第三章 铁 金属材料 测试题 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 测试题 一、选择题 1．下列实验中“推理或结论”与“实验操作及现象”不相符合的一组是 选项 实验操作及现象 推理或结论 A 收集一试管生成的气体，靠近酒精灯点燃，听到爆鸣声 验证铁与水蒸气反应产生氢气 B 将点燃的伸入充满的集气瓶中，安静地燃烧，产生苍白色火焰 验证能支持燃烧 C 置于空气中，表面迅速变暗 常温下易与氧气反应 D 将未打磨的铝片放入NaOH溶液中，开始没有明显现象 铝不能和溶液反应 A．A B．B C．C D．D 2．下列叙述正确的是 A．和均可与冷水剧烈反应 B．和均可使品红溶液永久褪色 C．盐酸和溶液均可与反应生成 D．浓硝酸和稀硝酸均可与反应生成 3．下列说法正确的是 A．燃烧一定伴有发光现象且一定要有氧气参加 B．氯气溶于水能杀菌、消毒是由于氯气具有漂白性 C．灼烧金属钠时，一定要在干燥的坩埚中进行 D．铁在空气中较铝更易生锈是由于铝的活泼性较铁差 4．氨在常温条件下可与氯气发生反应：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，当有0.8mol氨参与反应生成0.6mol氯化铵时，下列说法中正确的是 A．得到2.8g氮气 B．反应中转移4.8mol电子 C．氨是氧化剂 D．0.8mol氨被氧化 5．下列物质的性质与用途不具有对应关系的是 A．单质铝能导电，可用于制作导线 B．NaOH有碱性，可用于治疗胃酸过多 C．镁铝合金密度小，强度高，可用于制造飞机和宇宙飞船 D．Fe3O4具有磁性，可用于制造录音磁带和电讯器材 6．下列关于金属冶炼的说法中，正确的是 A．金属冶炼的本质是将化合态的金属元素还原为金属单质的过程 B．锈蚀后的铁制品没有回收冶炼价值 C．像钾、钠等活泼金属可以通过热分解法来冶炼 D．金属的冶炼方法与金属离子的氧化性无关 7．铝在空气中能稳定存在的原因是 A．铝的熔点比较小 B．铝的化学性质不活泼 C．铝的金属性比镁弱 D．铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜 8．向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2mol·L-1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示。下列判断正确的是 A．原NaOH溶液的浓度为0.1mol·L-1 B．通入CO2的体积为448mL C．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3 D．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3) =2∶1 9．下列物质中，能通过化学氧化法去除石油开采过程中伴生的的是 A．氨水 B．双氧水 C．溶液 D．NaOH溶液 10．下列转化过程只能通过化合反应实现的有 ① ② ③④ ⑤ A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 11．下列说法正确的是 A．H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O2 B．金属钠着火时，可用水来灭火 C．Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe D．观察钾及其化合物的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃 12．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．与足量水反应，转移的电子数目为 B．与足量水蒸气在高温条件下反应，失去的电子数目为 C．标准状况下，含有的原子数为 D．常温常压下，等质量的和所含原子数均为 13．溶液中若含有等杂质，欲除去杂质，可加入 A．锌粉 B．镁粉 C．铁粉 D．铝粉 14．下列物质的俗名与化学式对应正确的是 A．铁红—FeO B．食盐—NaCl C．苏打— D．生石灰— 15．下列实验操作、对应的现象、解释或结论都正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 过量的Fe粉中加入稀HNO3溶液，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ B 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸 试纸变红色，且不褪色 体现出浓硝酸具有酸性 C 将CO2通入饱和Na2CO3溶液 产生白色沉淀 白色沉淀为NaHCO3 D 向铜与浓硫酸反应后的试管中慢慢加入水 溶液为蓝色 说明铜与浓硫酸反应生成了CuSO4 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、，另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入 (填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2+转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2，经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1，则每升溶液中至少应加入 molKMnO4。 