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 1．2023年第19届亚运会在杭州举行，亚运会火炬的金属部分采用1070铝合金旋压成型工艺制作。下列关于合金的叙述正确的是 A．我国使用最早的合金是钢 B．铝合金属于金属材料，硬度比纯铝的小 C．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车 D．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 2．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是 A．碱式硫酸铁是一种碱式盐，与水反应能产生胶体，可用作净水剂 B．为防止分解，生产需在较低温度下进行 C．在空气中煅烧的方程式： D．常温下，在水中的溶解度比的大 3．Fe元素和Cl元素在生活和化学学科中应用广泛。下列有关说法不正确的是 A．将新制氯水滴在pH试纸中央，试纸先变红后褪色 B．Fe2O3为红棕色粉末，生活中常用作颜料 C．氯气可用于自来水的杀菌、消毒，原理是氯气和水生成的次氯酸具有强氧化性 D．氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板发生了置换反应 4．某学习小组做了以下科学小实验：向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口。下列说法不正确的是 A．以上实验过程中发生了离子反应：CO2+OH－= B．易拉罐先变瘪，过一会儿又会恢复原样 C．该实验过程中的现象与罐内压强变化有关 D．实验过程中发生了氧化还原反应 5．成都第31届世界大运会火炬“蓉火”如图所示，其设计体现了绿色、智慧、活力、共享的办赛理念。下列有关说法错误的是 A．制作“蓉火”的材料为航空铝合金，密度比普通合金更低，可重复利用 B．表面着色工艺既使“蓉火”有炫彩外观，又使合金表面增加了保护层 C．“蓉火”采用生物质丙烷作燃料，生物质丙烷从石油中提炼得到 D．火炬采用优化燃料喷注与空气掺混方案，使火焰更加灵动飘逸 6．在AgNO3、KNO3，和Cu(NO3)2的混合溶液中，加入一定量的铁粉充分反应后，过滤、洗涤，将滤渣放入盐酸中有气泡产生，则对滤液中存在的阳离子判断正确的是 A．一定有Cu2+ B．可能有Fe3+ C．只有Fe2+ D．一定有K+、Fe2+ 7．实验研究发现，金属与硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，硝酸可被还原为。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与足量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入5mol·L⁻¹NaOH溶液，所加 NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示，下列说法正确的是 A．b点到c 点的反应为：H⁺+OH⁻=H₂O B．样品中铝粉和铁粉的质量之比为5：3 C．a 点对应NaOH 溶液的体积为40mL D．原硝酸溶液中硝酸的物质的量为 0.47mol 8．某同学为探究高温下铁粉与水蒸气的反应，设计如图实验装置，在硬质玻璃管中放入5.6g铁粉和石棉绒的混合物。下列说法正确的是 A．反应开始时应先点燃B处的酒精灯 B．硬质玻璃管中发生的反应为： C．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余的铁粉分离出来 D．若产生1.792L的气体(标准状况下)，则铁粉的转化率为60% 9．用砂纸仔细打磨铝片后，称取质量均为2.7g的两块铝片，将其中一铝片迅速放入溶液中，另一铝片在空气中放置一段时间后，再放入等浓度等体积的溶液中。下列说法不正确的是 A．放置后的铝片所在烧杯中，一段时间后才产生气泡 B．均有气体生成，且体积相同 C．消耗的物质的量相同 D．均有生成，且质量相同 10．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列有关反应的化学方程式或离子方程式表述正确的是 A．碳酸钙和反应： B．钠与水反应： C．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应： D．铝和氢氧化钠溶液反应： 11．某同学对下列相应反应的离子方程式所作的评价，其中合理的是 选项 化学反应 离子方程式 评价 A 用溶液检验的存在 正确 B 向溶液中加入铜粉 错误，电荷不守恒 C “84消毒液”(有效成分为溶液)和“洁厕灵”(有成分为浓盐酸)混合放出氯气 正确 D 等物质的量的和反应 错误，与的物质的量之比与化学式不符 A．