第三章 铁金属材料 测试题 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 测试题 一、选择题 1．将两个盛有足量等质量、等质量分数的稀硫酸的烧杯放在天平两端，调平，同时向两烧杯中分别加入等质量、形状相似的铝和镁，如图所示。则从开始反应到不再产生气体为止，指针偏转的情况是 A．先偏左后偏右 B．先偏右后偏左 C．一直偏右 D．一直偏左 2．下列物质的存放方法合理的是 A．氢氟酸存放在带有橡胶塞的棕色玻璃瓶中 B．氢氧化钠溶液保存在磨口玻璃试剂瓶中 C．氯化铁溶液存放在铜制容器中 D．浓硫酸常温下用铁槽车储存运输 3．物质A～D的转化关系如图所示(部分生成物未标出)，下列判断不合理的是 A．①和②是置换反应，③④是化合反应 B．反应②生成气体B的同时还生成一种具有磁性的黑色晶体 C．红棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．溶液D中含有C杂质可以加入适量H2O2除杂 4．纳米氧化铝(Al2O3)可用于制作精美的陶瓷，氧化铝中铝元素的化合价为 A．+3 B．+2 C．-3 D．-2 5．为检验某溶液中的离子，某同学设计如图实验： 根据上述实验不能确定该溶液中是否含有 A．Fe2+ B．Fe3+ C．Cl- D．SO 6．仅用一种试剂就能将、、、。四种溶液鉴别开来，这种试剂是 A．NaOH溶液 B．稀硫酸 C．KSCN溶液 D．溶液 7．氧化铝(Al2O3)属于 A．酸性氧化物 B．碱性氧化物 C．两性氧化物 D．过氧化物 8．将氯化铝溶液和氢氧化钡溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钡溶液的物质的量浓度之比可能是 A．1：3 B．2：3 C．1：4 D．4：3 9．往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入2.3g钠、6.2g氧化钠、7.8g过氧化钠和4g氢氧化钠，加水，搅拌，使固体完全溶解，恢复室温得到100mL的溶液，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的物质的量浓度的大小顺序是 A．甲<乙<丙<丁 B．丁<甲<乙=丙 C．甲=丁<乙=丙 D．丁<甲<乙<丙 10．下列关于铁的说法正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成 B．纯铁的抗腐蚀能力较差，铁在干燥的空气里易被氧化 C．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均只有 价 D．工业上用 在高温条件下还原含 的铁矿石炼铁 11．要想证明某稀溶液中是否含有Fe2+，下列操作中正确的是 A．滴入KSCN溶液 B．加入铜片 C．滴入NaOH溶液 D．取该溶液滴在淀粉KI试纸上 12．铁是应用最广泛的金属，在一定条件下可与水蒸气反应(装置如下图所示)，下列说法错误的是 A．充分反应后，还原铁粉变成红色固体 B．湿棉花的作用是提供反应所需水蒸气 C．虚线方框中装置是为了检验反应产生的气体 D．酒精灯Ⅱ配用的金属套筒目的是聚集火焰，提高温度 二、非选择题 13．铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛，研究意义重大。 (1)医疗上流行的“理疗特效热”，是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全被氧化成氧化铁，则需要消耗标况下氧气的体积为 L。 (2)当人体缺铁时，往往需要吃补铁保健品。人体能够吸收的是+2价的铁，但是+2价的铁很容易被氧化。检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化的实验方法及结论为 。 (3)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和不锈钢标牌等。氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式为 。 (4)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。湿法制备高铁酸钠反应体系中有六种微粒：Fe3+、ClO-、OH-、、Cl-、H2O，则湿法制高铁酸钠的离子反应方程式为 ，该反应中，被氧化的元素是 (填元素符号)，氧化剂是 (填化学式)，生成lmol高铁酸钠时，转移电子的物质的量为 mol。 14．氨是一种重要的化工原料。氨催化氧化制硝酸的过程中涉及到反应：4NH3+5O24NO+6H2O。该反应中，作为氧化剂的物质是 ，被氧化的物质是 ，若反应中消耗了4molNH3 ，则生成NO的物质的量是 mol。 15．