精练04 金属相关问题——浙江中考科学专项突破限时精练

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知识点一、金属活动性顺序
经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序的应用规律：
= 1 \* GB3 ①金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
②金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
知识点二、置换反应：
= 1 \* GB3 ①由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
= 2 \* GB3 ②通式： A ＋ BC ＝＝＝＝ AC ＋ B
（单质） （化合物） （生成） （另一种化合物） （另一种单质）
知识点三、金属还原实验
①反应原理：3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
②装置：
③现象：红色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰石变浑浊，尾气燃烧时产生蓝色火焰。
④实验步骤：
a.检验装置的气密性
b.装入药品并固定装置
c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
e.当试管内的红色粉末变为黑色时，停止加热
f.待玻璃管内的固体冷却后，停止通一氧化碳，并熄灭酒精灯
⑤实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，一氧化碳在高温条件下得到了氧，生成了二氧化碳。
⑥化学反应方程式:
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2
⑦注意事项：
a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒，实验应在通风橱中进行，未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
c.操作顺序：CO要“早出晚归”，洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO，排尽装置内的空气，防止CO 与空气混合，加热时发生爆炸；实验完毕后要继续通入 CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化。
考向一 金属的还原实验
（2023•拱墅区校级二模）两千多年前，我们的祖先经过长期实践，摸索出一套炼铜工艺。
（1）其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成气体是否也有多种可能？
[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断：猜想①成立的实验现象是 。
方案二：从定量计算角度判断。
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据。
（2）若猜想②成立，则理论上（m4﹣m3 ） （填“＜”“＝”或“＞”）（ m1﹣m2）。
（3）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是 。
【解答】解：（1）若猜想①成立，说明反应生成了一氧化碳，一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳具有可燃性，故猜想①成立的实验现象是B中无明显实验现象，D处气体能被点燃；
（2）若猜想②成立，即反应生成的气体只是二氧化碳，m4﹣m3是吸收的二氧化碳质量，m1﹣m2是反应生成的二氧化碳质量，则理论上（m4﹣m3）＝（m1﹣m2）；
（4）设反应只生成一氧化碳时消耗碳质量为x，只生成二氧化碳时消耗碳质量为y，
CuO+C高温¯Cu+CO↑，
80 12
4g x
804g=12x
x＝0.6g，
2CuO+C高温¯2Cu+CO2↑，
160 12
4g y
1604g=12y
y＝0.3g，
由以上计算可知，若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是0.3g＜m＜0.6g。
考向二 金属的活动性顺序
（2023•湖州模拟）向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一些铁粉，完全反应后过滤。下列情况中，可能存在的是（ ）
A．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Ag+、Fe2+
B．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+
C．滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Fe2+、Cu2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Ag+、Cu2+
