第三章 铁 金属材料 单元训练题 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》单元训练题 一、单选题 1．下列离子方程式书写正确的是 A．溶液中加入足量氨水： B．足量的铁与稀硝酸反应：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O C．氢氧化钡溶液中加入少量硫酸氢钠：Ba2++OH-+H++SO=BaSO4+H2O D．NH4HCO3溶液与过量KOH浓溶液共热：NH+OH-NH3↑+H2O 2．铁及其化合物的“价一类”二维图如图所示。下列叙述正确的是 A．可存在的循环转化关系 B．上述四种物质在潮湿空气中最容易反应 C．、与足量稀硝酸反应均生成红棕色气体 D．高温下，与水蒸气反应生成 3．现有m g由Fe、FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的固体混合物，将该固体混合物全部加入VLcmol⋅L-1稀硫酸中，固体恰好完全溶解，且所得的溶液中仅含有一种溶质。若等质量的上述固体混合物用H2充分还原，则所得到的铁的质量为 A．56cVg B．(m﹣16)g C． D． 4．以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为价类二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．a与稀硫酸发生反应生成f B．e在潮湿的空气中容易转变为d C．b和c可分别与水发生反应生成e和d D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 5．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．5.6gFe在足量氯气中完全燃烧，转移的电子总数为 B．10.4g苯乙烯分子中，含有的碳碳双键总数为 C．0.2mol/L溶液中数为 D．20gD2O中含有10NA个中子 6．下列关于铁及其化合物说法正确的是 A．工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成铁红和氢气 C．是一种复杂的混合物，俗称磁性氧化铁 D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下不反应 7．下列物质间的转化不能一步实现的是 A．Al2O3→Al(OH)3 B．CaCO3→CaCl2 C．Fe→FeCl2 D．CuSO4→FeSO4 8．在下列条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是 A．使酚酞变红的溶液中： B．常温下使石蕊试液变蓝的溶液： C．澄清透明溶液： D．加入铁粉放出的溶液： 9．固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验： 下列说法不正确的是 A．由现象1得出化合物X含有元素 B．固体混合物Y的成分可能是和 C．X的化学式是 D．完全溶解固体，理论上需消耗稀硝酸约533.3mL 10．价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图甲为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是 A．b、c、e、d均难溶于水 B．可通过图乙装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 C．g具有强氧化性，可用于印刷电路板的刻蚀 D．b、c均可与稀盐酸反应，且反应原理相同 11．下列离子方程式书写正确的是 A．铁粉与硝酸银溶液反应： B．碳酸氢钠溶液与氢氧化钾反应： C．与水反应： D．向粉中加入溶液： 12．以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为价类二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．制备、观察需要隔绝空气 B．b和可分别与水发生反应生成和 C．e在潮湿的空气中容易转变为 D．的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂 13．除杂试剂的选择或除杂操作不正确的是 选项 括号内为杂质 除杂试剂 除杂操作 A 固体 稀盐酸 充分反应后过滤 B 溶液 通入过量的 C 溶液 铁粉 充分反应后过滤 D 固体 溶液 充分反应后过滤 A．A B．B C．C D．D 14．铁及其化合物的“价一类”二维图如图所示，下列有关叙述正确的是 A．与氧气的燃烧反应可以使转化为 B．是一种黑色粉末，在空气里受热，能迅速被氧化成 C．的转化可以通过 D．C在空气中容易被氧化成被氧化消耗的氧气为 二、非选择题 15．用化学知识解答问题： (1)剧烈运动后血液中产生了较多乳酸()，使人肌肉酸痛，经过一段时间放松，由于乳酸与吸入的氧气反应，生成二氧化碳和水，酸痛感消失。该反应的化学方程式为 。 (2)铜器在潮湿的空气中，表面会慢慢地生成一层铜锈(碱式碳酸铜)，该反应的化学方程式为 。 (3)在日常生活中常用一些铝制器皿，在清洗铝制器皿表面的污垢时，不能使用热的碱性溶液，因为铝能与热的碱性溶液中的氢氧化钠、水发生作用而被腐蚀，生成偏铝酸钠()和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为 。 (4)发射卫星的火箭用联氨()作燃料，以四氧化二氮作氧化剂，燃烧尾气由氮气与水蒸气组成，该反应的化学方程式为 。 (5)CO与反应产生黑色金属铝粉末(反应中有水参加)，用此来检测CO对环境的污染情况，此反应的化学方程式为： 。 16．金属及其化合物在人类生产、生活中发挥着重要作用。 (1)常温下，金属钠露置在空气中会发生变化，实验室通常把钠保存在 (填 “煤油”或“水”)中，金属钠着火时可以用 灭火，钠元素所形成的氧化物呈淡黄色的是 (填“Na2O2”或“Na2O”)。 (2)实验室在保存含有Fe2+的溶液时，为了防止Fe2+变质，经常向其中加入 (填“铁粉”或“铜粉”)；检验溶液是否变质时可用 试剂检验(填化学式)，若溶液已变质则会出现的现象为： 。 (3)氯化铁可用于五金蚀刻，不锈钢广告牌上的图形和文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成，该过程发生的主要反应的离子方程式为 ，该反应说明 (填化学式)具有氧化性。 17．回答下列问题： (1)三四两月，桃花李花竞相开放，植物长出嫩嫩绿芽，空气清新。花海飘香，使人流连忘返。 ①树林中富含抗氧化防衰老的负氧离子。一种负氧离子的一个原子团是由一个分子俘获了空气中一个自由电子形成的微粒，每个中共含有 个电子。 ②培育鲜花的某种营养液呈蓝色，可能由中的一种或几种物质配制而成，其中Ca、N的元素质量比为1：1，则该营养液中含有 种溶质。从均衡植物所需营养元素的角度分析，营养液中还需补充 (填元素符号)。 (2)分析处理图表中的信息是学习化学的一种重要方法。如表是氯化钠和碳酸钠在不同温度时的溶解度，根据此表回答： 温度/℃ 10 20 30 40 溶解度 氯化钠 35.8 36.0 36.3 36.6 碳酸钠 12.2 21.8 39.7 53.2 ①40℃时，氯化钠的溶解度为 g ②在20℃时，将100g的水加入30g碳酸钠中，充分搅拌后得到的是 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”) (3)根据所学知识回答下列与金属材料有关的问题。将过量的稀盐酸加入一定量的铁、铜混合物中，反应后溶液中溶质有 种。如图是实验过程生成气体或剩余固体的质量随反应时间的变化关系，其中表示不正确的是 (填标号)。 18．绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图： 回答下列问题： (1)工序③中发生反应的离子方程式为 。 (2)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为 。 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．C 【详解】A．NH3·H2O是弱电解质，在离子方程式中不能拆，故A错误； B．足量的铁与稀硝酸反应生成NO和Fe(NO3)2，离子方程式为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O，故B错误； C．氢氧化钡溶液中加入少量硫酸氢钠生成硫酸钡和水，离子方程式为：Ba2++OH-+H++SO=BaSO4+H2O，故C正确； D．NH4HCO3溶液与过量KOH浓溶液共热生成氨气和碳酸钾，离子方程式为：NH+HCO +2OH-NH3↑+H2O+CO，故D错误； 故选C。 2．B 【分析】根据图示，为，为，为，为。 【详解】A． 不能直接生成，A项错误； B．在空气中迅速被氧化，最终生成红褐色沉淀，B项正确； C．在稀硝酸中和被氧化生成，被还原生成无色气体，C项错误； D．铁与水蒸气在高温下反应生成，D项错误； 答案选B。 3．A 【分析】向mgFe3O4、Fe2O3、FeO、Fe的混合物中加入硫酸溶液中，固体恰好完全溶解，固体恰好完全溶解，且所得的溶液中仅含有一种溶质，溶液中溶质为FeSO4，，由原子守恒可知n(Fe)=n(Fe2+)=n(H2SO4)=cVmol，m(Fe)=n(Fe)×M(Fe)=cVmol×56g/mol=56cVg。 【详解】等质量的上述固体混合物用H2充分还原，所得到的铁的质量与硫酸反应的铁质量相等，根据铁原子守恒，所得到的铁的质量为56cVg，故选A。 4．C 【分析】由题中信息可知，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素是Fe元素，则a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为亚铁盐，g为铁盐，h为高铁酸盐； 【详解】A．铁与稀硫酸发生反应生成硫酸亚铁，A正确； B．氢氧化亚铁在潮湿的空气中容易转变为氢氧化铁，B正确； C．氧化亚铁、氧化铁不溶于水，不能与水反应，C错误； D．h为高铁酸盐，含有高铁酸根，具有强氧化性，能够杀菌消毒，+6价的铁被还原成+3价，Fe3+又形成氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，D正确； 故选C。 5．D 【详解】A．Fe在足量氯气中完全燃烧生成氯化铁，因此5.6g Fe在足量氯气中完全燃烧转移的电子总数为，故A错误； B．1g苯乙烯中含有1个碳碳双键，10.4g苯乙烯的物质的量为0.1mol，其中含有的碳碳双键总数为，故B错误； C．溶液体积未知溶无法计算其中数目，故C错误； D．1mol 中含有10mol中子，的摩尔质量为20g/mol，20g 的物质的量为1mol，则20gD2O中含有10NA个中子，故D正确； 故选：D。 6．A 【详解】A．工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来，A正确； B．