第六章金属复习题
一、单选题
1．2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金。关于合金的说法不正确的是
A．氧化铁、硬铝、焊锡都属于合金
B．与纯金属相比，合金具有更优良的性能
C．向镁锂合金中加入稀盐酸，有气泡冒出
D．储氢合金、形状记忆合金等新型合金能满足某些尖端技术的需要
2．向200gAgNO3溶液中加入m克Fe和Cu的混合粉末，搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥得16.2固体。向滤液中滴加NaCl溶液，产生白色沉淀。下列说法正确的是（ ）
A．滤液的质量是183.8g B．混合粉末的质量范围是4.2g
3．生活中有许多俗语。下列有关说法，从化学的角度理解不正确的是
A．墙内开花墙外香——分子不断运动
B．真金不怕火炼——金的金属活动性很强
C．千锤百炼、百炼成钢——生铁可炼成钢
D．火要空心——增大与空气的接触面积，能使可燃物燃烧更充分
4．在一定条件下，甲和乙反应生成丙和丁的微观示意图如下。下列说法错误的是
A．丁的化学式是H2O B．该反应属于置换反应
C．反应前后的原子种类、数目没有发生改变 D．参加反应的甲和乙的质量比是13：40
5．下列实验方法一定能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方法
A 除去O2中的少量N2 通过灼热的铜网
B 除去铁粉中的铜粉 加入足量稀硫酸
C 鉴别过氧化氢溶液和水 加入二氧化锰
D 鉴别石灰水和氢氧化钠溶液 加入稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
6．下列物质属于纯净物的是
A．洁净的海水 B．石油 C．液氧 D．铁锈
7．通过置换反应可判断金属活动性顺序，某同学通过实验来比较铜、铝、汞的金属活动性顺序，现有铜、铝、汞的三种单质，如果另外只选用一种试剂达到实验目的，最好选用下列试剂中的
A．稀硫酸 B．氯化铝溶液 C．硝酸汞溶液 D．硫酸铜溶液
8．现有X、Y、Z三种金属，如果把X、Y和Z分别投入到稀硫酸中，只有Y溶解并产生气泡，X、Z不反应；如果把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化，则X、Y、Z的金属活动顺序为
A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>Y>X D．Y>Z>X
9．实验是研究化学、探索未知的重要手段，下列实验设计可以达到实验目的的是
A．探究铁生锈的条件
B．探究温度对分子运动速率的影响
C．证明二氧化锰是催化剂
D．证明二氧化碳能与水反应
10．除去物质中的少最杂质《括号内为杂质》，拟定实验方案可行的是
A．氮气（氧气）——通过足量均热的炭粉
B．CO2（CO）——点燃
C．Cu粉中（少量的Fe粉）——用磁铁吸引
D．FeSO4溶液（CuSO4）——加入过量的Zn粉，过滤
11．下列关于化学学科基本观念的说法中。不正确的是
A．微粒观——闻到花香是分子的不新运动
B．守恒观——化学反应前后元素的种类、质量不变
C．能量观——化学反应中有能量变化，物理变化中也可能有能量变化
D．变化观——铁与盐酸反应可以一步转化为氯化铁
12．向Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，充分反应后过滤，滤纸上的物质为
A．Cu B．Mg 、Cu C．Zn、Cu D．Mg、Zn、Cu
13．关于合金的说法正确的是
A．合金是一种纯净物 B．合金中只含有金属元素
C．合金的强度、硬度一般比组成它们的纯金属更高 D．铁锈是一种合金
14．能验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是
A．Zn、Ag、CuSO4溶液 B．Zn、Cu、Ag、稀盐酸
C．Cu、Ag、ZnSO4溶液 D．Ag、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
二、填空题
15．（1）电解水实验揭示了水的组成，实验中正极产生的是 （填化学式），此实验说明水是由 组成的；
