第三章 铁金属材料 单元同步训练题 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》单元同步训练题 一、单选题 1．以下各组除杂试剂的选择和除杂操作均正确的是 选项 物质（括号内为杂质） 除杂操作（可以不考虑干燥） A 在纯氧中加热 B 气体通过饱和碳酸钠溶液洗气 C 溶液（） 滴加适量盐酸至恰好开始产生气体 D 溶液（） 加入铁粉充分反应后过滤 A．A B．B C．C D．D 2．下列关于铁单质及其化合物的说法，正确的有 ①铁粉投入水中煮沸可生成和 ②通过化合反应可以生成FeS， ③通过置换反应可以生成、 ④过滤出的和在空气中加热最终固体产品不同 ⑤月饼包装盒里通常放一包铁粉起到抗氧化的作用 ⑥加热饱和溶液可制备氢氧化铁胶体 A．①②④ B．④⑤⑥ C．②③⑤ D．①③⑥ 3．下列反应的离子方程式书写不正确的是 A．向溶液中通入等物质的量的（已知还原性：）： B．向溶液中滴加少量溶液： C．向漂白粉溶液中通入过量： D．用NaOH溶液浸泡除去铝片表面的氧化膜： 4．一块11.0g的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加入足量H2O2，加热除去多余的H2O2，当加入200mL4.5mol/LNaOH溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为26.3g，下列说法正确的是 A．该合金铁的质量为2.8g B．所加的稀硫酸中含0.6molH2SO4 C．合金与稀硫酸反应共生成0.45molH2 D．该合金与足量氢氧化钠反应，转移的电子数为0.6NA 5．高铁酸钾 是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为 胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。 下列叙述不正确的是 A．反应的化学方程式是 B．用 溶液吸收反应 中尾气所得产物可再利用 C．反应 中氧化剂与还原剂的个数比为 D．用 对饮用水杀菌消毒的同时，生成的 胶体吸附杂质净化水 6．如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生反应，“”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去)，下列有关说法正确的是 A．变化①可用检验反应是否发生 B．变化③可通过细铁丝在氧气中燃烧实现 C．变化②的过程中，溶液的质量增加 D．变化④可能是： 7．下列离子方程式中正确的是 A．溶液中通入少量： B．通入石灰乳中： C．饱和溶液中通入过量： D．放入溶液中： 8．下列化合物中不能由化合反应直接得到的是 A． B． C． D． 9．下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是 A．工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 B．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出氢气在同温同压下体积比为1：1 C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 D．铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属 10．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。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．加热可实现转化⑥，加水溶解可实现转化③ B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速发生转化②，生成红棕色粉末 C．溶解于足量稀硝酸可实现转化④ D．高铁酸盐（）具有强氧化性，可用于杀灭水中病菌，与水反应最终生成胶体，吸附水中悬浮物 11．元素及其化合物转化关系是化学学习的重要内容。下列选项所示的物质间转化不能一步实现的是 A． B． C． D．饱和溶液 12．“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”。下列说法正确的是 A．a与水蒸气在高温条件下反应生成c B．b与NaOH溶液反应生成d C．可用KSCN溶液检验f中是否含有g D．e是红褐色物质，常用作红色颜料 13．三种物质的转化关系如图所示（“”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去），则下列不符合转化关系的是 选项     X     Y      A           B           C           D           A．A B．B C．