第三章 铁 金属材料 单元同步练习题 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》单元同步练习题 一、单选题 1．下列离子方程式中，书写正确的是 A．碳酸钠溶液中滴加少量盐酸： B．向 溶液中通入少量 C．向 溶液中通入 气体： D．浓盐酸与铁屑反应： 2．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是 选项 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 A 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 铁单质具有还原性 B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 具有还原性 C 在氯化亚铁溶液中滴加新制溴水 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 具有还原性 D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 具有氧化性 A．A B．B C．C D．D 3．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是 A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料 B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价 C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 4．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是 A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为可用盐酸和KSCN溶液来验证产物中的三价铁 D．丁同学认为消耗0.03mol铁粉时反应转移的电子的物质的量为0.06mol 5．某溶液中含有、、、四种离子，若向其中先加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量稀硫酸，所得溶液中离子数目基本不变的是 A． B． C． D． 6．向含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的蚀刻铜箔回收液中，加入一定量铁粉，反应一段时间后，对反应后的混合物进行分析，下列说法错误的是 A．若有固体剩余，则该固体一定含有Cu B．若有固体剩余，则该溶液可能含有Cu2+ C．若无固体剩余，则该溶液不可能含有Fe3+ D．无论固体是否剩余，该溶液中一定含有Fe2+ 7．下列铁的化合物中，不能通过化合反应得到的是 A．FeCl2 B．Fe(OH)2 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 8．下列关于铁及其合金认识正确的是 A．生铁的硬度高于铁 B．铁的氧化物都属于合金 C．钢是性能优且纯度高的铁 D．不锈钢中只含铁与碳两种元素 9．下列离子方程式正确的是 A．Na2O2放入水中：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH-＋O2↑ B．Na投入FeSO4溶液：2Na＋Fe2＋=2Na＋＋Fe C．用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2：Al＋OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑ D．向AlCl3溶液中滴加足量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH 10．将15.6gNa2O2和5.4gAl 同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，下列说法错误的是 A．最终溶液：c(Na+)= 2 mol·L-1 B．标准状况下，反应过程中得到6.72L气体 C．最终溶液：c(Na+) >c(Cl-) D．最终得到7.8 g沉淀 11．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是 A．0.1mol/L NaOH溶液：Na+、K+、CO、NO B．无色透明的溶液中：K+、Mg2+、SCN-、Cl- C．与Al反应能放出H2的溶液中：K+、Mg2+、NO、SO D．能使石蕊变红的溶液中：NH、Fe2+、I-、SO 12．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 13．我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列关于金属铝及其合金的说法中，错误的是 A．铝具有良好的导电性 B．铝具有银白色金属光泽 C．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 D．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 14．下列不存在因果关系的是 A．我校用草酸清洁厕所是因为草酸酸性强 B．铝制炊具是因为铝的表面生成致密的氧化铝薄膜 C．铝合金的密度小，所以用作飞机外壳材料 D．Cu做导线是因为Cu导电性好 二、非选择题 15．某小组同学设计如图所示装置(夹持仪器略去)制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。 称取一定量的废铁屑于锥形瓶中，加入适量的稀硫酸，在通风橱中置于50～60 ℃热水浴中加热，充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水，搅拌使其反应完全，制得浅绿色悬浊液。在实验中选择50～60 ℃热水浴的原因是 16．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)。 17．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 18．CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)，生产CuCl的工艺流程如下： 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Cu(OH)2 5.6 6.7 Al(OH)3 3.8 4.7 已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-，CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀 煅烧的主要目的是 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．A 【详解】A．碳酸钠溶液中滴加少量盐酸，氢离子少量，与碳酸根反应生成碳酸氢根，离子方程式正确，A正确； B．向 FeI2溶液中通入少量 Cl2，由于碘离子还原性更强，氯气先氧化碘离子得碘单质，正确离子方程式为2I-+Cl2=I2+2Cl-，B错误； C．H2S气体不可拆，所以向CuSO4溶液中通入H2S气体正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+，C错误； D．盐酸是非氧化性酸，与铁反应得亚铁离子，正确的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，D错误； 本题选A。 2．C 【详解】A．向FeCl3溶液中加入铁粉发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，故A错误； B．锌具有还原性，氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性，锌置换出铁，溶液颜色变化的同时会析出黑色固体铁，离子方程式为，锌作还原剂有还原性，亚铁离子体现氧化性，故B错误； C．在氯化亚铁溶液中滴加新制溴水，氯化亚铁溶液为浅绿色，+2价的铁被氧化生成+3价的铁，溶液浅绿色变为棕黄色，离子方程式为，说明Fe2+具有还原性，故C正确； D．实验现象中，溶液的颜色反应前氯化铁溶液为黄色，Fe3+具有氧化性，与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜溶液，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，故D错误； 故选C。 3．D 【详解】A．赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确； B．Fe3O4可以是Fe2O3FeO，其中的铁显+2 价，的铁显+3价，故B正确； C．FeO、 Fe2O3都不溶于水，属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确； D．FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误； 故选D。 4．D 【详解】A．因为铁与水蒸气在高温时发生反应生成四氧化三铁和氢气，所以试管b中收集到的气体为氢气可点燃，故A正确； B．因为铁与水蒸气在高温时发生反应生成四氧化三铁和氢气，所以试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，故B正确； C．因为铁与水蒸气在高温时发生反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，所以可以用盐酸和KSCN溶液来验证产物中的三价铁，故C正确； D．铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，消耗0.03mol铁粉时反应转移的电子的物质的量为0.08mol，故D错误； 故答案选D。 5．D 【详解】A．向溶液中加入NaOH溶液后，数目增多，A错误； B．加入过量稀硫酸，转化为硫酸钡沉淀，数目减少，B错误； C．加入NaOH溶液时，先转化为氢氧化亚铁沉淀，加热搅拌后转化为氢氧化铁沉淀，再加入过量稀硫酸，生成，无亚铁离子，C错误； D．加入NaOH溶液时，先转化为偏铝酸钠，再加入过量稀硫酸，生成，离子数目基本不变，D正确； 故选D。 6．C 【分析】Fe3+的氧化性大于Cu2+，铁粉投入硫酸铜和硫酸铁混合溶液中，铁先与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，再与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。 【详解】A．若有固体剩余，有可能是铁将Fe3+完全反应后置换出的铜，也有可能是铁过量，剩余固体是置换出的铜和过量的铁，固体一定有铜，A正确； B．若铁不过量，铁将Fe3+完全反应后置换出部分铜，得到固体剩余，溶液中还有未反应的Cu2+，若铁过量则溶液中无Cu2+，B正确； C．若铁很少，未把Fe3+完全反应，则无固体剩余，溶液中还有Fe3+，C错误； D．无论固体是否剩余，原溶液中有Fe2+，铁单质参与反应也一定有Fe2+生成，该溶液中一定含有Fe2+，D正确； 故错误的选C。 7．B 【详解】A．根据反应Fe+2FeCl3=3FeCl2，所以氯化亚铁能通过化合反应制得，故A不选； B． 无法通过化合反应得到氢氧化亚铁，故B选； C．铁在氧气中燃烧得四氧化三铁，该反应是化合反应，故四氧化三铁能通过化合反应制得，故C不选； D．根据反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以氢氧化铁能通过化合反应制得，故D不选； 故选B。 8．A 【详解】A．合金的硬度高于纯金属，生铁的硬度高于铁，A正确； B．铁的氧化物不是合金，合金是混合物，铁的氧化物是纯净物，B错误； C．钢的性能优，但是钢是铁的合金，属于混合物，不是纯度很高的铁，C错误； D．不锈钢的成分为Cr、Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等，D错误； 故选A。 9．D 【详解】A．原子不守恒、电子不守恒，该反应离子方程式应该为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，A错误； B．