（2）将50mL酒精与50mL水混合后，总体积小于100mL，从微观角度说明原因 ；
（3）铝的化学性质比铁活泼，但铝制品比铁制品更耐腐蚀的原因是 。
16．如图是以物质类别为横坐标、碳的化合价为纵坐标制成的碳元素的“价类二维图”。回答下列问题。
(1)图中A点对应许多单质，其中能切割大理石的是 (写名称)；
(2)C物质转化成B物质的化学方程式为 ；
(3)高炉炼铁中利用B的 性与赤铁矿中的氧化铁发生反应。
17．我国城市高铁和地铁的开通运行，给人们的生活带来了很多便利。高铁和地铁的建设广泛使用了金属材料。
(1)地铁建设中使用了钢轨，钢轨长时间使用后会生锈，写出用稀盐酸除去铁锈的化学方程式 。写出防止铁制品锈蚀的一种常用方法 。
(2)防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径之一。下列情况铁最不容易生锈的是 （填序号）。
①部分浸没在海水中②在潮湿空气中③浸没在植物油中
(3)高铁和地铁的修建需要大量的钢材，工业上炼铁的原理是一氧化碳还原氧化铁，写出该反应的化学方程式是 ，该反应 （填“是”“不是”）属于置换反应。
(4)列车的车体用到了大量铝合金材料，铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是 （用化学方程式表示）。铝合金中主要含有铝、铜、镁三种金属，为验证这三种金属的活动顺序，某同学设计了如下图3个实验：
实验甲中铝丝表面会出现的现象是 ，实验甲能得出的结论是 的金属活动性更强，另一位同学认为实验乙、丙中均无明显现象，对完整的结论没有作用，都可以省去。你的看法是 （填序号）。
A．乙、丙都可以省去
B．乙、丙都不能省去
C．丙可以省去，乙不能省
D．乙可以省去，丙不能省
(5)现有一定量的锌粉加入到硫酸铜和硫酸镁的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。再往滤渣加入适量的稀盐酸；有气泡产生。则滤渣一定含有 ，滤液的溶质有 。
18．根据金属活动性顺序的相关知识，回答下列问题：
（1）将某金属M加入到稀硫酸中，观察到金属M表面有气泡产生，据此，你能得到的确切信息是 。
（2）在相同的条件下，把金属M及另外三种金属分别加入质量分数相同的等质量的稀硫酸中，观察反应产生气泡的剧烈程度，并记录如下（反应剧烈程度用“+”表示）
金属 金属1 金属2 金属M 金属3
反应剧烈程度 + + + + + + + + + +
如果上述金属分别是Al、Mg、Fe、Zn，你认为金属M最有可能是 。
（3）向硝酸银溶液和硝酸铜的混合溶液中加 入一些镁粉，充分反应后过滤。若向滤渣中滴加稀盐酸没有气泡冒出，则了残渣中一定含有的金属是 ，滤液中一定含有的溶质是 ，反应后溶液（滤液）的质量与原混合溶液的质量相比将 （填“变大”、“变小”、“无法确定”）
三、推断题
19．A~I表示初中化学常见物质，各物质问相互转化的关系如图所示，其中反应⑤是工业上高炉炼铁的反应原理。请回答下列问题：
（1）B的化学式是 ；
（2）C物质的一种用途为 ；
（3）上述转化中没有涉及到的基本反应类型为 ；
（4）反应⑤的化学反应方程式为 。
20．已知A、B、C、D、E、F为常见物质，其中A、B含有相同的元素，B、E为氧化物，C、D、F都为单质。它们相互转化的关系如图所示。
(1)X在反应①中起 作用；
(2)写出有关物质的化学式：A 、C ；
(3)若F不溶于稀硫酸，写出反应③的化学方程式。 反应③的基本反应类型为 。
四、实验题
21．化学兴趣小组同学利用Y型管设计了如下图三个实验进行探究活动，请回答下列问题。
(1)如图1所示实验，一段时间后，当观察到Y型管 即可证明二氧化碳与水发生了反应。
(2)如图2所示实验，一段时间后，缓慢倾斜Y型管，将右则的稀硫酸部分倒入左侧，此时看到锌片的表面有气泡产生，据此可推知该实验的目的是 。发生反应的化学方程式是 。此处气体胀大是因为 ，但一段时间后，气体又稍稍缩小，可能的原因是 。
(3)如图3所示实验，根据Y型管左右两侧现象对比，可得到的实验结论是 。该实验中，红磷燃烧的化学方程式是 ，Y型管项端气球的主要作用是 。
