依托铁知识平台 考查学生综合能力

由于铁是生产中应用最广泛的金属，是初中化学中重要的代表元素.因此掌握了

铁及其化合物知识，很有助于全面理解金属的性质.下面是各地中考试卷中依托铁知识平台，

考查学生综合能力试题解析.

一、考查学生对学科间知识融合能力

例1 如图1所示,R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂杠杆的中央且可以随

杠杆左右转动，杠杆两端分别悬挂相同的铁球，此时杠杆平衡，

再将铁球同时分别浸没到等质量、等质量分数的稀硫酸和硫酸

铜溶液中，反应一段时间后观察到：

(1)杠杆右端的铁球表面有色物质生成.

(2)金属滑片向(填“左”或“右”)偏转.

(3)灯泡L比开始时变(填“亮”或“暗”).

解析：铁与硫酸铜溶液相遇发生反应

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，

铁球的表面不断析出铜.由化学方程式可知，每56份质量的铁参加反应，将有64

份质量的铜在铁的表面析出，铁球增重8份质量；而另一侧，铁与硫酸反应而使铁球的质量

逐渐减小，金属滑片向右偏转，R的电阻值减小，灯泡L变亮.本题巧妙地结合了电学知识,

是一道跨学科综合题.参考答案如下：(1)铁球表面有红色物质生成；(2)金属滑片向右偏

转；(3)灯泡L比开始时变亮.

二、考查学生对给予信息迁移能力

例2 已知+3价铁跟铁粉在溶液中能发生化学反应，生成亚铁盐.现往生锈的铁粉中加入稀盐酸，过一会儿有气泡产生，反应后铁粉有剩余，最后得到一种浅绿色溶液.写出整

个实验过程中所发生的有关化学方程式：，.

解析：本题是一道信息给予题.在生锈的铁粉中加入稀盐酸，首先是铁锈(主要成分是

Fe2O3)和盐酸反应生成FeCl3，铁锈除净后铁与稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，以及铁

与FeCl3反应生成FeCl2.Fe粉有剩余，而溶液中只含有溶质FeCl2，所以呈浅绿色.

答：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；

Fe+2FeCl3=3FeCl2；

Fe+2HCl=FeCl2+H2

三、考查学生对铁性质理解能力

例3 将一定量的铁粉加入含稀HNO3、Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后

过滤，将滤出的固体物质加入稀盐酸中.

(1)若有气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为；

(2)若无气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为.

解析：本题考查铁的单质及化合物的性质，分析中宜从终态考虑.据题意(1)剩余物是

铁，因此与铁反应的微粒(或物质)均不能存在，溶液中金属阳离子只有Fe2+离子；(2)中剩

余物为铜；与铜反应的物质均不存在，溶液中阳离子一定有Fe2+离子(铁都转化为Fe2+离子)，

Cu2+离子有可能存在，也可能不存在.

四、考查学生对典型实验应用能力

例4 某课外活动小组为探究钢铁制品生锈的条件，进行了研究性学习.他们准备了以

下实验用品：刚洗净的4支试管、3枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、镊子、滤纸，还需要

的实验用品为.

做实验时，发现铁钉上有锈，为了迅速除去铁锈，他们进行了下述实验操作.

①取一支试管，将生锈的铁钉放入试管.

②向试管中倒入2 mL稀盐酸.

③用试管夹夹持试管，在酒精灯上加热.

④当铁钉上的锈消失并变的光亮时，将试管内废液倒入废液缸内.

⑤用镊子夹取铁钉用蒸馏水冲洗干净，在酒精灯外焰上烘干铁钉.

(1)你认为上述操作中存在的问题是什么?应该怎样做?

(2)除了铁钉除锈外，上述给出的实验用品还有哪些不符合实验要求?应该怎样处理?

解析：解答本题的关键是同学们应对铁生锈研究性学习案例认真参与，亲身感受.参考

答案如下：还需要的实验用品为：胶塞、试管夹、酒精灯、火柴；存在的问题有：(1)除锈后

用水冲洗过的铁钉不能在酒精灯上烘干，应该用滤纸吸干；(2)久置的蒸馏水中溶有氧气，应

该煮沸后使用.另外本实验还需要一支干燥的试管，并且刚洗净的试管应该用酒精灯烘干.

五、考查学生对获得实验数据处理能力

例5 某学生在A、B、C、D四只烧瓶中分别放入

干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细

铁丝、食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水

中，然后装配成如图2所示的四套装置，每隔一段时间

测量导管中水面上升的高度，结果如下表所示.

(表中所列数据为导管中水面上升的高度／cm)

时间/小时00．51．01．42．02．53．0A瓶(盛干燥铁丝)0000000

B瓶(盛沾了食盐水的铁丝)00．41．23．45．67．69．8

C瓶(盛沾了清水的铁丝）0000.30．82．03．5

D瓶(盛完全浸没在食盐水中的铁丝)0000000

(1)导管中水面为什么会上升?