C D．D 14．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比）化学反应的产物并不改变的是 A．Li和O2 B．NaOH和CO2 C．Fe和稀硝酸 D．木炭（C）和CuO 二、非选择题 15．某样品露置在空气中部分变质生成，为确定其中和的含量，称取四份该样品溶于水后，分别逐滴加入相同浓度盐酸，充分反应，产生气体的总体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑气体在水中的溶解)如下表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积/ 100.0 100.0 100.0 100.0 样品质量/g 2.62 3.93 5.24 6.55 气体总体积/ 448 560 448 560 (1)样品中物质的量之比 。 (2)盐酸的物质的量浓度 。 (3)实验Ⅲ完全反应后的溶液中，溶质除NaCl外其他组分的化学式及物质的量分别为 。 16．化学与生活密切相关“暖宝宝”贴是一种便捷取暖用品，其原理是利用氧化还原反应放热来发热。具体表述为：暖宝中的活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水(①)蒸气，水蒸气液化成水滴流出，与空气(②)和铁(③)粉接触，在氯化钠(④)的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁(⑤)，放出热量，生成的氢氧化铁会缓慢分解成氧化铁(⑥)。 (1)上述短文标有序号的物质中进行分类：属于混合物的是 ( 填序号，下同)，属于单质的是 ，属于氧化物的是 ， 属于碱的是 ，属于盐的 。 (2)认真分析短文，写出在上述短文中涉及的两个化学反应方程式： ， 17．铁的化合物在实际中应用广泛，如氯化铁可用于五金蚀刻、污水处理及作催化剂、凝聚剂等，Na2FeO4可用作净水剂等。 (1)氯化铁溶液用于五金蚀刻时的反应产物是氯化亚铁，再通入氯气，又可将其转化为氯化铁，则通入氯气后反应的离子方程式为 。 (2)氯化铁常用于净水，是因为铁离子转化为Fe(OH)3胶体，使水中悬浮物聚沉，Fe(OH)3胶体分散质微粒直径的范围是 。实验室利用饱和氯化铁溶液制备Fe(OH)3胶体的离子方程式为： 。 (3)氯化铁还可以充当双氧水分解的催化剂，2个H2O2分子发生分解时反应中转移的电子数是 。 (4)Na2FeO4是一种新型的净水消毒剂，可以通过下列反应制得：Fe(NO3)3+NaOH＋Cl2 →Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl＋H2O(未配平)。上述反应中氧化产物为 。 18．铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。根据题意完成下列填空： (1)若向硫酸亚铁溶液中滴加稀硝酸，可以看到溶液逐渐变黄。为检验最后溶液中是否还有亚铁离子剩余，可以 ；向已酸化的溶液中逐滴加入溶液，有浅黄色沉淀生成，溶液逐渐变为浅绿色。写出该反应的离子方程式 。 (2)向溶液中加几滴硫氰化钾溶液，无现象，再滴加，溶液变红，继续滴加，红色逐渐褪去，且有气泡产生。呈红色的物质是 (写化学式)。已知：若生成1mol，和的反应中转移电子物质的量是 mol。 (3)由以上实验，推断、和的还原性强弱 (按从强到弱顺序排列)。 (4)向溶液中加入KOH溶液至过量，微热，再通入，可观察到溶液呈紫色(高铁酸钾：)。写出此过程的离子方程式、配平并标出电子转移的数目和方向 。 19．燃料电池是一种化学电池，具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如，氢氧燃料电池在工作时，从负极连续通入①H2，从正极连续通入②O2，二者在电池内部(含有③H2SO4或④KOH)的溶液中发生反应生成⑤H2O，同时产生电能。⑥CH4等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功⑦Al-⑧空气燃料电池，它可以代替⑨汽油为汽车提供动力，也可以用作照明电源等。 (1)在上述标有序号的物质中，属于混合物的是 (填序号，下同)；属于氧化物的是 ；属于酸的是 ；属于碱的是 ；属于有机物的是 。 (2)①、②和⑦三种物质，从类别来看，都属于 ﹔从基本反应类型看，它们两两之间能发生 反应，从电子得失看，它们两两之间能发生 反应。 (3)写出氢氧燃料电池产生电能时反应的化学方程式： 。 写出③和④反应的离子方程式： 。 写出③和⑦反应的化学方程式： 。 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．氧化钠与氧气反应生成过氧化钠，则在纯氧中加热可除杂，故A正确； B．碳酸钠与二氧化碳也反应，不能除杂，应该用饱和碳酸氢钠溶液，故B错误； C．滴加适量盐酸碳酸氢钠首先反应，应该通入足量二氧化碳，故C错误； D．Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，则通入过量的Cl2可除杂，故D错误； 故选A。 2．C 【详解】①铁粉和水蒸气可发生置换反应生成和，错误； ②铁在硫中燃烧生成硫化亚铁，氢氧化亚铁、氧气和水化合生成氢氧化铁，通过化合反应可以生成FeS，，正确； ③铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯气和溴化铁发生置换反应生成氯化铁和溴单质，通过置换反应可以生成、，正确； ④过滤出的和在空气中加热最终得到的固体产品均是氧化铁，错误； ⑤铁是活泼金属，月饼包装盒里通常放一包铁粉起到抗氧化的作用，正确； ⑥加热饱和溶液不能制备氢氧化铁胶体，饱和氯化铁溶液滴入沸水中可以得到氢氧化铁胶体，错误； 答案选C。 3．B 【详解】A．已知还原性：，向溶液中通入等物质的量的，亚铁离子全部被氧化，溴离子有一半被氧化：，A正确； B．向溶液中滴加少量溶液，生成碳酸钙、碳酸钠和水：，B错误； C．向漂白粉溶液中通入过量，生成碳酸氢钙和次氯酸：，C正确； D．用NaOH溶液浸泡除去铝片表面的氧化膜：，D正确； 答案选B。 4．D 【分析】根据题意，加入完全反应后溶液中的金属离子为和，要使得沉淀量最大，则加入NaOH后刚好生成和，设合金中Fe有xmol，Al有ymol，则，，联立两个方程可解得x=0.1，即Fe的质量为，Al的质量为11g-5.6g=5.4g，物质的量为。 【详解】A．经计算，Fe 的物质的量为0.1mol，质量为5.6g，故A错误； B．根据题意，生成沉淀最多时溶质为硫酸钠，则所加硫酸的物质的量为，故B错误； C．根据反应、，0.1mol Fe完全反应生成0.1mol氢气，0.2mol Al完全反应生成0.3mol氢气，总计生成0.4mol氢气，故C错误； D．该合金与NaOH反应时，化学方程式为，与足量NaOH反应时转移电子，即0.6，故D正确； 故选D。 5．C 【分析】 铁与氯气反应生成氯化铁，加入NaClO、NaOH，次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4，加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4)，分离得到粗K2FeO4，采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯，以此解答该题。 【详解】A．反应I是氯气和铁反应生成氯化铁，化学方程式是，故A正确； B．用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物生成FeCl3，可再利用，故B正确； C．反应II是，NaClO中Cl元素化合价由+1降低为-1，FeCl3中Fe元素化合价由+3升高为+6，NaClO是氧化剂、FeCl3是还原剂，氧化剂与还原剂的个数比为3∶2，故C错误； D．胶体具有吸附性，用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水，故D正确； 选C。 6．B 【分析】由图可知，反应①为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，反应②为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag，反应③为3Fe +2O2Fe3O4，反应④为Fe与非氧化性酸的反应，如Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 【详解】A．反应①中产物为硫酸亚铁，加无现象，应加铁氰化钾检验，故A错误； B．铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4，故B正确； C．由反应可知，溶液中Ag+被Fe2+替换，溶液质量减少，故C错误； D．Fe与HCl反应生成FeCl2，故D错误； 故选：B。 7．D 【详解】A．溶液中通入少量生成碳酸氢钠和次氯酸：，A错误； B．石灰乳中氢氧化钙不能拆，反应为，B错误； C．饱和溶液中通入过量生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，，C错误；   D．放入溶液中生成四羟基合铝酸钠和氢气，D正确； 故选D。 8．D 【详解】A．可由化合反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4制得，A不合题意； B．可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得，B不合题意； C．可由化合反应2Fe+3Cl22FeCl3制得，C不合题意； D．氧化铝与水不反应，不能直接化合得到，D符合题意； 故答案为：D。 9．D 【详解】A．氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故A正确； B．铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，铝和氢氧化钠反应生成四羟基铝酸钠和氢气，铝元素化合价由0升高为+3，相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，根据得失电子守恒，放出氢气在同温同压下体积比为1：1，故B正确； C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域，故C正确； D．铝化学性质活泼，铝制品在生活中被广泛使用，是因为铝表面能生成一层氧化膜，故D错误； 选D。 10．D 【详解】A．加热可分解生成，但不溶于水，A错误； B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色固体，B错误； C．硝酸具有氧化性，溶解于足量稀硝酸将被氧化生成，C错误； D．高铁酸盐（）中Fe处于最高价态，容易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，发生还原反应后最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，D正确； 答案选D。 11．C 【详解】A．在点燃条件下被空气氧化为与在加热时反应产生与少量反应产生与反应产生，物质之间的每步转化都能通过一步实现，A不符合题意； B．与加热反应生成与盐酸反应生成与反应可生成，故B不符合题意； C．与加热反应产生不溶于水，不能直接反应产生，因此不是每一步都能直接转化生成，C符合题意； D．饱和溶液与反应生成受热分解变为，故D不符合题意； 故选C。 12．C 【分析】从“价类二维图”横纵坐标可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)2、e为Fe(OH)3、f为FeSO4、g为Fe2(SO4)3。 【详解】A．Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4，故A错误； B．FeO与NaOH溶液不反应，故B错误； C．可用KSCN溶液检验FeSO4中是否含有Fe2(SO4)3，故C正确； D．Fe2O3为红棕色，可用作红色颜料，故D错误； 故答案为：C。 13．C 【详解】A．可以通过实现转化，A项正确； B．可以通过实现转化，B项正确； C．不能一步转化为，C项错误； D．可以通过实现转化，项正确； 故选C。 14．A 【详解】A．Li和O2反应只能生成Li2O，改变反应条件（温度、反应物用量比）化学反应的产物不改变，故A符合题意； B．NaOH与二氧化碳的反应，如果二氧化碳不足，产物是碳酸钠；如果二氧化碳过量，产物是碳酸氢钙，故B不符合题意； C．Fe和稀硝酸反应，若Fe过量，产物是硝酸亚铁；如果Fe少量，产物为硝酸铁，故C不符合题意； D．木炭（C）和CuO反应，若C过量，产物是CO；如果C少量，产物为CO2，故D不符合题意； 故选A。 15．(1)2：1 (2)0.85mol·L-1 (3)Na2CO3 0.015mol，NaHCO3 0.005mol 【详解】（1）根据表中数据，盐酸的量固定，随着样品质量的增如，产生气体总体积先增加，再减少，又增加，说明I中盐酸过量，设I样品中含有为xmol，Na2CO3为ymol，则有78x+106y=2.62 ①，，，根据方程式的系数可知，两个反应生成气体总物质的量为 ②，联立①②，解得x=0.02mol，y=0.01，则样品中物质的量之比。 （2）样品中，设II中含有为 xmol，Na2CO3为，则有78x+=3.93，解得x=0.03mol，气体物质的量为，为 0.03mol，Na2CO3为0.015mol，由可知，生成氧气物质的量为0.015mol，消耗盐酸0.06mol，碳酸钠与盐酸反应生成0.01mol二氧化碳，碳酸钠与盐酸反应没有完全转化为二氧化碳，还生成了碳酸氢钠，可看成先发生反应①，再发生反应②，应方程式系数可知，反应①消耗盐酸0.015mol，反应②消耗盐酸0.01mol，则盐酸总物质的量为0.06mol+0.015mol+0.01mol=0.085mol，则盐酸的物质的量浓度。 （3）设III中含有为 xmol，Na2CO3为，则有78x+=5.24，解得x=0.04mol，为 0.04mol，Na2CO3为0.02mol，气体物质的量为，由可知，消耗盐酸0.08mol，盐酸总共0.085mol，则剩余盐酸0.005mol，碳酸钠与盐酸发生反应，消耗Na2CO30.005mol，生成NaHCO30.005mol，剩余Na2CO30.015mol，则实验Ⅲ完全反应后的溶液中，溶质除NaCl外其他组分的化学式及物质的量分别为Na2CO3 0.015mol，NaHCO3 0.005mol。 16．