第三章《铁金属材料》单元过关训练题--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》单元过关训练题 一、单选题 1．化学兴趣小组从使用过的腐蚀废液（含有大量、和）中回收铜，并将铁的化合物全部转化为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的操作名称为过滤 B．滤渣③成分为、，物质④为溶液 C．检验废腐蚀液中是否含有可用溶液 D．通入⑥时反应的离子方程式为 2．X、Y、Z三种物质的一步转化关系如图所示，下列选项中的物质不符合该转化关系的是 选项 X Y Z A B C D A．A B．B C．C D．D 3．化学与生产、生活、科技、环境保护息息相关。下列说法不正确的是 A．《吕氏春秋别类》中“金(即铜)柔锡柔，合两柔则钢”，体现合金硬度的特性 B．印制货币票面文字、号码等处使用含的油墨，利用了的磁性 C．纳米铁粉可以通过吸附作用高效地除去被污染水体中的、等重金属离子 D．“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过电子跃迁产生电磁波进行精准定位 4．类比法是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质，但类比是相对的，不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是 A．已知与可直接化合生成，推测与可直接化合生成 B．已知与溶液反应可以置换出，推测与溶液反应可以置换出 C．已知与能化合生成，推测与能化合生成 D．已知与能生成，推测与能生成 5．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量减轻，但没有气体放出的是 A．稀H2SO4 B．CuSO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．NaNO3溶液 6．在100mL混合酸中，c(HNO3)=2mol/L，c(H2SO4)=5mol/L，向其中加入足量铁粉，充分反应后，收集到的气体在标况下体积约为 A．4.48L B．13.44L C．8.96L D．22.4L 7．用FeCl3溶液腐蚀覆铜板产生的腐蚀废液可回收利用，实验流程如下。下列有关说法错误的是 A．“氧化”步骤中可用的试剂为氯气 B．“调pH”后，检验Fe3+是否沉淀完全的操作为：取少量上层清液于试管中，滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液紫色是否褪去 C．进行“灼烧”操作时需用到的仪器有坩埚和酒精灯 D．“步骤X”包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶 8．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0.1mol/L)，反应现象、产物均没有明显差别的是 选项 试剂① 试剂② A 氯水 FeI2溶液 B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液 C FeSO4溶液 酸性KMnO4溶液 D KSCN溶液 FeCl3溶液 A．A B．B C．C D．D 9．有关铁的化合物的说法中，正确的是 A．是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色 B．与产生血红色沉淀 C．、都可以由化合反应制得 D．向煮沸的氢氧化钠溶液中逐滴加入5滴饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，制得胶体 10．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图： 下列说法错误的是 A．该工艺步骤①与步骤②顺序互换会更节约生产成本 B．②中发生的反应有： C．③中稀酸化的目的是将转化成 D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 11．下列离子方程式中，正确的是 A．Fe溶于过量盐酸：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ B．将氧化铝投入NaOH溶液中：Al2O3＋2OH‾＋3H2O=2Al(OH) C．盐酸与石灰石的反应：2H＋＋CO=CO2↑＋H2O D．氢氧化钡溶液与硫酸溶液反应：Ba2＋＋SO=BaSO4↓ 12．下列说法不正确的是 A．铝制餐具可用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 B．过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源 C．氯化铁溶液在工业上可作为制作印刷电路板的腐蚀液 D．碳酸钠和碳酸氢钠溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱 13．利用废铝箔（主要成分为Al，含少量Mg、Fe等）制明矾的一种工艺流程如下： 下列说法中，不正确的是 A．