第三章 铁金属材料 单元测试-2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章《铁 金属材料》单元训练题 一、单选题 1．称取两份等质量的铝粉，分别加入浓度均为的硫酸与溶液，充分反应后，测得同温同压下生成的气体体积比为，则加入每份铝粉的质量可能为 A． B． C． D． 2．某工厂工业废水中含有大量和较多。为了减少污染并促进废物利用，工厂计划从该废水中回收和金属铜。流程图如下： 下列说法不正确的是 A．试剂①为铁粉 B．试剂②为盐酸 C．操作①和操作②均为过滤 D．固体A为铁铜混合物 3．下列除去杂质的实验方法正确的是 A．除去中的少量HCl：通过饱和溶液，收集气体 B．除去NaCl溶液中少量：加入过量，过滤 C．铁粉（铝粉）：加入过量的烧碱溶液，过滤、洗涤、干燥 D．固体（固体）：加热 4．下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中加入少量氯水： B．FeO固体中加入少量稀硝酸： C．和稀盐酸反应： D．向氯化铁溶液中滴入过量氨水，产生红褐色沉淀： 5．制作电路板的废液中含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，某化学兴趣小组想要从中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用，流程如图所示。 下列说法错误的是 A．步骤Ⅰ中所加的试剂①是铁粉 B．步骤Ⅱ的操作为过滤 C．滤渣③成分为Cu、Fe，物质④为CuCl2溶液 D．检验废液中是否含有Fe3+可用KSCN溶液 6．利用铜矿石主要成分为。还含少量、，制备晶体的流程如下图所示。已知在酸性条件下不稳定，易生成金属和．下列说法错误的是 A．“滤渣1”的成分为、Cu B．“氧化”过程中的离子方程式： C．操作X为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 D．“滤渣2”的成分为和 7．某冶炼厂的锌烟尘中主要含ZnO，还含少量、FeO、。现通过锌烟尘得到高纯度的溶液，具体操作流程如下： 下列有说法正确的是 A．酸溶时可选用98%的浓硫酸以提高烟尘中金属氧化物的转化率 B．氧化时发生反应的离子反应方程式为 C．取氧化后的溶液少许，滴加酸性高锰酸钾溶液，可检验氧化是否完全进行 D．过滤II得到的滤液中，含有的阳离子主要有、 8．下列说法正确的是 A．图①操作可用于实验室制取少量氢氧化铁胶体 B．图②可完成铁与水蒸气反应并根据固体颜色证明产物有Fe3O4 C．图③可通过小灯泡亮度判断不同浓度NaCl溶液的导电性强弱 D．图④可用于吸收尾气中的Cl2 9．取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序（试剂浓度均为），反应现象明显不同的是 选项 试剂① 试剂② A 硫酸 氢氧化钡溶液 B KOH溶液 溶液 C 溶液 溶液 D 溶液 溶液 A．A B．B C．C D．D 10．劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用硫酸钡做钡餐检查胃病 硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸 B 用碳酸氢铵给农作物施肥 碳酸氢铵受热易分解 C 擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在中燃烧生成 D 用活性炭包去除室内的有害气体 活性炭具有还原性 A．A B．B C．C D．D 11．实验室中采用废旧易拉罐(主要成分为Al，含少量Fe、Mg杂质)制备明矾[KAl(SO)2•12H2O]的过程如图所示： 下列说法正确的是 A．试剂①可以选用稀硫酸 B．NH4HCO3用于调节滤液A的pH C．操作a是蒸馏、洗涤、干燥 D．明矾可用于自来水的杀菌消毒 12．下列离子方程式书写错误的是 A．用于治疗胃酸(主要为盐酸)过多症： B．将少量金属钠加入硫酸铜溶液中： C．铝粉和NaOH用作管道疏通剂： D．用湿润的淀粉-KI试纸检验： 13．某实验小组为了探究过量铁粉与硝酸酸化的溶液反应过程中溶液显黄色的原因，设计实验如下： 实验编号 实验操作 实验现象 1 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置 烧杯底部有黑色固体，约后溶液明显变黄 2 在实验1中反应、和时，分别取上层清液滴加等量溶液 时产生白色沉淀，溶液呈红色：时白色沉淀减少，溶液颜色加深；时白色沉淀更少，溶液颜色较更浅 3 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，分别取反应和时的上层清液滴加等量溶液 时溶液呈浅红色；时溶液颜色较时更浅 已知：与反应生成白色沉淀，下列说法错误的是 A．由上述实验可知溶液变黄的主要原因是酸性环境下的氧化性引起 B．由实验1和实验2可知，黄色溶液中含有 C．