2014年3月8日凌晨，马来西亚航空公司一架载有239人（其中154名中国人）的客机在飞往北京的途中忽然失踪，引起来全世界的关注，目前多个国家正在全力搜索中，其中飞机“黑匣子”（名为航空飞行记录器）是搜寻的重点之一．
（1）制取“黑匣子”的材料之一是金属钛，钛具有硬度大、密度小、熔点高、抗腐蚀性远优于不锈钢等优良性能，地球表面富含钛铁矿石，钛铁矿石的主要成分是FeTiO₃．请回答：已知FeTiO₃中，钛的化合价为+4价，则铁的化合价为______．冶炼金属钛时可分为两步：①将铁铁矿石转化为下TiCl₄，②将TiCl₄再与Na在“一定条件”下反应生成Ti和NaCl．请写出②中反应的化学方程式：______
（2）硅也是制取“黑匣子”某些材料的重要元素，自然界中硅元素主要存在于石英砂（主要成分是______），制取纯硅首先是用二氧化硅和碳在高温下反应得到一氧化碳和硅，写出该反应的化学方程式：______．

人类的生活生产离不开金属．
（1）写出在高炉中用赤铁矿炼铁的化学反应方程式______．
（2）如图所示的是某“暧宝宝”外包装的图片．该“暧宝宝”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等．使用时，先要撕去“暧宝宝”的保护膜，其目的是______，推测发热剂成分中氯化钠的作用是______．
（3）现有一种金属R（可能是银、镁、铁中的一种）．欲确定R，请你一起完成：
①请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序表中的相应位置
②取少量的金属R的粉末于试管中，逐滴加入稀硫酸，有气泡产生，则R不可能是______．
③待不再产生气泡时，再往溶液中加入洁净的锌片，锌片表面有金属析出，则R是______．写出锌片表面析出金属R的化学反应方程式______．该反应的基本类型属于______（选填“化合”、“分解”、“置换”）反应．

某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验．
Ⅰ．定性探究

在一定温度下，该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁（实验装置如图1所示，从环保角度看，该小组设计的实验装置有不足之处，你认为该如何改进？______），观察到玻璃管内固体由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家分头查阅资料．
【查阅资料】
（1）一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关．
（2）一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁．
（3）

性质物质	四氧化三铁	氧化亚铁	铁粉
颜色	黑色	黑色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	能

【实验与猜想】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体全部能被吸引，则该黑色固体中不可能含有______．
（2）进行猜想：黑色固体可能
a．全部为铁b．______c．______
Ⅱ．定量探究
取上述研磨后的黑色固体20g，设计如下实验（如图2所示）：

（1）小明同学的猜想是否成立？
（2）通过计算，确定20g黑色固体的成分及质量（请写出计算过程）．
【继续试验】
若要从以上探究所得FeSO₄、CuSO₄的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体，可设计如下实验方案（如图3所示）：

（1）步骤①中，金属X是______，该反应的化学方程式为______．
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是______．

生活中广泛应用各种金属，
（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，金属铜用来作导线是因为铜具有______（填字母）；
A．导热性 B．延展性 C．导电性 D．金属光泽

（2）金属铁是世界上年产量最高，应用最为广泛的金属，图甲是高炉炼铁的示意图，请回答问题：
①焦炭的作用是______；
②为什么图中生铁出口低于炉渣出口？______；
（3）小明从自家水龙头上取下一些铁锈样品，用如图乙所示的装置进行试验；
①C处酒精灯的作用是______；实验结束，小明将所得的黑色固体物质放入足量的硫酸中，发现生成物中没有铁，小明得此结论依据的现象是______；
为解释这一反常情况，小明查到下列资料：
I．已知Fe₂O₃在一定条件下能逐步失去其中的氧，依次生成Fe₃O₄、FeO最终被还原为铁；
Ⅱ．某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行热反应分析，获得相关数据并绘制成图丙；

②通过分析资料知道，小明实验失败的主要原因是______；在小明的实验中A处发生反应的化学方程式为______．

钢铁在生产、生活中有广泛的用途．回答下列问题：
（1）炼铁厂用焦炭、赤铁矿、空气等位主要原料炼铁，写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式______．
（2）等质量的焦炭、一氧化碳，还原足量的氧化铁，用______得到铁的质量最多（焦炭视为纯净物）．

（3）每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁锈蚀也给人类带来了巨大的损失，铁在空气中锈蚀，实际是铁跟空气中的______和______共同作用的杰结果．
（4）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用______的方法（人选一种），来达到目的．

对于木炭，一氧化碳和氢气分别跟氧化铜的反应（在适当条件下）下列叙述正确的是（　　）

A．都是还原剂	B．都是置换反应
C．都有二氧化碳生成	D．都有红色物质生成

已知碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]受热易分解、能与酸反应．孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物．某学校化学研究小组以孔雀石为原料制备CuSO₄?5H₂O的流程如下：

请回答下列问题：
（1）流程中，X的化学式是______；由溶液B获得CuSO₄?5H₂O，需要经过加热蒸发、______、过滤等操作．
（2）若通过置换反应由溶液B制备金属铜，反应的化学方程式是______．
若选用下列物质与氧化铜反应制备铜，写出反应的化学方程式：
①选用非金属单质______：
②选用氧化物______．
（3）工业上用焦炭在高温电炉中还原SiO：可得到含有少量杂质的Si和CO，反应的化学方程式是
______，该反应类型为______．

工业炼铁
（1）原理：在高温下，利用还原剂______将铁从铁矿石里的铁______出来．
一氧化碳还原氧化铁的实验现象：______，澄清石灰水变______，尾气燃烧产生______火焰．
下面是该实验主要步骤：①检验装置的气密性、②装入药品并固定、③向玻璃管内通入一氧化碳气体、④给氧化铁加热、⑤停止加热、⑥停止通入一氧化碳．正确顺序：______
（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
①焦炭的作用：______、______；
②石灰石的主要作用______．
（3）主要设备：高炉．高炉中发生的主要反应有：______、______、______．

（1）高炉中用赤铁矿炼铁的主要化学方程式为______，其中氧化铁中的氧被夺去，发生______反应．物质发生氧化反应的元素，其化合价会______（填“升高”、“降低”或“不变”）．
（2）己知FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄组成的混合物中，铁与氧的质量比为21：8，则混合物中FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄三种物质的质量比可以是______A.9：20：5B.18：40：33C.2：5：3D.5：6：3
（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用______．

炼铁选用的铁矿不仅要选含铁量高的，还要选“有害元素”少的．常见的铁矿有：磁铁矿（主要成分是Fe₃O₄）、赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）、褐铁矿（主要成分是2Fe₂O₃?3H₂O）、菱铁矿（主要成分是FeCO₃）、黄铁矿（主要成分是FeS₂）．你认为最适宜炼铁的矿石是______，理由是______．