17．检验Fe3+溶液中的Fe2+，可选用的试剂是 。向FeCl3和KSCN混合溶液中加铜粉，现象是： 。 18．回答下列问题 (1)在Al2(SO4)3溶液中SO的质量m克，则该溶液中Al2(SO4)3的的物质的量为 mol，Al3+的物质的量为 mol。 (2)在标准状况下，4.8 g甲烷(CH4)所占的体积为 L，在标准状况下CH4密度 g/L(保留两位有效数字)，同温同压下，质量相等的CH4和H2S体积之比为 。 (3)已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中含CO g，混合气体的平均摩尔质量为 (4)9.2 g金属钠与足量水反应()，生成的氢氧化钠的物质的量为 mol，生成H2在标准状况的体积为 L。 (5)实验室可将氧气通过高压放电制取臭氧：将8 LO2通过放电后，恢复到原状况得到混合气体6.5 L，其中O3的体积为 L，6.5 L混合气体的平均相对分子量为 (保留小数点后一位) 19．铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL 5.0mol·L-1FeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g。已知先发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2、后发生 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。求： (1)原固体混合物中铜的质量是 g。 (2)反应后溶液中n(Fe2+)+ n(Cu2+) mol。 20．用C、Mg和Al组成的混合物进行如下图所示实验。填写下列空白。 (1)气体X为 ，固体Z为 。 (2)滤液Y中除H+外，还含有的阳离子为 与 ；其中镁和稀硫酸反应的化学方程式为 。 (3)滤液N中除Na2SO4和NaOH外，还含有的溶质为 (填化学式)；生成该物质的离子方程式为： 。 (4)生成固体M的离子方程式为： 。 21．已知A、B、C均为含铁化合物，请根据以下四种物质的转化过程回答相关问题： FeABC （1）反应①、③中属于氧化还原反应的是 （填序号）。 （2）向B的溶液中滴入几滴KSCN溶液后，可观察到的现象是 。 （3）反应②的离子方程式为 。 22．某兴趣小组为测定某含FeO和Fe2O3样品(粉末状，杂质中不含铁元素，且杂质不与硫酸反应)中铁元素的总含量，设计如下实验。 ①取a g样品溶于足量的稀硫酸中，过滤，得滤液1。 ②向滤液1中通入足量Cl2后加热煮沸一段时间，再将煮沸后的溶液稀释至500mL。 ③取出25mL稀释后的溶液，向其滴入0.5mol•L﹣1的KI溶液，当消耗25mL KI溶液时，溶液中的Fe3+恰好全部被还原成Fe2+。 (1)加入稀硫酸的作用是 ，滤液1中含有的金属阳离子是 (填离子符号)。 (2)通入Cl2的目的是 ，步骤③发生反应的离子方程式为 ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)上述实验测得样品中铁元素的质量分数为 (用含a的代数式表示)。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．Fe与水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，则试管中收集到的气体为氢气，点燃会听到爆鸣声，A相符； B．能在中燃烧生成HCl，产生苍白色火焰，瓶口有白雾，能验证 Cl2 能支持 H2燃烧，B相符； C．常温下钠与氧气化合生成氧化钠，因此新切开的Na表面在空气中很快变暗，C相符； D．金属铝性质活泼，在空气中被氧气氧化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝和氢氧化钠反应时没有现象，D不相符； 故选D。 2．C 解析：A．铝和冷水不能剧烈反应，A错误； B．SO2不能使品红溶液永久褪色，加热后褪色的品红又恢复原色，B错误； C．盐酸和铝生成氯化铝和氢气，NaOH溶液可与Al反应生成H2和偏铝酸钠，C正确； D．稀硝酸可与Cu反应生成一氧化氮而不是NO2，D错误； 故选C。 3．C 解析：A．燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，所以燃烧一定伴有发光现象， 燃烧不一定要有氧气参加，如氢气在氯气中燃烧，产生苍白色火焰，生成氯化氢气体，A错误； B．氯气溶于水生成HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，B错误； C．灼烧金属钠时，温度较高，一定要在干燥的坩埚中进行，C正确； D．