金属材料与人类的生产、生活密切相关。
（1）大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，其中提取量最大的是铁。工业上利用赤铁矿石炼铁的原理是 （用化学方程式表示）。实验室用的铁架台是铁的合金制成，合金比纯的金属硬度、强度更高， 也更好。用久的铁架台有一些出现锈迹，学校要对这些铁架台进行除锈，防锈处理，写出除去铁锈所发生的化学反应方程式 ，从实际考虑，学校应对这些除锈后的铁架台做 的防锈处理。
（2）为了比较铜、锌、铁三种金属的活动性强弱，可以将打磨光亮的两根铁丝分别插入 的溶液中，能判断出三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
科学探究是认识和解决化学问题的重要实践活动。
近年来，自热食品种类繁多。只需将撕去塑料膜的发热包放入凉水中，就能享用美食，很受年轻人的追捧。实验小组同学买来一份自热食品进行以下探究。
【资料】Ⅰ.发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粒。
Ⅱ.铝能和 溶液反应生成偏铝酸钠（ ）和氢气，偏铝酸钠溶于水。
探究一：发热包的发热原理。
（1）小组同学取出发热包，撕去塑料膜，放入适量凉水中，可观察到的现象是 ，固体迅速膨胀，同时还可观察到发热包内固体变硬结块，其可能的原因是 （用化学方程式表示）。
（2）在使用发热包过程中，禁止明火的理由是 。
探究二：反应后混合物中部分成分的探究。
根据以上操作和实验现象回答下列问题。
（3）操作Ⅰ的名称是 。
（4）根据现象①得出：滤液A中一定不含的物质是 。根据现象②③分析得出：固体B中一定含有的物质是 。综合分析得出：现象③中产生的气体，其成分的组成可能为 。
（5）通过以上探究，同学们进行反思总结，你认为其中正确的是 。
| A． |
能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料 |
| B． |
发热包应密封防潮保存 |
| C． |
禁止用湿手接触发热包 |
| D． |
使用过程中应保持通风 |
科学探究离不开实验活动。
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用于进行铁丝在氧气中燃烧的实验，最好选用的发生装置和收集装置是 。
（3）向装置A中加入少量氧化铜作催化剂，再向其中加入68g过氧化氢溶液，反应结束后，共产生1.6g氧气，写出该反应的化学方程式 ，所用过氧化氢溶液的溶质质量分数为 。
（4）实验小组同学用石灰石和6%的稀盐酸制取 时，发现固体仍有大量剩余，但不再产生气泡，请写出一种可能的原因 ，并设计实验进行验证 。
（5）以下反应均可生成 （极易溶于水，密度比空气小）：
①
②
③
结合以上装置，适合作为实验室制取 的反应原理有 （填序号）。
从古至今，铁及其化合物一直被人类广泛应用。
（一）铁及其化合物的应用
（1）明代科学著作《天工开物》中记载：
①“其器冶铁锥，其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐井的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”，“金”指生铁制作的铁锅。生铁属于 材料。上述描述中利用铁的 （选填序号）。
| A． |
a.导热性 |
| B． |
b.导电性 |
| C． |
c.硬度大 |
②“泥固塞其孔，然后使水转釉”是指高温下
将红砖中的
转化为
而形成青砖。该转化的化学方程式为 。
（2）铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用。
①碳酸亚铁（
）不溶于水，可作补血剂，服用后与胃酸反应生成 被人体吸收，促进血红蛋白的生成。
②火星探测器发回的信息表明，火星上存在
，从而证明火星表面曾经存在过水，其理由为 。
③活性可除去石油开采过程中的有害气体
，并获得
，原理如下。
吸收中生成的另一种物质的化学式为 ，再生时发生反应的化学方程式为 。
（二）的制备
用废铁屑（主要成分为
，含少量
和
）制备主要流程如下。
（1）酸溶时适当提高反应温度和
浓度，目的是 ，产生的气体为 。
（2）还原发生的反应为
。
沉淀发生的反应为
。
沉淀时反应温度不宜太高，原因是 。
（3）沉淀时会有部分与
反应生成，反应的化学方程式为 。
（三）的含量测定
已知：及铁的氧化物加热分解的温度如下。
称取含的样品76.6g，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
（1）样品中的含量为 %（精确到0.1%）。
（2）当加热到
时，M点固体的成分是 ，对应的质量比为 。
氢是实现碳中和的能源载体。
（1）煤制氢的原理可表示为 。
① 中肯定含有的元素是 。
②煤制氢的不足是 （写出一点）。
（2）甲烷制氢包括重整、转化和分离等过程。甲烷制氢过程中产生的 和 的混合气分离得到 的过程如下：
①海水作为吸收剂时，下列措施有利于海水吸收二氧化碳的是 （填序号）。
a．升高海水的温度
b．加快混合气的流速
c．增大气体的压强
②利用 溶液吸收 ，将其转化为 ， 在加热条件下即可分解生成 。比较 和 分解反应的不同，可推知 的稳定性 （填“＞”或“＜”） 的稳定性。
③使用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳并分离出氢气。补充完整氢氧化钠循环使用的方案。
步骤1：将氢气和二氧化碳的混合气通入足量的氢氧化钠溶液中。
步骤2：向步骤1所得的溶液中 。
步骤3：过滤，得滤渣和氢氧化钠溶液。
（3）某种利用太阳能制氢的过程如图1所示。
①反应I的基本类型为 。
②写出反应Ⅱ的化学方程式： 。
（4）我国2030～2050年各种能源使用预期情况如图2所示。
①图2所涉及的能源中，属于不可再生能源的是 。
②2030～2050年，预期我国能源结构的变化趋势是 。
是化学实验中常见试剂。
（1）验证质量守恒定律。
步骤1：在锥形瓶中加入适量的 溶液，塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有 溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称质量为 。
步骤2：将铁钉浸入到 溶液中，塞好橡胶塞。观察实验现象，待反应有明显现象后，将盛有 溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量，记录所称质量为 。
①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是 。
②步骤2中可观察到明显的实验现象是 。该变化可说明 和 的金属活动性由强到弱的顺序是 。
③若 ，可证明参加反应的 和 的质量总和等于 。
（2）探究 溶液对 分解具有催化作用。
①若要证明 溶液对 分解具有催化作用，除需证明 在反应前后化学性质和质量不发生改变外，还需证明的是 。
②为探究 在反应前后质量是否发生改变，某同学设计如下实验：
向 溶液中滴入10g a%的 溶液，待反应完全后，向试管中加入足量的 溶液，产生沉淀，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀物为 。
上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”，则通过沉淀物 计算出溶液中 的质量 。（填“大于”或“小于”或“等于”）
（3）将16.0g 置于坩埚中加热，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①650℃时， 开始发生分解反应，生成 和另一种氧化物 ， 的化学式为 。
②1000℃时， 开始发生分解反应，生成 和 。计算图中 的值。（写出计算过程，否则不得分）
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