22．利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气； 盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好．实验前，弹簧夹a、b均处于关闭状态，开始实验时，打开a，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a，打开b．请联系所学知识回答下列问题：
(1)该实验过程中可以观察到的现象有： 、 。
(2)试管内一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为
(3)实验结束时，应先打开a，再 ，然后 ，继续通氮气直至装置冷却。空格处应依次填(选填“A”或“B”)
A．熄灭酒精灯 关闭b
B．关闭b熄灭酒精灯 C．AB都可以
(4)待试管冷却后，把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红。
【提出问题】炼出来的黑色粉末的成分是什么呢？
【查阅资料】在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色，其余都是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性。
【综合探讨】同学们得出此次炼铁得到的生成物是 。
(5)谈谈该实验的优点：
五、计算题
23．为测定某铁碳合金的成分，某同学取 11.5 g 该样品放入烧杯中，加入足量的稀硫酸。完全反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了 0.4 g。
试通过计算，确定该铁碳合金属于生铁还是钢？ （已知：①碳以外的其他杂质不计；②生铁的含碳量为 2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%。③用化学方程式计算并写出计算过程，计算结果精确至 0.1%）
参考答案：
1．A
【详解】A、氧化铁是铁的氧化物，不是合金，选项说法错误；
B、与纯金属相比，合金具有更优良的性能，选项说法正确；
C、向镁锂合金中加入稀盐酸，镁、锂都能与盐酸反应生成氢气，有气泡冒出，选项说法正确；
D、储氢合金、形状记忆合金等新型合金能满足某些尖端技术的需要，选项说法正确。
故选A。
2．B
【分析】滤液中加入NaCl溶液后，产生白色沉淀，说明原溶液中的AgNO3有剩余，Fe和Cu全部被消耗完，金属活动性：Fe>Cu，Fe先与AgNO3反应完后，Cu再与AgNO3反应。
【详解】A、分析可知，反应前溶液与混合粉末的总质量为200g+mg，则滤液质量=200g+mg-固体银的质量=200g+mg-16.2g=183.8g+mg>183.8g，错误；
B、假设混合粉末中全部为Fe，设铁的质量为x
x=4.2g
假设混合粉末中全部为Cu，设铁的质量为y
y=4.8g
混合粉末为Fe和Cu，所以质量范围为4.2g
故选B。
3．B
【详解】A、墙内开花墙外香，是因为花中含有的香味分子是在不断的运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，选项解释正确；
B、真金不怕火炼，金的金属活动性很弱，即使在高温时也不与氧气反应，选项解释不正确；
C、生铁和钢都是铁的合金，两者的主要区别是含碳量不同，生铁的含碳量比钢高，生铁可炼成钢，选项解释正确；
D、火要空心是增大与空气的接触面积，可燃物与氧气接触面积越大，燃烧更充分，选项解释正确。
故选B。
4．B
【分析】根据质量守恒定律分析图片中的反应，丁是水，则反应的方程式是：。
【详解】A、根据分析，丁是水，化学式是：H2O；正确；
B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生产另一种单质和另一种化合物的反应，根据分析，该反应的产物是两种化合物，不是置换反应；错误；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后的原子种类、数目、质量没有发生改变；正确；
D、根据方程式，参加反应的甲和乙的质量比是=13：40；正确。
故选B。
5．C
【详解】A、氧气和铜反应生成固体氧化铜，而氮气和铜不反应，除去O2中的少量N2 不可通过灼热的铜网，选项错误；
