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．课外实验可以帮助我们更好地学习化学知识。金属活动性强弱的探究过程如下，其中不正确的是(已知：白醋的水溶液显酸性，与稀盐酸的化学性质相似) A．实验一证明铁的金属活动性比铜强 B．实验二的现象是铜丝不断减少，表面有银白色固体析出，无色溶液变为黄色 C．实验一烧杯②中发生的是置换反应 D．实验过程中存在不规范操作 2．下列离子方程式正确的是 A．将氧气通入酸性碘化钾溶液中： B．腐蚀铜电路板：Fe3++Cu=Fe2++Cu2+ C．溶液中通入少量： D．氯气溶于水： 3．用过量的溶液腐蚀铜制线路板，取少量腐蚀反应完毕后的混合溶液，加入一定量的铁粉充分搅拌，发现仍有固体存在。下列判断不正确的是 A．氧化性： B．剩余固体中一定含Cu C．有固体存在的溶液中一定无 D．有固体存在的溶液中一定含 4．下列实验操作和现象、结论均正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向紫色石蕊溶液中通入气体，溶液变红 该气体一定是 B 取样于试管中，加入溶液，生成白色沉淀 该溶液一定含 C 取样于试管中，依次滴加氯水、溶液，溶液显红色 该溶液中一定含 D 取样于试管中，加浓氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，变蓝 该溶液一定含 A．A B．B C．C D．D 5．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：、、、 6．下列离子在溶液中一定能大量共存的是 A．无色溶液中：、、 B．酸性溶液中：、、 C．加入粉产生的溶液中：、、 D．加入酚酞变红的溶液中：、、 7．有30.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到50 g固体沉淀物。这种铁的氧化物为 A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 8．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 9．化学与生活、社会发展息息相关，下列说法错误的是 A．“霾尘积聚难见路人”雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应 B．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了氧化还原反应 C．“水乳交融，火上浇油”两者都是物理变化 D．古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂钢指的是铁的合金 10．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．碱性溶液：、、、 B．滴入酚酞变红的溶液：、、、 C．加入铁粉放出的溶液：、、、 D．无色透明的溶液：、、、 11．金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用，地壳中含量最多的金属元素是 A． B． C． D． 12．部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是 A．含R的合金是用量最大、用途最广的合金 B．高温条件下，红热的与水蒸气反应生成 C．可用溶液检验溶液中是否被氧化 D．根据中铁元素的价态，可判断具有氧化性 13．我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是 A． B． C． D． 14．某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是 A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 15．为了验证Fe3+的氧化性，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计正确的是 A．① B．② C．③ D．④ 二、非选择题 16．铁及其化合物是重要的化学物质，如天然磁石中含有较多的Fe3O4、三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，呈绿色，可溶于水，难溶于乙醇，见光易分解}常用于化学光量计、绿矾(FeSO4·7H2O)是常用的还原剂。回答下列问题： (1)电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷电路板，该原理的离子方程式为 。 (2)根据化合价及元素的性质，Na2S5可以改写为Na2S·4S、Fe3O4可以改写为FeO·Fe2O3，则Fe3Cl8可以改写为 、Fe3I8可以改写为 。 (3)可通过下列两个步骤制备三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 步骤i：向盛有3.00g黄色晶体FeC2O4·2H2O的烧杯中，加入10.00mLK2C2O4溶液，加热至40℃左右，缓慢滴入过量的H2O2，一段时间后，出现红褐色沉淀。 步骤ii：加热至沸腾，分两次缓慢加入8.00~9.00mLH2C2O4溶液，至沉淀溶解，得到绿色溶液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶，抽滤干燥得7.860g三水合草酸合铁(III)酸钾晶体。 ①步骤ⅰ中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为 (填化学式)。 ②步骤ⅱ加入无水乙醇的目的是 。 ③实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是 。 (4)8.34gFeSO4·7H2O(Mr=278)样品隔绝空气受热分解生成多种化合物过程的热重曲线(残留样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 ①温度为100℃时，固体物质M的化学式为 。 ②在隔绝空气的条件下，由P得到Q的化学方程式为 。 17．化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可以减少该有害物质向环境排放。例如 (1)中元素的化合价是 。 (2)完成反应④的配平，并用单线桥标出电子转移的方向和数目(化学计量系数若为1也请写出) 。 反应④为：_____________________ (3)反应①中另一种反应物为盐酸溶液，用该反应制取氯气。写出发生反应的化学方程式： ，盐酸的作用为 。 (4)现需要制取标准状况下5.6L，至少需要 g。 18．胶体的性质 资料：I．时，胶体溶解 II．固体易升华 实验：取5mL实验室制备胶体后所得的液体于蒸发皿中，继续加热，待蒸发皿中液体变为粘稠状，罩上漏斗，可观察到漏斗内出现棕褐色的烟，且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热，蒸发皿中最终得到红棕色固体。 (1)根据资料，推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有 (填化学式)。 研究表明：胶体可净化水中的砷酸，砷酸浓度较低时以吸附为主砷酸浓度较高时以反应为主，砷酸浓度较高时以反应为主。 (2)不同pH时，测得溶液中胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时，胶体对砷酸的吸附效率高，pH较高时，吸附效率降低的原因是 。 (3)去除水中高浓度砷酸的原理是胶体与砷酸反应生成砷酸铁()沉淀，化学方程式是 。 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．B 【详解】A．实验一根据放铜片的烧杯内无现象，而放铁片的烧杯内有气体冒出且溶液变为浅绿色，说明铜不能与醋中的醋酸反应，而铁与醋酸反应，则铁的金属活动性比铜强，故A正确； B．实验二铜与硝酸银能反应生成硝酸铜和银，故现象是铜丝表面有银白色固体析出，无色溶液变为蓝色，故B错误； C．实验一烧杯②中铁与醋酸反应后会生成亚铁盐和氢气，属于置换反应，故C正确； D．实验一向放铜片的烧杯中加入白醋时，胶头滴管应正立于烧杯口的正上方，不能伸到烧杯内与内壁接触，操作不规范，故D正确； 故选B。 2．C 【详解】A．将氧气通入酸性碘化钾溶液中，I-被氧化为I2，离子方程式为：，故A错误； B．腐蚀铜电路板，是Fe3+将Cu氧化为Cu2+，离子方程式为：，故B错误； C．溶液中通入少量，Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为：，故C正确； D．氯气溶于水发生歧化反应，生成HCl和HClO，离子方程式为：，故D错误； 故选C。 3．C 【分析】混合溶液中含有氯化亚铁、氯化铜和氯化铁，加入铁先和铁离子反应生成亚铁离子，然后铁和氯化铜反应生成铜，实验后发现有固体存在，可能是铁和铜或铜。 【详解】A．溶液腐蚀铜制线路板发生反应，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知氧化性：，故A正确； B．混合溶液中含有氯化亚铁、氯化铜和氯化铁，氧化性：，加入铁先和铁离子反应生成亚铁离子，然后铁和氯化铜反应生成铜，实验后发现有固体存在，可能是铁和铜或铜固体，故B正确； C．固体可能是铁和铜或铜，若固体只有铜，溶液中可能含有铜离子，故C错误； D．反应后溶液中一定有亚铁离子，故D正确； 故答案为：C。 4．D 【详解】A．氯化氢等气体也能使得紫色石蕊试液变红色，A错误； B．溶液中含有碳酸根离子等，也会出现同样现象，B错误； C．若溶液含有铁离子，则滴加KSCN溶液也会出现红色沉淀，C错误； D．检验的常用方法，先加入强碱再加热产生NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D正确； 故选D。 5．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。 6．D 【详解】A．含的溶液为浅绿色、含的溶液为紫红色，且、发生氧化还原反应，不能共存，故A不符合题意； B．酸性溶液中：、反应生成二氧化碳气体，且、和反应，不能共存，故B不符合题意； C．加入粉产生的溶液中可能显酸性或者碱性，与H+、OH-均反应，在溶液中不能够大量共存，故C不符合题意； D．加入酚酞变红的溶液显碱性，OH-、、、相互不反应，能大量共存，故D符合题意； 答案选D。 7．D 【详解】生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到50 g碳酸钙沉淀，根据碳元素守恒n(CO2)= ，1个CO分子获得1个O原子生成1个CO2分子，则CO分子获得O原子的物质的量为0.5mol，30.4 g铁的氧化物中含有0.5molO原子，含Fe原子的物质的量为，n(Fe):n(O)=4:5，所以铁的氧化物为Fe4O5，选D。 8．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。 9．C 【详解】A．雾霾所形成的气溶胶属于胶体，胶体具有丁达尔效应，故A正确； B．铁的活泼性强于铜，湿法炼铜是指铁和铜离子的溶液反应置换出铜，该过程发生了氧化还原反应，故B正确； C．“火上浇油”是油类等可燃性物质遇火燃烧，属于化学变化，故C错误； D．铁中含碳量越大，硬度越大，含碳量越少，韧性越强，剂钢指的是铁的合金，故D正确； 故答案为：C。 10．A 【详解】A．碱性溶液中、、、之间不发生反应，能大量共存，故A正确； B．