第三章 铁 金属材料 单元练习题 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》单元练习题 一、单选题 1．下列有关铁的化合物的说法不正确的是 A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3能通过化合反应得到 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2价和+3价 2．下列关于合金材料说法正确的是 A．在我国使用最早的合金是钢 B．生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量比钢的含碳量低 C．合金的熔点比各成分金属高 D．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料 3．化学与生活密切相关，下列有关物质的性质与用途，不具有对应关系的是 A．为黄绿色有毒气体，所以可做自来水消毒剂 B．为红棕色粉末，常用作油漆、涂料 C．的熔点高，常用作耐火、耐高温材料 D．可与二氧化碳、水反应生成氧气，可用作呼吸面具供氧剂 4．现有、、混合物共，加盐酸后固体全部溶解，共收集到，且向反应后的溶液中加入溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量可能为 A． B． C． D． 5．下列处理方法错误的是 A．钢铁厂生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥 B．可利用高温下铝粉与氧化铁的反应焊接钢轨 C．金属钠起火时，用泡沫灭火器灭火 D．贮氯罐意外泄漏，要组织人员向高处疏散，并喷洒稀溶液 6．第19届亚运会主火炬塔“钱江潮涌”的主材料为不锈钢．钢分为两大类：碳素钢和合金钢．关于不锈钢的说法错误的是 A．属于合金 B．属于碳素钢 C．在大气中比较稳定，不易腐蚀 D．常用于制作医疗器具和厨房用具 7．室温下，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是 A．无色澄清溶液：、、、 B．盐酸：、、、 C．溶液：、、、 D．加入铝片有大量产生的溶液：、、、 8．下列反应的离子方程式书写正确的是 A．将通入水中： B．将铁片插入氯化铁溶液中： C．向溶液中加入少量： D．向溶液中滴加少量稀盐酸： 9．金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化不能通过一步反应直接完成的是 A． B． C． D． 10．下列物质间的转化，不能一步实现的是 A．Al2O3→Al(OH)3 B．Na→NaOH C．Na2O2→Na2CO3 D．Fe→FeCl3 11．为除去下列括号中所含的杂质，选用的试剂不正确的是 A．CO2(HCl)：饱和碳酸钠溶液 B．FeCl2(FeCl3)：铁粉 C．NaHCO3溶液(Na2CO3)：二氧化碳 D．Fe2O3(Al2O3)氢氧化钠溶液 12．铁、铜混合粉末15g加入到100mL4.0mol/LFeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体的质量为3.0g。若反应前后溶液体积不变，下列说法正确的是 A．原固体混合物中Cu的质量是6.4g B．反应后溶液中 C．反应后溶液中 D．反应后溶液中 13．水是一种重要的资源，关于它与下列物质反应的有关说法中，错误的是 A．③和⑥与水反应只生成碱 B．④和⑤与水反应只生成酸 C．②和⑦中水做氧化剂 D．①和⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂 14．下列化合物中，不能由二种单质直接化合而成的是 A．FeCl3 B．CuS C．FeS D．SO2 二、非选择题 15．在一定条件下，铁及其化合物具有如图所示的转化关系。丙为白色固体，其悬浊液在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。请回答下列问题： 已知：A→B表示一定条件下A能一步转化为B，A—B表示一定条件下A能与B反应。 (1)根据分析可知丙为 (填化学式)；甲可能是 (填字母)，乙可能是 。(填字母) A．稀硝酸        B．溶液        C．        D．溶液 (2)工业上高炉炼铁可以实现③的转化，所得到的炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，原因是 (填化学方程式)。 16．电子工业常用的溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。 (1)溶解的化学方程式为，其中表现为 。 A．氧化性    B．还原性 (2)一般废液成分为、和的混合物，想检验该废液中是否含有，可以取少量废液于试管中，加入 (试剂)出现 (现象)，确定废液中含有。 从废液中回收铜，并重新获得溶液，流程图如下： (3)若①为过量的铁粉，则滤渣③中含有的物质有 ；滤液②中加入氢氧化钠溶液后的现象有 。 