B、铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，而铜不与硫酸反应，除去铁粉中的铜粉，不能加入足量稀硫酸，选项错误；
C、过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，产生气泡，而水在二氧化锰作用下不分解，鉴别过氧化氢溶液和水，可用加入二氧化锰，观察是否产生气泡的方法，选项正确；
D、石灰水和氢氧化钠与盐酸反应均无明显现象，鉴别石灰水和氢氧化钠溶液，不能用 加入稀盐酸的方法，选项错误。
故选C。
【点睛】除杂的原则：只除杂，不引杂。即所加试剂只能与杂质反应，不能与想要的主要成分反应，同时不能引入新的杂质。
6．C
【分析】由一种物质组成的是纯净物，由两种或两种以上的物质组成的是混合物。
【详解】A.海水中除了水以外还含有钠离子、氯离子等，是混合物，不符合题意；
B.石油中含有多种物质，是混合物，不符合题意；
C.液氧是氧气的液态，只含氧气，是纯净物，符合题意；
D.铁锈的主要成分是三氧化二铁，此外还含有很多其他物质，是混合物，不符合题意；
故选C。
7．D
【详解】A、使用稀硫酸，铝能与稀硫酸反应生成氢气，说明铝＞氢，铜和汞不能与硫酸反应，无法证明铜和汞的顺序，故A错误；
B、使用氯化铝溶液，铜和汞不能与氯化铝反应，无法证明铜和汞的顺序，故B错误；
C、使用硝酸汞溶液，铜和铝都能与硝酸汞反应，说明铜和铝在汞的前面，不能直接证明铜和铝的顺序，故C错误；
D、使用硫酸铜溶液，铝能将硫酸铜中的铜置换出来，说明铝＞铜，汞不能与硫酸铜反应，说明铜＞汞，故D正确．
8．B
【分析】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢；位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来；据此根据题意可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。
【详解】如果把X、Y和Z分别投入到稀硫酸中，只有Y溶解并产 生气泡，X、Z不反应，说明Y的活动性比氢强，X、Z的活动性比氢弱，即Y＞H＞X、Z；如果把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化，说明X的活动性比银强，Y的金属活动性比银弱，即X＞Ag＞Z。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z。
故选：B。
9．D
【详解】A、铁在潮湿的空气中易生锈，如图所示，该实验只进行了铁只与水接触、铁只与空气（氧气）接触的对比实验，只能得出铁只与水接触或只与氧气接触不会生锈，但无法得出需铁与氧气和水同时接触才能生锈的结论，所以该实验设计不能达到实验目的，不符合题意；
B、在探究温度对分子运动速率的影响实验中，根据控制变量法，应只有"冷水、热水"一个变量，但原题中除"冷水、热水"的变量外，还有"石蕊、品红"不同药品的变量，所以该实验设计不能达到实验目的，不符合题意；
C、如图所示，该实验中过氧化氢溶液的体积和浓度都一样，反应温度也一样，唯一变量为是否有二氧化锰催化剂，通过产生气泡的速率，可得出有二氧化锰的试管中反应速率快，但无法验证反应前后二氧化锰的质量和化学性质是否改变，不能说明二氧化锰是催化剂，所以该实验设计不能达到实验目的，不符合题意；
D、如图所示，湿润的石蕊纸花在通入二氧化碳气体之前，可说明水不能使紫色石蕊变红色，通入干燥的二氧化碳时，气体先与干燥的石蕊纸花接触，则可说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色，当二氧化碳气体与湿润的石蕊纸花接触时，则二氧化碳、水一起与紫色石蕊接触，石蕊纸花变红色，则说明二氧化碳与水反应生成碳酸，而碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，所以该实验设计能达到实验目的，符合题意；
故选：D。
10．C
【详解】A、碳能与氧气反应生成二氧化碳，会引入新杂质二氧化碳，该选项方案不可行；
B、二氧化碳不可燃也不助燃，则二氧化碳中的一氧化碳无法点燃，该选项方案不可行；
C、磁铁可吸引铁，该选项方案可行；