A B．B C．C D．D 12．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．滴加KSCN溶液显红色的溶液中：、、、 B．能与Al反应产生的溶液：、、、 C．无色透明溶液中：、、、 D．溶液中：、、、 13．某化学兴趣小组向盛有铜粉的烧杯中加入一定量溶液，待铜粉完全溶解后，再加入一定量铁粉，充分反应后有固体残余，则下列判断正确的是 A．残余固体中一定含铜粉，可能含铁粉 B．最后所得溶液中一定含，可能含和 C．加入铁粉后可能发生反应的先后顺序依次为 D．可向最后所得溶液中滴加酸性溶液检验是否含有 14．下列实验现象与操作相对应的是 操作 现象 A 向固体滴加几滴水，用温度计测定温度变化 温度升高 B 用玻璃棒蘸取与水反应后的溶液，涂抹在试纸上 试纸变蓝 C 在盛有溶液中加入过量铁粉 溶液由浅绿色变为棕黄色 D 将镁条投入冷水中，滴加两滴酚酞，充分反应 无明显现象 A．A B．B C．C D．D 二、非选择题 15．化学与生活息息相关，请回答下列问题： (1)人体摄入 元素不足或过量都会引起甲状腺疾病。 (2)水的净化方法中，净化程度最高的是 。 (3)用汽油可洗去衣服上的油污，利用了汽油对油污的 作用。 (4)生产不锈钢炊具所使用的材料属于 （选填“合金”或“合成材料”）。 (5)熟石灰、小苏打、烧碱三种物质中，可用于防止树木冻伤、并防止害虫生卵的是 。 (6)家庭厨房用的纯碱的化学式是 。 (7)厨房燃气灶中天然气燃烧的化学方程式是 。 (8)在野外被蚊虫叮咬，可以涂抹 ，以减轻痛痒。 (9)长久放置的盛放生石灰的塑料瓶胀裂，原因是 。 (10)古老的西方炼金术是要“把贱金属转化成纯金”，他们不能达到目的的原因是违背了 。 16．现有下列物质：①FeBr2溶液②Al③氢氧化铁胶体④CO2⑤氯水⑥铁粉⑦NaHSO4 (1)上述物质中属于电解质的是 。(填序号) (2)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L-1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的②，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2，写出②与NaOH溶液反应的离子方程式 ，加入铝粉的质量为 (3)在①中加入等物质的量的⑤的离子方程式为 (4)往③缓慢滴加稀硫酸至过量的现象是 ，发生反应的化学方程式 。 17．国际化学年的中国宣传口号是“化学——我们的生活，我们的未来”。学习化学应该明白“从生活中来，到生活中去”的道理。请填空： (1)金属钠着火时，不能用水灭火，原因是 (用离子方程式表示)。 (2)常温下铁遇水不反应，但在高温条件下二者能发生反应，书写二者反应的化学方程式 。 (3)热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能较好的清除，其原理是 (用离子方程式表示)。 (4)铝合金材料在生活生产中应用广泛，如铝合金门窗、飞机外壳、航空航天等，且具有密度小、易加工、不易腐蚀等优点，Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。 (5)设计实验检验实验室用KClO3和MnO2制取氧气后的产物中是否存在Cl- 。 18．准确称取6g铝土矿(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)样品，放入盛有100mL 稀H2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤去掉沉淀，向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入的NaOH溶液的体积(mL)如图所示。试回答下列问题： (1)当加入NaOH溶液的体积超过35mL时所发生的反应的离子方程式 。 (2)铝土矿中Al2O3的物质的量是多少？ (3)若a=2.6，稀硫酸溶液的物质的量浓度为多少？ 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．我国最早使用的合金是青铜，A错误； B．铝合金属于合金，含有Al、Cu、Mg等元素，合金的硬度比任一组成成分金属的硬度大，故铝合金硬度比纯铝的大，B错误； C．储氢合金释放出的氢气具有可燃性，可作汽车的燃料，C正确； D．钢是铁和碳的合金，不锈钢中含有金属元素，还含有非金属元素碳，D错误； 故选C。 2．D 【详解】A．碱式硫酸铁电离产生Fe3+，Fe3+能水解形成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，可作净水剂，A正确； B．NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B正确； C．在空气中煅烧，分解的同时铁元素被空气中的氧气氧化，化学方程式：，C正确； D．(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，D错误； 答案选D。 3．D 【详解】A．新制氯水中含有酸性的盐酸和漂白性的次氯酸，其滴在pH试纸中央，试纸先变红后褪色，A正确； B．氧化铁俗称铁红，常作红色油漆等颜料，B正确； C．氯气可用于自来水的杀菌、消毒，原理是氯气和水生成的次氯酸，次氯酸具有强氧化性能杀菌消毒，C正确； D．氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板发生了反应为铁离子和铜生成铜离子和亚铁离子，不是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，不是置换反应，D错误； 故选D。 4．A 【分析】铝质易拉罐中充满，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，氢氧化钠吸收二氧化碳，气体减小、压强减小，易拉罐变瘪；氢氧化钠和铝反应生成偏铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，易拉罐又鼓起来； 【详解】A．氢氧化钠过量，易拉罐先变瘪的原因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠：，A错误； B．由分析可知，易拉罐先变瘪，过一会儿又会恢复原样，B正确； C．氢氧化钠吸收二氧化碳，气体减小、压强减小，易拉罐变瘪；氢氧化钠和铝反应生成偏铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，易拉罐又鼓起来，C正确； D．反应过程中铝化合价发生改变，为氧化还原反应，D正确； 故选A。 5．C 【详解】A．制作“蓉火”的材料为航空铝合金，密度比普通合金更低，可重复利用，A正确； B．表面着色工艺既使“蓉火”有炫彩外观，又使合金表面增加了保护层，B正确；’ C．生物质丙烷，由秸秆、稻壳、玉米芯等废弃物合成而来，与传统来自天然气加工和石油提炼的丙烷不同，是一种可再生的清洁燃料，C错误； D．火炬采用优化燃料喷注与空气掺混方案，使火焰更加灵动飘逸，D正确； 故选C。 6．D 【详解】金属的活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au，由于铁在钾后，不可能把钾离子从溶液中置换出来，铁在银和铜的前面，因此铁可以和硝酸银、硝酸铜反应，由于将滤渣放入盐酸中有气泡产生，说明滤渣中有过量的铁，因此在滤液中不可能再有硝酸银和硝酸铜，而存在不反应的钾离子和生成的亚铁离子；故选D。 7．C 【分析】由图可知，0到a点，发生反应为H++OH-=H2O，a点到b点，发生反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，b点到c点，发生反应+OH-=NH3•H2O，c点到d点，发生反应，Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，据此作答。 【详解】A．由分析可知，b点到c点，发生反应+OH-=NH3•H2O，故A错误； B．b点到c点，发生反应+OH-=NH3•H2O，消耗NaOH(94-88)mL=6mL，物质的量为5mol/L×0.006L=0.03mol，生成铵根离子0.03mol，氮元素由+5价降低为-3价，得电子0.03mol×8=0.24mol，c点到d点，发生反应，Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，消耗NaOH(104-94)mL=10mL，物质的量为5mol/L×0.01L=0.05mol，故氢氧化铝的物质的量为0.05mol，由元素守恒可知Al的物质的量为0.05mol，由电子守恒和原子守恒n(Fe)×3+0.05mol×3=0.24mol，n(Fe)=0.03mol,样品中铝粉和铁粉的质量之比为(0.05mol×27g/mol)：(0.03mol×56g/mol)=45：56，故B错误； C．a点到b点，发生反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，消耗NaOH的物质的量为(0.05mol+0.03mol)×3=0.24mol,消耗NaOH体积为48mL，故a=88mL-48mL=40mL，故C正确； D．