人类在四千五百多年前就开始使用铁器，铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。请回答下列问题： (1)丹霞地貌的岩层呈现出美丽的红色，是因为含有 A．Fe B．FeO C． D． (2)市场上出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，能够改善贫血，原因是这些钞粉与人体胃酸(主要成分是盐酸)作用转化成 A． B． C． D． (3)取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，该过程中观察到的现象是 A．只产生白色沉淀 B．只产生红褐色沉淀 C．产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 D．无明显变化 (4)溶液中含有少量杂质，除杂所需的试剂是 A．铜片 B．铁粉 C．氯气 D．锌粒 (5)检验溶液中是否存在，可以向溶液中滴入KSCN溶液，若含有，可观察到的现象是 A．溶液变为红色 B．溶液变为绿色 C．产生白色沉淀 D．产生红褐色沉淀 (6)合金的应用促进了人类社会的发展，制成下列物体的材料没有用到合金的是 A B C D 地铁列车的车体 潜水器耐压球壳 飞机发动机叶片 精美的青花瓷 A．A B．B C．C D．D 16．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H＋浓度影响较大。用K2FeO4氧化含氨氮废水，其他条件相同时，废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时，随着pH的增大，氨氮去除率增大，氧化时间明显增长的原因是 17．将3.2g铜与足量的浓硫酸反应，铜完全溶解，收集产生的气体，并将反应后的溶液稀释到100mL。试计算： (1)反应产生的气体在标准状况下的体积 (2)稀释后的溶液中硫酸铜的物质的量浓度 18．Ⅰ.2.7gAl与的稀盐酸充分反应，试计算： (1)在标准状况下生成氢气的体积为 L。 (2)用6.0mol/L盐酸配制盐酸，需要量取6.0mol/L盐酸的体积 mL。 Ⅱ．现有和的混合溶液，将其分为两等份，向其中一份中加入溶液，至恰好不再产生沉淀，消耗50mL，将沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为mg；向另一份溶液加入铁片，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来减轻了0.56g。试计算： (1)m= 。 (2)则原溶液中K+的物质的量浓度为 mol/L(写出计算过程)。 19．金属铁及其化合物之间有如下的转化关系： (1)请写出A、B、C的化学式： B 、C 、D (2)写出铁与盐酸反应的化学方程式： 。 20．某混合物A，含有Al2(SO4)3、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的变化。 请回答下列问题。 (1)图中涉及分离溶液与沉淀的方法是 。 (2)B、C、D、E4种物质的化学式为：B 、C 、D 、E 。 (3)沉淀F与NaOH溶液反应的离子方程式为 。溶液G与过量稀氨水反应的化学方程式为 。 21．氢化肉桂酸是香料的定香剂，用作医药中间体，也可用于有机合成。其制备原理为：。 催化剂的制备：用镍铝合金(NiAl2)经氢氧化钠溶液处理及洗涤后制得多孔且表面积很大的海绵状的镍。 实验过程： ①在100 mL的圆底烧瓶中溶解3.0 g肉桂酸于45 mL温热的95%乙醇中。冷却至室温后加入2 mL已制好的催化剂的悬浊液，并用少量乙醇冲洗瓶壁，如图1所示。 ②氢化开始前，打开活塞2，将装置抽真空。关闭与真空系统相连的活塞2，打开与氢气袋相连的活塞1，使氢气与贮氢筒连通，同时降低平衡瓶的位置，用排水集气法使贮氢筒内充满氢气，关闭活塞1。记下贮氢筒内氢气的体积，即可开始氢化反应。 ③开动电磁搅拌、记下氢化反应开始的时间，每隔一定时间后，记录贮氢筒内氢气的体积变化，如图2所示。充分反应后干燥称重，产量约2.5 g，减压蒸馏进一步纯化(杂质主要是肉桂酸)如图3所示，收集的馏分，称量计算产率。 已知： 名称 相对分子量 熔点/℃ 沸点/℃ 肉桂酸 148 135 300 氢化肉桂酸 150 48.5 280 (1)写出镍铝合金(NiAl2)制备海绵镍的化学方程式 。 (2)实验进行之前，应该首先 。 (3)氢化反应完成所需的时间及标志 、 ，氢化过程中的氢气的实际用量比理论用量高出很多的原因 。 (4)反应时、平衡瓶的水平面应略高于贮氢筒内的水平面，目的是 ，每次读数除了冷却室温还需注意 。 (5)减压蒸馏时最好使用 加热。 A．油浴 B．水浴 C．沙浴 (6)提纯氢化肉桂酸时，用减压蒸馏而不用常压蒸馏的原因是 。 22．