17．金属材料在人类文明的发展历程中起到重要的作用。 (1)含铜矿物孔雀石的主要成分为，古代人们发现孔雀石在森林大火中会变成红色的铜，该过程中含铜物质发生的主要反应的化学方程式为 。 (2)《天工开物》中记载了中国古代火法炼锌的工艺，将炉甘石（主要成分为）和煤炭饼在高温条件下反应可制得倭铅（即锌单质），反应的化学方程式为。该反应中的还原产物为 （填化学式），生成1mol锌单质时转移 mol电子。 (3)赤铁矿可用于高炉炼铁，其主要成分为 （填化学名称），若赤铁矿中含有杂质，可以向高炉中加入适量 以除去杂质。某赤铁矿中含有其主要成分的质量分数为60%，100t该赤铁矿理论上可冶炼出纯铁的质量为 。 (4)金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能。下列关于金属钛的说法错误的是________（填标号）。 A．工业上用钠单质高温还原二氧化钛的方法冶炼钛单质 B．钛合金的熔点高于钛单质 C．钛合金可作人体的植入物，制造股骨头和各种关节等 D．压电陶瓷的主要成分是钛酸钡和钛酸铅 18．铁元素“价—类”二维关系如图所示。 (1)若b为氯化物，则能实现a→b的转化且为化合反应的化学方程式为 。 (2)在另一种正盐b中加入盐酸，产生无色无味气体，将该气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊。如果在空气中高温灼烧b，可得到红色粉末，写出b在空气中灼烧的化学方程式： 。 (3)工业上常利用高温下还原赤铁矿的方法制备a，制备时至少需要 (标准状况)。 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．Fe(OH)2中的Fe2+具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，选项A错误； B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故均具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，选项B正确； C．Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，选项C正确； D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，元素的化合价既有＋2又有+3，选项D正确； 故答案为：A。 2．D 【详解】A．在我国使用最早的合金是铜的合金，A错误； B．生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量比钢的含碳量高，B错误； C．合金的熔点比各成分金属低，硬度比各成分金属大，C错误； D．镧镍合金能大量吸收氢气形成金属氢化物，在一定条件下可以释放出氢气，可作储氢材料，D正确； 故选D。 3．A 【详解】A．氯气具有强氧化性，可用于自来水消毒，物质与其用途相符合，故A错误； B．Fe2O3为红棕色粉末，难溶于水，性质稳定，常用作油漆、涂料，故B正确； C．具有高熔点的物质，可以用作耐火、耐高温材料，Al2O3的熔点高，所以Al2O3常用作耐火、耐高温材料，故C正确； D．Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气，可用作呼吸面具供氧剂，故D正确； 故选：A。 4．C 【分析】加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.2molH2，得到与盐酸反应生成氢气的铁单质的物质的量为0.2mol；反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色说明不含铁离子，溶液中全部为亚铁离子，依据极值法计算判断； 【详解】铁和盐酸反应 Fe +2HCl=FeCl2+H2↑，生成0.2mol氢气消耗铁物质的量为0.2mol；反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色说明不含铁离子，溶液中全部为亚铁离子，铁和三价铁离子全部反应生成亚铁离子； 假设混合物1mol为 Fe 、的混合物；设原混合物铁物质的量为amol，则的物质的量为（1-a） mol ， Fe 3+物质的量2(1-a) mol ，，则与铁离子反应的铁为(a-0.2)mol，由方程式体现的关系可知，(a-0.2)mol×2=2(1-a) mol，a=0.6mol； 假设混合物1mol为 Fe 、混合物，设原混合物中铁物质的量为ymol，则物质的量为（1-y) mol，可以看作和Fe3O4的混合物，Fe3O4可以看作和 FeO 组成，则的物质的量为2(1-y) mol ，Fe3+物质的量4(1-y) mol，，则与铁离子反应的铁为(y-0.2)mol，由方程式体现的关系可知，(y-0.2)mol×2=4(1-y) mol，y =0.73mol； 所以、、混合物共，含有铁的物质的量为0.6mol< n ( Fe )<0.73mol，在此范围的铁的物质的量0.7mol符合； 故选C。 