D、锌与硫酸铜、硫酸亚铁均能反应，该选项方案不可行。
故选C。
11．D
【详解】A、分子是在不断地运动的，因此在远处也可以闻到花香，故选项说法正确；
B、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类、质量不变，故选项说法正确；
C、化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化；物理变化也伴随能量的变化，如水变为水蒸气，需要吸热；氢氧化钠溶于水放热，故选项说法正确；
D、铁与盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，不能一步转化为氯化铁，故选项说法错误。
故选D。
12．C
【分析】在金属活动性顺序中，这三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为镁＞锌＞铜。
【详解】向Mg（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，根据三种金属的金属活动性由强到弱的顺序镁＞锌＞铜，可知锌能置换Cu（NO3）2中的Cu而不能与Mg（NO3）2反应；
又由于锌粉过量，因此充分反应后锌有剩余，过滤后滤纸上的物质为Zn和Zn置换出的Cu。
故选：C。
13．C
【详解】A、合金是几种单质熔合在一起的物质，没有生成新物质，属于混合物，选项错误；
B、合金中不只含有金属元素，还可能含有非金属元素，如生铁中含有铁元素、碳元素，选项错误；
C、合金的强度、硬度一般比组成它们的纯金属更高，选项正确；
D、铁锈的主要成分是氧化铁，不是合金，选项错误，故选C。
14．A
【详解】A、锌可以置换CuSO4溶液中的铜，出现红色固体，证明锌的活动性比铜强；银和CuSO4溶液不反应，证明铜比银的活动性强。可以证明三种金属的活动性强弱，故A正确；
B、锌能与稀盐酸反应，铜、银不能与稀硫酸反应，证明锌比铜、银活泼；但无法比较铜、银的金属活动性强弱，故B错误；
C、铜、银都不与ZnSO4溶液反应，证明了锌的活动性大于铜、银。无法比较铜、银的金属活动性强弱，故C错误；
D、银不与ZnSO4溶液、CuSO4溶液，证明锌、铜的活动性比银强；但无法比较锌、铜的活动性强弱，故D错误。故选A。
【点睛】根据金属与酸、盐溶液“反应则活泼，不反应则不活泼”进行分析判断。
15． O2 氢、氧两种元素 分子间有间隔 铝制品表面有一层致密的氧化膜（或4Al+3O2＝2Al2O3）
【详解】（1）电解水实验揭示了水的组成，实验中“正氧负氢，氢二氧一”，故正极产生的是O2；此实验说明水是由氢、氧两种元素组成的；
（2）将50mL酒精与50mL水混合后，总体积小于100mL，是由于分子间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔；
（3）铝在空气中氧化生成致密的氧化铝薄膜，阻止了里层的铝和氧气继续反应，而铁生锈生成的铁锈是疏松多孔的物质，不能阻止里层的铁继续和氧气、水反应，所以铝制品比铁制品更耐腐蚀。
16．(1)金刚石
(2)CO2+C2CO
(3)还原
【详解】（1）图中A点对应许多碳单质，如金刚石、石墨等，其中能切割大理石的是：金刚石。
（2）由图可知B点和C点对应两种碳的氧化物，且化合价对应分别为+2价、+4价，故B、C分别为一氧化碳、二氧化碳，则C物质转化成B物质的化学方程式为：
（3）由前面分析可知B为一氧化碳，一氧化碳具有还原性，可与赤铁矿中的氧化铁发生反应。
17．(1) Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O； 保持铁制品表面洁净、干燥（在铁制品表面覆盖保护层、制成不锈钢等，答案合理即可）
(2)③
(3) 不是
(4) 4Al+3O2=2Al2O3 有红色固体析出 铝 C
(5) 锌和铜 硫酸镁和硫酸锌
【详解】（1）稀盐酸除去铁锈是利用盐酸和氧化铁反应，化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；铁制品生锈是铁与水和氧气共同作用的结果，防止铁制品锈蚀的常用方法有保持铁制品表面洁净、干燥（在铁制品表面覆盖保护层、制成不锈钢等，答案合理即可）
