,金属均完全反应,生成氢气的质量不相等,所以反应结束后所得溶液的质量不相等,D 错误。
解析：
【分析】首先明确本题是锌、铁分别与相同浓度稀硫酸反应的图像分析题。解题思路：1. 回忆金属与酸反应的规律：等质量的Fe、Zn与足量酸反应时，Fe生成氢气的质量比Zn多；2. 逐一分析选项：A选项需判断硫酸亚铁溶液的颜色；B选项根据图像判断金属是否剩余；C选项结合金属相对原子质量分析生成氢气的对应金属；D选项根据溶液质量的计算方法判断。
【解析】铁与稀硫酸反应：$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$，锌与稀硫酸反应：$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
A选项：铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁溶液显浅绿色，不是无色溶液，A错误；
B选项：等质量的锌粉和铁粉与100g相同浓度的稀硫酸反应，图像显示最终生成氢气质量不同，说明金属均完全反应，稀硫酸有剩余，两种金属都无剩余，B错误；
C选项：每56份质量的铁反应生成2份氢气，每65份质量的锌反应生成2份氢气，等质量的铁和锌与足量稀硫酸反应时，铁生成氢气更多，图像中折线b对应氢气质量更大，故折线b表示铁与稀硫酸反应的情况，C正确；
D选项：反应后溶液质量=金属质量+稀硫酸质量-生成氢气质量，金属和稀硫酸质量均相等，生成氢气质量不等，因此反应后溶液质量不相等，D错误。
【答案】C
【知识点】金属与酸反应、化学方程式计算、溶液质量计算
【点评】本题结合图像考查金属与酸反应的规律，需掌握等质量不同金属与酸反应时生成氢气的质量关系，以及反应后溶液质量的计算，是中等难度的图像分析题，考查学生对金属化学性质的理解。
【难度系数】0.6
【解析】铁与稀硫酸反应：$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow}$，锌与稀硫酸反应：$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
A选项：铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁溶液显浅绿色，不是无色溶液，A错误；
B选项：等质量的锌粉和铁粉与100g相同浓度的稀硫酸反应，图像显示最终生成氢气质量不同，说明金属均完全反应，稀硫酸有剩余，两种金属都无剩余，B错误；
C选项：每56份质量的铁反应生成2份氢气，每65份质量的锌反应生成2份氢气，等质量的铁和锌与足量稀硫酸反应时，铁生成氢气更多，图像中折线b对应氢气质量更大，故折线b表示铁与稀硫酸反应的情况，C正确；
D选项：反应后溶液质量=金属质量+稀硫酸质量-生成氢气质量，金属和稀硫酸质量均相等，生成氢气质量不等，因此反应后溶液质量不相等，D错误。
【答案】C
【知识点】金属与酸反应、化学方程式计算、溶液质量计算
【点评】本题结合图像考查金属与酸反应的规律，需掌握等质量不同金属与酸反应时生成氢气的质量关系，以及反应后溶液质量的计算，是中等难度的图像分析题，考查学生对金属化学性质的理解。
【难度系数】0.6
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16 (14分)国家非物质文化遗产"章丘铁锅"表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以"章丘铁锅"为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源。
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是
任务二:认识铁锅的制作。
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是
16 (14分)国家非物质文化遗产"章丘铁锅"表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以"章丘铁锅"为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源。
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质
比较活泼
,所以自然界中的铁元素大多以化合物
形式存在。(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
。任务二:认识铁锅的制作。
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是
硫酸铜(合理答案均可)
(写一种物质)溶液。(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有
可塑性、延展性
(填性质)。(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是
$\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$
。(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是
隔绝氧气和水
