第三章 铁 金属材料 单元训练题 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．部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．若M不溶于水，M一定为FeO B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C．若Q为金属阳离子，则可用溶液检验 D．与氧化剂在碱性条件下反应可生成 2．现将、、三种单质分别投入盐酸、溶液中，下列记录正确的是 A． B． C． D． 3．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 信息提示：③发生的反应是：。 下列说法中错误的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是加热，而且d是氧化铝 D．⑤可采用活泼金属置换的方法 4．下列各组物质混合，无氢气放出的是 A．铜和稀硝酸 B．锌和稀硫酸 C．铝和氢氧化钠溶液 D．高温下铁和水蒸气 5．现有Fe、NaOH溶液、MgO、溶液、稀五种物质，两两混合后，能发生的反应共有 A．3组 B．4组 C．5组 D．6组 6．高铁酸钾（）是一种高效多功能的新型绿色消毒剂，主要用于饮水处理。高铁酸钾具有比高锰酸钾更强的氧化性，且在强碱性溶液中稳定。一种以硝酸铁晶体为原料制备高铁酸钾的工艺如下图所示，有关说法错误的是 A．“过程Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2 B．“过程Ⅱ”中用氯化钾代替氢氧化钾也能达到同样的效果 C．“过程Ⅱ”中析出固体的原因是在水中的溶解度较小 D．高铁酸钾处理水时，既能杀菌、消毒，又能净水 7．下表各组物质中，物质之间可以实现如图所示转化的是 选项 X Y Z M A B Fe C D A．A B．B C．C D．D 8．如图为铁元素的价类二维图，“→”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．在空气中受热可实现转化② C．胶体具有吸附性，可用于杀菌、净水 D．高铁酸盐()具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌 9．下列物质能与反应的是 A．溶液 B．稀盐酸 C．溶液 D．葡萄糖溶液 10．劳动开创未来。下列劳动项目涉及的化学知识不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜 B 制作豆腐时加入石膏 电解质使胶体聚沉 C 工人将模具干燥后再注入熔融铁水 铁与H2O高温下会反应 D 将新切的土豆丝浸没在水里防止变色 土豆中的氧化性物质遇空气变色 A．A B．B C．C D．D 11．铁的化合物种类丰富，下列铁的化合物中，不能直接通过化合反应得到的是 A．Fe3O4 B．FeCl2 C．Fe(OH)2 D．Fe(OH)3 12．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)，反应现象没有明显差别的是 选项 试剂① 试剂② A 稀盐酸 碳酸钠溶液 B KSCN溶液 溶液 C 溶液 酸性溶液 D NaOH溶液 溶液 A．A B．B C．C D．D 13．某硫酸厂产生的烧渣(主要含有，FeO及少量的)可用于制备，其流程如下： 已知：“还原”时，与不反应。下列说法错误的是 A．“滤液”中的溶质含有 B．“干燥”时，可在空气中加热烘干 C．“酸溶”时，可适当的升高温度，加快溶解的速率 D．“还原”时，发生的离子方程式为： 14．氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．“酸浸”时Fe3O4发生反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=3Fe2++4H2O B．氧化后的溶液中大量存在的阳离子是：Zn2+、Cu2+、Fe2+、Na+、H+ C．由滤液获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发结晶 D．“氧化“时，若用NaClO代替H2O2，恰好完全反应时，消耗的NaClO和H2O2的物质的量一样多 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．铁和铝是日常生活中两种常见的金属，它们的化合物在生产、生活中有广泛应用，根据题意填空： (1)氧化铝是一种 （填“碱性”或“两性”）氧化物。 (2)将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中，继续加热1～2min，所得的分散系呈 （填“黄色”或“红褐色”）。 (3)实验室制备氢氧化铝时，向铝盐溶液中加入的最佳试剂是 （填“氨水”或“氢氧化钠溶液”）。 17．某校化学兴趣小组利用如图所示装置模拟进行CO还原的实验。 (1)请写出甲装置玻璃管中发生反应的化学方程式 。 (2)有同学认为这套装置的最后不用再加尾气处理装置，请写出原因 。 (3)实验结束后，请设计实验证明反应后丙装置剩余液体中溶质的成分 。(写出步骤、现象和结论) 18．在一定条件下，某些物质具有如图所示的转化关系。丙为白色固体，其悬浊液在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。请回答下列问题： 已知：A→B表示一定条件下A能一步转化为B，A-----B表示一定条件下A能与B反应。 (1)根据分析可知丙为 （填化学式）；甲可能是 （填标号，下同），乙可能是 。 A．稀硝酸    B．溶液    C．    D．溶液 (2)实验室保存溶液时，为了防止其被氧化，可以往溶液中加入适量 （填药品名称）；可以用 （填化学式）溶液来检验溶液中的是否被氧化。 (3)丙的悬浊液在空气中变色的原因为 （填化学方程式）；工业上高炉炼铁可以实现③的转化，所得到的炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，原因是 （填化学方程式）。 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．A 【详解】A．M中含有+2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2，A错误； B．