【解答】解：向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一些铁粉，铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。
A、滤纸上有Cu，滤液中一定没有Ag+，该选项不正确。
B、滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+，例如硝酸银过量时，该选项正确。
C、滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中一定没有Cu2+，该选项不正确。
D、滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中一定没有Ag+、Cu2+，该选项不正确。
故选：B。
（2023•宁波模拟）小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（ ）
A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn
B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn
C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2
D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag
【解答】解：分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
A、若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn，例如锌过量时，该选项正确。
B、当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，例如硝酸银完全反应，硝酸铜部分反应时，一定不含Zn，该选项正确。
C、若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，可能含Cu（NO3）2，例如硝酸铜部分反应时，该选项不正确。
D、若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，是因为盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸，即硝酸银部分反应，滤渣一定只含有Ag，该选项正确。
故选：C。
考向三 金属制取氢气图像问题
（2022•拱墅区三模）相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图，分析图象所得的结论与事实相符的是（ ）
A．三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＜Fe＜Zn
B．三种金属的失电子总数量：Mg＞Fe＞Zn
C．三种金属的活动性顺序：Mg＝Fe＝Zn
D．三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＞Fe＞Zn
【解答】解：A、最终镁反应生成的氢气最多，锌反应生成的氢气最少，生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn，该选项说法不正确；
B、反应时，镁、铁、锌的1个原子都是失去2个电子，因此三种金属的失电子总数量：Mg＞Fe＞Zn，该选项说法正确；
C、三种金属的活动性顺序：Mg＞Zn＞Fe，该选项说法不正确；
D、反应生成氢气越多，最终形成溶液质量越小，三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn，该选项说法不正确。
故选：B。
（2021•瑞安市模拟）等质量的金属镁和锌与一定量的稀硫酸反应，获取生成的氢气与金属质量的关系如图所示。若增加反应的稀硫酸的质量并绘制氢气与金属质量的关系图，下列图形不可能出现的是（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：A、金属都有剩余时，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系可能出现；
B、如果锌完全反应，镁过量，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系可能出现；
C、金属都完全反应，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是不相等，该选项对应关系可能出现；
D、金属都有剩余时，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系不可能出现。
故选：D。
难度：★★★ 建议时间：30分钟
（2023•婺城区模拟）现有Fe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液400.0g，向其中加入铁粉，搅拌使之充分反应，已知铁粉先与Fe2（SO4）3溶液发生反应，反应为：Fe2（SO4）3+Fe＝3FeSO4，如图为加入铁粉的质量与烧杯中剩余固体质量关系。下列说法不正确的是（ ）
A．a～b段溶液中有2种溶质
B．m＝6.4
C．取c点固体加入足量稀盐酸，固体全部溶解
D．原溶液中的Fe2（SO4）3质量分数为10.0%
