【例1】（2025·江苏常州）如图所示进行对比实验（装置气密性良好），两侧均加入5 g质量分数为7.3%的稀盐酸。下列说法正确的是 （
C
）
A.反应过程中右侧小试管内更剧烈
B.恢复至室温后左侧气球体积较大
C.反应过程中左侧红墨水上升更快
D.反应结束后两边金属均完全消失
答案：镁的金属活动性比铁的强，则反应过程中左侧小试管内更剧烈，故A错误；设5 g质量分数为7.3%的稀盐酸完全反应，消耗的镁的质量为x。
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
24 73
x 5 g×7.3%
24/73 = x/(5 g×7.3%) x=0.12 g
设5 g质量分数为7.3%的稀盐酸完全反应，消耗的铁的质量为y。
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56 73
y 5 g×7.3%
56/73 = y/(5 g×7.3%) y=0.28 g
则完全反应后，两种金属均有剩余，稀盐酸完全反应，则最终生成氢气的质量相等，恢复至室温后两端气球体积相同，故B、D错误；镁的金属活动性比铁强，反应速率快，放出热量多，反应过程中左侧红墨水上升更快，故C正确。
解析：
【分析】
要解决本题，需结合金属活动性顺序判断反应速率，通过化学方程式计算判断金属与酸的过量情况，再分析反应放热对装置压强的影响，逐一分析选项。首先，金属活动性Mg＞Fe，反应速率Mg更快；其次，根据稀盐酸的量计算消耗金属的质量，判断金属是否过量，进而确定生成氢气的量；最后结合反应放热导致的压强变化分析红墨水移动情况。
【解析】
1. 金属活动性判断：镁的金属活动性比铁强，因此反应过程中左侧（镁条）小试管内反应更剧烈，故A选项错误。
2. 过量判断与氢气生成量计算：
稀盐酸中HCl的质量为：$5\ \mathrm{g} × 7.3\% = 0.365\ \mathrm{g}$。
设消耗Mg的质量为$x$，根据反应$\ce{Mg + 2HCl = MgCl_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得：
$\frac{24}{73} = \frac{x}{0.365\ \mathrm{g}}$，解得$x = 0.12\ \mathrm{g}$；
设消耗Fe的质量为$y$，根据反应$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$，可得：
$\frac{56}{73} = \frac{y}{0.365\ \mathrm{g}}$，解得$y = 0.28\ \mathrm{g}$。
已知金属质量均为$0.5\ \mathrm{g}$，均大于$0.12\ \mathrm{g}$和$0.28\ \mathrm{g}$，因此两种金属均过量，稀盐酸完全反应，最终生成氢气的质量由HCl的量决定，故生成氢气质量相等，恢复至室温后两端气球体积相同，因此B、D选项错误。
3. 反应速率与压强变化：镁反应速率更快，且反应放热更多，装置内温度升高更明显，气体膨胀导致左侧压强增大更快，因此反应过程中左侧红墨水上升更快，C选项正确。
【答案】
C
【知识点】
金属活动性顺序、金属与酸反应、化学方程式计算
【点评】
本题结合对比实验考查金属的化学性质，需掌握金属活动性对反应速率的影响，通过化学方程式判断反应物过量情况，同时注意反应放热对装置压强的影响，是一道综合性较强的基础实验题，易混淆反应速率与最终产物量的关系。
【难度系数】
0.5
1. 科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是（
A
）
A.用于焊接金属
B.制造航天飞机
C.制外科手术刀
D.用于通信设备
答案：A
解析：
【分析】要判断该金属的用途是否正确，需结合表格中给出的金属各项性质，分析每个选项对应的用途对金属性质的要求，再进行匹配判断。焊接金属需要金属熔点低、易熔化；制造航天飞机需要密度小、强度高的材料；制外科手术刀需要强度好、抗腐蚀的材料；通信设备需要导电性良好的材料，据此逐一分析选项即可找出错误项。
【解析】由表格可知，该金属的性质为：熔点2500℃（熔点很高），密度3g·cm⁻³（密度较小），强度与钢相似，导电性良好，导热性良好，抗腐蚀性优异。
选项A：焊接金属要求金属熔点低，该金属熔点极高，无法用于焊接金属，用途错误；