。答案：16. 【解析】(1)铁的化学性质比较活泼,容易与其他元素形成化合物,所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在。(2)工业炼铁中,一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为 $\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$。(3)传统工艺中,可使用硫酸铜溶液作为该蓝色溶液来划线,因为铁与硫酸铜反应会生成红色的铜。(4)锻打成型是利用铁具有良好的可塑性和延展性。(5)淬火过程中,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为 $\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$。(6)在制好的铁锅表面涂一层油可以防止锈蚀,其原理是隔绝氧气和水,因为铁锈蚀需要氧气和水参与。
解析：
【分析】
本题以“章丘铁锅”为情境，考查铁的相关化学与物理性质、炼铁原理、金属防锈等基础知识点。解题时需结合铁的化学活泼性判断其在自然界的存在形式；回忆工业炼铁的反应方程式；利用金属活动性顺序分析蓝色溶液的成分；根据铁的物理性质判断锻打利用的性质；书写铁与水蒸气反应的化学方程式；结合铁锈蚀的条件分析防锈原理，逐一解决每个小问。
【解析】
(1)铁的化学性质比较活泼，易与其他物质反应，因此自然界中铁元素大多以化合物形式存在；
(2)一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$；
(3)蓝色溶液划线处出现红色物质，是铁置换出铜，该蓝色溶液为硫酸铜溶液；
(4)铁锅胚锻打成型，利用了铁具有良好的延展性；
(5)高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为$\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$；
(6)铁锈蚀需要氧气和水，涂油防锈的原理是隔绝氧气和水。
【答案】
(1)比较活泼；化合物 (2)$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$ (3)硫酸铜 (4)延展性 (5)$\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$ (6)隔绝氧气和水
【知识点】
铁的化学性质、炼铁原理、金属的锈蚀与防护
【点评】
本题以传统工艺“章丘铁锅”为载体，将化学知识与实际生活结合，考查基础知识点，难度适中，有助于学生理解化学在生活中的应用，巩固铁相关的核心知识点。
【难度系数】
0.6
本题以“章丘铁锅”为情境，考查铁的相关化学与物理性质、炼铁原理、金属防锈等基础知识点。解题时需结合铁的化学活泼性判断其在自然界的存在形式；回忆工业炼铁的反应方程式；利用金属活动性顺序分析蓝色溶液的成分；根据铁的物理性质判断锻打利用的性质；书写铁与水蒸气反应的化学方程式；结合铁锈蚀的条件分析防锈原理，逐一解决每个小问。
【解析】
(1)铁的化学性质比较活泼，易与其他物质反应，因此自然界中铁元素大多以化合物形式存在；
(2)一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$；
(3)蓝色溶液划线处出现红色物质，是铁置换出铜，该蓝色溶液为硫酸铜溶液；
(4)铁锅胚锻打成型，利用了铁具有良好的延展性；
(5)高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为$\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$；
(6)铁锈蚀需要氧气和水，涂油防锈的原理是隔绝氧气和水。
【答案】
(1)比较活泼；化合物 (2)$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$ (3)硫酸铜 (4)延展性 (5)$\ce{3Fe +4H_{2}O(g)\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4} +4H_{2}}$ (6)隔绝氧气和水
【知识点】
铁的化学性质、炼铁原理、金属的锈蚀与防护
【点评】
本题以传统工艺“章丘铁锅”为载体，将化学知识与实际生活结合，考查基础知识点，难度适中，有助于学生理解化学在生活中的应用，巩固铁相关的核心知识点。
【难度系数】
0.6
17（10分）科学精神与社会责任是化学学科素养更高层面的价值追求。在一次实践活动中，小红和同学们一起参观了某钢铁公司。大家对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程（如图甲、乙）及生铁和钢的区别等有了全新的认识。
（1）写出炼铁高炉中发生的两个化合反应的化学方程式：
（2）分析工艺流程，三脱装置中发生反应的化学方程式为
（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中
（4）在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是
（1）写出炼铁高炉中发生的两个化合反应的化学方程式：
$\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
、$\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$
。（2）分析工艺流程，三脱装置中发生反应的化学方程式为
$\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$(或$\ce{4P +5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$;或$\ce{Si +O_{2}\xlongequal{高温}SiO_{2}}$)