【解答】解：A、a～b段溶液中的溶质是硫酸亚铁和硫酸铜，该选项说法正确；
B、设生成铜质量为m，
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
56 64
5.6g m
565.6g=64m，
m＝6.4，该选项说法正确
C、c点固体中含有铜和铁，加入足量稀盐酸时，铁反应，铜不能反应，因此固体不能全部溶解，该选项说法不正确；
D、设硫酸铁质量为x，
Fe2（SO4）3+Fe＝3FeSO4，
400 56
x 5.6g
400x=565.6g，
x＝40g，
原溶液中的Fe2（SO4）3质量分数为：40g400.0g×100%＝10.0%，该选项说法正确。
故选：C。
（2022•龙湾区一模）兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应）。反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象。下列说法不正确的是（ ）
A．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Mg
B．滤液中的溶质一定有FeCl2、MgCl2和CuCl2
C．本实验可判断出铁、铜、镁的活动性顺序
D．两支试管混合后，固体总质量一定增加
【解答】解：金属的活动性强弱是镁＞铁＞铜，在进行实验时，铁不能与氯化镁反应，镁能与氯化铜反应生成了氯化镁和铜，反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，说明了铁没有剩余，所以：
A、由上述分析可知，滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Mg，故A正确；
B、由上述分析可知，滤液中的溶质一定有FeCl2、MgCl2，可能含有CuCl2，故B错误；
C、根据铁不能与氯化镁反应，能与氯化铜反应，可以判断出铁、铜、镁的活动性顺序，故C正确；
D、由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，所以两支试管混合后，固体总质量一定增加，故D正确。
故选：B。
（2022•拱墅区校级二模）金属M与硝酸银溶液反应的化学方程式为：2AgNO3+M＝2Ag+M（NO3）2，下列说法错误的是（ ）
A．M的金属活动性比Ag强
B．M一定是金属活动性顺序中氢前金属
C．金属M不可能是铝
D．该反应属于置换反应
【解答】解：A、M能将Ag从它的盐溶液中置换出来，说明M的金属活动性比Ag强，故A正确；
B、M的金属活动性比Ag强，但不一定在氢前，无法确定M是否与酸反应，故B错误；
C、从化学方程中可看出，M元素在化合物中显+2价，不可能是铝，铝元素显+3价，故C正确；
D、该反应由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确。
故选：B。
（2022•永嘉县校级四模）一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中错误的是
（ ）
A．两种金属的活动性：M＞N
B．两种金属生成氢气的质量：M＝N
C．两种金属消耗稀硫酸的质量：M＝N
D．充分反应后，得到溶液的质量：M＜N
【解答】解：A、观察图片可知，M比N先产生氢气，故金属活动顺序是M＞N，故A表述正确；
B、观察图片可知，M、N两种金属都产生相同质量的氢气，故B表述正确；
C、由于M、N两种金属都产生相同质量的氢气，所以消耗稀硫酸的质量也相同，故C表述正确；
D、由于不知道M、N两种金属的相对分子质量，所以无法比较反应后溶液的质量，故D错误。
故选：D。
（2022•西湖区二模）为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序及其相关性质，某学习小组做了如甲图所示实验。实验结束后，将试管①、试管②内的物质全部倒入同一洁净烧杯中，充分反应后如乙图所示。将烧杯乙中的物质过滤，得到滤渣和滤液。下列有关说法正确的是（ ）
温馨提示：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
A．滤渣中最多有三种物质
B．若滤液呈无色，滤液中的溶质可能有两种
C．若滤液中含有硫酸铜，滤渣中可能有两种物质
D．滤液的质量可能小于甲图中向两试管中加入的FeSO4溶液和稀硫酸的质量之和
【解答】解：由题意可知，在①中锌能与硫酸亚铁反应生成了铁和硫酸锌，在②稀硫酸能与氧化铜反应生成了硫酸铜和水。将试管①、试管②内的物质全部倒入同一洁净烧杯中，可能发生的反应有：锌与硫酸铜、稀硫酸反应
铁与稀硫酸、硫酸铜反应。
A、若锌是过量的，稀硫酸的量较少，滤渣中最多有锌、铁、铜、氧化铜四种物质，故A错误；
B、由于硫酸亚铁是浅绿色的、硫酸铜是蓝色的，若滤液呈无色，滤液中的溶质只有硫酸锌一种，故B错误；
C、若氧化铜的量较多，锌、硫酸亚铁和稀硫酸的量较少，若滤液中含有硫酸铜，滤渣中可能有铜、氧化铜两种物质，故C正确；
D、由于锌与硫酸亚铁反应溶液的质量增加，稀硫酸通过反应转化为盐的溶液质量一定增加，所以滤液的质量一定大于甲图中向两试管中加入的FeSO4溶液和稀硫酸的质量之和，故D错误。
故选：C。
（2022•宁波模拟）将质量均为m的镁、铝、铁三种金属分别加入到50g一定质量分数的稀硫酸中，它们产生的氢气质量分别用mMg、mAl、mFe表示，则不可能出现的情况是（ ）