(2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧杯号)；

(3)影响铁生锈的因素.

解析：本题是一道数据分析处理题，A、B、C、D四个瓶中都放入了铁丝，从条件上说

A接触的是干燥的铁丝，即不接触食盐水，但接触了空气；B接触的是沾了食盐水的铁丝，

即接触了食盐水，也接触了空气；C接触的是沾了清水的铁丝，即接触了水，也接触了

空气；D接触的是食盐水但未接触空气.再比较A、B、C、D瓶引起的导管中的水面变化，

以B瓶最大，其次为C瓶，A、D瓶则未引起变化；再分析引起变化的原因可得到相应的结

论.引起水面变化的原因是反应消耗了瓶中的空气(氧气).从实验数据分析，放置相等时

间后最先出现变化的是B瓶，然后是C瓶，A瓶和D瓶则未出现任何变化；从出现数值变化

的趋势来看，B瓶的变化趋势远比C瓶要大，说明能满足B瓶的条件是最适合产生变化的，

也即B瓶反应消耗的氧气量最多.四瓶中的生锈速度B>C>A=D.因A、D瓶均未引起水面

的变化，故可认为水和空气中的氧气是生锈不可缺一的条件.而氯化钠可以使生锈的速度加

快.

六、考查学生对炼铁原理掌握能力

例6 某课外活动小组，为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室称取生铁屑样

品10．0 g 放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸.加热，使之充分反应(杂质不参加反应).然

后冷却、称量.反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0．34 g.计算:

(1)生铁样品中杂质的含量.

(2)生产100 t 这种生铁，至少需要含氧化铁80％的赤铁矿的质量.

解析：由质量守恒定律知，反应后烧杯中物质减少的质量为生成氢气的质量，依据氢气

的质量即可求出铁的质量及生铁中杂质的质量分数.

化学方程式表示的是纯净物间的质量关系，要先求出纯铁质量，然后依据纯铁的质量用

化学方程式求出纯Fe2O3的质量，再利用Fe2O3的质量，求出赤铁矿的质量.

(1)设样品中纯铁的质量为 x.

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

562

x0.34 g

56∶2=x∶0.34 g

解得 x=9.52 g

生铁样品中杂质的质量分数

10 g-9.52 g10 g×100%=4.8%

(2)设需要赤铁矿的质量为 y.

Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2

160 112

y×80%100 t×（1-4.8%）

160∶112=（y×80%）∶［100 t×（1-4.8%）］

解得：y=170 t

答：(1)生铁中杂质的质量分数为4．8％；(2)至少需要这种赤铁矿170 t.

七、考查学生对复杂的问题解决能力

例7 将一定质量的氧化铜粉末加入100 g 溶质的质量分数为14％的硫酸溶液中，微热

至氧化铜全部溶解．再向该蓝色溶液中加入铁粉20 g，充分反应后过滤、烘干，得到干燥

固体的质量仍为20 g.试计算：

(1)原加入的氧化铜的质量；

(2)最后得到的溶液中的溶质的质量分数.

解析：本题有两个反应的剩余物判断：一是一定质量的氧化铜与硫酸反应，硫酸是否有

剩余；另一是生成的硫酸铜与铁粉反应，铁粉是否过量.应知道CuSO4中的Cu被完全置换

出来，最后得到的溶液中的溶质是FeSO4.解答本题可用到两个某元素的原子守恒：即在氧

化铜与硫酸反应中析出铜的质量等于CuSO4中Cu元素的质量，也等于CuO中Cu元素的质量；

铁与硫酸反应中，FeSO4与参与反应的硫酸中的S元素相同.具体解题思路可用下列图示表

示，并从解题过程中看看设求未知数的技巧.

解：由

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 固体质量增加

566464-56=8

可知，该反应使固体的质量增加，要使反应前后固体的质量保持不变，则硫酸在与氧化

铜反应后有剩余，这样才有铁与硫酸反应生成氢气以使固体的质量减少，以抵消上述反应的

固体增重.

硫酸的质量为:100 g×14％=14 g

设反应生成的H2及析出的Cu的质量分别为2 x 和64 y,(由此而得出的其它物质的数据

见上面的图示)

由题意知，消耗铁的质量应等于析出铜的质量，可得下式：

56 x+56 y=64 y,7x=y①

98 x+98 y=14 g，x+y=1498 g②

联立二式得：y=18 g；x=156 g

m（CuO）=80 y=80×18 g=10 g,

m(FeSO4)=152(x+y)=1527 g

m(H2)=2x=2×156 g=128 g

m(Fe)=56(x+y)=8 g

ω(FeSO4)=1527 g100 g+10 g-128 g×100%

=19.7%

答:(1)氧化铜为10 g；（2）生成溶液中的溶质的质量分数为19.7%

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文