如图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点燃。 (1)所观察到现象是 ，有关反应的化学方程式是 。 (2)干燥管内可装入的试剂是 ，其作用是 。干燥管还可用 (装置)代替。 (3)玻璃管中石棉绒的作用是 。实验开始时应先点燃 ，实验结束时，应先熄灭 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：由于镁的活泼性比铝强，产生氢气的速度比铝快，所以刚开始时指针应该先向右偏；根据等质量金属完全反应放出放出氢气质量=，可知镁、铝完全反应放出氢气的质量铝＞镁，所以，指针应该再向左偏； 故选B。 2．D 解析：A．氢氟酸能腐蚀玻璃，不能存放在玻璃瓶中，选项A错误； B．碱性物质不可以装在磨口玻璃塞的无色玻璃瓶中，选项B错误； C．氯化铁与铜反应而使铜腐蚀，故氯化铁溶液不能存放在铜制容器中，选项C错误； D．常温下，浓硫酸可以使铁钝化，所以可以用铁槽车储存运输，选项D正确。 答案选D。 3．D 【分析】红棕色粉末是Fe2O3，其与气体B在高温下反应产生单质A，则A是Fe，气体B是具有还原性的H2或CO，单质A与水蒸气在高温下反应产生气体B，则B是H2；Fe与Cl2在加热时反应产生固体C是FeCl3，Fe与FeCl3在溶液中反应产生FeCl2溶液，故D是FeCl2，然后根据物质的性质及转化关系分析解答。 解析：根据上述分析可知：A是Fe，B是H2，C是FeCl3，D是FeCl2。 A．反应①是Fe2O3+3H22Fe+3H2O，反应的基本类型是置换反应；反应②是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，反应的基本类型也属于置换反应，A正确； B．反应②化学方程式是：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，生成气体H2的同时还生成一种Fe3O4，Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，B正确； C．红棕色粉末是Fe2O3，Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，C正确； D．C是FeCl3，D是FeCl2，在FeCl2溶液中含有杂质FeCl3，可以通过向其中加入足量Fe粉，发生反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，若加入H2O2，会导致FeCl2反应产生FeCl3，使物质完全变质，D错误； 故合理选项是D。 4．A 解析：纳米氧化铝(Al2O3)可用于制作精美的陶瓷，氧化铝中氧元素的化合价为-2价，Al元素的化合价为x，设根据化合物的正负化合价代数和为零可得，则2x+3(-2)=0，解得：x=+3，故氧化铝(Al2O3)中Al元素的化合价为+3价，答案选A。 5．D 解析：加入硝酸酸化的硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中含有Cl-，加入KSCN溶液，无明显现象，说明不含铁离子，之后加氯水，溶液变红说明原溶液中含有Fe2+，因此不能确定该溶液中是否含硫酸根离子，答案选D。 6．A 解析：将NaOH溶液逐滴加入上述四种溶液中，无明显现象的是溶液，生成白色沉淀且白色沉淀逐渐消失的是溶液，生成白色䋈状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后生成红褐色沉淀的是溶液，生成白色沉淀且沉淀不消失、颜色无变化的是溶液。 故选A。 7．C 解析：氧化铝(Al2O3)即可以与酸反应生成氯化铝（盐）和水，又可以与碱反应生成偏铝酸钠（盐）和水，属于两性氧化物，C项符合题意。 故选C。 8．D 解析：AlCl3和Ba(OH)2的浓度分别为c1和c2，相同体积为V，由题意可得：第一步AlCl3反应完全，而Ba(OH)2过量，此时参加反应的AlCl3的物质的量是c1Vmol,Ba(OH)2是1.5c1Vmol；生成c1V mol 的Al(OH)3，又因为得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等，则说明第一步反应完后，生成的Al(OH)3有一半(c1V)参加了第二步的反应，所以可求的Ba(OH)2的物质的量为：1.5c1V+0.25c1V=c1V=c2V，所以c1：c2=4：7；当氯化铝过量时，氢氧化钡全反应，生成氢氧化铝白色沉淀发生反应：Al3++3OH-═Al(OH)3↓，设反应掉的铝离子物质的量为x,得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等，则c1V-x=x，所以x=0.5c1V，消耗氢氧化钡3x，即1.5c1Vmol,所以1.5c1V=2c2V，所以此时c1：c2=4：3，故选：D。 