第三章 铁 金属材料（章末检测卷）-【高效学习】2024-2025学年高一化学热点题型归纳与分阶培优练（人教版2019必修第一册）

第三章 铁 金属材料（章末检测卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第I卷（选择题 共48分） 一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．“中国制造”、“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法正确的是 A．钢是纯净物，生铁是合金 B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C．生铁的熔点比纯铁高 D．生锈的钢铁制品没有回收价值 2．实验室制备Al(OH)3最好用 A．Al2O3和稀盐酸 B．Al2O3和水 C．Al2(SO4)3和水 D．AlCl3和氨水 3．下列说法正确的是 A．Fe2O3、Fe3O4都是黑色固体 B．Fe2O3是碱性氧化物，和水反应可制备Fe(OH)3 C．磁铁矿的主要成分是Fe3O4 D．铁在氧气中燃烧生成Fe2O3 4．下列关于金属铁及其化合物的说法错误的是 A．能与反应生成，故钢瓶不能用于保存液氯 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，可用于印刷电路板 C．在空气中较难保存 D．用溶液检验是否变质 5．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是 ①NaHCO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④Na2CO3     ⑤NaHSO4 A．②③④ B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 6．铜是人类最早发现并开始使用的金属之一，有同学设计了两种制备铜的方案。下列说法错误的是 方案一：FeH2Cu 方案二：CuOCuSO4Cu A．②和③的基本反应类型不同 B．由反应④可知，金属活动性： C．①和④的Fe均可换为Ag D．相比方案一，方案二更节约能源、操作更安全 7．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X只能是稀硫酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 8．下列关于铝的叙述中，不正确的是 A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．常温下，铝能与溶液发生置换反应 C．铝是一种比较活泼的金属 D．在化学反应中，铝容易失去电子，常作还原剂 9．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 10．下列关于研究性质的基本程序中排列正确的是 a．观察的颜色、状态     b．设计并进行实验，观察实验现象 c．解释现象、得出结论     d．预测的性质 A．abcd B．adbc C．dbac D．dacb 11．下列物质的转化在给定条件下能实现的是 A．Al2O3Al(OH)3 B．FeFe2O3FeCl3(aq) C．AlAl2O3Al(OH)3 D．饱和食盐水NaHCO3 12．金属钴(Co)的金属活动性与铁相近，钴的化合物相关性质如下，下列判断合理的是 物质 在水中的溶解性等 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体 A．Co能从溶液中置换出Mg B．能与盐酸反应得到粉红色溶液 C．能与盐酸反应生成 D．可由Co与溶液反应制得 13．氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是 A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂 C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子 14．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是    A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 15．工业废水中常含有FeSO4、CuSO4，为防止污染并进行废物利用，现利用以下流程回收FeSO4和Cu。 下列说法错误的是 A．操作Ⅰ是过滤 B．试剂B的化学式是CuSO4 C．固体X的成分是Fe、Cu D．操作Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 16．现有的混合溶液250mL，向其中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。则混合液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 第II卷（非选择题 共52分） 二、非选择题：本题共4个小题，共52分。 17．（10分）利用铁元素“价–类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，请据此图回答问题： (1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。 (2)从物质类别和元素价态视角，下列说法中不正确的是___________。 A．