红热的铁能与水蒸气发生反应，生成Fe3O4和氢气，B错误； C．是纯净物，C错误； D．槽罐车能运输浓硫酸是因为铁和浓硫酸常温下钝化，D错误； 故选A。 7．A 【详解】A．Al2O3不能与水反应生成Al(OH)3，故A错误； B．CaCO3可以与盐酸反应生成CaCl2，故B正确； C．Fe与盐酸反应生成FeCl2，故C正确； D ．CuSO4与Fe反应生成FeSO4，故D正确； 故选A。 8．B 【详解】A．使酚酞变红的溶液呈碱性，不能在碱性溶液中大量存在，故A不选； B．常温下使石蕊试液变蓝的溶液呈碱性，、OH-之间不发生反应，可以大量共存，故B选； C．和会发生反应生成沉淀，不能大量共存，故C不选； D．加入铁粉放出的溶液呈酸性，不能在酸性溶液中大量存在，另外和也会发生反应，故D不选； 故选B。 9．C 【分析】混合气体能使CuSO4由白色变蓝色，则含有水蒸气，X中含有O元素；固体混合物溶于水，生成单质Cu和碱性溶液NaOH，则X含Cu质量为1.28g，物质的量为0.02mol，含Na+的物质的量为0.0200mol，Na+的质量为0.46g，则X中含O元素的质量为2.38g-1.28g-0.46g=0.64g，物质的量为0.04mol。 【详解】A．现象1：混合气体能使CuSO4由白色变蓝色，则混合气体中含有水蒸气，化合物X含有O元素，A正确； B．由分析可知，固体混合物Y的成分可能是Cu和NaOH，B正确； C．由计算可知，化合物X中含Cu原子0.02mol，含Na+ 0.02mol，含O原子0.04mol，则X的化学式NaCuO2，C错误； D．由分析可知，Cu质量为1.28g，物质的量为0.02mol，由方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知需要消耗稀硝酸的体积为≈533.3 mL，D正确； 故选C。 10．B 【分析】如图，可推知该金属为铁，a为铁单质， b为氧化亚铁，c为氧化铁， d为氢氧化铁，e为氢氧化亚铁， f为亚铁盐，g为铁盐，h为高铁酸盐，以此分析解答。 【详解】A．据分析，b、c、e、d均难溶于水，故A合理； B．图乙装置A中的导管没有插到液面以下，生成的FeSO4无法压入B管中，不能生成Fe(OH)2，故B不合理； C．FeCl3溶液腐蚀铜箔可用于印刷电路板的刻蚀：氯化铁溶液和铜反应得到氯化亚铁和氯化铜，该反应中FeCl3具有强氧化性，故C合理； D．b、c均为碱性氧化物，均可与稀盐酸反应生成盐和水，且反应原理相同，故D合理； 故选B。 11．B 【详解】A．铁粉与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁和银，反应的离子方程式为，故A错误； B．碳酸氢钠溶液与氢氧化钾反应生成碳酸钠、碳酸钾、水，反应的离子方程式为，故B正确； C．与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为，故C错误； D．向粉中加入溶液生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为，故D错误； 选B。 12．B 【分析】由题中信息可知，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素是Fe元素； 【详解】A．e为Fe(OH)2，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易被氧气氧化为Fe(OH)3，故制备、观察需要隔绝空气，A正确；   B．b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，B错误； C．Fe(OH)2在潮湿的空气中容易被氧气氧化为Fe(OH)3，即4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，C正确； D．h为高铁酸盐即含高铁酸根离子，具有强氧化性，能够杀菌消毒，+6价的铁被还原成+3价，又Fe3+形成氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，D正确； 故选B。 13．B 【详解】A．Fe与稀盐酸反应，Cu不反应，反应后过滤可除杂，故A正确； B．碳酸钠溶液与二氧化碳反应，将原物质除去，不能除杂，故B错误； C．氯化铁溶液与Fe反应生成氯化亚铁，反应后过滤可除杂，故C正确； D．溶液与反应生成溶液，与MgO不反应，反应后过滤可除杂，故D正确。 答案选B。 14．C 【分析】A是+2价铁的氧化物，A是FeO；B是+3价铁的氢氧化物，B是Fe(OH)3；C是+2价铁的氢氧化物，C是Fe(OH)2。据此分析解答。 【详解】A．与氧气的燃烧反应可以使转化为，故A错误； B．不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成，故B错误； C．Al比铁活泼，Al单质可与高温下生成Fe和氧化铝，故C正确； D．未指明气体所处的状况，不能确定气体的体积，故D错误； 故选：C。 15．(1) (2) (3) (4) (5) 【解析】（1） 乳酸()与氧气反应生成二氧化碳和水，反应方程式为：，故答案为； （2） 铜在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的碱式碳酸铜，是因为铜在空气中与、、反应产生，反应方程式为，故答案为：； （3） 铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为：，故答案为：； （4） 与四氧化二氮反应生成氮气与水蒸气，反应方程式为：，故答案为：； （5） CO与、反应产生黑色金属铝粉末，一氧化碳作还原剂，被氧化成二氧化碳，另一产物应是氯化氢，反应方程式为：，故答案为：。 