选项B：制造航天飞机需要密度小、强度高的材料，该金属密度小、强度与钢相似，适合制造航天飞机，用途正确；
选项C：制外科手术刀需要强度好、抗腐蚀的材料，该金属强度与钢相似、抗腐蚀性优异，适合制外科手术刀，用途正确；
选项D：用于通信设备需要良好的导电性，该金属导电性良好，适合用于通信设备，用途正确。
综上，用途错误的是A选项。
【答案】A
【知识点】金属的物理性质与用途
【点评】本题考查金属性质与用途的对应关系，属于基础题型，只需将金属性质与各选项用途的要求一一匹配即可解答，难度较低。
【难度系数】0.4
2. (2025·江苏徐州)铁与 $\ce{CuSO_{4}}$ 溶液接触,表面有红色固体析出,还有气泡产生。经测定$\ce{CuSO_{4}}$溶液显酸性,且反应过程中溶液酸性先增强后略减弱。为探究酸性变化原因,用冷却后的沸水配制 $4\%$ 的 $\ce{CuSO_{4}}$ 溶液,与洁净的铁钉进行如下实验。下列分析不合理的是(
B
)
A.红色固体为 $\ce{Cu}$,说明 $\ce{Fe}$ 的金属活动性比$\ce{Cu}$的强
B.$\ce{CuSO_{4}}$ 溶液显酸性,推测铁钉表面气泡一定是氢气
C.实验2中加入植物油的作用是为了隔绝氧气
D.实验2、3对比证明,溶液酸性增强与 $\ce{O_{2}}$、$\ce{Fe}$ 有关
答案：红色固体为铜，说明铁能置换出硫酸铜中的铜，说明Fe的金属活动性比Cu的强，故A正确；由CuSO₄溶液显酸性可推测铁可能与酸反应产生氢气，但根据元素守恒，该气体也可能是氧气，故B错误；实验2中加入植物油，其目的是隔绝氧气，防止氧气对反应的影响，如防止氧化反应或影响酸性变化，故C正确；实验2中的铁隔绝氧气，铁只与硫酸铜反应，酸性略减弱；而实验3中的铁与氧气接触，酸性先增强后减弱，对比证明溶液酸性增强与O₂、Fe有关，故D正确。
解析：
【分析】
本题需结合金属活动性顺序、反应原理及实验设计的控制变量法，逐一分析各选项是否合理：
1. 选项A：铁能置换出硫酸铜中的铜，根据金属活动性规律，活泼金属可置换不活泼金属盐溶液中的金属，说明Fe的金属活动性比Cu强，分析合理。
2. 选项B：CuSO₄溶液显酸性，气泡可能是氢气，但反应体系含多种元素，气泡不一定为氢气，“一定是氢气”的表述错误，分析不合理。
3. 选项C：实验2加植物油，目的是隔绝氧气，控制氧气变量，避免其影响反应，分析合理。
4. 选项D：实验2隔绝氧气，酸性仅略减弱；实验3有氧气，酸性先增强后减弱，两组对比可证明酸性增强与O₂、Fe有关，分析合理。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：铁与硫酸铜发生反应$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，活泼金属能置换不活泼金属盐溶液中的金属，说明Fe的金属活动性强于Cu，A正确。
B选项：CuSO₄溶液显酸性，铁与酸反应可能生成氢气，但反应体系存在多种元素，气泡不一定是氢气，“一定是氢气”的说法错误，B错误。
C选项：实验2中加入植物油，可隔绝氧气，防止氧气参与反应干扰酸性变化的测定，C正确。
D选项：实验2中铁隔绝氧气，酸性略减弱；实验3中铁与氧气接触，酸性先增强后减弱，两组实验变量为氧气，对比可证明溶液酸性增强与$\ce{O_{2}}$、$\ce{Fe}$有关，D正确。
【答案】
B
【知识点】
金属活动性顺序、铁与硫酸铜反应、实验控制变量法
【点评】
本题通过实验探究铁与硫酸铜溶液反应的酸性变化，考查学生对反应原理、实验变量控制的理解，需结合实验事实判断选项逻辑是否正确。
【难度系数】
0.6
【例2】新趋势 情境素材 (2025·海南)我国科学家研发了一种闪速炼铁技术,用氢气还原铁矿石粉,只需3~6秒即可完成传统高炉5~6小时的炼铁过程,且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是（
A
）
注:"品位"指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率,百分率越大,品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A.传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石:
$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$
B.闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内,实现快速还原
C.与传统高炉炼铁相比,闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D.闪速炼铁技术通入过量氢气,出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
答案：A
解析：
【分析】
要判断各选项正误，需明确传统高炉炼铁和闪速炼铁的原理：传统高炉炼铁中，焦炭先反应生成还原剂CO，由CO还原铁矿石，而非焦炭直接还原；闪速炼铁利用氢气还原粉状铁矿，反应快速，且可处理低品位矿石，过量氢气可回收。据此逐一分析选项。
【解析】
A选项：传统高炉炼铁时，焦炭在高温下与热空气反应生成CO₂，CO₂再与焦炭反应生成还原剂CO，最终是CO还原Fe₂O₃，反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$，并非焦炭直接还原铁矿石，故A错误；
B选项：由闪速炼铁示意图可知，粉状铁矿砂通过矿砂喷枪喷入高温还原塔，实现快速还原，故B正确；
C选项：题目注明传统高炉炼铁用高品位铁矿石，而闪速炼铁技术还原快、还原率高，能有效处理低品位铁矿石，故C正确；
D选项：闪速炼铁通入氢气还原铁矿石，若氢气过量，出炉烟气中会含有较多氢气，可回收利用，故D正确。
【答案】
A
【知识点】
工业炼铁原理、化学与生产应用
【点评】
本题结合闪速炼铁的新情境，考查传统高炉炼铁和新型炼铁技术的原理，需准确掌握两种炼铁方式的还原剂及特点，区分易混淆的知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
3. 新趋势 创新实验（2025·江苏镇江模拟）某化学小组用如图微型装置进行模拟冶铁的实验(已知甲处反应生成CO,CO与氢氧化钠溶液不反应,氢氧化钠与氢氧化钙的性质相似)。下列说法不正确的是 （
D
）
A.应先将 HCOOH 溶液滴入,过一段时间后再加热装置乙
B.装置乙中现象是红棕色固体变黑
C.装置丙的作用是防止液体倒吸
D.装置丁的作用只是吸收$\ce{CO_{2}}$
答案：操作时，先滴加HCOOH，生成一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃乙处酒精喷灯，以防止发生爆炸，故A正确；一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，红棕色粉末逐渐变成黑色，故B正确；装置丙能防止装置丁中氢氧化钠溶液进入装置乙，装置丙的作用是防止倒吸，故C正确；二氧化碳能与氢氧化钠反应，装置丁中氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳，一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应，又可以将瓶中的氢氧化钠溶液排出，可收集CO，故D错误。
解析：
【分析】
要判断各选项是否正确，需结合模拟冶铁实验的原理、操作步骤、装置作用分析：实验时需先通CO排尽装置内空气，防止CO与空气混合加热爆炸；CO还原红棕色氧化铁生成黑色铁和CO₂；装置丙作为安全瓶防止倒吸；装置丁中NaOH溶液除吸收CO₂外，还能收集不反应的CO。
【解析】
逐一分析选项：
A. 先滴加HCOOH，HCOOH在热浓硫酸作用下生成CO，排尽装置内空气后再加热乙，避免CO与空气混合加热发生爆炸，该选项正确；
B. 装置乙中CO在高温下还原红棕色氧化铁为黑色铁粉，现象是红棕色固体变黑，该选项正确；
C. 装置丙是安全瓶，可防止装置丁中氢氧化钠溶液倒吸入热的装置乙，避免装置炸裂，作用是防止倒吸，该选项正确；
D. 装置丁中足量氢氧化钠溶液可吸收CO₂，同时CO与NaOH不反应，会将丁中溶液压入烧杯，因此丁还能收集CO，并非“只是吸收CO₂”，该选项错误。题目要求选不正确的，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、实验装置的作用
【点评】
本题考查模拟冶铁实验的操作、现象及装置功能，需学生熟悉实验原理，易错点在于忽略丁装置还具备收集CO的作用，需仔细分析各装置的多重作用。
【难度系数】
0.5