由金属活动性顺序知Al比Fe活泼，Al易与空气中的O2反应，在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部铝不再被腐蚀，因此铁易生锈，而铝在空气中较稳定，D错误； 故选：C。 4．A 解析：A．由方程式8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可知，当有0.8mol氨参与反应生成0.6mol氯化铵时，同时生成0.1mol氮气，质量为2.8g，故A正确； B．该反应中N元素由-3价上升到0价，0.8mol氨参与反应时生成0.1mol氮气，转移0.6mol电子，故B错误； C．该反应中N元素由-3价上升到0价，氨是还原剂，故C错误； D．0.8mol氨气参与反应时生成0.1mol氮气和0.6mol氯化铵，0.2mol氨被氧化，故D错误； 故选A。 5．B 解析：A．导线材料需要有良好的导电能力，单质铝的导电性质对应用途，故A不选。 B．氢氧化钠属于强碱，具有强腐蚀性，服用氢氧化钠会造成食管和胃大面积烧灼，因此不可以用于治疗胃酸过多，故B选。 C．制造飞机和宇宙飞船的材料具有强度高，耐高温，耐腐蚀，密度小等特点，镁铝合金性质符合，故C不选。 D．录音磁带需要磁性材料作为信息的载体，因此Fe3O4具有磁性的性质符合，故D不选。 故答案为：B。 6．A 解析：A．金属冶炼的本质将金属阳离子变为金属单质即将化合态的金属元素还原为金属单质的过程，故A正确； B．锈蚀后的铁制品也可以将化合态的金属元素变为单质，因此有回收冶炼价值，故B错误； C．像钾、钠等活泼金属可以通过电解法来冶炼，故C错误； D．金属的冶炼方法与金属离子的氧化性有关，金属离子氧化性越强，其冶炼方法越简单，比如氧化银采用热分解法，金属离子氧化性越弱，其冶炼方法越难，比如电解熔融氯化钠得到钠，故D错误。 综上所述，答案为A。 7．D 解析：铝的化学性质活泼，金属铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止了铝进一步氧化，使铝在空气中能够稳定存在，故选D。 8．D 【分析】加入盐酸体积为25mL-100mL时有气体产生，发生的离子反应为，加入盐酸体积为0-25mL时，发生的离子方程式为：，溶液中溶质的成分为Na2CO3和NaHCO3，物质的量之比为1:2。 解析：A．加入盐酸体积100mL时，溶质的成分为NaCl，根据元素守恒，，氢氧化钠溶液的浓度为，A错误； B．没有指明标准状况，无法计算CO2的体积，B错误； C．溶液中溶质的成分为Na2CO3和NaHCO3，C错误； D．根据分析，溶液中溶质的成分为NaHCO3和Na2CO3，物质的量之比为2:1，D正确； 故选D。 9．B 解析：A．氨水中的一水合氨可以和硫化氢反应生成硫化铵，该反应不是氧化还原反应，A错误； B．双氧水可以将硫化氢中-2价硫氧化为单质硫，从而出去硫化氢，B正确； C．硫化氢可以和硫化氢反应生成氢氧化亚铁沉淀，该反应不是氧化还原反应，C错误； D．氢氧化钠可以和硫化氢反应生成硫化钠和水，该反应不是氧化还原反应，D错误； 故选B。 10．A 解析：①，可以有如下反应：置换反应和化合反应等； ②，可以有：化合反应和复分解反应等； ③，可以有：化合反应和置换反应等， ④，只能有反应：化合反应； ⑤，可以有：化合反应，和置换反应等，故选A。 11．D 解析：A．H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2O和O2，故A错误； B．金属钠能和水反应，用水来灭火会烧得更旺，应用沙子灭火，故B错误； C．过量氯化铁溶液与Mg反应生成氯化镁、氯化亚铁，没有Fe生成，故C错误； D．钾的焰色反应的观察需要透过蓝色钴玻璃滤去黄光，避免钠的焰色对钾的焰色的干扰，故D正确； 故选D。 12．A 解析：A．的物质的量是0.1mol，与足量水反应中既是氧化剂也是还原剂，转移的电子数目为，A正确； B．与足量水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁，失去的电子数目为，B错误； C．标准状况下水不是气态，的物质的量不是0.5mol，含有的原子数不是，C错误； D．和的相对分子质量均是44，且均含有3个原子，所以常温常压下，等质量的和所含原子数相等，但不一定均为，D错误； 答案选A。 13．C 解析：；因此可向溶液中加入足量铁粉，充分反应后过滤，从而除去杂质，故答案为：C。 14．B 解析：A．铁红是Fe2O3，不是FeO，A选项错误； B．食盐主要成分是NaCl，B选项正确； C．苏打是，是小苏打，C选项错误； D．生石灰是CaO，是熟石灰，D选项错误； 答案选B。 15．C 解析：A．硝酸与Fe反应生成硝酸铁，过量的Fe与硝酸铁反应生成硝酸亚铁，充分反应后，滴入KSCN溶液，无现象，故A错误； B．浓硝酸具有酸性和强氧化性，浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上，试纸变红色然后褪色，均合理，故B错误； C．将CO2通入饱和Na2CO3溶液生成白色沉淀为NaHCO3；故C正确； D．Cu与浓硫酸反应后，仍然剩余有大量的硫酸，所以不能将水直接倒入试管中，故D错误； 故答案选C。 