①体现了铝能与碱溶液反应的性质 B．乙溶液中含有的离子主要为 C．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 D．溶液既能与强酸反能与强碱反应 14．下列实验操作、现象、结论(或解释)均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将一小块金属钠加入至溶液中 溶液蓝色褪去，有红色固体出现 钠比铜还原性强，钠置换出铜 B 用洁净铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧并观察 火焰呈黄色 溶液中的金属元素只有钠元素 C 分别向盛有、溶液的2支试管中滴加澄清石灰水 2支试管中均出现白色沉淀 澄清石灰水不适用于鉴别、溶液 D 向新制氯水中滴加紫色石蕊试液 溶液立即褪色 新制氯水具有漂白性 A．A B．B C．C D．D 二、非选择题 15．铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代，铁及其化合物在人类的生产、生活中都起了巨大的作用。 (1)长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，实验室用绿矾FeSO4•xH2O配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，采取的方法是 (用离子方程式表示)。 (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3： 溶液部分变质的FeSO4溶液溶液Ⅰ沉淀ⅡFe2O3 ①FeSO4溶液与H2O2溶液反应，H2O2的作用为 。 ②写出由“溶液Ⅰ”到“沉淀Ⅱ”反应的离子方程式 。 (3)电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀铜，其反应的离子方程式为 ，检验反应后的溶液中存在Fe3+的试剂是 溶液(填试剂化学式)。 16．铁及其重要化合物的“价类二维图”如下图所示。    (1)该“价类二维图”中缺失的类别A应为 。 (2)生活中的钢铁制品如废旧铁锅，使用时间长久后若要丢弃，应归为_______。 A．干垃圾 B．湿垃圾 C．有毒有害垃圾 D．可回收垃圾 (3)某实验小组在探究实验后，想要检验废液中是否存在Fe3+，该怎么做？ 。 (4)将足量铁粉投入溴化铁溶液中充分反应，写出该反应的化学方程式 。 (5)在上述反应液中继续加入足量氯水，此时溶液中发生反应的离子方程式为 。 (6)工业上曾经通过反应“3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑”生产金属钠，下列说法正确的是_______。 A．用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离 B．该反应条件下铁的氧化性比钠强 C．每生成1 mol H2，转移的电子为4 mol D．将生成的气体在空气中冷却可获得钠 17．合成氨工业生产中所用的α—Fe催化剂的主要成分是FeO、。回答下列问题： (1)的摩尔质量为 。 (2)室温下，将适量的FeO粉末投入足量的稀盐酸中： ①取少量上述反应后的溶液于试管中，静置一段时间后，可观察到溶液的颜色由绿色变为黄色，溶液由绿色变为黄色的原因为 (用离子方程式表示)。 ②往①的试管的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，此时观察到溶液中的现象为 。 ③ (填“能”或“不能”)选用酸性高锰酸钾溶液检验①的试管中的存在。 (3)在FeO、的混合物中： ①若铁原子、氧原子的物质的量之比为7：8，则FeO与的物质的量之比为 。 ②当该混合物中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为时，该混合物中铁元素的质量分数为 (用含a、b的代数式表示)。 18．化学与生产、生活、环境息息相关。从化学视角回答下列问题： (1)钠在空气中的燃烧产物A可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，涉及的主要反应的化学方程式为 (写一种即可)。 (2)家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等而造成堵塞，此时可用固体管道疏通剂进行疏通。管道疏通剂主要成分为铝和氢氧化钠，疏通管道时发生反应的离子方程式是 。 (3)亚硝酸钠被称为工业盐，有毒，但在肉类制品加工中又可以加入极少量用作发色剂、防微生物剂、防腐剂，在漂白、电镀和金属处理等方面有应用。已知能发生反应：①配平上述化学方程式，并用“双线桥”标明电子转移的方向和数目 。 ②氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ；反应中转移0.3mol电子时生成标准状况下的NO L。 ③误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒，可服用维生素C解毒，维生素C在解毒过程中作 剂。 