滴入酚酞变红的溶液呈碱性，和氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，即镁离子不能大量存在于此溶液中，故B错误； C．加入铁粉放出的溶液呈酸性，能与溶液中的氢离子反应，即不能大量存在于此溶液中，故C错误； D．的溶液呈紫色，所以无色透明的溶液不能大量存在，故D错误； 故答案为：A。 11．B 【详解】地壳中含量最多的金属元素是铝元素，故选B。 12．B 【分析】M不带电，铁的化合价为+2价，则M可能为FeO，Q带2个单位正电荷，化合价为+2价，则Q为Fe2+，R不带电，铁的化合价为0价，即R为铁单质。 【详解】A．含铁的合金（钢）是用量最大、用途最广的合金，A正确； B．高温条件下，红热的Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B错误； C．可用KSCN溶液检验溶液中Fe2+是否被氧化，若氧化转化为Fe3+，加入KSCN溶液显红色，C正确； D．中铁的化合价为+6价，为Fe的最高价态，具有氧化性，D正确； 故选B。 13．A 【详解】制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在题中铁的各种化合物中，四氧化三铁是具有磁性的物质，其他均不具有磁性；故选A。 14．C 【详解】A．Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确； B．[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确； C．若加入H2SO4，则会干扰下一步的检验，C错误； D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成, 证明Na2SO3中的被Fe3+氧化生成，D正确； 故选C。 15．A 【详解】A．实验①中，FeCl3溶液中加入Fe，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe被Fe3+氧化为Fe2+，Fe3+表现出氧化性，A符合题意； B．实验②中，FeCl3溶液中加入KSCN溶液，发生反应：FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl，溶液呈血红色，此反应用于检验Fe3+的存在，B不符合题意； C．实验③中，FeCl3溶液中加入AgNO3溶液，发生反应：Ag++Cl-=AgCl↓，有白色沉淀生成，此反应用于检验Cl-的存在，C不符合题意； D．实验④中，FeCl3溶液中加入NaOH溶液，发生反应：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，生成红褐色沉淀，此反应用于检验Fe3+的存在，D不符合题意； 故选A。 16．(1) (2) FeCl2·2FeCl3(2FeCl3·FeCl2) 3FeI2·I2(I2·3FeI2) (3) Fe(OH)3 降低三水合草酸合铁酸钾晶体的溶解度，促进晶体析出 光照使K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解 (4) FeSO4·4H2O (条件写加热或高温亦可) 【详解】（1）电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷线路板，该原理的离子方程式：； （2）FeCl2、FeCl3均存在，由化合价及原子守恒确定Fe3Cl8可改写成FeCl2·2FeCl3，Fe3+会氧化I-，即FeI3不存在，因此Fe3I8只能是FeI2和I2，改写成3FeI2·I2； （3）由题干信息可知红褐色沉淀为Fe(OH)3，三水合草酸合铁酸钾晶体可溶于水，难溶于乙醇，加入无水乙醇有利于晶体的析出，光照易分解造成产率降低； （4）8.34gFeSO4·7H2O的物质的量为0.03mol，加热先生成物质M6.72g，质量减少1.62g，减少的质量为水的质量，即减少0.09molH2O，故M的化学式为FeSO4·4H2O，生成N的质量为5.10g，减少的质量为1.62g，此时减少的质量仍为水的质量，减少0.09molH2O，故N的化学式为FeSO4·H2O，生成P质量为4.56g，减少质量为0.54g，此时减少的质量为水的质量，减少0.03molH2O，P的化学式为FeSO4，最后生成2.4gQ，此时Q中Fe有0.03mol，Fe质量为1.68g，剩余0.72g为O的质量，有O0.045mol，则Q的化学式为Fe2O3，P→Q时，Fe化合价升高，则硫的化合价降低，按得失电子守恒，同时生成SO2和SO3；故得到如答案所示的化学方程式。 17．(1)+6 (2) (3) 还原剂和酸性作用 (4)24.5 【详解】（1）中钾、氧元素化合价分别为+1、-2，故元素的化合价是+6； （2）反应中中氯元素化合价由+5变为-1、中铬元素化合价由+3变为+6，结合电子守恒、电荷守恒可知，配平反应为；反应中铬失去2×3=6个电子、氯得到6个电子，单线桥表示为：； （3）反应①中另一种反应物为盐酸溶液，用该反应制取氯气，反应中氯元素化合价由-1变为0、铬元素化合价由+6变为+3，结合电子守恒、质量守恒可知，反应为；反应中部分氯钡氧化为氯气、部分生成盐氯化钾和氯化铬，故盐酸作用为还原剂和酸性作用； （4）标准状况下5.6L为0.25mol，由反应可知，需要。 18．(1) (2)时，胶体溶解 (3) 【详解】（1）根据资料Ⅱ，可知固体易升华，推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有； （2）已知，pH>10时，Fe(OH)3胶体溶解；根据图象以及资料可知，pH较高时，氢氧根离子浓度较大，破坏胶体稳定性，逐渐变为氢氧化铁沉淀，失去吸附性，吸附效率降低； （3）胶体与砷酸反应生成砷酸铁()沉淀和水，化学方程式是。 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 $$