由实验2的现象推断时溶液颜色变浅是因为发生了反应 D．要验证实验1中黑色固体是否含有，可向黑色固体中加稀盐酸 14．明矾是一种常用的净水剂，以废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)为原料制取明矾的实验流程如图。下列说法错误的是 A．滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2 B．“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ C．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3 D．“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 二、非选择题 15．铝与氧化铝(铝是地壳中含量最多的金属元素) (1)Al与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层 。其反应方程式为： 。 (2)Al、Al2O3与酸反应 将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又放出气体，有关反应的化学方程式为： 。 (3)Al、Al2O3与强碱的反应 现象 化学方程式 现象 化学方程式 (4)两性氧化物：既能与酸反应生成 ，又能与碱反应生成 的氧化物叫做两性氧化物，如Al2O3。 16．取一定量铝热剂，在高温下进行铝热反应： (1)若反应中有1.5mol电子转移，可得到铁 g。 (2)将铝热剂直接加到足量氢氧化钠溶液中，有气体生成。请写出该现象对应的离子方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目。 (3)若将铝热反应后所得固体用足量盐酸溶解，并加入硫氰化钾溶液，溶液不变血红色。据此能否确认固体中已不含氧化铁？说明理由。 17．四氧化三铁磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 (1)中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法正确的是___________。 A．该“运输车”中四氧化三铁和二氧化硅都属于氧化物 B．四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用 C．该“运输车”属于混合物 D．该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体 (2)①能和稀硫酸反应，写出反应的离子方程式 。 ②验证反应后溶液中含有的最恰当的试剂是 。 A．氯水 B．酸性高锰酸钾溶液 C．硫氰化钾溶液 D．溶液 18．铁是人类较早使用的金属之一，下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。运用铁及其化合物的知识，回答下列问题。 (1)物质C的化学式为： ；E→F反应的化学方程式是 ，该反应过程的现象为 。 (2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，高铁酸钾作为自来水处理剂的优点 ；湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO、Cl-、H2O，写出并配平该法制备高铁酸钾的离子反应方程式 。 (3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈 ，制得分散系为 ，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是 。 (4)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式： 。 (5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠代替Cl2，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么NaClO2、Na2FeO4、Cl2的消毒效率由大到小的顺序是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】，设加入Al物质的量为n，则，同温同压下生成的气体体积比为2：3，则Al与碱反应生成氢气物质的量为， ，则Al质量：，答案选D。 2．B 【分析】工业废水加入过量的铁，铁将铜置换出来，固体A中含有铜和过量的铁，加入稀硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，铜不和硫酸反应，过滤出的固体B为铜，溶液A和溶液B合并，溶质为硫酸亚铁。据此分析作答。 【详解】A．甲为铁粉，A正确； B．试剂②为硫酸，B错误； C．操作①和操作②均是将固体和溶液分离，是过滤，C正确； D．