（写一个）。（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中
玻璃棒
（填仪器名称）的作用。（4）在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是
作保护气(或隔绝氧气)
。答案：17. (1) $\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ $\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$ (2) $\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$(或$\ce{4P +5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$;或$\ce{Si +O_{2}\xlongequal{高温}SiO_{2}}$) (3) 玻璃棒 (4) 作保护气(或隔绝氧气)
解析：
【分析】
本题围绕钢铁工业的炼铁、炼钢流程展开，考查相关化学知识。解题时需明确：化合反应“多变一”的特点，炼铁高炉内的核心反应，三脱装置的作用（除去硫、磷等杂质），使物质混合均匀的实验仪器，以及氮气的化学性质。（1）问需从高炉反应中找符合化合反应的两个反应；（2）问对应三脱装置除杂质的反应；（3）问需匹配使物质混合均匀的仪器；（4）问利用氮气化学稳定的性质分析作用。
【解析】
（1）炼铁高炉中，焦炭先燃烧生成二氧化碳（化合反应），反应为$\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；随后二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳（化合反应），反应为$\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$，这两个是高炉中的化合反应。（2）三脱装置用于除去钢水中的硫、磷等杂质，可写硫与氧气点燃生成二氧化硫的反应：$\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$（也可写磷或硅与氧气的反应）。（3）化学实验中，玻璃棒的搅拌作用是使物质混合均匀，吹氩气使钢水混合的作用相当于玻璃棒。（4）氮气化学性质不活泼，高温下可作保护气，隔绝氧气防止钢被氧化。
【答案】
(1) $\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；$\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$ (2) $\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$(或$\ce{4P +5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$;或$\ce{Si +O_{2}\xlongequal{高温}SiO_{2}}$) (3) 玻璃棒 (4) 作保护气(或隔绝氧气)
【知识点】
炼铁原理、化学方程式书写、氮气的化学性质、常见实验仪器的作用
【点评】
本题结合工业生产实际，将化学知识与钢铁冶炼流程结合，考查学生对基础知识点的应用能力，难度适中，需学生熟悉炼铁反应、物质性质等内容。
【难度系数】
0.5
本题围绕钢铁工业的炼铁、炼钢流程展开，考查相关化学知识。解题时需明确：化合反应“多变一”的特点，炼铁高炉内的核心反应，三脱装置的作用（除去硫、磷等杂质），使物质混合均匀的实验仪器，以及氮气的化学性质。（1）问需从高炉反应中找符合化合反应的两个反应；（2）问对应三脱装置除杂质的反应；（3）问需匹配使物质混合均匀的仪器；（4）问利用氮气化学稳定的性质分析作用。
【解析】
（1）炼铁高炉中，焦炭先燃烧生成二氧化碳（化合反应），反应为$\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；随后二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳（化合反应），反应为$\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$，这两个是高炉中的化合反应。（2）三脱装置用于除去钢水中的硫、磷等杂质，可写硫与氧气点燃生成二氧化硫的反应：$\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$（也可写磷或硅与氧气的反应）。（3）化学实验中，玻璃棒的搅拌作用是使物质混合均匀，吹氩气使钢水混合的作用相当于玻璃棒。（4）氮气化学性质不活泼，高温下可作保护气，隔绝氧气防止钢被氧化。
【答案】
(1) $\ce{C +O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；$\ce{CO_{2} +C\xlongequal{高温}2CO}$ (2) $\ce{S +O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$(或$\ce{4P +5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$;或$\ce{Si +O_{2}\xlongequal{高温}SiO_{2}}$) (3) 玻璃棒 (4) 作保护气(或隔绝氧气)
【知识点】
炼铁原理、化学方程式书写、氮气的化学性质、常见实验仪器的作用
【点评】
本题结合工业生产实际，将化学知识与钢铁冶炼流程结合，考查学生对基础知识点的应用能力，难度适中，需学生熟悉炼铁反应、物质性质等内容。
【难度系数】
0.5