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．B 【分析】废液中含有大量FeCl2、CuCl2、FeCl3，向废液中加入过量Fe，发生反应、，然后过滤，滤液②中含有FeCl2，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，然后过滤得到金属单质Cu，滤液⑤中含有FeCl2、HCl，向FeCl2溶液中通入过量Cl2，发生的反应为，从而得到FeCl3溶液。 【详解】A．步骤Ⅰ是从溶液中得到滤渣和滤液，所以操作为过滤，故A正确； B．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，故B错误； C．Fe3+和SCN-反应使溶液呈红色，因此可以用KSCN溶液检验Fe3+，故C正确； D．⑥为Cl2，通入⑥时反应的离子方程式为，故D正确； 故答案为：B。 2．C 【详解】 A．在空气中被氧化可以得到，与溶液反应生成，也可以与溶液反应直接生成，A项正确； B．与加热生成，与盐酸反应生成，与反应生成，B项正确； C．不能一步转化为，C项错误； D．和反应生成，与反应生成，与反应直接生成，D项正确； 故选C。 3．C 【详解】A．合两柔则钢，可知合金的硬度大于成分金属，故A正确； B．具有磁性，可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪，B正确； C．纳米铁粉可以从溶液中将、等重金属离子置换成单质，与吸附性无关，故C错误； D．氢原子钟一种精密的计时器具，它是利用原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，D正确； 故选C。 4．D 【详解】 A．与可直接化合生成，A错误； B．钠是活泼金属，能和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢气，B错误； C．与能化合生成，C错误； D．钠和钾均是活泼金属，已知与能生成，推测与能生成，D正确； 答案选D。 5．B 【详解】A．铁与稀硫酸反应放出氢气，有气体放出，故不选A； B．铁与CuSO4溶液反应生成硫酸亚铁和铜，溶液质量减小，故不选B； C．铁与Fe2(SO4)3溶液反应生成硫酸亚铁，溶液质量增加，没有气体放出，故选C； D．铁与NaNO3溶液不发生反应，故不选D； 故答案选C。 6．C 【详解】 n(H2SO4)=5mol/L×0.1L=0.5mol，n(HNO3)=2mol/L×0.1L=0.2mol，n(H+)=2×0.5mol+1×0.2mol=1.2mol，n(NO)=1×0.2mol=0.2mol。NO的氧化性比H+强，NO先反应，Fe过量，发生的反应为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++4H2O+2NO↑，0. 2molNO消耗0. 8molH+，同时得到0. 2molNO。剩下(1.2-0. 8)mol即0. 4molH+，剩下的H+和Fe反应产生H2，Fe+2H+=Fe2++H2↑，0. 4molH+反应得到0. 2molH2，气体的总物质的量=0. 2mol+0. 2mol=0. 4mol，标况下体积=0. 4mol×22.4L/mol=8.96L，答案选C。 7．B 【分析】在腐蚀废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，向其中加入Cl2，可以将FeCl2氧化为FeCl3，然后加入CuO或碱式碳酸铜，调整溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤分离出Fe(OH)3，将Fe(OH)3灼烧，发生分解反应产生Fe2O3；向滤液中加入HCl酸化，然后将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，就可以获得CuCl2·2H2O晶体。 【详解】A．“氧化”目的是使Fe2+氧化为Fe3+，为防止引入杂质离子，在步骤中可用的试剂为氯气，A正确； B．酸性KMnO4溶液与Fe2+反应，使溶液紫色褪去，不能用酸性KMnO4溶液检验Fe3+是否存在，B错误； C．在进行Fe(OH)3固体“灼烧”操作时需用到的仪器有坩埚和酒精灯、三脚架、泥三角等，C正确； D．过滤除去Fe(OH)3沉淀的溶液中含有CuCl2，加入盐酸酸化，可防止Cu2+水解，然后经蒸发浓缩、冷却结晶，就可以获得CuCl2·2H2O晶体，D正确； 故合理选项是B。 8．D 【详解】 A．氯水滴入碘化亚铁溶液中，氯水不足，只有碘离子被氧化为碘单质；碘化亚铁滴入氯水中，氯水过量，碘离子、亚铁离子均被氧化生成碘单质、铁离子，A不符合题意； B．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，B不符合题意；   C．FeSO4能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，FeSO4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FeSO4，随着FeSO4的不断滴入，溶液逐渐由紫红色变为无色，C不符合题意； D．