5．C 【详解】A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥，否则炽热的Fe与水反应产生Fe3O4、H2，A正确； B．高温下铝粉与氧化铁发生铝热反应，生成铁和氧化铝，可以焊接钢轨，B正确； C．泡沫当中含有一些水分，水和钠会发生化学反应，产生氢气会加剧火势，C错误； D．氯气密度比空气大，因此要向高处疏散，并且氢氧化钠可以吸收氯气，D正确； 故选C。 6．B 【详解】A．碳素钢和合金钢均属于铁合金，A正确；    B．不锈钢是加入了铬等元素后得到的铁合金，属于合金钢，B错误； C．不锈钢耐腐蚀性好，在大气中比较稳定，不易腐蚀，C正确； D．不锈钢不易生锈，常用于制作医疗器具和厨房用具，D正确； 故选B。 7．D 【详解】A．无色溶液中不可能含有大量的，A不符合题意； B．在0.1mol/L的盐酸中有浓度较的H+，在酸性条件下Fe2+、ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存，B不符合题意； C．在溶液中含有大量的Fe3+，Fe3+与会发生反应而不能大量共存，同时与会结合生成碳酸钙沉淀而不能大量共存，C不符合题意； D．加入铝片有大量氢气产生的溶液可能显强酸性，也可能显强碱性，强酸溶液中有大量的H+，H+、、、、能够大量共存，D符合题意； 答案选D。 8．D 【详解】A．将Cl2通入水中生成盐酸和次氯酸，次氯酸不拆开，离子方程式为：Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，故A错误； B．将铁片插入氯化铁溶液中生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+，故B错误； C．向CuSO4溶液中加入少量Na，产生氢氧化铜和氢气，离子方程式为：2Na+2H2O+Cu2+═2Na++H2↑+Cu(OH)2↓，故C错误； D．向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸生成碳酸氢钠，离子方程式为：，故D正确； 故选：D。 9．D 【详解】A．，A不符合题意； B．，B不符合题意 C．，C不符合题意； D．难溶于水，与水不反应，无法一步实现该转化，D符合题意； 故答案为：D。 10．A 【详解】A．氧化铝不能一步反应生成氢氧化铝，故A符合题意； B．钠和水可以一步反应生成氢氧化钠，故B不符合题意； C．过氧化钠和二氧化碳反应可以一步转化为碳酸钠，故C不符合题意； D．铁和氯气可以一步反应生成氯化铁，故D不符合题意； 故选A。 11．A 【详解】A．CO2与HCl都能与饱和碳酸钠溶液反应，应用饱和碳酸氢钠溶液除杂，故A错误； B．FeCl3可与Fe粉反应生成FeCl2，可用于除杂，故B正确； C．CO2与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，可用于除杂，故C正确； D．Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]可溶于水，Fe2O3难溶于水，过滤可除去，故D正确； 故选A。 12．B 【分析】铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入FeCl3溶液中铁先与Fe3+反应，铁反应完全之后，Cu继续与Fe3+反应，充分反应后，固体剩余，则0.4molFe3+完全反应。设0.4molFe3+只溶解铁，2Fe3++Fe=3Fe2+，则有关系式，解得m(Fe)=11.2g，溶解的金属质量=15g﹣3g=12g，11.2g<12g，则铁完全反应、铜部分反应，剩余的金属只有Cu；设铁、铜混合物中参加反应的铁xmol，铜ymol，联列方程①56x+64y=12、②2x+2y=0.4，解得x=0.1，y=0.1，据分析回答问题： 【详解】A．由分析可知，原固体混合物中Cu的质量是m(Cu)=0.1mol×64g/mol+3.0g=9.6g，故A错误； B．反应后溶液中c(Fe2+)==5.0mol/L，故B正确； C．据以上分析可知反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.1mol+0.4mol+0.1mol=0.6mol，故C错误； D．反应后溶液中，n(Fe2+)：n(Cu2+)=5：1，故D错误； 故选B。 13．B 【分析】题干中发生的反应方程式分别为：①2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，③Na2O+H2O = 2NaOH，④3NO2+H2O=2HNO3+NO，⑤SO3+H2O=H2SO4，⑥NH3+H2O= NH3∙H2O，⑦，⑧Cl2+H2O=HCl+HClO ； 【详解】A．由分析可知，③和⑥与水反应只生成碱，A正确； B．④中生成硝酸和NO，B错误； C．②和⑦中水中的氢元素化合价降低，发生还原反应，做氧化剂，C正确； D．