（2）海水会加快铁的生锈，铁在潮湿的空气中与水和氧气接触易生锈，铁浸没在植物油中能隔绝水和氧气，故最不容易生锈的是③；
（3）工业上炼铁的原理是一氧化碳还原氧化铁，置换反应是一种单质与一种化合物生成另一种单质与化合物的反应，该反应的反应物都是化合物，不是置换反应；
（4）铝制品耐腐蚀的原因是铝易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3；铝的金属活动性比铜强，故实验甲中铝丝表面会出现的现象是有红色固体析出，实验甲能得出的结论是铝的金属活动性更强；乙中无现象说明镁的活动性比铝强，丙中无现象说明铝的活动性比铜强，实验为了验证铝、铜、镁三种金属的活动顺序，在实验甲中已经验证了铝的活动性比铜强，故丙可以省去，乙不能省，选C；
（5）由金属活动性顺序可知锌的活动性比铜强，锌的活动性比镁弱，锌粉加入到硫酸铜和硫酸镁的混合溶液中，锌粉不与硫酸镁反应，但与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，再往滤渣加入适量的稀盐酸有气泡产生，说明锌粉有剩余，故滤渣一定含有锌和铜，滤液的溶质有硫酸镁和硫酸锌。
18． M金属活动性在H之前 Zn Ag Mg(NO3)2 变小
【详解】（1）将某金属M加入到稀硫酸中，观察到金属M表面有气泡产生，说明金属M金属活动性位于H之前，故填：M金属活动性在H之前。
（2）把金属M及另外三种金属分别加入质量分数相同的等质量的稀硫酸中，观察反应产生气泡的剧烈程度，由表可知剧烈程度位于第三，反应越剧烈，金属活动性越强，故M金属活动性位于第三，Fe＜Zn＜Al＜Mg，锌排第三，故填：Zn。
（3）在金属活动顺序中，镁的活动性大于铜大于银，把一定量的镁放入AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液，则镁首先与硝酸银反应生成硝酸镁和银，然后与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜；滤液中一定有硝酸镁，滤渣中一定有银，若向滤渣中滴加稀盐酸没有气泡冒出，则了残渣中一定没有铝，可能含有铜，Mg+2AgNO3=Mg(NO3)2+2Ag，每340份质量硝酸银生成148质量的硝酸镁，Mg+Cu(NO3)2=Mg(NO3)3+Cu，每188份质量硝酸铜生成148份质量硝酸镁可知，参加反应的硝酸银、硝酸铜的质量大于生成物硝酸镁的质量，所以反应后溶液的质量减少，故填：Ag；Mg(NO3)2；变小。
19． H2O 灭火（答案合理即可） 复分解反应
【详解】反应⑤是工业上高炉炼铁的反应原理，高温条件下一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，则G、H为一氧化碳和氧化铁中的一种，C、I为铁和二氧化碳中的一种，B通电生成D和E，则B是水，D、E为氢气和氧气中的一种，A受热反应生成B和C，则A为碳酸，C为二氧化碳，则I为铁，C与F在高温下反应生成G，则F为碳，G为一氧化碳，则H为氧化铁，E和H反应生成B和I，则E为氢气，则D为氧气；代入验证正确；
（1）B的化学式是；
（2）C物质为二氧化碳，一种用途为灭火（或作气体肥料等）；
（3）上述转化中，①为碳酸受热分解生成水和二氧化碳，属于分解反应；②为水通电分解生成氢气和氧气，属于分解反应；③为碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，属于化合反应；④为高温条件下氢气与氧化铁反应生成铁和水，属于置换反应；⑤为高温条件下一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，不属于基本反应类型；没有涉及到的基本反应类型为 复分解反应；
20．(1)催化
(2) H2O2 O2
(3) 置换反应
【分析】反应①中A与X反应生成B、C和X，确定X是该反应的催化剂，A、B含有相同的元素，确定A是过氧化氢，B是水，X是二氧化锰；过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，C为单质，确定C为氧气；反应②水通电生成氢气和氧气，D为单质，确定D为氢气；反应③氢气和E反应生成F和水，F为单质且不溶于稀硫酸，确定F为不活泼金属铜，代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析可知：X在反应①中做催化剂，起催化作用，故填：催化；