KSCN与氯化铁反应生成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，D符合题意； 故选D。 9．C 【详解】A．是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色，故A错误； B．与KSCN反应生成硫氰合铁血红色溶液，故B错误； C．Fe与氧气反应生成四氧化三铁，氢氧化亚铁、氧气、水反应生成氢氧化铁，均为化合反应，故C正确； D．向煮沸的氢氧化钠溶液中逐滴加入5滴饱和溶液，生成氢氧化铁沉淀，得不到胶体，故D错误。 答案选C。 10．C 【分析】废铝箔（主要成分为，含少量等）与稀硫酸反应，生成Al3+、Mg2+、Fe2+，过滤除去不溶于酸的杂质，再用NaOH溶液调节pH值，将Mg2+、Fe2+转化为沉淀析出，Al3+转化为，过滤固体，继续向滤液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．由于不与氢氧化钠溶液反应，步骤①与步骤②顺序互换后，通过操作a（过滤）即可得到溶液，再加稀硫酸可得到硫酸铝溶液，调换顺序后，酸碱的浪费更少，可节约生产成本，故A正确； B．②中Al3+转化为，发生的反应方程式为：，，故B正确； C．③中稀酸化的目的是将转化为Al3+，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和的溶解度，故D正确； 故选C。 11．B 【详解】 A．铁和盐酸反应生成二价铁，离子方程式为：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，A错误； B．将氧化铝投入NaOH溶液中生成四羟基合铝酸钠，离子方程式为：Al2O3＋2OH‾＋3H2O=2Al(OH)，B正确； C．石灰石难溶于水，离子方程式为：2H＋＋CaCO3=CO2↑＋H2O+Ca2+，C错误； D．氢氧化钡溶液与硫酸溶液反应生成硫酸钡和水，离子方程式为：2H++2OH-+Ba2＋＋SO=BaSO4↓+2H2O，D错误； 故选B。 12．A 【详解】A．铝和氧化铝都既能与酸反应也能与强碱反应，因此不可用铝制餐具来蒸煮或存放酸性或碱性食物， A不正确； B．过氧化钠能与二氧化碳反应放出氧气，过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源， B正确； C．FeCl3溶液可作“腐蚀液”，制作印刷电路板，反应为， C正确； D．碳酸钠和碳酸氢钠均为强碱弱酸盐，水解均显碱性，可用作食用碱或工业用碱，D正确； 故选A。 13．D 【分析】 铝和过量氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠，四羟基合铝酸钠和适量稀硫酸生成氢氧化铝沉淀，加入过量的稀硫酸得到乙硫酸铝溶液，加入硫酸钾饱和溶液结晶得到明矾； 【详解】 A．①铝和过量氢氧化钠生成甲偏铝酸钠，体现了铝能与碱溶液反应的性质，A正确； B．乙溶液中含有生成的硫酸铝、过量的硫酸，故离子有，B正确； C．由④生成明矾晶体可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度而首先结晶析出，C正确； D．不和强酸反应，没有两性，D错误； 故选D。 14．C 【详解】A．Na与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠、氢氧化铜、氢气，不能置换出Cu，故A错误； B．用洁净铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧并观察，火焰呈黄色，说明溶液中的金属元素有钠元素，还可能含有其它元素，故B错误； C．、和Ca(OH)2溶液反应都生成CaCO3沉淀，澄清石灰水不适用于鉴别、溶液，故C正确； D．将氯气通入紫色石蕊试液，溶液紫色先变红，后褪色，则氯气与水反应生成酸性物质HCl和具有漂白性的HClO，故D错误； 故选C。 15．(1)2Fe3++Fe=3Fe2+ (2) 氧化剂 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ (3) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ KSCN溶液 【详解】（1）配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入铁粉，铁的还原性比亚铁离子强，酸性条件下铁粉可以直接与氧气反应，离子方程式为2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O，因此可以防止亚铁离子被氧化；若亚铁离子被氧化为铁离子，铁粉可以将铁离子还原为亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+； （2）过氧化氢溶液的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，H2O2作氧化剂；溶液I中含有Fe3+，加入NaOH溶液会得到沉淀II，反应的离子方程式：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓； （3）电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀铜，其反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，常用KSCN溶液检验反应后的溶液中存在Fe3+。 