9．C 【分析】先计算各物质的物质的量，再根据钠原子守恒计算溶质NaOH的物质的量，溶液体积均为0.1L，结合c=计算比较。 解析：2.3g钠、6.2g氧化钠、7.8g过氧化钠和4g氢氧化钠，则：2.3g钠中含有的原子的物质的量n=mol，则反应后生成的NaOH的物质的量为0.1mol；6.2g氧化钠中含有的钠离子的物质的量n==0.2mol，则反应后生成的NaOH的物质的量为0.2mol；7.8g过氧化钠中含有的钠离子的物质的量为n==0.2mol，则反应后生成的NaOH的物质的量为0.2mol； 4g氢氧化钠的物质的量n==0.1mol。 c=，由于溶液体积相等，溶于水后溶液中NaOH的物质的量越大，浓度越大，则溶液的溶质物质的量浓度大小的顺序为甲=丁<乙=丙，故C正确； 故答案选C。 10．D 解析：A．铁在硫蒸气燃烧，因硫单质氧化性较弱，产物只能是FeS，故A错误； B．纯铁不能形成原电池腐蚀，因此其抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气不易与氧气发生反应，较难被氧化，故B错误； C．铁在纯氧中燃烧产物为四氧化三铁，其组成中既有+2也有+3价，故C错误； D．工业炼铁用含氧化铁的铁矿石，加焦炭炼铁，焦炭与氧气反应生成还原剂CO，CO高温下与氧化铁反应得到Fe，故D正确； 故选：D。 11．C 解析：A．含Fe2+的溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，不能鉴别Fe2+，A不合题意； B．Cu与Fe2+不反应，含Fe2+的溶液中加入铜片，无明现象，不能鉴别Fe2+，B不合题意； C．含Fe2+的溶液中滴入NaOH溶液，由于先后发生反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，可以观察到产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，可以鉴别Fe2+，C符合题意； D．Fe2+与KI不反应，故取该溶液滴在淀粉KI试纸上无明显现象，不能鉴别Fe2+，D不合题意； 故答案为：C。 12．A 【分析】铁和水蒸气高温反应产生Fe3O4和H2。 解析：A．Fe3O4为黑色固体，A项错误； B．拾棉花通过加热产生水蒸气与铁粉发生反应，B项正确； C．肥皂液收集H2后点燃有爆鸣声，用于检验H2，C项正确； D．该反应需要高温，金属套防风聚集火焰，提高温度，D项正确； 故选A。 二、非选择题 13．(1)16.8 (2)将补铁剂研细后用盐酸溶解，取上层清液滴入KSCN溶液。若溶液变红色，说明已被氧化 (3)2Fe3++Fe=3Fe2+ (4) 2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O Fe ClO- 3 解析：（1）设需要消耗标况下氧气的体积为V，由反应方程式4Fe+3O2=2Fe2O3，可得关系式，解得V=16.8L； （2）Fe3+能与KSCN溶液反应生成络合物而导致溶液呈血红色，所以可以用KSCN溶液检验铁离子，其检验方法为研细后用盐酸溶解，滴入KSCN溶液，若溶液变红色，说明已被氧化； （3）氯化铁溶液具有强氧化性，该溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式为：2Fe3++Fe═3Fe2+； （4）湿法制备高铁酸钠，则为产物，Fe3+为反应物，Fe元素化合价升高3价，ClO-为反应物，是氧化剂，Cl-为生成物，化合价降低共2将，该离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O，Fe元素化合价升高，被氧化的元素是Fe，Cl元素化合价降低，氧化剂是ClO-，生成2mol高铁酸钠时反应转移6mol电子，则生成lmol高铁酸钠时，转移电子的物质的量为3mol。 14． O2 NH3 4 【分析】氧化还原反应中，化合价升高的物质作还原剂，被氧化；化合价降低的物质作氧化剂，被还原，由此分析。 解析：4NH3+5O24NO+6H2O反应中，氮元素的化合价从-3价升高到+2价，NH3作还原剂，被氧化，氧元素的化合价从0价降低到-2价，O2作氧化剂被还原；化学反应中NH3和NO的物质的量之比为1：1，则反应中消耗了4molNH3，则生成NO的物质的量是4mol。 15．(1)C (2)A (3)C (4)C (5)A (6)D 解析：（1）氧化铁为红棕色，故选C； （2）铁与盐酸反应生成亚铁离子，故选A； （3）硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，后迅速被氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁沉淀，颜色变化为白色-灰绿色-红褐色，故选C； （4）氯气与氯化亚铁反应可生成氯化铁，故选C； （5）铁离子与KSCN反应生成学红色物质，故选A； （6）陶瓷是硅酸盐，不是合金，地铁列车车体材料为铝合金，潜水器耐压球壳为钛合金材料，飞机发动机叶片所用的材料主要包括复合材料以及高温合金，故选D。 