固体A中含有铜和过量的铁，为铁铜混合物，D正确； 故选B。 3．C 【详解】A．Cl2、HCl与溶液均能反应，除去中的少量HCl应通过饱和NaCl溶液，收集气体，故A错误； B．加入过量，可除去氯化钙，但引入了新杂质，故B错误； C．铁粉中含有铝粉，用过量烧碱将Al溶解，再过滤、洗涤、干燥得到铁粉，故C正确； D．加热分解为Na2CO3，故D错误； 故选C。 4．C 【详解】A．由于还原性：Fe2+<I-，向溶液中加入少量氯水，I-先被氧化为I2，离子方程式为：，A错误； B．FeO与少量稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为，B错误； C．和稀盐酸反应生成Fe2+、Fe3+和H2O，离子方程式为：，C正确； D．一水合氨是弱电解质，在离子方程式中不能拆，向氯化铁溶液中滴入过量氨水，产生红褐色沉淀：，D错误； 故选C。 5．C 【分析】由流程可知，废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2、FeCl3，加过量Fe，CuCl2、FeCl3均与之反应，铁粉过量，则滤液②为FeCl2，滤渣③中含Fe、Cu，加过量试剂A为盐酸，过滤得到金属Cu，滤液⑤中含FeCl2、HCl，为不引人杂质，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则气体⑥为氯气，以此来解答。 【详解】A．步骤I是向废液中加入过量Fe，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu，A正确； B．根据分析可知，步骤Ⅱ的操作为过滤，B正确； C．由分析可知，滤渣③中含有Cu、Fe，向滤渣③中加入过量④盐酸，Fe溶解，Cu不溶解，所以④为盐酸，C错误； D．Fe3+和SCN-反应使溶液呈红色，因此可以用KSCN溶液检验Fe3+，D正确； 故选C。 6．D 【分析】由流程可知，原料(含Cu2O、Fe3O4、SiO2)与足量稀硫酸作用后得CuSO4、FeSO4滤液和SiO2、Cu滤渣。在滤液中加过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使Fe3+沉淀而得CuSO4溶液，再将CuSO4溶液蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤即得晶体CuSO4•5H2O。 【详解】A．因Cu+在酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2+，所以硫酸与氧化亚铜反应方程式为：H2SO4+Cu2O=CuSO4+Cu+H2O，四氧化三铁可溶于硫酸，反应方程式为：Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O，部分Cu与硫酸铁反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，二氧化硅与硫酸不反应，故“滤渣1”的成分为：SiO2、Cu，A正确； B．滤液中含Cu2+、Fe2+，Fe2+可被过氧化氢氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：，B正确； C．从CuSO4溶液溶液得到带有结晶水的晶体，可以采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得晶体CuSO4•5H2O，C正确； D．由分析可知，调节溶液的pH目的是使Fe3+沉淀转化为，而Cu2+不沉淀，“滤渣2”的成分为，D错误； 故选D。 7．C 【分析】锌烟尘中主要含ZnO，还含少量、FeO、。加稀硫酸，ZnO、FeO、Fe2O3转化为离子、、，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤渣为SiO2，滤液中含有、、、、H+，加过氧化氢溶液，将氧化为，加入氨水调pH，转化为氢氧化铁沉淀，过滤得ZnSO4，结晶、洗涤、干燥得到硫酸铝铵晶体，据此答题。 【详解】A．酸溶时可选用98%的浓硫酸，在复分解反应中，需要离子来参加反应，而浓硫酸中的硫酸以硫酸分子形态存在，没有办法离解成离子参加反应，反而降低转化率，且能生成污染大气的SO2气体，A错误； B．氧化时发生反应的离子反应方程式为，B错误； C．取氧化后的溶液少许，滴加酸性高锰酸钾溶液，可检验氧化是否完全进行，与酸性高锰酸钾溶液不反应，C正确； D．氨水调节pH值，过滤II得到的滤液中，含有的阳离子主要有、、，D错误； 故选C。 【点睛】过氧化氢若过量，过氧化氢可与酸性高锰酸钾溶液反应，2KMnO4+5H2O2+3H2SO4 =2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑； 8．C 【详解】A．图①操作中，将FeCl3饱和溶液直接滴入NaOH溶液中，将生成Fe(OH)3沉淀，不能用于实验室制取少量氢氧化铁胶体，A不正确； B．