b点时，溶液中溶质为NaNO3和NH4NO3，由氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+2n(NH4NO3)=5mol/L×0.088L+2×0.03mol=0.5mol，故D错误； 故选：C。 8．D 【详解】A．探究高温下铁粉与水蒸气的反应，应先点燃A处的酒精灯用产生水蒸气排尽装置内的空气，防止Fe粉被空气氧化，A错误； B．铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，B错误； C．铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也有磁性，无法用磁铁将二者分离，C错误； D．若产生标况下1.792L的气体，气体为氢气，则生成氢气的物质的量为0.08mol，根据，则消耗Fe粉的物质的量为0.06mol，5.6g铁粉的物质的量为0.1mol，则铁粉的转化率为60%，D正确； 故选D。 9．B 【分析】铝片在空气中放置一段时间后表面形成氧化铝，再投入氢氧化钠溶液中，表面的氧化铝先和氢氧化钠溶液发生反应：会溶解，后铝和氢氧化钠溶液发生反应：而溶解； 【详解】A．据分析可知，放置后的铝片所在烧杯中，一段时间后才产生气泡，A正确； B．由可知，2.7gAl即0.1molAl能产生0.15molH2，而铝片在空气中放置一段时间后再投入氢氧化钠溶液中， 中消耗的Al的质量小于2.7g、物质的量小于0.1mol，能产生的H2小于0.15mol，则均有气体生成，但相同条件下气体的体积不相同， B错误； C．据分析、结合元素守恒，最终生成的的物质的量相同，则消耗NaOH的物质的量相同，C正确； D．由选项C可知均有生成，且质量相同，D正确； 故选B。 10．D 【详解】A．碳酸钙和反应生成碳酸氢钙，反应的离子方程式为，故A错误； B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，故B错误； C．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡、氢氧化铜两种沉淀，反应的离子方程式为，故C错误； D．铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为，故D正确； 选D。 11．B 【详解】A．硫氰化钾不是沉淀，属于难电离的物质，正确的方程式为：，故A错误； B．该离子方程式电荷不守恒，正确方程式为，故B正确； C．酸性条件下氢氧根离子不可能大量共存，正确方程式为，故C错误； D．亚铁离子还原性强于溴离子，氯气将亚铁离子氧化完全后再氧化溴离子，该离子方程式正确，故D错误； 故选B。 12．D 【详解】A．滴加KSCN溶液显红色的溶液中存在Fe3+，Fe3+与I-反应生成亚铁离子和碘单质，不能共存，故A错误； B．与铝反应产生大量氢气的溶液中存在大量H+或OH-，氢氧根或H+能与反应，OH-与反应，在溶液中不能大量共存，故B错误； C．呈紫红色，不满足溶液无色的条件，故C错误； D．各离子之间不反应，可以大量共存，故D正确； 故选：D。 13．A 【分析】发生的反应有：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+，剩余固体一定含Cu，若Fe足量时，剩余固体为Fe、Cu。 【详解】A．若Fe只置换出Cu，剩余固体为Cu，若Fe足量，剩余固体为Fe、Cu，一定含铜粉，可能含铁粉，故A正确； B．若Fe只置换出Cu，剩余固体为Cu，溶液中一定含Fe2+，一定不含Fe3+，可能含Cu2+；若Fe足量，剩余固体为Fe、Cu,溶液中一定含Fe2+，一定不含Fe3+、Cu2+，故B错误； C．加入铁粉后先与剩余氯化铁反应生成氯化亚铁，再与铜离子发生置换反应生成铜，发生反应的先后顺序依次为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+，故C错误； D．溶液中还存在Cl-，滴加酸性溶液发生氧化还原反应生成氯气，也能使其褪色，无法检验是否含有，故D错误； 故选A。 14．B 【详解】A．溶于水吸热，向固体滴加几滴水，用温度计测定温度变化，温度降低，故A错误； B．用玻璃棒蘸取与水反应后的溶液，溶液呈碱性，涂抹在试纸上，试纸变蓝，故B正确； C．在盛有溶液中加入过量铁粉，氯化铁被铁粉还原为氯化亚铁，溶液由黄色变为浅绿色，故C错误； D．将镁条投入冷水中，滴加两滴酚酞，充分反应，生成氢氧化镁和氢气，溶液变为浅红色，故D错误； 选B。 15．