由分析可知，①⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂，D正确； 故选B。 14．B 【详解】A．铁在氯气中燃烧生成氯化铁，所以可以由单质直接化合得到，故A不选； B．硫的氧化性较弱，和铜反应生成Cu2S，所以不可以由单质直接化合得到CuS，故B选； C．Fe与S加热反应产生FeS，可以由两种单质直接化合而成，故C不选； D．硫在空气中燃烧生成无色有刺激性气味的二氧化硫，所以可以由单质直接化合得到，故D不选； 故选B。 15．(1) Fe(OH)2 B D (2) 【分析】根据丙为白色固体，其悬浊液在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，可知丙为Fe(OH)2，据此作答。 【详解】（1）（1）根据颜色变化可知，丙为Fe(OH)2，A→B表示一定条件下A能与B反应，说明甲是既能与FeSO4反应又能与Fe2(SO4)3反应的物质， A．稀硝酸只能与FeSO4发生氧化还原反应，故A不符合题意； B．FeSO4和Fe2(SO4)3，均能与NaOH溶液产生沉淀，故B符合题意； C．SO2只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，故C不符合题意； D．HI溶液只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，故D不符合题意； 故选B； 同样分析，说明乙是既能与Fe2(SO4)3反应又能与Fe2O3反应的物质， A．Fe2O3作为碱性氧化物可以与稀硝酸反应，Fe2(SO4)3不和稀硝酸反应，故A不符合题意； B．NaOH只能与Fe2(SO4)3反应，故B不符合题意； C．SO2只能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，故C不符合题意； D．HI溶液既能与Fe2(SO4)3发生氧化还原反应，Fe2O3作为碱性氧化物也可以与之反应，故D符合题意； 故选D。 （2）高炉炼铁会产生铁单质，温度很高，若模具未进行充分的干燥处理，高温下会有水蒸气产生，发生反应为：。 16．(1)B (2) 血红色 (3) 铁、铜 白色沉淀变为灰绿色最后红褐色 【分析】腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，铁可以置换金属铜，可以和三价铁反应，所以滤渣③为铁和铜，铜不能与盐酸反应，而金属铁可以，所以滤液⑤为氯化亚铁和盐酸混合物，氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁。 【详解】（1）FeCl3溶解Cu的反应中，Cu的化合价升高，作为还原剂，体现还原性； （2）检验该废液中是否含有Fe3+用KSCN，方法为：可以取少量废液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变为血红色，则含有铁离子； （3）若①为过量的铁粉，则滤渣③中含有的物质有Cu和Fe； 滤液②中加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化亚铁沉淀，后又转化为氢氧化铁沉淀，现象有：白色沉淀变为灰绿色最后红褐色。 17．(1)， (2) Zn和CO 4 (3) 氧化铁（或三氧化二铁） 石灰石 42t (4)AB 【详解】（1）在森林大火中，孔雀石受热发生分解反应，反应的化学方程式为，然后氧化铜被木炭还原为红色的铜，反应的化学方程式为； （2）反应中，还原产物为Zn和CO，生成1mol锌单质时转移4mol电子。 （3）赤铁矿的主要成分为氧化铁（三氧化二铁），铁矿石中的可用石灰石除去。100t含氧化铁质量分数为60%的赤铁矿，理论上可冶炼出纯铁的质量为； （4）A．工业上用钠单质高温还原四氯化钛的方法冶炼钛单质，A项错误； B．合金的熔点低于组分金属，钛合金的熔点低于钛单质，B项错误； C．钛与人体骨骼相近，具有良好的生物相容性，钛合金可作人体的植入物，制造股骨头和各种关节等，C项正确； D．压电陶瓷是具有压电特性的电子陶瓷材料，其主要成分是钛酸钡和钛酸铅，D项正确。 故选AB。 18．(1) (2) (3)67.2 【分析】a为Fe；b为亚铁盐，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e为铁盐。 【详解】（1）b为亚铁盐，若b为氯化物，则b是FeCl2，Fe→FeCl2的转化且为化合反应的化学方程式为：； （2）另一种正盐b中加入盐酸，产生无色无味气体，将该气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，该气体为二氧化碳，则b是FeCO3。在空气中高温灼烧FeCO3，可得到红色粉末Fe2O3和CO2，铁元素被氧气氧化，化合价升高，则FeCO3在空气中灼烧的化学方程式为：； （3）设制备Fe至少需要xmolCO，则： x=3000mol，二氧化碳的体积为67.2(标准状况)。 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 $$