图②可完成铁与水蒸气反应，但不能根据固体颜色证明产物有Fe3O4，因为铁粉本身是黑色的，FeO也是黑色的，B不正确； C．对于同种电解质，浓度越大，导电能力越强，小灯泡越亮，则图③可通过小灯泡亮度判断不同浓度NaCl溶液的导电性强弱，C正确； D．Cl2难溶于饱和食盐水，图④不能用于吸收尾气中的Cl2，通常用于除去Cl2中混有的HCl气体，D不正确； 故选C。 9．B 【详解】A．硫酸和氢氧化钡溶液混合，反应方程式为，反应现象为生成白色沉淀，现象与滴加顺序无关，A不符合题意； B．向KOH溶液中滴加溶液，一开始KOH溶液过量，反应现象为无沉淀生成，向溶液中滴加KOH溶液，反应现象为先有沉淀生成，后沉淀溶解，B符合题意； C．溶液与溶液混合，离子方程式为，反应现象为有气泡产生，现象与滴加顺序无关，C不符合题意； D．溶液和溶液混合，离子方程式为，反应现象为溶液变红色，现象与滴加顺序无关，D项不符合题意； 故选B。 10．A 【详解】A．既不溶于水，也不溶于酸，不易被X射线穿透，故用硫酸钡做钡餐检查胃病，A项符合题意；     B．用给农作物施肥，是因为所含铵根离子中的氮元素是植物的营养元素，是一种氮肥，与受热易分解无关，B项不符合题意；     C．擦干已洗净的铁锅，是防止电化学腐蚀生锈生成氧化铁，与铁丝在中燃烧生成无关，C项不符合题意；     D．利用活性炭的吸附性，吸附室内的有害气体，与活性炭的还原性无关，D项不符合题意； 故选A。 11．B 【分析】从整个流程看，滤液A中不含有Fe、Mg元素的离子，则试剂①应与Fe、Mg不发生反应，只与Al反应；滤液A中含有，与NH4HCO3发生反应，生成的沉淀B为Al(OH)3；加入稀H2SO4溶解，然后与K2SO4混合得溶液C，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，便可获得明矾。 【详解】A．由分析可知，试剂①应与Fe、Mg不发生反应，只与Al反应，所以不能选用稀硫酸，应选用强碱溶液，A不正确； B．滤液A中含有，加入NH4HCO3后生成的沉淀B为Al(OH)3，则NH4HCO3用于调节滤液A的pH，使转化为Al(OH)3，B正确； C．操作a是从溶液中提取明矾晶体，则应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，C不正确； D．明矾中含有的Al3+溶于水后发生水解，生成的氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力，但不能杀菌消毒，D不正确； 故选B。 12．B 【详解】A．溶于盐酸，反应生成氯化钠、二氧化碳和水，离子方程式为：，故A正确； B．钠加入硫酸铜溶液中，首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，故B错误； C．Al与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故C正确； D．具有强氧化性，能与KI反应生成碘单质，离子方程式为：，故D正确； 故选：B。 13．A 【详解】A．实验1中3 min后溶液明显变黄，滴加等量KSCN溶液后呈红色，而实验3中溶液呈浅红色，说明硝酸可将Fe氧化为Fe2+，Ag+可将Fe2+氧化为Fe3+，故溶液变黄的主要是Ag+将Fe2+氧化为Fe3+，A错误； B．向含有三价铁离子的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液会变为红色，通过实验2可以证明黄色溶液中含有三价铁离子，B正确； C．由于铁粉过量，过量的铁粉会与三价铁离子反应生成亚铁离子，C正确； D．盐酸可以与Fe反应但不与Ag反应，故向实验1所得黑色固体中加过量稀盐酸，有固体剩余则证明固体中有Ag，D正确； 故错误的选A。 14．A 【分析】废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)，可选择浓NaOH溶解，得到四羟基合铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质Fe、Mg， 滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]-水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾，据此分析回答问题。 【详解】A．由分析可知，滤渣的主要成分是Fe和Mg，A错误； B．“碱溶”步骤中Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，离子方程式为：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，B正确； C．碳酸的酸性强于Al(OH)3，向Na[Al(OH)4]溶液中通入二氧化碳也能将[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3，C正确； D．