16．随着pH的增大，K2FeO4的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长 解析：根据题干可知，高铁酸钾在强碱性溶液中能稳定存在，随着pH的增大，K2FeO4的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但随着pH增大，H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长。 17．12L 0.5mol/L 【分析】根据化学反应方程式：2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O，作答。 解析：Cu的物质的量为：=0.05mol， 设生成二氧化硫为xmol，CuSO4 为ymol， 解得x=0.05，y=0.05， 所以标准状况下SO2的体积为：=1.12L； CuSO4的物质的量浓度为：=0.5mol/L， 故答案为：1.12L；0.5mol/L。 18．36 100 11.65 0.2 【分析】Ⅰ.2.7gAl与的稀盐酸充分反应的计算，要根据化学方程式分析反应是否是恰好反应，然后才可以把相关数据代入计算。 Ⅱ根据溶液的均一性，分成两等份的溶液和原溶液成分是一样的，然后根据加入的BaCl2溶液的量可以求出生成沉淀BaSO4的量，进而求出其质量；第二份溶液中加入铁片，能和铁片反应的是Fe2(SO4)3，则可根据消耗的铁片的质量求出Fe2(SO4)3的量，从而求出其含有的的量，然后根据总共的物质的量则可求出K2SO4含有的物质的量，进而求出K+的浓度，据此解答。 解析：Ⅰ.2.7gAl与的稀盐酸充分反应，2.7g Al的物质的量为0.1mol，的稀盐酸含溶质HCl的物质的量为0.6mol，根据反应的关系式2Al~6HCl~3H2，可知盐酸是足量的，2 molAl和足量盐酸反应生成3 molH2，则0.1molAl和足量盐酸反应生成氢气n(H2)=0.15mol ，其在标准状况下生成氢气的体积为22.40.15mol=3.36L。 (2)用6.0mol/L盐酸配制盐酸，根据稀释规律，c(浓溶液),，可得6mol/L=3mol/LmL ，则=100mL，则需要量取6.0mol/L盐酸的体积为100 mL。 Ⅱ. (1)将和混合液分为两等份,则其中一份体积是200mL，与50mL 溶液恰好反应生成沉淀mg，则沉淀是BaSO4，根据关系式BaCl2~ BaSO4，可知n(BaSO4)=n(BaCl2)=0.05L1mol/L=0.05 mol，则其质量为m(BaSO4)= 0.05 mol233g/mol=11.65g。 (2) 向另一份溶液加入铁片，则发生的离子反应是Fe+2Fe3+=3 Fe2+，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来减轻了0.56g，也就是减少了0.01molFe ，根据离子方程式，可求出参加反应的Fe3+是0.02mol，根据关系式2Fe3+~3Fe2(SO4)3，可知一份溶液中Fe2(SO4)3含有的为0.03mol，经过(1)的计算，可知一份溶液中总共含有为0.05mol，则可知一份溶液中含有K2SO4的物质的量为0.02 mol，则n (K+)=0.04 mol，则c(K+)==0.2mol/L，每份溶液和原混合液浓度是一样的，因此原溶液中K+的物质的量浓度为0.2mol/L。 19． Fe FeCl3 Fe(OH)3 Fe +2HCl= FeCl2+H2↑ 【分析】金属A与氯气生成B，B与A发生反应生成D，则A应为变价金属，B与NaOH反应得到红褐色C，D与NaOH反应得到白色E，且白色E置于空气中得到红褐色C，可推知A为Fe，B为FeCl3，C为Fe(OH)3，D为FeCl2，E为Fe(OH)2，据此分析解答。 解析：(1)C为红褐色固体，应为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，B为FeCl3，D为FeCl2，A为Fe，故答案为：Fe；FeCl3；Fe(OH)3； (2)金属铁和盐酸反应得到氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故答案为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 20．