16．(1) 煤油 沙子 Na2O2 (2) 铁粉 KSCN 溶液变为血红色 (3) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ FeCl3 【详解】（1）实验室通常把钠保存在煤油中；钠能与水剧烈反应，并生成可燃性气体(H2)，所以大量的钠着火时可以用沙子扑灭；钠元素所形成的氧化物包含Na2O和Na2O2，其中呈淡黄色的是Na2O2； （2）溶液中的Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原为Fe2+，且不会引入新杂质；溶液中的Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，加入KSCN溶液可检验Fe3+，若溶液变为血红色，证明溶液已变质； （3）氯化铁用于五金蚀刻，是由于Fe3+和Cu反应生成Fe2+和Cu2+，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，反应中Fe元素化合价降低，说明FeCl3具有氧化性。 17．(1) 17 3 P (2) 36.6 饱和溶液 (3) 2 B 【解析】（1） ①一种负氧离子的一个原子团是由一个分子俘获了空气中一个自由电子形成的微粒，每个氧原子含有8个电子，每个中共含有个电子，故答案为：17； ②培育鲜花的某种营养液呈蓝色，可能由中的一种或几种物质配制而成，因为呈蓝色，所以一定含有氯化铜。又因为其中Ca、N的元素质量比为1：1，而硝酸钙中的钙元素与氮元素的质量比为40：34，所以营养液中除了硝酸钙以外一定含有硝酸钾(含有氮元素)，所以该营养液中含有3种溶质；该营养液中已经含有钾元素和氮元素，从均衡植物所需营养元素的角度分析，营养液中还需补充磷元素，故答案为：3；P； （2） ①由表中数据可得，40℃时，氯化钠的溶解度为36.6g，故答案为：36.6； ②在20℃时，碳酸钠的溶解度为21.8g，所以将100g的水加入30g碳酸钠中，碳酸钠不能完全溶解，充分搅拌后得到的是饱和溶液，故答案为：饱和溶液； （3） 将过量的稀盐酸加入一定量的铁、铜混合物中，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与稀盐酸反应，所以反应后溶液中含有氯化亚铁和过量的盐酸2种溶质；因为加入盐酸后，氢气就会产生，铁反应完后氢气不在产生，所以A图正确。铜不参与反应，所以反应结束后还有固体剩余，所以B图不正确，故B选项符合题意，故答案为：2；B。 18．(1)2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ (2)4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O 【分析】由题给流程可知，铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应，在熔融氢氧化钠作用下，Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁，氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠，氧化镁不反应；将氧化后的固体加水溶解，过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣1和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠的滤液；将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液；向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀；向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；向滤渣1中通入二氧化碳和水蒸气，氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液；碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气，二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用；碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。 【详解】（1）工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀，反应的离子方程式为2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓，故答案为：2Na++2+2CO2+H2O= +2NaHCO3↓； （2）碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下，Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O；若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应，故答案为：4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O； 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 $$