R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确； C．若Q为金属阳离子，化合价为+2价，则为Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确； D．中Fe元素为+6价，据图可知在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，D正确； 故选A。 2．B 【详解】已知只能和盐酸反应，与氢氧化钠不反应；和盐酸、氢氧化钠都要反应；和盐酸不反应，与氢氧化钠要反应。 反应方程式分别是： 故答案选B。 3．D 【分析】铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3+转化为偏铝酸根(b中含偏铝酸根)，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，向滤液中通过量的二氧化碳，会生成Al(OH)3沉淀(c)，Al(OH)3受热分解生成Al2O3(d)，最后电解熔融Al2O3生成Al。 【详解】A．根据分析，①②中除加试剂外，还需要进行过滤操，A正确； B．a、b中铝元素的化合价相同，均为+3价，B正确； C．根据分析，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，④进行的操作是加热，而且d是氧化铝，C正确； D．金属铝的冶炼通常采用电解熔融氧化铝的方法，不采用活泼金属置换的方法，D错误； 故选D。 4．A 【详解】A．铜和稀硝酸反应生成NO气体，无氢气放出，故A符合题意； B．锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故B不符合题意； C．铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气，故C不符合题意； D．高温下铁和水蒸气生成四氧化三铁和氢气，故D不符合题意； 故选A。 5．C 【详解】①铁的活动性在氢前所以可以和硫酸反应； ②铁的活动性在铜前所以可以与硫酸铜反应； ③氢氧化钠与硫酸铜可结合成氢氧化铜的沉淀； ④氢氧化钠与硫酸能发生中和反应生成盐和水； ⑤氧化镁是碱性氧化物能与酸反应生成盐和水； 一共发生的反应是5个，故选C。 6．A 【分析】碱性条件下，次氯酸钠氧化硝酸铁为Na2FeO4，由于溶解度的差异，向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，过滤得到K2FeO4固体。 【详解】A．“过程Ⅰ”中反应方程式为，氧化剂是硝酸，还原剂是硝酸铁，氧化剂与还原剂物质的量之比是1：1，A错误； B．向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，主要是钾离子结合高铁酸根生成溶解度较小的高铁酸钾，因此加入氯化钾一样可以达到目的，B正确； C．根据分析可知，向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，C正确； D．高铁酸钾具有强氧化性，在处理水时,不仅能消毒杀菌，而且三价铁离子水解形成氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，D正确； 故答案选A。 7．C 【详解】A．氨气与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，而不是氮气：；同时氮气与氧气反应生成一氧化氮，而不是二氧化氮：，A错误； B．铁与氯气反应生成三氯化铁，而不是二氯化铁：，氯气与二氯化铁反应：，B错误； C．三氯化铝与适量氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀：，氢氧化铝再与氢氧化钠反应：，C正确； D．氢氧化钠与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠：，碳酸氢钠不能继续与二氧化碳反应生成碳酸钠，D错误； 答案选C。 8．D 【详解】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误； B．FeO在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，故B错误； C．胶体具有吸附性，可用于净水但是不能杀菌，故C错误； D．高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D正确； 故选D。 9．B 【详解】与KCl溶液、NaOH溶液和葡萄糖溶液均不反应，属于碱性氧化物，可以与酸反应生成盐和水，即稀盐酸能与反应，故选B。 10．D 【详解】A．铝是活泼金属，能与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，表面的致密氧化铝薄膜有防腐作用，故A正确； B．有些胶粒带有电荷，加入电解质时会发生电性中和形成沉淀，即电解质使胶体聚沉，所以制作豆腐时加入石膏或卤水，故B正确； C．铁与水蒸气在高温下会反应生成氢气和四氧化三铁，则工人将模具干燥后再注入熔融铁水，防止铁中含有大量O元素，增大脆性，故C正确； D．将新切土豆丝浸没在水里防止变色，是防止土豆中的还原性物质遇空气被氧化而变色，故D错误； 答案选D。 11．C 【详解】A．，所以能通过化合反应制得，故A不符合题意； B．Fe+2FeCl3=3FeCl2，所以能通过化合反应制得，故B不符合题意； C．Fe(OH)2不能直接通过化合反应得到，故C符合题意； D．4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能通过化合反应制得，故D不符合题意； 答案选C。 12．B 【详解】A．将盐酸滴入碳酸钠溶液中，两者反应生成碳酸氢钠，开始无明显现象，随着盐酸的不断加入，碳酸钠全部转化为碳酸氢钠，此时再滴加盐酸，生成二氧化碳气体，将碳酸钠滴入盐酸中，两者反应生成二氧化碳，立即就有气体生成，A不符合题意； B．KSCN与氯化铁反应生成红色Fe(SCN)3，KSCN溶液和FeCl3溶液滴加顺序不同，现象均为溶液变为血红色，B符合题意； C．能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，溶液中滴加酸性高锰酸钾，随着高锰酸钾的不断滴入，溶液逐渐由无色变为紫红色，而酸性高锰酸钾中滴加，随着的不断滴入，溶液逐渐由紫红色变为无色，C不符合题意； D．