（2）由分析可知：A为过氧化氢，化学式为H2O2；C为氧气，化学式为，故填：H2O2；O2；
（3）反应③中氢气与氧化铜加热生成铜和水，反应的化学方程式为，该反应为一种单质与一种化合物 ，生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故填：；置换反应。
【点睛】推断题中若某物质在反应前后均有， 则该物质是催化剂。
21．(1)左侧的试纸不变色，右侧试纸变红(注意:只写一侧不得分)；
(2) 比较Zn和Cu的金属活动性强弱 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 反应生成了气体且锌与稀硫酸反应放热导致装置内气压变大(两个原因均需答出，否则算错) 反应结束，又恢复到常温
(3) 可燃物燃烧必须达到着火点 4P+5O22P2O5 吸收五氧化二磷，防止污染空气
【详解】（1）根据图1中实验，左侧干燥的石蕊试纸不变色，右侧湿润的石蕊试纸变红色，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使石蕊试纸变红色，即可证明二氧化碳与水发生了反应；
（2）如图2所示，铜与稀硫酸不反应，一段时间后，缓慢倾斜Y型管，将右侧的稀硫酸部分倒入左侧，锌片的表面有气泡产生，说明锌能与稀硫酸反应，说明Zn的金属活动性比Cu强，据此可推知该实验的目的是比较Zn和Cu的金属活动性强弱；
锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的化学方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
反应生成了气体且锌与稀硫酸反应放热导致装置内气压变大，所以此处气体胀大；
反应结束，又恢复到常温， 所以一段时间后，气体又稍稍缩小；
（3）如图3所示实验，根据Y型管左右两侧现象对比，左侧红磷加热可以燃烧，右侧红磷不燃烧，是因为左侧的红磷温度达到了着火点，可得到的实验结论是可燃物燃烧必须达到着火点；
该实验中，红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的化学方程式是；
红磷燃烧生成的五氧化二磷会污染空气，故Y型管项端气球的主要作用是吸收五氧化二磷，防止污染空气。
22． 红棕色粉末变黑 澄清石灰水变浑浊 B A Fe和Fe3O4 节约资源，环保，安全等
【分析】（1）根据实验中的现象来分析；
（2）依据一氧化碳在高温时可还原氧化铁的反应书写方程式；
（3）根据热的情况下铁易被氧化，和防止有毒一氧化碳外泄的角度考虑并分析即可；
（4）根据题干信息来分析；
（5）可以从装置的特点出发对该装置的环保性及一氧化碳的充分利用说明该实验的优点。
【详解】（1）在加热的条件下，一氧化碳将红棕色的氧化铁还原为黑色的铁粉，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（2）一氧化碳在高温时可还原氧化铁生成铁和二氧化碳
（3）高温的情况下铁易被氧化，所以应避免装置温度高时铁被氧化，所以应先打开a通入氮气，再关闭b停止通一氧化碳，最后熄灭酒精灯，这样可保证不反应的一氧化碳得到充分的燃烧，不会污染空气，最后继续通入氮气直到冷却；
（4）把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红，说明该粉末中含有铁和四氧化三铁；
（5）为防止可燃性气体加热时有可能发生爆炸，所以开始加热前必须排净装置内的空气，反应开始通入氮气排净装置内的空气，可以防止用一氧化碳排净空气，从而导致的有毒一氧化碳跑污染空气，反应过程中未反应的一氧化碳也通过酒精灯燃烧防止了污染的产生，因此该装置有较好的环保性，不反应的一氧化碳通过燃烧提供了能量，体现了能源的节约。
23．解：由质量守恒定律可知，完全反应后烧杯中物质减少的质量=反应生成氢气的质量=0.4g；
设铁碳合金中铁的质量为x，
铁碳合金的含碳量=
2%＜2.6%＜4.3%
故该铁碳合金属于生铁。
