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．某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为5：6，其中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)物质的量之比为 A．1：3 B．2：3 C．5：6 D．3：2 2．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．溶液： B．溶液： C．溶液： D．溶液： 3．下列离子组在指定条件下能大量共存的是 A．溶液中：、、、 B．使酚酞变红的溶液中：、、、 C．久置氯水中：、、、 D．加入铝粉有气体生成的溶液中：、、、 4．取两份铝片，分别加入足量的硫酸溶液和氢氧化钠溶液，产生气体的物质的量相同，下列有关说法正确的是 A．产生气体成分不相同 B．反应的离子方程式相同 C．参加反应的铝片的质量相同 D．消耗的硫酸和氢氧化钠的物质的量相同 5．利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制明矾的一种工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．①中生成了： B．操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质 C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质 D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 6．下列选项描述与对应图像相符的是： A．图①为新制氯水在阳光直射时，溶液中Cl-浓度随着时间变化的曲线 B．图②为等物质的量的NaOH和Na2CO3混合液中逐滴加入盐酸产生CO2的图像 C．图③为NaOH溶液中滴加MgSO4溶液的导电性变化图像 D．图④为AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的沉淀变化图像 7．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是 A．高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe(OH)2和H2，该反应为置换反应 B．FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4 C．将饱和的FeCl3溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体 D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 8．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是 A．干冰升华时吸热，可用作人工降雨 B．吸收产生，可用作呼吸面具供氧剂 C．溶液显酸性，可蚀刻印刷电路板上的Cu D．固体受热分解产生，可用作膨松剂 9．可用Al与NaOH溶液反应来疏通下水管道。下列说法错误的是 A．Al是还原剂，发生氧化反应 B．每生成1mol ，转移2mol电子 C．可用NaOH溶液除去镁粉中混有的少量Al粉 D．等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的比与足量盐酸反应生成的多 10．下列除杂方法或对应方程式错误的是 选项 物质(杂质) 除杂方法或试剂 方程式 A 溶液() 过量Fe，过滤 B 固体() 水溶后通过量，结晶，过滤 C 固体() 水溶后加入过量NaOH D () 过量Fe，过滤 A．A B．B C．C D．D 11．部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．a不能与反应生成d或g B．b和e均可用于制造耐高温材料 C．可存在a→f→g→e→a的循环转化关系 D．直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物 12．下列各组离子在相应的条件下可能大量共存的是 A．在的盐酸中： B．能使酚酞变红的溶液中： C．透明的溶液中： D．能与反应放出的溶液中： 13．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示： 下列叙述错误的是 A．“碱浸”的目的是除去矿渣中的Al2O3 B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+ C．“去铜”过程中发生的反应之一为 D．“调pH”时，pH越高，越有利于提高碱式硫酸铁的产率 14．下列离子方程式正确的是 A．利用覆铜板制作印刷电路板： B．向溶液中通入少量： C．氧化铝与烧碱溶液反应： D．铝与溶液反应： 二、非选择题 15．电子工业常用左右的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得溶液，某同学设计如图方案： (1)实验室用无水氯化铁固体粗略配制的溶液，需要的主要玻璃仪器除了量筒外还有 。 (2)溶液与铜箔发生反应的离子方程式为 。 (3)试剂的化学式分别是 、 、 。用溶液制取晶体的方法是 。 A．蒸发结晶          B．降温结晶 16．回答下列问题 (1)电子工业常用的30%的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板．刻蚀印刷电路板涉及的离子方程式为 ，检验溶液中还有的试剂 ． (2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式为 ； (3)铝分别与足量的NaOH溶液和稀硫酸反应，若两个反应在相同状况下放出等量的气体，则两个反应中消耗的铝的物质的量之比为 ． 17．各物质的转化关系如下图所示，请完成下列空白。 (1)写出B和D 的化学式：B ；D 。 (2)写出EF的化学方程式： 。 (3)向G溶液中加入A，写出反应的离子方程式 。 (4)设计实验检验A与盐酸反应后溶液中存在的阳离子 。 18．攀枝花铁矿，探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨，其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87%和94.3%，分别居世界第三位和第一位，有“世界钒钛之都”之称，是全国四大铁矿区之一，炼铁厂以磁铁矿石、焦炭、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示： 请根据所学知识回答下列问题。 (1)磁铁矿的主要成分是 (填化学式)，铁元素在元素周期表中位于第 周期第 族。 (2)生铁和钢相比，含碳量更高的是 。 (3)原料中焦炭的作用是 。写出反应③的化学方程式： 。 (4)铁的化合物之一聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m高铁酸盐均可用作水处理剂。以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料，可制备聚合硫酸铁和高铁酸盐。 ①为检验绿矾是否变质，可采取的操作方法是 。 ②取2ml FeSO4溶液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色， 最终变为红褐色，写出此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式： 。已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe(OH)3，氧化为含FeO的紫红色溶液，请写出该过程中发生反应的离子方程式： 。 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．D 【详解】设FeO、Fe2O3物质的量分别为a、b，则(a+2b):(a+3b)=5:6，a：b=3:1；则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)物质的量之比为3:(1×2)=3:2； 故选D。 2．A 【详解】A．溶液中存在大量Fe3+，Fe3+、相互之间均不反应，可以大量共存，A符合题意； B．Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2沉淀，和OH-反应生成和水，不能大量共存，B不符合题意； C．H+与结合为CH3COOH，不能大量共存，C不符合题意； D．在该溶液中，I-与ClO-会发生氧化还原反应，不能大量共存，D不符合题意； 故选A。 3．C 【详解】A．Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2，不能大量共存，A项不符合题意； B．使酚酞变红的溶液呈碱性，碱性溶液中H+不能大量存在，H+与F-结合成HF不能大量共存，B项不符合题意； C．Na+、Mg2+、、Br-相互间不反应，久置氯水相当于稀盐酸，这些离子与稀盐酸也不反应，能大量共存，C项符合题意； D．加入铝粉有气体生成的溶液可能呈酸性、也可能呈碱性，与OH-、H+均能发生反应，不能大量存在，碱性条件下Cu2+不能大量存在，D项不符合题意； 答案选C。 4．C 【分析】铝片和硫酸溶液反应为2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑，和氢氧化钠溶液反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑. 【详解】A．铝片和硫酸溶液、氢氧化钠溶液反应，产生气体均为氢气，A错误； B．铝片和硫酸溶液反应离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑，和氢氧化钠溶液反应离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，B错误； C．根据方程式，产生气体的物质的量相同，参加反应的铝片的质量相同，C正确； D．根据方程式，消耗的量比的量多，D错误； 故选C。 5．C 【分析】Al能与NaOH溶液反应生成溶于水，而Mg、Fe不反应，以单质固体形式除去，则操作a是过滤，再加稀硫酸调节pH析出Al(OH)3沉淀，过滤固体，继续向纯固体中加入适量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液，最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾。 【详解】A．Al能与强碱反应，化学方程式为：，故A正确； B．Mg、Fe不与NaOH反应，则操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质，故B正确； C．②中加入稀硫酸的作用是调节pH使Al3+转为Al(OH)3沉淀，③中是为了溶解Al(OH)3沉淀同时引入硫酸根，两者作用不同，故C错误； D．④是根据溶解度差异来制取明矾，即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D正确； 故选C。 6．B 【详解】A．新制氯水中含有HClO，HClO光照条件下分解生成HCl和O2，溶液中浓度逐渐增大，A错误； B．等物质的量的NaOH和Na2CO3混合液中滴加盐酸，先发生反应，再发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，最后发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，由此可知前段无CO2产生时消耗的盐酸体积是后段生成CO2时消耗的盐酸的体积的2倍，B正确； C．NaOH溶液与MgSO4溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，溶液导电能力不会降为0，C错误； D．向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液会先生成沉淀，后沉淀发生溶解，D错误； 故选B。 