具有强氧化性，可以用作水体消毒剂 B．在空气中受热能迅速被氧化成 C．保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质 D．过量的铁粉在氯气中燃烧可以实现的转化 (3)通过置换反应可以转化成，请写出该化学方程式 。 (4)电子工业常用的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，从而制造印刷电路板，写出此过程的离子方程式 。某研究人员向上述印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，准备过滤并收集滤渣。此时，滤渣的成分不可能是 。 A．只有        B．有和        C．只有 18．（12分）某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为 。 (2)“操作a”的名称为 ，用到的玻璃仪器有玻璃棒、 。 (3)“氧化”时发生的离子方程式是 。 (4)“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为 。 (5)100 g含Al2O3 51%的废渣“碱溶”时理论上需 mL 5mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应。 19．（15分）实验室以锈蚀程度较大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程可简要表示如下： 试回答下列问题： (1)“酸溶”过程中发生主要反应有3个(用离子方程式表示) ： ① ② ③ (2)“氧化”过程可在如下图所示装置中进行。 ①装置C的作用是 。 ②装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为 。 ③为使Cl2能充分发生反应，除在B中使用多孔球泡和搅拌外，实验中可采取的措施是 。 (3)某实验小组欲检测FeCl3·6H2O晶体中是否含FeCl2，设计如下方案：取样溶解，加NaOH溶液，若产生的沉淀由白色迅速转化为灰绿色最终转化为红褐色，则含FeCl2请判断该方案是否可行 ，并说明理由 。 20．（15分）为探索工业含铝、铁、铜合金(其余成分与酸碱都不反应)废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如下： (1)滤渣B中含有 (填化学式，下同)；试剂Z为 (填化学式)。 (2)写出生成沉淀 C 的离子方程式 。 (3)写出合金与NaOH溶液反应的离子方程式 。 (4)如何检验滤液D中含有的阳离子(试剂自选)： ，若要从滤液 D 得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤： 、冷却结晶、 、洗涤、自然干燥。 (5)试剂Y是H2O2溶液，写出生成硫酸铜溶液的化学方程式 。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 铁 金属材料（章末检测卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第I卷（选择题 共48分） 一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．“中国制造”、“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法正确的是 A．钢是纯净物，生铁是合金 B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C．生铁的熔点比纯铁高 D．生锈的钢铁制品没有回收价值 【答案】B 【详解】A．钢和生铁都是铁的合金，都属于混合物，A不符合题意； B．铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，故钢铁在潮湿的空气中容易生锈，B符合题意； C．生铁是铁的合金，合金比组成它的纯金属的熔点低，故生铁的熔点比纯铁低，C不符合题意； D．生锈的钢铁，可以回收利用，D不符合题意； 故选B。 2．实验室制备Al(OH)3最好用 A．Al2O3和稀盐酸 B．Al2O3和水 C．Al2(SO4)3和水 D．AlCl3和氨水 【答案】D 【详解】A．反应生成氯化铝和水，不能制取氢氧化铝，A错误； B．氧化铝不溶于水，不能用氧化铝和水反应来获得氢氧化铝，B错误； C．硫酸铝和水不反应，不能用来获得氢氧化铝，C错误； D．氯化铝可以和弱碱氨水反应生成氢氧化铝和氯化铵，可以制得氢氧化铝，D正确； 故选D。 3．下列说法正确的是 A．Fe2O3、Fe3O4都是黑色固体 B．Fe2O3是碱性氧化物，和水反应可制备Fe(OH)3 C．磁铁矿的主要成分是Fe3O4 D．铁在氧气中燃烧生成Fe2O3 【答案】C 【详解】A．氧化铁为红色固体，A错误； B．Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误； C．磁铁矿具有磁性，主要成分是Fe3O4，C正确； D．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，D错误； 故选C。 4．下列关于金属铁及其化合物的说法错误的是 A．能与反应生成，故钢瓶不能用于保存液氯 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，可用于印刷电路板 C．在空气中较难保存 D．用溶液检验是否变质 【答案】A 【详解】A．