(1)碘 (2)蒸馏 (3)溶解 (4)合金 (5)熟石灰 (6)Na2CO3 (7)CH4＋2O2CO2＋2H2O (8)肥皂水（或纯碱合理即可） (9)生石灰与水反应放热 (10)质量守恒定律（或元素守恒） 【分析】(1) 人体摄入碘元素不足或过量都会引起甲状腺疾病； (2) 水的净化方法有沉淀、过滤和蒸馏，净化程度最高的是蒸馏； (3) 汽油能够溶解油污，所以用汽油可洗去衣服上的油污； (4) 不锈钢为铁合金，生产不锈钢炊具所使用的材料属于合金； (5) 氢氧化钙属于强碱，能够杀菌消毒，与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙；氢氧化钙涂刷树木，可以用于防止树木冻伤，并防止害虫生卵； (6) 纯碱为碳酸钠的俗称，化学式是Na2CO3； (7) 天然气的主要成分为甲烷，厨房燃气灶中天然气燃烧的化学方程式是：CH4＋2O2CO2＋2H2O； (8) 蚊虫分泌的蚁酸呈酸性，可以依据酸碱中和原理，在野外被蚊虫叮咬，可以涂抹显碱性的物质，以减轻痛痒，如肥皂水或纯碱等； (9) 长久放置的盛放生石灰的塑料瓶发生胀裂，原因是生石灰与水反应放出大量的热，造成瓶内压强增大，使塑料瓶胀裂； (10) 由质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则贱金属是不能转化为纯金的。 16．(1)⑦ (2) 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ 5.4g (3)2Fe2++2Cl2+2Br-=2Fe3++Br2+4Cl- (4) 产生红褐色沉淀，后沉淀慢慢溶解，溶液呈棕黄色 2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 【详解】（1）①FeBr2溶液，属混合物；②Al，是单质；③氢氧化铁胶体，是分散系；④CO2本身不电离，溶于水后能导电，是非电解质；⑤氯水，属混合物；⑥铁粉，是单质；⑦NaHSO4是化合物，溶于水后能电离出离子导电，是电解质。单质和混合物既不是电解质，也不是非电解质。 （2）Al与NaOH溶液反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；根据 和，由V(甲)∶V(乙)=1∶2和HCl和NaOH均是0.3mol，推断需要Al的物质的量0.2mol，质量为5.4g。 （3）FeBr2溶液中加入等物质的量的氯水，由于Fe2+的还原性强于Br-，先被Cl2氧化，剩余的Cl2氧化Br-，离子方程式为2Fe2++2Cl2+2Br-=2Fe3++Br2+4Cl-。 （4）往氢氧化铁胶体缓慢滴加稀硫酸至过量，电解质使胶体发生聚沉，出现红褐色沉淀，后稀硫酸与氢氧化铁沉淀发生反应：2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，生成可溶性硫酸铁，沉淀慢慢溶解，溶液呈棕黄色。 17．(1)2Na+2 H2O=2 Na++2 OH-+H 2↑ (2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (3)CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2 ↑ (4)2Al+2 OH-+2 H2O=2+3H 2↑ (5)取少量产物加水溶解，静置，取上层清液于试管，加HNO3酸化的AgNO3，如产生白色沉淀，则存在Cl- 【详解】（1）金属钠能与水反应产生易燃的氢气2Na+2 H2O=2 Na++2 OH-+H 2↑； （2）铁和水蒸气高温生成四氧化铁和氢气3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2； （3）醋酸的酸性强于碳酸，故能反应CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2 ↑； （4）铝与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，反应为2Al+2 OH-+2 H2O=2+3H 2↑； （5）检验氯离子的方法为：取少量产物加水溶解，静置，取上层清液于试管，加HNO3酸化的AgNO3，如产生白色沉淀，则存在Cl-。 18．(1) (2)0.05mol (3)1.75mol/L 【分析】(1) 当加入NaOH溶液的体积超过35mL时，沉淀量减少，说明氢氧化铝和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，所发生的反应的离子方程式为 。 (2) 由反应消耗氢氧化钠的物质的量为0.1mol，可知铝元素的物质的量为0.1mol，铝土矿中Al2O3的物质的量是0.05mol； (3) 由图象可知，加入35ml氢氧化钠溶液时，溶液中的溶质为硫酸钠，根据钠元素守恒，可知硫酸钠的物质的量为0.175mol；根据硫守恒，稀硫酸溶液中硫酸的物质的量为0.175mol，硫酸的物质的量浓度为。 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 $$