(1) ② ③ ①⑥ ⑤ ④ (2)4Fe+3O2+6H2O＝4Fe(OH)3，2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O 【详解】（1）由两种或两种以上物质组成的是混合物，水、铁、氯化钠、氢氧化铁和氧化铁均是纯净物，空气属于混合物答案选②，由一种元素组成的纯净物是单质，属于单质的是铁，答案选③，由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物是氧化物，属于氧化物的是水和氧化铁，答案选①⑥，电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物是碱，属于碱的是氢氧化铁，答案选⑤，由金属阳离子或铵根离子与酸根离子组成的化合物是盐，属于盐的是氯化钠，答案选④； （2）在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁，放出热量，属于化学变化，方程式为4Fe+3O2+6H2O＝4Fe(OH)3，生成的氢氧化铁会缓慢分解成氧化铁也属于化学变化，方程式为2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O。 17．(1)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (2) 1～100nm Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (3)2 (4)Na2FeO4 【详解】（1）氯气具有强氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。 （2）Fe(OH)3胶体分散质微粒直径的范围是1～100nm。实验室利用饱和氯化铁溶液在加热的条件下制备Fe(OH)3胶体的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。 （3）氯化铁还可以充当双氧水分解的催化剂：2H2O22H2O+O2↑，氧元素化合价从－1价升高到0价，生成1分子氧气转移2个电子，则2个H2O2分子发生分解时反应中转移的电子数是2。 （4）铁元素化合价从+3价升高到+6价，失去电子被氧化，则上述反应中氧化产物为Na2FeO4。 18．(1) 取样，在样品中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则说明亚铁离子有剩余 (2) (合理即可) 22 (3)＞＞ (4) 【详解】（1）有较强还原性，要检验可以加入有颜色变化的氧化剂，所以可以向样品中加入酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则说明有剩余；有氧化性，加入还原性的，被氧化为S单质，析出淡黄色沉淀，被还原为，溶液逐渐变为浅绿色，离子方程式为。 （2）被加入的氧化为，与加入的发生络合反应，生成红色的；和的反应中，中的化合价从价→价，中S化合价→、N化合价→0价，所以，从化合价升降可以判断当生成1mol时，转移22mol电子。 （3）因为，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可知还原性＞，又因为向溶液中加几滴硫氰化钾溶液，无现象，再滴加，溶液变红，继续滴加，红色逐渐褪去，且有气泡产生。由此可知当和同时存在时，先氧化，由此可知还原性＞，综上所述还原性＞＞。 （4）向溶液中加入KOH溶液至过量，微热，再通入，可观察到溶液呈紫色(高铁酸钾：)。在碱性溶液中被氧化为，被还原为，配平后方程式为：。 19．(1) ⑧⑨ ⑤ ③ ④ ⑥ (2) 单质 化合 氧化还原 (3) 2H2+O2=2H2O H++OH-=H2O 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 【详解】（1）①H2、②O2、③H2SO4④KOH⑤H2O⑥CH4⑦Al⑧空气⑨汽油，其中⑧空气含有多种物质，属于混合物，⑨汽油含有多种烃，属于混合物；⑤H2O含有两种元素，其中一种为O，属于氧化物；③H2SO4电离产生的阳离子都是氢离子，是酸；④KOH电离产生的阴离子都是氢氧根离子，是碱；⑥CH4是含碳的有机化合物，故答案为：⑧⑨；⑤；③；④；⑥； （2）H2、O2、Al都只含一种元素的纯净物，都是单质；从基本反应类型看，它们两两之间都是两种单质生成一种物质，属于基本反应类型中的化合反应，从电子得失看，它们两两之间能发生氧化还原反应；故答案为：单质；化合；氧化还原； （3）氢氧燃料电池可以将燃料氢气和氧气直接反应产生电能，反应的化学方程式为：2H2+O2=2H2O；③H2SO4和④KOH反应的离子方程式为：H++OH-=H2O；③H2SO4和⑦Al反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑。 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 $$