二、填空题 16． Na2CO3 0.003 解析：“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO，另含有Fe2+、Cu2+等杂质，因为Na2CO3为强碱弱酸盐，先加入Na2CO3调节溶液的pH至5.4，使溶液的酸性减弱，然后加入适量KMnO4，Fe2+转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2，在KMnO4中锰元素的化合价降低，该反应中作为氧化剂，反应的离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O=MnO2+3Fe(OH)3↓+5H+。经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1，即1L溶液中亚铁离子的物质的量是0.009mol，则依据方程式可知消耗高锰酸钾是0.003mol，所以每升溶液中至少应加入0.003molKMnO4。 17． 酸性高锰酸钾溶液 溶液红色变浅 解析：Fe2+可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为Fe3+，使高锰酸钾溶液褪色，则检验Fe3+溶液中的Fe2+，可选用的试剂是酸性高锰酸钾溶液。铁离子遇到KSCN溶液变红，则向FeCl3和KSCN混合溶液中加铜粉，铜和铁离子反应生成铜离子和亚铁离子，铁离子浓度变小，故现象为溶液红色变浅。 18．(1) (2) 6.72 0.71 17：8 (3) 2.8 40 g/mol (4) 0.4 4.48 (5) 3.0 L 39.4 解析：（1）m g SO的物质的量为n(SO)=，根据电解质Al2(SO4)3电离方程式：Al2(SO4)3=2Al3++3SO，可知电离产生的SO与电解质化学式关系可知n[Al2(SO4)3]=n(SO)=×=； 根据电解质电离方程式可知n(Al3+)=×=； （2）4.8 g CH4的物质的量n(CH4)=，则该气体在标准状况下的体积V(CH4)=0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L； 在标准状况下CH4密度ρ=； 质量相等的CH4和H2S的物质的量的比n(CH4)：n(H2S)=：=17：8。由于在同温同压下，气体摩尔体积相同，两种气体的体积之比为V(CH4)：V(H2S)= n(CH4)：n(H2S)= 17：8； （3）标准状况下气体体积为8.96 L，则气体的物质的量n=，假设混合气体中CO、CO2的物质的量分别是x mol、y mol，根据题意可得x+y=0.4 mol，28x+44y=16.0 g，解得x=0.1 mol，y=0.3 mol，则该混合气体中含CO的质量m(CO)=0.1 mol×28 g/mol=2.8 g；混合气体的平均摩尔质量M=； （4）9.2 g Na的物质的量n(Na)=，根据反应方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑中物质反应转化关系可知反应产生NaOH的物质的量n(NaOH)=0.4 mol，反应产生H2的物质的量n(H2)=0.2 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L； （5）根据反应方程式可知：每有3 LO2发生反应会产生2 LO3，反应后气体体积减小1 L，现在8 LO2反应后气体体积变为6.5 L，减少了△V=8 L-6.5 L=1.5 L，则反应产生O3的体积为V(O3)=2×1.5 L=3.0 L；在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，由于反应前后气体的质量不变，则反应后混合气体的平均相对分子质量M=。 19．4g 0.75mol 【分析】铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是：5.0mol/L×0.1L=0.5mol， 设0.5mol铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为m1、m2，则： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+， Fe+2Fe3+=3Fe2+ 64g 2mol 56g 2mol m1 0.5mol m2 0.5mol m1==16g，m2==14g， 溶解的金属质量为：18g−2.8g=15.2g，14g<15.2g<16g， 则铁完全反应、铜部分反应，且Fe3+完全反应，剩余的金属为Cu。 解析：(1)设反应消耗铜的物质的量为n1，反应的铁的物质的量为n2， 则：①64n1+56n2=15.2g ②n1+n2=n(Fe3+)=0.25mol， 解得：n1=0.15mol、n2=0.1mol， 属于原固体混合物中铜的质量是：m(Cu)=n1×M+2.8g=0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g， (2)根据反应方程式可知反应后溶液中：n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol， 反应后溶液中铜离子的物质的量为n(Cu2+)=n(Cu)=0.15mol， 则反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.6mol+0.15mol=0.75mol， 故答案为0.75mol。 