月球表面富含钛铁矿，钛因其硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。我国四川省有大型钒钛磁铁矿，由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下：

① 钛铁矿的主要成分是FeTiO₃（钛酸亚铁），其中钛的化合价为        价。
②TiCl₄在高温下与足量Mg反应生成金属Ti的化学方程式                ，该反应属于            （填基本反应类型）。
③ 上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属杂质，若在实验室提纯上述金属钛，可将其先加入            （填试剂名称）中，再                （填操作名称）。

将3枚洁净的铁钉同时置于下图所示的试管中，3天后观察到I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。对照实验I、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为     ；防止铁锈蚀的一种方法是                      。

（6分）生活离不开金属。
（1）右图“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠和水等，其发热原理是利用铁生锈时放热。
发热剂需与空气中      接触才会发热。

（2）已知下列各组物质间均能发生置换反应。
A．Fe 和CuSO₄溶液     B．Mg和MnSO₄溶液   C．Mn和FeSO₄溶液
①写出Fe 和CuSO₄溶液反应的化学方程式                                。
②Mn、Fe、Mg 、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序                      。
（3）化学小组在实验结束后，进行了如下废液处理：

①Ⅰ中的操作名称是___________。
②写出Ⅱ中一定发生反应的化学方程式       ___            _________ 。
③滤液的组成可能是                                       。

金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属。

（1）铝、铁、铜是常见金属。下列生活用品中，主要利用金属导热性的是______（填序号）。
（2）“淬火”是金属热处理常用的方法。宝剑淬火过程中，铁在高温下和水蒸气发生反应生成四氧化三铁和另一种气体单质，此反应的化学方程式为     ，该反应属于基本反应类型中的     反应。
（3）将一定量铁粉加入到硫酸锌、硫酸铜的混合液中，充分反应后过滤。滤液中的溶质一定有     。
（4）取一定量镁、锌、铁三种金属，分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸，充分反应后，生成氢气的质量相等。下列做法与此结果相符的是     （填序号）。

有些食品袋里装有一小袋铁粉作保鲜剂，有人称它为“双吸剂”，这里的“双吸”是吸收空气中的                    这两种物质。有一袋铁粉使用了一段时间，表面已经生锈，但经过验证它还可以继续使用，其验证方法是加入过量稀盐酸，能观察到的现象是                     则证明还可以继续使用，该反应的化学方程式为                          ；

（7分）铁在潮湿的空气中容易生锈。

（1）防止铁生锈的措施有     （写一点即可），其原理是__________。
（2）铁锈的主要成分是________，将一生锈的铁钉放入稀盐酸中除锈，观察到的现象是溶液变为__________色，同时看到有气泡冒出，写出发生反应的化学方程式：___________________、____________________。
（3）回收再利用生锈的铁制品是保护金属资源的一种有效途径。右图所示的废铁粉中Fe₂O₃含量大约在80%
(其余20%为铁)左右，回收后在工业上常用一氧化碳将其还原，反应的化学方程式是_______________。

（6分）
右图是人们经常使用的交通工具­­­­——自行车，请完成下列各题

（1）由金属材料制成的有­­_________（填序号），属于合成材料的是_________（填序号）。
（2）车轮的钢圈会生锈主要是因为___________，用稀硫酸除铁锈的原理____________（用化学方程式表示）。
（3）利用铁生锈的原理在食品工业上还有应用。“纳米α—Fe粉”，可以用于食品保鲜，称之为“双吸剂”，它能够吸收空气中的水分和氧气。若用化学方法检验使用一段时间后的“双吸剂”是否完全失效，写出鉴别过程 　　　　　　　　   。
（4）用打气筒给轮胎打气后，轮胎内空气分子间的距离          （填“大于”、“ 小于”、或 “等于”）空气中分子之间的距离。

(14分)钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。
（1）钢铁属于______________（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。在日常生活中，小明发现切过咸菜的菜刀更容易生锈．为了验证该现象，小明做了下列实验：
取两支试管，分别放上一个相同铁钉，在一支试管中加入___________，在另一支试管中加入等体积的___________，一周后小明观察实验现象，得到了与日常生活中相同的结果，他的结论是：水中溶有                            。
（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是_________________________。
（4）铁螺丝放入足量的稀盐酸中，观察到铁锈逐渐消失，该反应的化学方程式为：
                                                          ；
一段时间后，又观察到铁钉表面有气泡产生，写出产生气泡的化学方程式：
                                                        ；
长时间反应后，溶液中有黑色颗粒沉淀，该物质是       ,把该物质从溶液中分离出来的方法是          。
（5）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：

请写出第③步反应的化学方程式：_________________________________________；
（6）金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以废钢铁要_____________。
（7）一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu₂(OH)₂CO₃(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO₂参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式　　　　　　 　　　　　　 。
（8）将盛有等质量、等质量分数的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平左右两盘上，调节至平衡，再向两只烧杯中分别放入质量相等的铝和铁（提示：铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气），待反应停止后，请判断：
若天平仍保持平衡，烧杯中一定没有剩余的物质是　　　；
若天平失去平衡，则指针一定偏向　　　的一侧。

（6分）工业上用硫铁矿石（主要成分FeS₂）在沸腾炉中焙烧，经过一系列反应，得到硫酸。焙烧后的矿渣用于炼铁。其转化过程如下（部分条件和产物已略去）。

请回答下列问题：
（1）上图出现的含硫元素的物质中，属于氧化物的有         （填化学式）。
（2）FeS₂中的铁元素是+2价，硫元素的化合价为        。
（3）写出②处炼铁的化学方程式       。若用2000 t含杂质30%的矿渣炼铁，理论上可得到含铁98%的生铁质量为_________ t。
（4）在煤炭燃烧过程中也会产生SO₂。工业上将煤燃烧产生的烟气通入吸收塔，用石灰水淋洗，外加氧气的作用，使之反应生成硫酸钙和水。请写出该反应的化学方程式        。

（5分）学习化学知识的目的之一是分析和解决实际的问题。
（1）汽车表面喷漆，可以延缓汽车的锈蚀，其防锈原理是       。
（2）生石灰常用作食品干燥剂，用化学方程式表示其原因________。
（3）碳酸氢钠可用于治疗胃酸（主要成分是盐酸）过多，其原因是________（用化学方程式表示）。
（4）为减少煤燃烧产生的二氧化硫对大气的污染，可向煤中加入适量的石灰石，发生的反应为：2CaCO₃+O₂+2SO₂ ="==" 2CaSO₄+2CO₂，该反应所涉及的物质中，属于氧化物的是       。
（5）为维护食品安全，卫生部禁止在面粉中添加增白剂，如过氧化钙（CaO₂）等。它和水反应能生成一种碱和氧气，反应的化学方程式是________。