第三章《铁金属材料》单元卷- 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修1

第三章《铁 金属材料》单元训练题 一、单选题 1．利用废铝箔（主要成分为Al，含少量Mg、Fe等）制明矾的一种工艺流程如下： 下列说法中，不正确的是 A．①体现了铝能与碱溶液反应的性质 B．乙溶液中含有的离子主要为 C．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 D．溶液既能与强酸反能与强碱反应 2．甲、乙两烧杯中分别盛有200mL浓度均为2mol/L的盐酸与NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得同温同压下生成气体的体积之比为2：5 A．2.7g B．3.6g C．5.4g D．9.0g 3．向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在 A．只有Fe2+和Cu2+ B．一定有Fe2+、Cu2+，可能有Fe3+ C．一定有Fe2+，可能有Cu2+ D．只有Fe2+ 4．下列反应中有+3价铁元素生成的是 ①铁丝在空气中生锈 ②向FeCl2溶液中通入足量氯气 ③将铁片置于CuSO4溶液中 ④Fe(OH)2暴露在空气中 ⑤FeSO4溶液中滴加过氧化氢 ⑥高温下铁与水蒸气反应 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 5．用如图所示装置进行与水蒸气反应的实验(部分夹持装置已略去)，下列说法错误的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．反应中生成(标准状况下)氢气时，转移电子数为 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．实验开始时应先点燃装置A中的酒精灯，再点燃酒精喷灯 6．价一类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的价一类二维图如图，下列说法错误的是 A．b、c均为碱性氧化物 B．若d为氯盐，可用酸性高锰酸钾溶液检验 C．f可以作新型的绿色净水剂 D．物质g在空气中灼烧可转化为c 7．下列化合物中不能由化合反应直接制得的是 A．CuCl2 B．FeCl2 C．Fe(OH)2 D．Fe(OH)3 8．下列物质间的转化能通过一步反应实现的有 ①        ②        ③        ④ A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 9．为除去下列物质中的杂质，所选择的除杂试剂正确的是 选项 主要物质 杂质 除杂试剂 A 碱石灰 B NaCl NaOH溶液 C 溶液 D Mg Al NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 10．下列化学反应的离子方程式中正确的是 A．盐酸与小苏打反应：+2H+=CO2↑+H2O B．澄清石灰水与少量小苏打溶液混合：Ca2++OH-+=CaCO3↓+H2O C．Al2O3与少量的氢氧化钠溶液：Al2O3+6OH-=Al(OH)3↓+3H2O D．Ba(OH)2与稀H2SO4反应的离子方程式：OH-+H++Ba2++=BaSO4↓+H2O 11．明矾是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图。 已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成、和。 下列说法错误的是 A．“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ B．可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子 C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将水缓慢加入到浓硫酸中 D．“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4 12．为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．标准状况下，通入足量水中，溶液中氯离子数为 B．高温条件下，与水蒸气完全反应，转移个电子 C．和混合气体中含有的中子数为 D．的溶液中，含有的离子总数为 13．下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中，正确的是 A．气体(HCl)：通过饱和溶液洗气后干燥 B．溶液()：加入适量铁粉 C．溶液()：通入足量 D．固体()：加入足量的盐酸，过滤 二、非选择题 14．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]又称莫尔盐，是一种浅绿色晶体。用硫铁矿(主要含FeS2、SiO2等)制备莫尔盐的流程如图： (1)“焙烧”时发生的主要反应是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，则“酸浸”时，滤渣的主要成分是 (写化学式)。 (2)“酸浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。 (3)证明“还原”后所得溶液中不含有Fe3+的实验方法是：取少许晶体置于试管中，加少量水溶解，滴加 溶液，若无明显现象，则不含有Fe3+。 15．英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼于2019年11月25日晚在伦敦举行，嫦娥四号任务团队获得团队金奖，成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。 (1)月球白天地面温度高达150度，而到了夜晚，温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料，这些合金材料应具有哪些性质 ？ (2)形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。中国嫦娥四号探测器，使用了记忆合金制作天线，试分析其好处 。 16．将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。 (1)原混合物中Mg和Al的质量之比为 ； (2)生成的H2在标准状况下的体积为 ； (3)加入NaOH溶液的物质的量浓度为 。 (4)稀硫酸的物质的量浓度为 。 17．Ⅰ、铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下： (1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应： 。 (2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式： 。 (3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为 。 Ⅱ、下图为几种物质的转化关系，其中A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A元素。 (4)写出下列物质的化学式： B ，C ，E ，F 。 (5)写出下列各步反应的化学方程式： C→E ； C→F ； F→C 。 18．如图为铁及其化合物的“价－类”二维图。 (1)填写二维图缺失的类别① 和化学式② 。 (2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测： ①Cl2②Fe    ③NaOH    ④H2SO4⑤AgNO3 从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与 发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3+具有 性，可能与 发生反应(填序号)。 (3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2用双线桥表示电子转移 。 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．D 【分析】 铝和过量氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠，四羟基合铝酸钠和适量稀硫酸生成氢氧化铝沉淀，加入过量的稀硫酸得到乙硫酸铝溶液，加入硫酸钾饱和溶液结晶得到明矾； 【详解】 A．①铝和过量氢氧化钠生成甲偏铝酸钠，体现了铝能与碱溶液反应的性质，A正确； B．乙溶液中含有生成的硫酸铝、过量的硫酸，故离子有，B正确； C．由④生成明矾晶体可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度而首先结晶析出，C正确； D．不和强酸反应，没有两性，D错误； 故选D。 2．D 【分析】HCl和NaOH的物质的量均为0.4mol，由2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O═2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知，若铝在两溶液中均不足，Al完全反应，则产生的气体体积之比应为1：1，若铝在两溶液中均过量，HCl、NaOH完全反应，则产生的气体体积之比应为1：3，而1：3＜V(甲)：V(乙)=2：5=1：2.5＜1：1，故盐酸与Al反应时Al有剩余，氢氧化钠溶液与Al反应时Al完全反应。 【详解】HCl和NaOH的物质的量均为0.2L×5mol/L=0.4mol，由2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O═2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知，在和盐酸的反应中，铝是过量的，在和氢氧化钠的反应中，铝是少量的，0.4molHCl完全反应，生成氢气0.2mol，所以铝和氢氧化钠反应生成氢气0.2=0.5mol，需要铝的物质的量为mol，即=9.0g。 故选D。 3．C 【分析】最后剩余的红色粉末一定是Cu，由于金属氧化物Fe2O3、CuO和盐酸反应生成Fe3+和Cu2+，且离子的氧化性：Fe3+＞Cu2+，还原性：Fe＞Cu，Fe、Cu都可以与Fe3+发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，还会发生置换反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，结合物质的氧化性、还原性强弱判断反应的可能性。 【详解】A．当铜全部析出时溶液中无Cu2+，A错误； B．由于红色粉末是Cu，Cu与Fe3+会发生反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，因此溶液中不可能存在Fe3+，B错误； C．Fe2O3、CuO和HCl反应生成Fe3+和Cu2+，由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，Cu与Fe3+会发生反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Fe与Cu2+也会发生置换反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，可见反应后的溶液中一定含有Fe2+；若Fe或Fe3+不足量，溶液中还存在未反应的Cu2+，因此溶液中一定有Fe2+，可能有Cu2+，C正确； D．由选项C分析可知溶液中一定含有Fe2+，可能含有Cu2+，而不是只含有Fe2+，D错误。 故合理选项是C。 4．