20．(1) H2 C (2) Mg2+ Al3+ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑； (3) Na[Al(OH)4] Al3++4OH-=[Al(OH)4]- (4)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 【分析】C与稀硫酸不发生反应，故固体Z为C，Mg、Al为活泼金属，能与非氧化性酸反应置换出H2，并生成相应的盐，故气体X为H2，滤液Y中溶质为H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3；加入过量的NaOH溶液后，生成可溶性的Na[Al(OH)4]和Na2SO4以及难溶物Mg(OH)2，由此分析作答。 解析：（1）由上述分析可知，气体X为H2；固体Z为C；故答案为H2；C； （2）由上述分析可知，滤液Y中还含有的阳离子为Mg2+、Al3+；其中镁和稀硫酸的反应的方程式为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；故答案为Mg2+；Al3+；Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑； （3）由上述分析可知，滤液N中还含有的溶质为Na[Al(OH)4]；生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为：Al3++4OH-=[Al(OH)4]-；故答案为Na[Al(OH)4]；Al3++4OH-=[Al(OH)4]-； （4）固体M为Mg(OH)2，生成Mg(OH)2的离子方程式为：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；故答案为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。 21． ① 溶液呈血红色 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ 【分析】根据铁的化学性质及图中的转化过程分析知，A为氯化亚铁，B为氯化铁，C为氢氧化铁，据此分析解答；根据铁离子的检验方法分析实验现象；根据氯气的氧化性书写相关反应的离子方程式。 解析：（1）反应①为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，属于置换反应，是氧化还原反应，③是氯化铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，属于复分解反应，是非氧化还原反应，故答案为：①； （2）B为氯化铁溶液，铁离子遇到KSCN形成血红色溶液，故答案为：溶液呈血红色； （3）反应②是氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故答案为：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。 22． 溶解样品中的FeO和Fe2O3，使其与杂质分离 Fe2+、Fe3+ 将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+ 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 1:1 【分析】根据实验目的及实验步骤分析，将样品溶于足量的稀硫酸中，反应生成硫酸亚铁和硫酸铁，此时滤液1中溶质为硫酸亚铁和硫酸铁，通入足量氯气后，Fe2+全部被氧化为Fe3+,煮沸溶液除去过量的Cl2，将稀释后的溶液用0.5mol•L﹣1的KI溶液滴定，离子方程式为：，据此分析解答。 解析：(1)加入稀硫酸，FeO和Fe2O3溶于稀硫酸，可与杂质分离，以达到与不溶性杂质分离的目的；滤液1中含有铁离子、亚铁离子，故答案为：溶解样品中的FeO和Fe2O3，使其与杂质分离；Fe2+、Fe3+； (2)通入氯气，可将Fe2+氧化成Fe3+；步骤③涉及铁离子与碘离子的反应，生成碘和亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2；反应中Fe3+为氧化剂，I-为还原剂，物质的量之比为：1:1；故答案为：将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+；2Fe3++2I-=2Fe2++I2；1:1； (3)取出25mL稀释后的溶液，加入KI发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，n（KI）=0.5mol/L×0.025L=0.0125mol，则ag样品中含有Fe的物质的量为0.0125mol×=0.25mol，铁的质量分数为，故答案为：。 学科网（北京）股份有限公司 $$