7．B 【详解】A．Fe(OH)2具有还原性且热稳定性差，高温条件下Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，该反应为置换反应，A不正确； B．在高温条件下，Fe3O4热稳定性强，FeO在加热的条件下能被氧气氧化成Fe3O4，B正确； C．将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中，继续加热煮沸至液体呈红褐色，从而制得氢氧化铁胶体，C不正确； D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，会被O2氧化，最终转化为Fe(OH)3，由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D不正确； 故选B。 8．C 【详解】A．干冰升华时吸热，能使水蒸气凝集，可用于人工降雨，A正确； B．人呼出CO2，与Na2O2反应生成O2，故可作供氧剂，B正确； C．FeCl3能与Cu生成可溶性氯化铜，表现出较强氧化性，可用于蚀刻印刷电路板，与FeCl3溶液显酸性无关，C错误； D．NaHCO3性质不稳定，受热易发生分解反应生成CO2，CO2能使面团松软多孔，可用作食品膨松剂，D正确； 故选C。 9．D 【分析】Al与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。 【详解】A．Al与NaOH溶液的反应中Al元素的化合价由0价升至+3价，Al是还原剂，发生氧化反应，A正确； B．反应中H元素的化合价由H2O中的+1价降至0价，故每生成1molH2转移2mol电子，B正确； C．加入NaOH溶液，Al粉与NaOH溶液反应生成溶于水的Na[Al(OH)4]，镁粉与NaOH溶液不反应，经过滤可达到目的，C正确； D．Al与NaOH溶液、盐酸的反应依次为：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，可见等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的H2和与足量盐酸反应生成的H2相等，D错误； 故选D。 10．C 【详解】A．加入过量Fe，发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，经过滤除去Cu和过量的Fe，A项正确； B．水溶后，通入过量的CO2，发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3，将杂质Na2CO3完全转化为NaHCO3，经结晶、过滤得到NaHCO3，B项正确； C．水溶后加入过量的NaOH发生反应OH-+=H2O+，将杂质NaHCO3完全转化为Na2CO3、但引入新杂质过量的NaOH，C项错误； D．加入过量Fe，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，经过滤除去过量Fe，D项正确； 答案选C。 11．A 【分析】由图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3，据此回答。 【详解】A．Mg能与在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A错误； B．MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B正确； C．存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C正确； D．由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确； 故选A。 12．C 【详解】A．在的盐酸中，和会发生氧化还原反应，不能大量共存，A不选； B．能使酚酞变红的溶液呈碱性，会和发生反应，且在碱性环境中会转化为氢氧化铁，不能大量存在，B不选； C．透明的溶液中之间不发生反应，可以大量共存，C选； D．能与反应放出的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，不能在酸性溶液中大量存在，不能在碱性溶液中大量存在，D不选； 故选C。 13．D 【分析】在矿渣被碱浸取时，两性氧化物Al2O3反应产生可溶性盐Na[Al(OH)4]，碱性氧化物Fe2O3、CuO与NaOH不能反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO发生反应产生可溶性Fe2(SO4)3、CuSO4进入溶液，过滤，向所得滤液中加入SO2、NaCl，Cu2+、Fe3+发生氧化还原反应，产生CuCl沉淀及Fe2+，将CuCl沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化产生Fe3+，同时适当加入Fe2O3来调整溶液pH，Fe3+反应产生碱式硫酸铁。 【详解】A．“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为: Al2O3+2NaOH+3H2O =2Na[Al(OH)4]，A正确； B．“酸浸”过程中，Fe2O3、CuO与硫酸会发生以下反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B正确； C．“去铜”过程中Cu2+、Cl-、SO2发生氧化还原反应，产生CuCl、硫酸根离子、H+，发生反应的离子方程式应该为：，Fe3+也会被SO2还原产生Fe2+， C正确； D．当pH过大时，c(OH-)较大，存在竞争反应，同时也Fe3+与OH-结合成Fe(OH)3沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，D错误； 故合理选项是D。 14．D 【详解】A．利用覆铜板制作印刷电路板发生的反应为溶液中铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，离子方程式为，故A错误； B．碳酸的酸性弱于盐酸，由强酸制弱酸的原理可知，二氧化碳与氯化钙溶液不反应，故B错误； C．