操作a为从溶液中析出明矾晶体，由分析可知，包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，D正确； 故选A。 15．(1) 致密的氧化铝薄膜 (2)、 (3) 开始没有气泡，一段时间后才有气泡 、 立即产生气泡 (4) 盐和水 盐和水 【详解】（1）铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，涉及的化学方程式为； （2）将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，因为铝片表面有氧化铝薄膜，与盐酸反应生成氯化铝和水，后来又放出气体，里面的铝与盐酸反应生产氯化铝和氢气，涉及的化学方程式为、； （3）没有打磨过的铝片表面有氧化膜氧化铝，与氢氧化铵反应，先是氧化铝与氢氧化钠反应，然后再是铝与氢氧化钠反应，故现象为：开始没有气泡，一段时间后才有气泡 ，化学方程式为：、；打磨过的铝片与氢氧化钠可直接反应产生氢气，故现象为：立即产生气泡，化学方程式为：； （4）两性氧化物是指，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 16．(1)28 (2) (3)不能确认，因为所得固体中有铁，会将 Fe3+还原为 Fe2+ 【详解】（1）该铝热反应中，生成2molFe，转移电子6mol，则转移电子1.5mol时，生成0.5molFe，可得到铁的质量为：0.5mol×56g/mol=28g，故答案为：28； （2） 将铝热剂直接加到足量氢氧化钠溶液中，有气体生成，即铝和氢氧化钠反应生成氢气，离子方程式为： （3）将铝热反应后所得固体用足量盐酸溶解，并加入硫氰化钾溶液，溶液不变血红色。据此不能确认固体中已不含氧化铁，因为所得固体中有铁，会将 Fe3+还原为 Fe2+，故答案为：不能确认；因为所得固体中有铁，会将 Fe3+还原为 Fe2+。 17．(1)ABC (2) B 【详解】（1）A．该“运输车”中四氧化三铁和二氧化硅都属于氧化物，故A正确； B．四氧化三铁具有磁性，起到“磁性导航仪”的作用，故B正确； C．该“运输车”中含有四氧化三铁、二氧化硅等物质，属于混合物，故C正确； D．该“运输车”直径200nm，超出胶粒的直径，分散于水中所得的分散系不属于胶体，故D错误； 选ABC。 （2）①能和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁、水，反应的离子方程式为 。 ② A．氯水能氧化，现象不明显，故不选A； B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以用高锰酸钾溶液检验，故选B； C．遇硫氰化钾溶液不变红，故不选C； D．Fe3+与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，掩盖与溶液的现象，故不选D； 选B。 18．(1) Fe3O4 4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 (2) 能杀菌消毒、净水 3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－＝2FeO+3Cl－+5H2O (3) 红褐色 氢氧化铁胶体 分散质粒子直径大小不同 (4)2Fe3＋+Cu＝Cu2＋+2Fe2＋ (5)NaClO2＞Cl2＞Na2FeO4 【分析】根据价类二维图可判断A是Fe，B是FeO，C是Fe3O4，D是Fe2O3，E是Fe(OH)2，F是Fe(OH)3，G是亚铁盐，H是铁盐，据此解答。 【详解】（1）根据以上分析可知物质C的化学式为Fe3O4；E→F反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，该反应过程的现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。 （2）高铁酸钾具有强氧化性，还原产物铁离子能水解为氢氧化铁胶体，因此作为自来水处理剂的优点能杀菌消毒、净水；反应中次氯酸根离子氧化氢氧化铁，被还原为氯离子，该法制备高铁酸钾的离子反应方程式为3ClO－+2Fe(OH)3+4OH－＝2FeO+3Cl－+5H2O。 （3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈红褐色，制得分散系为氢氧化铁胶体，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径大小不同。 （4）FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3＋+Cu＝Cu2＋+2Fe2＋。 （5）NaClO2、Na2FeO4、Cl2的消毒效率依次为、、，所以消毒效率由大到小的顺序是NaClO2＞Cl2＞Na2FeO4。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$