硫酸铝滴加入NaOH溶液中，反应生成Na[Al(OH)4]，开始时无沉淀生成，随着硫酸铝的不断滴加，铝离子与[Al(OH)4]-反应生成氢氧化铝白色沉淀，而向硫酸铝溶液中滴加NaOH，一开始就会生成氢氧化铝沉淀，D不符合题意； 故选B。 13．B 【分析】烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知， “滤液”中的溶质含有(NH4)2SO4和(NH4)2CO3，故A项正确； B．由于亚铁离子容易被空气中的氧气氧化为铁离子，故“干燥”时，不可在空气中加热烘干，应该隔绝空气烘干，故B项错误； C．已知升高温度，反应速率加快，故“酸溶”时，可适当的升高温度，加快溶解的速率，故C项正确； D．由题干流程图可知，“还原”时用二硫化亚铁矿还原Fe3+后过滤，滤渣中含有S，故发生的离子方程式为：FeS2+2Fe3+=3Fe2＋＋2S，故D项正确； 故本题选B。 14．D 【分析】氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)加过量稀硫酸酸浸，过滤，滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，过滤分离除去难溶性物质，然后向滤液中加入双氧水，将亚铁离子氧化生成铁离子，再加入ZnO调节溶液的pH，使铁离子形成氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中含有硫酸铜和硫酸锌，加过量锌粉置换铜离子，过滤，滤渣2为Cu和Zn，滤液为硫酸锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4·7H2O晶体，以此解答该题。 【详解】A．“酸浸”时，Fe3O4与H2SO4反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3、H2O，发生反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，A错误； B．氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)，加入硫酸后，发生反应产生硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁即过量硫酸，再加入H2O2，可以将硫酸亚铁氧化产生硫酸铁，氧化后的溶液中大量存在的阳离子是：Zn2+、Cu2+、Fe3+、H+，B错误； C．滤液中含有ZnSO4，由滤液获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，而不是通过蒸发结晶方法获得，C错误； D．“氧化”时，若用NaClO代替H2O2，NaClO得到电子变为NaCl，每1 mol会获得2 mol电子；H2O2作氧化剂时变为H2O，每1 mol也获得2 mol电子，故“氧化”反应恰好完全时，消耗的NaClO和H2O2的物质的量一样多，D正确； 故合理选项是D。 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)两性 (2)红褐色 (3)氨水 【详解】（1）氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，所有氧化铝是碱性氧化物； （2）将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中，继续加热1～2min，所得的分散系是氢氧化铁胶体，故呈红褐色； （3）氢氧化铝是两性氢氧化物，溶于强碱，不溶于弱碱，所有制备氢氧化铝时，向铝盐溶液中加入的最佳试剂是氨水。 17．(1) (2)丙装置既可以吸收二氧化碳还可以收集一氧化碳 (3)取样，加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，静置，取上层清液，滴加无色酚酞溶液，若溶液变红，溶质为Na2CO3和NaOH，若溶液不变红，溶质为Na2CO3 【分析】图示为还原的实验装置，甲为反应装置，乙为防倒吸装置，丙为吸收装置，同时还可以收集。 【详解】（1）甲装置玻璃管中在高温条件下还原，反应的化学方程式为。 （2）丙为吸收装置，同时还可以收集，因此最后可以不用再加尾气处理装置。 （3）丙装置发生反应，反应后丙装置剩余液体中溶质的成分可能为只有，或者与共存；可以选用溶液检验，可以选用无色酚酞溶液检验。故实验设计方案为：取样，加入足量溶液，产生白色沉淀，静置，取上层清液，滴加无色酚酞溶液，若溶液变红，溶质为与，若溶液不变红，溶质为。 18．(1) B D (2) 铁粉 (3) 【分析】根据丙为白色固体，其悬浊液在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，可知丙为，据此作答。 【详解】（1）根据颜色变化可知，丙为； A-----B表示一定条件下A能与B反应，说明甲是既能与FeSO4反应又能与Fe2(SO4)3反应的物质，A选项稀硝酸只能与FeSO4发生氧化还原反应，故A不选；B选项FeSO4与Fe2(SO4)3，均能与溶液产生沉淀，故B选；C选项的只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，D选项的溶液只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，故选B； 同样分析，说明乙是既能与Fe2(SO4)3反应又能与Fe2O3反应的物质，A选项稀硝酸，Fe2O3作为碱性氧化物也可以与之反应，故A不选；B选项只能与Fe2(SO4)3反应，故B不选；C选项的只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，，D选项的溶液既能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，Fe2O3作为碱性氧化物也可以与之反应，故选D； 故答案为：；B；D。 （2）实验室保存溶液时，氧气会将氧化为，为了防止其被氧化，可以往溶液中加入适量铁粉，发生的反应为：；是否被氧化为，可以用溶液，若变为红色说明被氧化，故答案为：铁粉；。 （3）的悬浊液在空气中变色的原因为：；高炉炼铁会产生铁单质，温度很高，若模具未进行充分的干燥处理，高温下会有水蒸气产生，发生反应为：，故答案为：；。 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 $$