A．mMg＝mAl＝mFeB．mMg＝mAl＞mFe
C．mAl＞mMg＞mFeD．mAl＜mMg＝mFe
【解答】解：假设硫酸的质量分数是19.6%，参加反应的硫酸的质量都是50g×19.6%＝9.8g，
Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑
24 98 2
2.4 9.8 0.2
2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
54 294 6
18 98 2
1.8g 9.8g 0.2g
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 98 2
5.6g 9.8g 0.2g
由化学方程式可知，
①5.6g≤m，三种金属与硫酸反应时，金属都是过量的，酸中的氢元素都被置换出来，mMg＝mAl＝mFe，
②2.4g≤m＜5.6g，铁和硫酸反应时，铁是不足的，镁、铝足量，所以生成的氢气质量mMg＝mAl＞mFe，
③1.8g≤m＜2.4g，镁、铁与硫酸反应时，不足量，但是等质量镁、铁与足量的酸反应，镁生成的氢气多，所以所以生成的氢气质量mAl＞mMg＞mFe，
④m＜1.8g，三种金属都不足量了，等质量的镁、铝、铁与足量的稀硫酸反应时，铝生成的氢气最多，铁生成的氢气质量最少，所以所以所以生成的氢气质量mAl＞mMg＞mFe，
故选：D。
（2022•衢州模拟）某化学兴趣小组，为了探究Ag、Zn、Cu三种金属活动性顺序，设计了如图所示的4种实验方案，请你判断其中不能达到目的的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：A、锌可以和硫酸铜反应，能够判断锌比铜活泼；银不能和硫酸铜反应，可以判断银不如铜活泼，故可以判断三种金属的活动性顺序，故A能达到目的；
B、铜不能和硫酸锌反应，所以可以判断铜的活动性比锌弱；铜可以和硝酸银溶液反应，所以可以判断铜的活动性比银强；故B能达到目的；
C、铜不能和盐酸反应，而锌可以和盐酸反应，所以可以判断锌的活动性比铜强；铜可以将硝酸银中的银置换出来，所以可以判断铜的活动性比银强，故C能达到目的；
D、锌和铜都能和硝酸银反应，所以不能判断出锌和铜的活动性顺序，故D不能达到目的。
故选：D。
（2022•杭州二模）下列图像与对应变化关系的描述：
①红磷在密闭容器中燃烧；
②盐酸和氯化铜的混合溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液；
③等质量、等质量分数的稀硫酸中分别加入过量锌粉和铁粉；
④一定质量的稀盐酸中，逐滴加入与稀盐酸等质量、等质量分数的氢氧化钠溶液。
其中正确的是（ ）
A．①②B．①②③C．①③④D．①②③④
【解答】解：①、由质量守恒定律可得，红磷在密闭容器中燃烧，物质的总质量不变，正确；
②、盐酸和氯化铜的混合溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，氢氧化钡和稀盐酸先反应生成氯化钡和水，后和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钡，因此开始一段时间没有沉淀，一会儿后才有沉淀，反应结束，沉淀的质量不变，正确；
③、开始时，酸过量，相对原子质量小的生成氢气的质量多，则开始时，相同质量的金属，铁生成的氢气多，铁的曲线应该在锌的上面，反应结束，由于，金属过量，酸等量，因此生成氢气质量一样，错误；
④、一定质量的稀盐酸中，逐滴加入与稀盐酸等质量、等质量分数的氢氧化钠溶液，开始时，溶液的pH不为零，且稀盐酸和氢氧化钠反应的方程式为HCl+NaOH＝NaCl+H2O，可以得出36.5份质量的氯化氢消耗40份质量的氢氧化钠，则反应后盐酸过量，溶液的pH应该小于7，不会等于7，错误。
故选：A。
（2022•嵊州市模拟）将等质量的锌、铁、镁三种金属分别加入三杯质量和溶质质量分数均相同的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．反应后金属镁和铁有剩余
B．反应后乙杯中的溶质可能只有一种
C．参加反应的锌和铁的质量比可能为8：7
D．反应后，在甲杯中滴入硝酸银溶液有沉淀产生，说明盐酸可能有剩余
【解答】解：A、由于镁的相对原子质量小于铁，化合价相等，所以等质量镁、铁与足量的盐酸反应，镁生成的氢气多，图中镁、铁生成的氢气质量相等，所以镁一定有剩余，铁可能恰好完全反应，故A错误；
B、从图示可以看出，锌、镁、铁产生的氢气质量不相等，所以乙中盐酸一定有剩余，乙杯中的溶质是氯化氢和氯化锌两种，故B错误；
C、若生成的氢气质量相等，依据化学方程式中数据可知，锌、铁的质量比是65：56，但是锌产生的氢气质量小于铁，所以锌与铁的质量比小于65：56，可能是8：7，故C正确；
D、甲杯中不管稀盐酸是否有剩余，都有氯化镁，会与硝酸银反应生成氯化银沉淀，故D错误。
故选：C。
（2022•杭州模拟）人类的生产、生活离不开金属材料。
（1）铝、铁、铜是我们生产、生活中使用比较广泛的金属。如图1所示用品中，利用金属导热性的是 ，利用金属导电性的是 （均填字母序号）。
（2）铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。
（3）将等质量的镁、铁、锌分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的H2质量与反应时间的关系如图所示。根据图2中的信息，作出的判断不正确的是 。