氧化铝与烧碱溶液反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为，故C错误； D．铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为，故D正确； 故选D。 15．(1)胶头滴管、烧杯、玻璃棒 (2) (3) Fe HCl Cl2 B 【分析】废液中加入铁置换出铜，同时把铁离子还原为亚铁离子，过滤得到铁和铜的混合物，加入盐酸溶解铁，过滤得到铜，滤液B和E合并后通入氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁，据此解答。 【详解】（1）配制溶液步骤有计算、称量、溶解、装瓶存放，需要的玻璃仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒； （2）氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，其离子方程式为：； （3）根据以上分析可知试剂A是Fe，D是HCl，F是Cl2，由于氯化铁水解，且水解吸热，因此用溶液制取晶体的方法是蒸发浓缩，降温结晶，答案选B。 16．(1) 硫氰化钾溶液 (2) (3)1：1 【详解】（1）溶液刻蚀印刷电路板涉及的离子方程式为；检验溶液中还有的试剂是硫氰化钾溶液，加入硫氰化钾溶液，溶液变红色证明含铁离子； （2）工业上制取漂白粉的化学反应方程式为； （3）铝分别和足量的氢氧化钠和稀硫酸反应，如果生成相同条件下等量的氢气，这两个反应中都是铝失电子，由转移电子守恒知，需要铝的物质的量之比为1：1。 17．(1) FeCl2 KCl (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (3)2Fe3++Fe=2Fe2+ (4)取溶液B于试管，滴加紫色石蕊试液，若变成红色，则有H+，另取溶液B于试管，先滴加KSCN，无现象，后滴加H2O2，变血红色，则有Fe2+ 【分析】白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F，可以推知E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁；由D溶液加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生白色沉淀H和溶液（含有钾离子），可以推知H为氯化银，D为氯化钾，根据B+C→KCl+Fe(OH)2可知B为FeCl2，C为KOH；A加盐酸生成气体和FeCl2，所以A为Fe，氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁溶液G，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁溶液B，符合以上转化关系，据以上分析解答。 【详解】（1）结合以上分析可知，B为FeCl2，D为，故答案为：FeCl2；； （2）氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，E转变成F的化学方程式：，故答案为：； （3）氯化铁溶液中加入铁粉，得到氯化亚铁溶液，反应的离子方程式：，故答案为： ； （4）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁，反应后溶液中的阳离子有亚铁离和氢离子。检验亚铁离子和氢离子的方法：取溶液B于试管，滴加紫色石蕊试液，若变成红色，则有H+，另取溶液B于试管，先滴加KSCN，无现象，后滴加H2O2，变血红色，则有Fe2+，故答案为：取溶液B于试管，滴加紫色石蕊试液，若变成红色，则有H+，另取溶液B于试管，先滴加KSCN，无现象，后滴加H2O2，变血红色，则有Fe2+。 18．(1) Fe3O4 四 VIII (2)生铁 (3) 作还原剂制备原料气CO 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 (4) 将一定量的绿矾溶于稀硫酸(或溶于水)中，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变为红色，证明绿矾变质，反之，则未变质 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO+3C1-+5H2O 【分析】 炼铁炉中焦炭先和过量的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，用一氧化碳还原四氧化三铁生成铁。 【详解】（1）磁铁矿的主要成分是Fe3O4，铁是26号元素，铁元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。 （2）生铁和钢相比，含碳量更高的是生铁； （3）根据流程图可知，原料中焦炭的作用是作还原剂制备原料气CO。反应③是一氧化碳还原Fe3O4生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO2。 （4）①Fe2+易被氧化为Fe3+，Fe3+遇KSCN溶液变红，为检验绿矾是否变质，可采取的操作方法是：将一定量的绿矾溶于稀硫酸(或溶于水)中，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变为红色，证明绿矾变质，反之，则未变质。 ②取2ml FeSO4溶液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色， 最终变为红褐色，此过程中白色氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe(OH)3氧化为FeO，自身被还原为Cl-，根据得失电子守恒，发生反应的离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO+3C1-+5H2O。 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 $$