常温下Fe与干燥氯气不反应，则可用钢瓶储运液氯，A错误； B．三价铁离子能够氧化铜生成铜离子和二价铁离子，所以可以用于印刷电路板的制作，B正确； C．具有还原性，在空气中易被氧气氧化为Fe(OH)3，较难保存，C正确； D．FeSO4易被氧化为硫酸铁从而发生变质，铁离子和KSCN反应生成红色的Fe(SCN)3，故可用溶液检验是否变质，D正确； 故选A。 5．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是 ①NaHCO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④Na2CO3     ⑤NaHSO4 A．②③④ B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 【答案】B 【详解】碳酸氢钠中的碳酸氢根可以和稀硫酸反应生成水和二氧化碳也可以和氢氧化钠反应生成碳酸根； 氧化铝为两性氧化物，既可以和稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应； 氢氧化铝为两性氢氧化物，既可以和稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应； 碳酸钠只与稀硫酸发生反应； 硫酸氢钠只和氢氧化钠发生反应； 5种物质中①②③符合题意，故选择B。 6．铜是人类最早发现并开始使用的金属之一，有同学设计了两种制备铜的方案。下列说法错误的是 方案一：FeH2Cu 方案二：CuOCuSO4Cu A．②和③的基本反应类型不同 B．由反应④可知，金属活动性： C．①和④的Fe均可换为Ag D．相比方案一，方案二更节约能源、操作更安全 【答案】C 【详解】A．②是置换反应，③是复分解反应，两者反应类型不同，A选项正确； B．反应④中Fe把Cu置换出来，说明金属活动性，B选项正确； C．反应①，若是换成银，银不能与稀硫酸反应，不能置换出氢气；反应④，若是换成银，银的金属活动性弱于Cu，不能置换出Cu；C选项错误； D．相比方案一，方案二无需加热条件，且没有氢气这种易燃气体产生，更节约能源、操作更安全，D选项正确； 故选C。 7．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．X只能是稀硫酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 【答案】D 【分析】利用稀硫酸和铁反应生成氢气，生成的氢气排除装置内的空气，验纯后关闭止水夹a，一段时间后，蒸馏烧瓶中压强增大，将液体压入到抽滤瓶中，抽滤瓶中观察到有白色沉淀生成。 【详解】A．Fe与稀H2SO4、稀盐酸均生成Fe2+，A错误； B．实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，B错误； C．根据B中分析，反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C错误； D．由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，D正确； 故选D。 8．下列关于铝的叙述中，不正确的是 A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．常温下，铝能与溶液发生置换反应 C．铝是一种比较活泼的金属 D．在化学反应中，铝容易失去电子，常作还原剂 【答案】B 【详解】A．地壳中的元素含量前三位是O、Si、Al，Al是地壳中含量最多的金属元素，故A正确； B．铝的活泼性小于Na，常温下铝无法与NaCl溶液发生置换反应，故B错误； C．Al的最外层电子较少，较容易失电子，是一种比较活泼的金属，故C正确； D．铝的活泼性较强，在化学反应中铝容易失去电子被氧化，作还原剂，故D正确； 答案选B。 9．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 【答案】A 【详解】铁粉和氧化铁粉末加到稀硫酸中，反应后的溶液中无Fe3+，在此过程中发生的化学反应为：、、。反应后得到标准状况下1.12 L氢气的物质的量为0.05 mol，通过离子方程式计算出，在这一过程中消耗的铁粉的物质的量为0.05 mol，质量为，所以剩余的铁粉和氧化铁的质量为13.6g-2.8g=10.8 g。反应后，固体完全溶解且溶液中无Fe3+，表明和酸反应剩余的铁粉和Fe3+恰好完全反应，所以剩余的Fe和Fe3+的物质的量之比为1:2，Fe3+全部来自氧化铁，所以剩余的铁粉和氧化铁的物质的量之比为1∶1，设铁的物质的量为x mol，则，解得，所以氧化铁的物质的量为0.05 mol，铁粉的总物质的量为0.05+0.05=0.1 mol，原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1，答案选A。 10．下列关于研究性质的基本程序中排列正确的是 a．观察的颜色、状态     b．设计并进行实验，观察实验现象 c．解释现象、得出结论     d．预测的性质 A．abcd B．adbc C．dbac D．dacb 【答案】B 【详解】研究Fe3O4性质时，先观察Fe3O4的颜色、状态，然后预测Fe3O4的性质，再设计实验、观察实验现象，最后解释现象、得出结论，所以排列顺序是adbc，故选：B。 11．下列物质的转化在给定条件下能实现的是 A．Al2O3Al(OH)3 B．FeFe2O3FeCl3(aq) C．AlAl2O3Al(OH)3 D．饱和食盐水NaHCO3 【答案】D 【详解】A．Al2O3难溶于水，与H2O不反应，不能生成Al(OH)3，A不能实现； B．