过滤 Al2O3 Fe2O3 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2 SO4 【分析】Al2(SO4)3易溶于水，Al2O3、Fe2O3难溶于水，所以沉淀F是Al2O3、Fe2O3， G是Al2(SO4)3溶液； Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以沉淀C是Fe2O3、D是偏铝酸钠溶液；Al2(SO4)3与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，则E是Al(OH)3，Al(OH)3加热分解为Al2O3；Al(OH)3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液。 解析：(1)固体与液体分离用过滤法，图中涉及分离溶液与沉淀的方法是过滤。 (2)根据以上分析，B是氧化铝，化学式是Al2O3；C是氧化铁，化学式是Fe2O3；D是偏铝酸钠，化学式是NaAlO2；E是氢氧化铝，化学式是Al(OH)3。 (3)沉淀F中的Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O。G是Al2(SO4)3溶液，与过量稀氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，反应的化学方程式为Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2 SO4。 【点睛】本题考查混合物的分离和提纯，明确物质的性质是解本题关键，重点是知道Al2O3是两性氧化物、Al(OH)3是两性氢氧化物，了解常见物质分离提纯方法。 21．(1)或、或 (2)检验装置的气密性 (3) 105 min 贮氢筒内的体积无明显变化 海绵状镍表面积很大，可吸附较多的氢气 (4)增大反应体系的压力，使氢气充分反应 使其平面与贮氢筒中水平面高度持平，视线与凹液面相切 (5)B (6)因为氢化肉桂酸的沸点比较高，直接蒸馏需要的温度比较高，而减压蒸馏降低沸点，使得加热温度降低，蒸馏速度升高，节约时间和能源 解析：（1）Al能够与NaOH溶液发生反应，而Ni不能发生反应，因此用镍铝合金(NiAl2)制备海绵镍可以用NaOH溶液处理，反应的化学方程式为或； （2）该装置有气体产生，因此实验进行之前，应该首先检验装置的气密性； （3）根据图示可知氢化反应完成所需的时间是105 min，标识是贮氢筒内的体积无明显变化； 氢化过程中的氢气的实际用量比理论用量高出很多，是因为海绵状镍表面积很大，可吸附较多的氢气； （4）增大压力有利于反应的正向进行，因此通过平衡瓶的水平面略高于贮氢筒的水平面，增大反应体系的压力，使氢气充分反应； 每次读数除了注意反应温度要冷却室温外，还要注意使使其平面与贮氢筒中水平面高度持平，并且视线与凹液面最低处相切； （5）因为要收集的馏分，因此最好是采用水浴加热的方法，故合理选项是B； （6）因为氢化肉桂酸的沸点比较高，直接蒸馏需要的温度比较高，而减压蒸馏降低沸点，使得加热温度降低，蒸馏速度升高，节约时间和能源。 22． 红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体点燃时，能燃烧且发出爆鸣声 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等) 吸收水蒸气，使收集的氢气易点燃 U形管 铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积 A处酒精灯 B处酒精灯 【分析】由题可知，先加热水得到水蒸气，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，最后收集氢气，干燥管可干燥氢气，实验中应先提供水蒸气。 解析：(1)Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，产生的现象是红热的铁与水蒸气反应，放出气体，这种气体靠近火焰点火时，能燃烧或发出爆鸣声； (2)干燥管内可装入的试剂是碱石灰(或无水CaCl2硅胶等)；作用为吸收生成的氢气中的水蒸气，干燥氢气，干燥管还可用U形管代替； (3)玻璃管中石棉绒的作用是铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积；点燃加热仪器时，本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃A处酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，为铁与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，而实验结束时，为防止装置中的不纯的氢气受热爆炸，应先熄灭B处酒精灯，继续通水蒸气。 学科网（北京）股份有限公司 $$