C 【详解】 ①铁丝在空气中生锈生成Fe2O3，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，故①正确； ②足量Cl2与FeCl2反应生成FeCl3，FeCl3中铁元素的化合价为+3价，故②正确； ③将铁片置于CuSO4溶液中生成FeSO4和Cu，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，故③错误； ④Fe(OH)2暴露在空气中会被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3中铁元素的化合价为+3价，故④正确； ⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水，Fe2+会被氧化为Fe3+，故⑤正确； ⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价为+2价、+3价，故⑥正确； 故选C。 5．B 【分析】先点燃A处酒精灯，等水蒸气排尽装置内的空气后再点燃酒精喷灯，B中铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，C中干燥剂干燥氢气，D用向下排空气法收集氢气。 【详解】A．进行与水蒸气反应的实验，A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气，故A正确； B．反应中氢元素化合价由+1降低为0，生成(标准状况下)氢气时，转移电子数为2NA，故B错误； C．装置C的作用是干燥氢气，加入的固体干燥剂可能是碱石灰，故C正确； D．为防止铁和氧气反应，实验开始时应先点燃装置A中的酒精灯，等水蒸气排尽装置内的空气后再点燃酒精喷灯，故D正确； 选B。 6．B 【分析】根据铁元素的价一类二维图，a是单质Fe；b是铁元素+2价氧化物，b是FeO；c是铁元素+3价氧化物，c是Fe2O3；d是+2价铁盐；e是+3价铁盐；f是+6价铁盐，是高铁酸盐；g是+2价铁的氢氧化物，g是Fe(OH)2；h是+3价铁的氢氧化物，h是Fe(OH)3。 【详解】A．FeO、Fe2O3都能与盐酸反应生成盐和水，均为碱性氧化物，故A正确；     B．d是+2价铁盐，若d为氯盐，d是FeCl2，Fe2+、Cl-都能被高锰酸钾氧化，所以不能用酸性高锰酸钾溶液检验，故B错误； C．f是高铁酸盐，具有强氧化性，氧化消毒的同时被还原生成Fe3+，Fe3+生成的Fe(OH)3具有净水作用，是新型的绿色净水剂，故C正确； D．g是Fe(OH)2，在空气中灼烧能被氧气氧化为Fe2O3，故D正确； 选B。 7．C 【详解】A．铜能在氯气中燃烧发生化合反应生成氯化铜，故A不符合题意； B．氯化铁溶液能与铁发生化合反应生成氯化亚铁，故B不符合题意； C．氧化亚铁不能与水反应，所以氢氧化亚铁不能用化合反应制得，故C符合题意； D．氢氧化亚铁能与氧气、水发生化合反应生成氢氧化铁，故D不符合题意； 故选C。 8．D 【详解】Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，Fe与氯气点燃条件下生成氯化铁，氯气与氢气点燃生成氯化氢，次氯酸在光照条件下分解生成氯化氢，即4个反应均可以一步完成，故答案为：D。 9．D 【详解】A．与碱石灰也能反应，故不能除杂，A错误； B．与NaOH溶液反应会生成碳酸钠，带入新的杂质，B错误； C．溶液能将氧化，不能除杂，C错误； D．Al 与NaOH溶液要反应，而Mg不反应，可以用NaOH溶液除掉Mg中的Al，D正确； 答案选D。 10．B 【详解】A．小苏打是碳酸氢钠，碳酸氢根离子是弱酸酸式酸根离子，不能拆成离子，正确的离子方程式为+H+=H2O+CO2↑，A错误； B．酸式盐和碱反应，量少的全部反应，反应的离子方程式为Ca2++OH-+=CaCO3↓+H2O，B正确； C．氧化铝与氢氧化钠溶液反应，生成四羟基铝酸钠和水，C错误； D．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O，D错误； 本题选B。 11．C 【分析】 易拉罐的主要成分为Al，含有少量的不溶于碱的杂质，可选择浓NaOH溶解，得到偏铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质，滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]-水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾，据此分析回答问题。 【详解】 A．根据题目流程可得出，碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，故“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，A正确； B．由分析可知，“沉铝”之后所得滤液中主要含有阳离子为Na+，故可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子，B正确； C．浓硫酸稀释时需要酸入水，并用玻璃棒不断搅拌，故用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C错误； D．由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确； 故答案为：C。 12．B 【详解】A．氯气与水反应为可逆反应，不能进行到底，标准状况下，11.2LCl2通入水中，溶液中氯离子数小于0.5NA，故A错误； B．3Fe+4H2OFe3O4+4H2，有3mol铁反应时转移8mol电子，则0.6molFe与水蒸气在高温条件下完全反应，转移电子数为，故B正确； C．1个和含有的中子数不同，和比例未知，无法确定和混合气体中含有的中子数，故C错误； D．在溶液中完全电离为Na+、H+、SO，的溶液中，含有的离子总数大于，故D错误。 答案选B。 13．C 【详解】A．和HCl均能与饱和溶液反应而被吸收，故A错误； B．氯化铁能被铁还原为氯化亚铁，故B错误； C． 溶液能吸收足量反应生成溶液，故C正确； D．与均能与足量的盐酸反应而溶解，故D错误。 综上所述，答案为C。 14．