16．(1)盐 (2)D (3)取少量废液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红，则废液中存在Fe3+；若溶液不变红，则废液中不存在Fe3+ (4)Fe+2FeBr3=3FeBr2 (5)2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl- (6)C 【详解】（1）根据图示铁“价类二维图”可知：物质A类别中含有Fe2+、Fe3+，因此该“价类二维图”中缺失的类别A应为盐； （2）生活中的钢铁制品如废旧铁锅，由于能够再被从新冶炼利用，因此使用时间长久后若要丢弃，应归为可回收垃圾，故合理选项是D； （3）Fe3+与SCN-反应产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，据此可检验Fe3+，故想要检验废液中是否存在Fe3+的方法是：取少量废液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红，则废液中存在Fe3+；若溶液不变红，则废液中不存在Fe3+； （4）Fe与FeBr3发生氧化还原反应产生FeBr2，反应的化学方程式为：Fe+2FeBr3=3FeBr2； （5）Fe2+、Br-具有强的还原性，向FeBr2溶液中加入足量Cl2水，反应产生FeCl3、Br2，反应的离子方程式为：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-； （6）A．Fe、Fe3O4都可以被磁铁吸引，因此不能用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离，A错误； B．在该反应条件下Fe把Na还原出来，说明该反应条件下铁的还原性比钠强，B错误； C．根据反应方程式可知：每反应产生2 mol H2，反应过程中转移8 mol电子，则生成1 mol H2时转移的电子为4 mol，C正确； D．Na蒸气在空气中会被空气中的氧气氧化产生过氧化钠，因此应该在惰性环境中冷却Na蒸气，防止其氧化变质，D错误； 故合理选项是C。 17．(1) (2) 溶液由黄色变为无色且底部出现红褐色难溶物 不能 (3) 5∶1 【详解】（1）的摩尔质量为； （2）①.氧化亚铁溶于稀盐酸，生成亚铁离子，亚铁离子容易被氧化为铁离子，离子方程式为：； ②.溶液中再滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色的氢氧化铁沉淀，观察到的现象为：溶液由黄色变为无色且底部出现红褐色难溶物； ③.①的试管溶液中含氯离子，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不能选用酸性高锰酸钾溶液检验①的试管中的存在； （3）①. 设FeO与的物质的量之比为x∶y，则（x+2y）∶（x+3y）=7∶8，解得x∶y=5∶1； ②. 当该混合物中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为时，FeO与的物质的量之比为，铁元素的质量分数为：。 18．(1)或 (2) (3) 1∶1 6.72 还原 【详解】（1）钠在空气中的燃烧产物A为过氧化钠，可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，涉及的主要反应是过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为或。故答案为：或； （2）管道疏通剂主要成分为铝和氢氧化钠，反应生成偏铝酸钠和氢气，疏通管道时发生反应的离子方程式是。故答案为：； （3）①在反应中，N元素的化合价从+3价降低到了+2价，得到了1mol电子，I元素的化合价从-1价升高到了0价，共失去电子2mol，根据电子守恒，所含以氮元素的物质前边都乘以系数2，碘单质系数是1，根据原子守恒，NaI前边式系数2，HI前边式系数4，水的前边是系数2，2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2H2O+2NaI，用“双线桥”标明电子转移的方向和数目。故答案为：； ②氧化剂NaNO2与还原剂HI的物质的量之比为1∶1；由方程式每转移1mol电子生成1molNO，反应中转移0.3mol电子时生成标准状况下的0.3mol×22.4L/mol=6.72LNO。故答案为：1∶1；6.72； ③误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒，可服用维生素C解毒，将还原为，维生素C在解毒过程中作还原剂。故答案为：还原。 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 $$