A．图线x表示镁的反应情况
B．铁消耗的稀盐酸质量最大
C．镁、锌一定过量，铁可能反应完
D．镁一定过量，锌、铁可能反应完
【解答】解：（1）如图1所示用品中，利用金属导热性的是A。利用金属导电性的是B。
故答案为：A；B。
（2）反应前后元素种类不变，铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，碱式碳酸铜中的碳元素来自于空气中的二氧化碳，是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果。
故答案为：二氧化碳。
（3）A．镁最活泼，反应时间最短，图线x表示镁的反应情况，该选项正确。
B．铁反应生成的氢气最多，消耗的稀盐酸质量最大，该选项正确。
C．锌、铁、镁等质量，锌剩余时，铁一定剩余，该选项不正确。
D．镁一定过量，锌、铁可能反应完，该选项正确。
故答案为：C。
（2022•上城区模拟）在趣味实验课上，老师将铝片、镁片打磨后，一起插入未成熟的新鲜橙子里面，同学们看到灯泡发光感到很惊奇。老师说这就是水果电池，通常用较活泼的金属做负极，利用橙汁内可以导电的有机酸溶液形成稳定的电流。请你回答下列问题。
（1）铝、铜可做电极，利用了金属的 。
（2）在这个水果电池中能做正极的金属是 。
（3）若将等质量的铝片和镁片，同时分别放入2份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，请画出反应生成H2的质量与反应时间的关系图。
【解答】解：（1）由于铝、铜有导电性，可以做电极；
（2）由材料通常用较活泼的金属做负极可知，能做正极的金属是活泼型较弱的金属。所以，在这个水果电池中能做正极的金属是铜；
（3）镁比铝活泼，反应速率快，反应需要时间短，最终铝和酸反应生成的氢气多，所以反应生成H2的质量与反应时间的关系图为：。
故答案为：（1）导电性；
（2）铜；
（3）。
（2022•义乌市一模）在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置（铁矿石的主要成分为Fe2O3）
（1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放 （选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”）的装置；
（2）装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或 时，证明铁矿石一定有部分被还原了。
（3）实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
（4）从提高能源利用率的角度出发，对E装置中排出的尾气应如何处理？ 。
【解答】解：（1）二氧化碳能与氢氧化钠反应，能够与氧化钙反应；通过C制得的一氧化碳气体中可能混有二氧化碳，因此为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置；
（2）氧化铁为红色固体，若铁矿石变色，或玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引，说明铁矿石一定有部分被还原了；
（3）还原出的铁在高温下，易被氧气氧化，因此实验结束后，先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸，目的是防止灼热的铁重新被氧气氧化；
（4）一氧化碳有毒，会污染空气；氧化铁被一氧化碳还原为铁，由于一氧化碳与氢氧化钙溶液不反应，所以E装置中排除的尾气中还有不能被碱液吸收的一氧化碳气体，可以用导管把尾气引到C、D装置，利用其燃烧放热，给反应提供热量。
（2023•桐庐县二模）小乐利用“氢气还原氧化铜”实验验证水的组成，实验装置及药品如图所示，实验前后测定的数据如表所示。回答问题：
（1）为了实验安全，在开始加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是 。
（2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，则发生反应的化学方程式为 。
（3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，可计算出水中氢、氧元素的质量比为 （用m1、m2等表示）。若实验过程中小乐操作无误，依据实验数据，分析产生误差的可能原因 （写出1点）。
【解答】解：（1）为了实验安全，在开始加热硬质玻璃管内氧化铜前，应先进行的实验操作是通一段时间的氢气，排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸。
（2）实验中观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，是因为加热时氧化铜和氢气反应生成铜和水，则发生反应的化学方程式为CuO+H2△¯Cu+H2O。
（3）验证水的组成的原理为：根据硬质玻璃管及其内药品在反应前后的质量差m1，即水中氧元素质量，U形管及其内药品在反应前后的质量差m2，即水的质量，可计算出水中氢、氧元素的质量比为（m2﹣m1）：m1。
若实验过程中小乐操作无误，依据实验数据，产生误差的可能原因是U形管中的碱石灰吸收了空气中的水和二氧化碳。