Fe在O2中点燃，生成Fe3O4，不生成Fe2O3，B不能实现； C．Al在O2中点燃，生成Al2O3，Al2O3与NaOH反应，不能生成Al(OH)3，C不能实现； D．饱和食盐水中先通入足量的NH3，再通入足量的CO2，生成NaHCO3沉淀等，D能实现； 故选D。 12．金属钴(Co)的金属活动性与铁相近，钴的化合物相关性质如下，下列判断合理的是 物质 在水中的溶解性等 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体 A．Co能从溶液中置换出Mg B．能与盐酸反应得到粉红色溶液 C．能与盐酸反应生成 D．可由Co与溶液反应制得 【答案】B 【详解】A．由金属钴的金属活动性与铁相近可知，钴的金属活动性弱于镁，不能与氯化镁溶液发生置换反应生成镁，故A错误； B．碱性氧化物氧化亚钴能与盐酸反应生成粉红色的氯化亚钴和水，故B正确； C．碳酸亚钴与盐酸反应生成氯化亚钴、二氧化碳和水，故C错误； D．由金属钴的金属活动性与铁相近可知，钴不能与氢氧化钠溶液反应，故D错误； 故选B。 13．氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是 A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂 C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子 【答案】B 【分析】过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑； 【详解】A．过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，氧元素化合价升高，产生的O2是氧化产物，故A正确； B．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑中铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，H2O是氧化剂，故B错误； C．过程I利用太阳能分解Fe3O4，将太阳能转变为化学能，故C正确； D．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑，氢元素化合价从+1降低至0价，每生成1分子氢气，转移2个电子，故D正确； 故选：B。 14．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是    A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 【答案】B 【详解】A．Fe在高温下可与水蒸气反应，方程式为，A错误； B．肥皂液用于检验生成的氢气，方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡，若有爆鸣声，说明生成了H2，B正确； C．湿棉花的作用主要是提供水蒸气，C错误； D．产物Fe3O4具有磁性，也可以被磁铁吸引，因此不能用磁铁分离，D错误； 故选B。 15．工业废水中常含有FeSO4、CuSO4，为防止污染并进行废物利用，现利用以下流程回收FeSO4和Cu。 下列说法错误的是 A．操作Ⅰ是过滤 B．试剂B的化学式是CuSO4 C．固体X的成分是Fe、Cu D．操作Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【答案】B 【分析】工业废水中含有FeSO4和CuSO4，向废水中加入足量的铁粉，发生反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，过滤，得到溶液Z为FeSO4溶液，固体X为Fe和Cu，向滤渣中加入过量试剂B即稀硫酸，发生反应：Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4，过滤，得到固体Y为铜，溶液Z为FeSO4溶液，两溶液Z合并，进行蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4•7H2O，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，操作Ⅰ均为分离固体与液体，该操作是过滤，A正确； B．由分析可知，试剂B的化学式是H2SO4，B错误； C．由分析可知，固体X的成分是Fe、Cu，C正确； D．由分析可知，操作Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D正确； 故答案为：B。 16．现有的混合溶液250mL，向其中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。则混合液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图像知，用于溶解氢氧化铝的氢氧化钠物质的量为，由铝元素守恒知，原溶液中含，由知，全部转化为时，消耗1.8molNaOH，故用于生成氢氧化铁的氢氧化钠的物质的量为，由，知原溶液中氯化铁的物质的量为0.4mol，故原溶液中氯化铁的物质的量浓度为，D项正确。 答案选D。 第II卷（非选择题 共52分） 二、非选择题：本题共4个小题，共52分。 17．（10分）利用铁元素“价–类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，请据此图回答问题： (1)属于 (填“碱性”“酸性”或“两性”)氧化物。 (2)从物质类别和元素价态视角，下列说法中不正确的是___________。 A．具有强氧化性，可以用作水体消毒剂 B．在空气中受热能迅速被氧化成 C．保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质 D．过量的铁粉在氯气中燃烧可以实现的转化 (3)通过置换反应可以转化成，请写出该化学方程式 。 (4)电子工业常用的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，从而制造印刷电路板，写出此过程的离子方程式 。某研究人员向上述印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，准备过滤并收集滤渣。此时，滤渣的成分不可能是 。 A．只有        B．有和        C．只有 【答案】(1)碱性 (2)D (3) (4) 【详解】（1）能与盐酸反应生成氯化铁和水，属于碱性氧化物。 （2）A．中铁元素显+6价，具有强氧化性，可以用作水体消毒剂，故A正确； B．具有还原性，在空气中受热能被氧气氧化成，故B正确； C．铁粉能还原氯化铁，保存溶液时加入少量还原性铁粉，以防止溶液变质，故C正确； D．过量的铁粉在氯气中燃烧生成FeCl3，故D错误； 答案选D。 （3）和水蒸气在高温条件下发生置换反应生成和氢气，反应的化学方程式为； （4）溶液和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为。向印刷电路板的废液中加入一定量铁粉，充分反应后，由于铁的还原性大于铜，实验滤渣的成分不可能是只有，选C。 18．（12分）某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为 。 (2)“操作a”的名称为 ，用到的玻璃仪器有玻璃棒、 。 (3)“氧化”时发生的离子方程式是 。 (4)“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为 。 (5)100 g含Al2O3 51%的废渣“碱溶”时理论上需 mL 5mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应。 【答案】(1)Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O (2) 过滤 烧杯、漏斗 (3)4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O (4)Fe3＋+3OH-=Fe(OH)3↓ (5)200 【分析】工厂废渣含有Fe3O4、Al2O3，向其中加入NaOH溶液，Al2O3反应产生可溶性Na[Al(OH)4]进入溶液，而Fe3O4不能反应，仍然以固体形式存在，然后过滤分离出Fe3O4，用硫酸溶解，反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3、H2O，向溶液中通入O2，可以将FeSO4氧化产生Fe2(SO4)3，然后向溶液中加入NaOH溶液，反应产生Fe(OH)3沉淀和Na2SO4，然后过滤分离得到生Fe(OH)3沉淀，经洗涤煅烧，Fe(OH)3分解产生Fe2O3。 【详解】（1）“酸溶”时Fe3O4与硫酸反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3、H2O，反应的化学方程式为：Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O； （2）根据流程可知：“操作a”是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，该操作的名称为过滤；用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗； （3）“氧化”时是在酸性条件下，FeSO4被O2氧化为Fe2(SO4)3，发生的离子方程式是4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O； （4）在“沉铁”步骤，是向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，二者反应产生Fe(OH)3沉淀和Na2SO4，发生反应的离子方程式为Fe3＋+3OH-=Fe(OH)3↓； （5）100 g含Al2O3 51%的废渣中含有Al2O3的质量是m(Al2O3)=100 g×51%=51 g，其物质的量n(Al2O3)==0.5 mol，则“碱溶”时会发生反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]，根据物质反应转化关系，可知0.5 mol Al2O3在理论上需反应消耗1 mol NaOH，需5 mol/LNaOH溶液的体积V(NaOH)==0.2 L=200 mL，这时才能恰好完全反应。 19．（15分）实验室以锈蚀程度较大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程可简要表示如下： 试回答下列问题： (1)“酸溶”过程中发生主要反应有3个(用离子方程式表示) ： ① ② ③ (2)“氧化”过程可在如下图所示装置中进行。 ①装置C的作用是 。 ②装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为 。 ③为使Cl2能充分发生反应，除在B中使用多孔球泡和搅拌外，实验中可采取的措施是 。 (3)某实验小组欲检测FeCl3·6H2O晶体中是否含FeCl2，设计如下方案：取样溶解，加NaOH溶液，若产生的沉淀由白色迅速转化为灰绿色最终转化为红褐色，则含FeCl2请判断该方案是否可行 ，并说明理由 。 【答案】(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑； Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； 2Fe3++Fe=3Fe2+ (2)吸收多余Cl2，防止污染环境 2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 控制(或减缓)Cl2的流速(或适当升高B中溶液温度) (3)不可行。因晶体中FeCl3·6H2O遇碱生成红褐色沉淀，干扰了对检验FeCl2现象的判断 【分析】根据流程图，以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程为：废铁屑中加入30%的盐酸，铁和氧化铁均溶解分别生成氯化亚铁和氯化铁，同时铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，过滤除去不溶性杂质，在滤液中通入氯气，将亚铁离子氧化生成铁离子，经过一系列操作得到FeCl3·6H2O晶体 浓盐酸和高锰酸钾生成氯气，氯气氧化亚铁离子为铁离子，尾气使用氢氧化钠溶液吸收； 【详解】（1）酸溶”过程中盐酸能够溶解铁和氧化铁分别生成氯化亚铁、氯化铁，生成的铁离子能够氧化铁生成氯化亚铁，发生主要反应有：①Fe+2H+=Fe2++H2↑；②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；③2Fe3++ Fe=3Fe2+； （2）①氯气有毒，尾气中的氯气不能直接排放，需要用氢氧化钠溶液吸收，故答案为：吸收氯气，防止污染空气； ②装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2，反应中锰化合价由+7变为+2、氯化合价由-1升高为0，结合电子守恒，离子方程式为2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 ③为使Cl2能在B装置中与FeCl2溶液充分发生反应，可以减慢氯气的通入速度，或者增大B中FeCl2溶液的浓度，故除在B中使用多孔球泡和搅拌外，实验中可采取的措施还有减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度、增大B中溶质的浓度、或适当升高B中溶液温度等； （3）溶液中铁离子和氢氧化钠生成红褐色氢氧化铁沉淀，掩盖了生成的白色氢氧化亚铁沉淀，故不可行。 20．（15分）为探索工业含铝、铁、铜合金(其余成分与酸碱都不反应)废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如下： (1)滤渣B中含有 (填化学式，下同)；试剂Z为 (填化学式)。 (2)写出生成沉淀 C 的离子方程式 。 (3)写出合金与NaOH溶液反应的离子方程式 。 (4)如何检验滤液D中含有的阳离子(试剂自选)： ，若要从滤液 D 得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤： 、冷却结晶、 、洗涤、自然干燥。 (5)试剂Y是H2O2溶液，写出生成硫酸铜溶液的化学方程式 。 【答案】(1) Cu、Fe H2SO4 (2)+CO2=Al(OH)3↓+ (3)2Al+2OH-+6H2O=2+3H2↑ (4)取少量待检液于试管中，向其中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2+ 蒸发浓缩 过滤 (5)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 【分析】铝、铁、铜合金加入NaOH溶液后，铝会溶解，得滤液A为四羟基偏铝酸钠溶液，滤渣为铁和铜的混合物，滤液A中通入过量的二氧化碳气体会得到沉淀氢氧化铝，再加入盐酸会得氯化铝溶液；滤渣B中加入过量稀硫酸会得硫酸亚铁溶液和稀硫酸的混合物，滤渣E是铜，硫酸亚铁溶液经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥会得绿矾晶体，金属铜加入稀硫酸和双氧水会得到硫酸铜溶液。 【详解】（1）合金中含有铝、铁、铜，加入氢氧化钠溶液过滤后得到滤液A和滤渣B，铝具有两性，能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，而铁、铜不能和氢氧化钠反应，所以滤液A中含有偏铝酸钠，滤渣B中含有Fe、Cu；向滤渣B中加入试剂Z，过滤得到滤液D和滤渣E，滤液D最后变成绿矾，可以推测试剂Z是H2SO4。 （2）滤液A中含有四羟基偏铝酸钠，向四羟基偏铝酸钠溶液通入气体得到氢氧化铝沉淀，可以推测出通入的气体为二氧化碳气体，离子方程式为：+CO2=Al(OH)3↓+。 （3）该合金中含有Al，与NaOH溶液反应生成、H2和H2O，离子方程式为：2Al+2OH-+6H2O=2+3H2↑。 （4）取少量待检液于试管中，向其中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2+；若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、自然干燥。 （5）铜、硫酸和过氧化氢反应生成硫酸铜和水，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$