Na金属性强，与溶液中的水发生置换反应，然后产物与FeSO4反应，离子方程式应该为2Na+2H2O+Fe2+=2Na++Fe(OH)2+H2↑，B错误； C．电子不守恒、电荷不守恒，反应物还有水，反应的离子方程式应该为：2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑，C错误； D．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，D正确； 故选D。 10．B 【分析】15.6gNa2O2的物质的量为15.6g÷78g/mol=0.2mol，5.4gAl的物质的量为5.4g÷27g/mol=0.2mol，首先发生反应，生成NaOH为0.4mol，再发生，由方程式可知Al完全反应，剩余NaOH为0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成为0.2mol，通入标准状况下的HCl气体6.72L，物质的量为6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，首先发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，剩余HCl为0.3mol-0.2mol=0.1mol，再发生反应，由方程式可知，，HCl完全反应，生成Al(OH)3为0.1mol，最终溶液中溶质为、NaCl； 【详解】A．根据原子守恒可知，反应后溶液中n(Na+)=2n(Na2O2)=2×0.2mol=0.4mol，故最终溶液：c(Na+)=0.4mol÷0.2L=2mol/L，A正确；   B．过氧化钠与水反应生成氧气为0.2mol×12=0.1mol，铝与氢氧化钠反应生成氢气为0.2mol×=0.3mol，故生成气体的体积为(0.1mol+0.3mol)×22.4L/mol=8.96L，B错误； C．反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1mol，则c(Na+) >c(Cl-)，C正确； D．最终生成Al(OH)3为0.1mol，质量为0.1mol×78g/mol=7.8g，D正确； 故选B。 11．C 【详解】A．碱性溶液中Na+、K+、CO、NO均能大量共存，且彼此间不发生离子反应，故A不符合题意； B．无色透明的溶液中：K+、Mg2+、SCN-、Cl-均能大量共存，且彼此间不发生离子反应，故B不符合题意； C．与A1反应能放出H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性，酸性条件下硝酸不会与铝生成氢气，故该溶液只能为碱性，Mg2+与氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀，故不能大量共存，故C符合题意； D．能使石蕊显红色的溶液说明溶液显酸性，含有大量的氢离子，NH、Fe2+、I-、SO均能大量共存，且彼此间不发生离子反应，故D不符合题意； 故选C。 12．C 【详解】A．FeO中铁的化合价为+2价，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由+2、+3价组成，A项错误； B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误； C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确； D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。 故选C。 13．C 【详解】A．铝具有良好的导电性、密度、硬度均较小，熔点较低，A正确； B．铝具有银白色金属光泽，是铝的物理性质，B正确； C．常温下，铝表面容易与氧气形成一层致密的氧化物薄膜，保护铝不被腐蚀，C错误； D．铝合金密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，广泛应用于航空领域，D正确； 故选C。 14．D 【详解】A．草酸清洁厕所是因为草酸酸毒性小，酸性弱所以腐蚀性弱，用于清洁厕所，A错误； B．铝容易被空气中的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化铝薄膜，但用铝制炊具是因为铝的导热性好，B错误； C．铝合金用作飞机外壳材料不仅仅因为其密度小，主要是因为它是合金，硬度大，机械性能好，C错误； D．Cu导电性好，是常见的导线的材料，D正确； 故答案选D。 15．使受热均匀，加快反应速率，防止温度过高，氨水挥发过多，原料利用率低 【详解】50～60℃热水浴可以使得实验装置受热均匀，且能适当加快反应速率，防止温度过高氨水挥发过多导致原料利用率低，故选择50～60℃热水浴。 16．(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+。 17．(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。 18．使铜转化为可溶于酸的氧化物 【分析】废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl：煅烧废铜料，将铜转化为溶于酸的氧化物，再加入过氧化氢和稀硫酸，二氧化硅不溶，金属离子进入溶液，过滤，则滤渣Ⅰ为二氧化硅，滤液Ⅰ为铁离子、铝离子、铜离子的溶液，向滤液中加入X得到沉淀，应为将铁离子、铝离子除杂，故X可为CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu，调节pH4.7～5.6，沉淀铁离子、铝离子，滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝，滤液Ⅱ为铜离子的溶液，加入食盐并通入SO2发生反应：2H2O+2Cu2++SO2+4Cl-=2CuCl+SO+4H+，生成CuCl，CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀，过滤、洗涤、干燥得到产品。 【详解】由分析可知，煅烧的主要目的是：将铜转化为溶于酸的氧化物。 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 $$