故答案为：（1）通一段时间的氢气。
（2）CuO+H2△¯Cu+H2O。
（3）（m2﹣m1）：m1；U形管中的碱石灰吸收了空气中的水和二氧化碳。
（2023•杭州模拟）如图为气体X（纯净物）与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题：
（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的气体X，其目的是 。
（2）若实验中，观察到A中黑色氧化铜粉末变红，B中无水硫酸铜无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊，则通入的气体X为 。
（3）查阅资料得知：①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体；③Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。
小乐为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：
【解答】解：（1）X气体具有可燃性，和空气的混合气点燃时可能发生爆炸，所以实验开始时，先通一会儿X气体，再加热的目的是：排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，所以A玻璃管内观察到的黑色固体变红色，B干燥管中无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊，则X气体为CO。
（3）步骤一、由于氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，所以现象是：溶液变为蓝色，红色固体部分溶解；
步骤二、由于铜不与稀硫酸反应，氧化亚铜能与稀硫酸反应，所以剩余红色固体质量为铜，质量为12g。
设20g固体中铜的质量为x，则氧化亚铜的质量为20g﹣x，则
Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O
144 64
20g﹣x 64(20g-x)144
所以：x+64(20g-x)144=12g 解得：x＝5.6g
20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为5.6g：（20g﹣5.6g）＝7：18。
故答案为：（1）排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸。
（2）CO。
（3）步骤一、溶液变为蓝色，红色固体部分溶解；
步骤一、7：18。
（2023•萧山区校级二模）为探究碳还原氧化铜的最佳混合比例，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1～2.5g进行系列实验，如图所示，金属网可以使火焰温度较高。
【查阅资料】①氧化铜（CuO）为黑色固体，氧化亚铜为红色固体。
②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜，能与稀硫酸反应：
Cu2O+H2SO4＝CuSO4+H2O+Cu。
实验：取一定量的混合物，用右下装置进行实验。
（1）写出书本上我们所学的碳与氧化铜反应的化学反应方程式 。
（2）该实验的结论：由上述5组实验可以得到的探究结论是 。
（3）评价与交流：为检验序号4中的红色固体中是否含Cu2O，所需试剂是稀硫酸，通过观察什么现象即可判断存在Cu2O。
【解答】解：（1）碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑；
（2）实验2中碳的相对含量是逐渐减少，剩余黑色粉末减少，说明黑色粉末中有剩余的碳，而当木炭粉与氧化铜质量比1：12时，只有红色固体，说明碳与氧化铜恰好完全反应，当碳的含量继续减少时，不足以将氧化铜全部还原，又剩下了氧化铜的黑色粉末，因此可以看出木炭粉与氧化铜质量比1：12时，为两者最佳质量比，使反应物全部反应转化，原料利用率最高。
故答案为：（1）C+2CuO高温¯2Cu+CO2↑；
（2）木炭与氧化铜质量比为1：12时恰好完全反应，因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1：12。
反应前的质量
反应后的质量
A（玻璃管+固体）
m1
m2
B+C（广口瓶+混合液）
m3
m4
实验前
实验后
硬质玻璃管及其内药品
的质量/克
75.6
69.2
U形管及其内药品
的质量/克
110.8
118.2
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸

红色固体可能是氧化亚铜，也可能是铜和氧化亚铜
步骤二
将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量
剩余红色固体质量为12g
20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为
序号
木炭粉与氧化铜的质
量比
反应后物质的颜色、状态
1
1：9
红色固体
有金属光
泽
混有少量黑色物质
2
1：10
混有很少量黑色物质
3
1：11
混有极少量黑色物质
4
1：12
无黑色物质
5
1：13
混有较多黑色物质