(1)SiO2 (2) (3)KSCN 【详解】（1）硫铁矿(主要含FeS2、SiO2等)在空气中焙烧生成Fe2O3和SO2，加硫酸酸浸，Fe2O3溶于酸生成硫酸铁，SiO2不溶于酸，过滤得到的滤渣为SiO2； （2）“酸浸”时Fe2O3溶于酸生成硫酸铁，发生的主要反应的离子方程式为； （3）加入硫铁矿还原Fe3+，证明“还原”后所得溶液中不含有Fe3+，用KSCN溶液，实验方法是：取少许晶体置于试管中，加少量水溶解，滴加KSCN溶液，若无明显现象，则不含有Fe3+。 15．(1)密度小、强度大、既耐高温又耐低温等 (2)嫦娥四号探测器使用记忆合金制作天线折叠起来装进探测器内，工作时只需加热升温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复设计形状 【解析】略 16．(1)2：3 (2)10.08L (3)5mol/L (4)1.25mol/L 【分析】由图像可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为0.35mol，溶液中溶质为Na2SO4；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当V(NaOH溶液)=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)2为0.15mol，Al(OH)3为0.35mol−0.15mol=0.2mol。 【详解】（1）由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以镁和铝的质量之比为：0.15mol×24g/mol：0.2mol×27g/mol=2：3，故答案为：2：3； （2）由A中可知，n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n(H2)=0.45mol，故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L，故答案为：10.08L； （3）由200∼240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，氢氧化钠的浓度为：=5mol/L，故答案为：5mol/L； （4）沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的倍，所以n(Na2SO4)=×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为：=1.25mol/L，故答案为：1.25mol/L； 17．(1)Al2O3＋2OH-=2＋H2O (2)NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3 (3)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O (4) Na2O2 Na2CO3 NaOH(或NaCl) NaHCO3 (5) Na2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2NaOH(或Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O)(答案合理即可) Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 【解析】（1） 铝土矿的主要成分为Al2O3，为两性氧化物，与氢氧化钠反应离子方程式为：Al2O3＋2OH-=2＋H2O； （2） 为保证把偏铝酸钠溶液种的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量二氧化碳气体，发生的化学反应为：NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3； （3） 铝土矿的主要成分为Al2O3，为两性氧化物，即可与氢氧化钠反应又可与盐酸反应，故若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O； （4） 根据A为金属，B为淡黄色固体粉末，可知A为Na，B为Na2O2，前后联系，可知D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种，由Na2O2的性质可知，C必为Na2CO3,则F为NaHCO3，由Na2CO3→E可知，E为NaOH或NaCl，由D→C知，E为NaOH时，D只能为Na2O；当E为NaCl时，D可以为Na2O或NaOH； （5） 根据小问（4）可知，C为Na2CO3、E为NaOH或NaCl，故 C→E 反应方程式为：Na2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2NaOH(或Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O)(答案合理即可)；F为NaHCO3，故C→F反应方程式为：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3；F→C反应方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 18．(1) 单质 Fe(OH)3 (2) ③⑤ 氧化 ② (3) 【详解】（1）由二维图可知①为单质，②为Fe(OH)3，故答案为：单质；Fe(OH)3； （2）从物质类别上看，FeCl3属于盐，可与③⑤分别发生反应：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl；FeCl3+3AgNO3=3AgCl↓+Fe(NO3)3；从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可与具有还原性的Fe发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：盐；③⑤；氧化；②； （3）由方程式Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2，用双线桥表示为： 。 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 $$