内容正文:
铁 金属材料
一、选择题
1.不锈钢由于其抗腐蚀性好,在生产和生活中有许多用途,不锈钢属于( )
A.单质 B.化合物
C.混合物 D.氧化物
2.2024年4月28日,由中国国家博物馆和三星堆博物馆联合主办的“吉金铸史:青铜器里的古代中国”展览在三星堆博物馆开幕。下列有关青铜器的说法正确的是( )
A.青铜是合金
B.青铜是铜单质
C.表面的铜绿是CuO
D.在青铜器上鎏金是化学变化
3. 向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液的颜色变为( )
A.红色 B.黄色 C.蓝色 D.绿色
4.2024年6月25日,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品重返地球。在航天科技中会用到大量金属材料,下列物质属于金属材料的是( )
A.陶瓷 B.钛合金
C.光导纤维 D.聚乙烯塑料
5.下列氯化物溶液呈浅绿色的是( )
A.FeCl3 B.FeCl2 C.CuCl2 D.MgCl2
6.Al在空气中能够稳定存在的原因是( )
A.Al的活泼性差
B.Al表面有致密的氧化膜
C.Al与氧气不反应
D.Al的还原性差
7.常温下,将铁片投入下列溶液中,会产生气体的是( )
A.稀硫酸 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.酒精溶液
8.要除去氯化亚铁溶液中混有的少量氯化铜,应加入试剂是( )
A.氢氧化钠溶液 B.氨水
C.铁粉 D.铜粉
9.人体血液中如果缺乏亚铁离子,就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是( )
A.铁粉具有还原性
B.铁是人体必需的微量元素
C.亚铁盐溶液呈浅绿色
D.铁粉在人胃中发生的化学反应:Fe+2H+===Fe3++H2↑
10.将铁的化合物溶于盐酸,滴加KSCN溶液不发生颜色变化,再加入适量氯水,溶液立即呈红色的是( )
A.Fe2O3 B.FeCl3
C.Fe2(SO4)3 D.FeO
11.在稀盐酸中加入适量铁粉,反应完全后再加入足量NaOH溶液,放置片刻,从反应体系中观察到颜色的变化是( )
A.无色→灰绿→红褐
B.灰绿→红褐→蓝灰色→红棕
C.无色→白色→浅绿→灰绿→红褐
D.无色→浅绿→白色→灰绿→红褐
12.西周晚期我国已掌握了冶铁技术,其部分原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。下列有关说法正确的是( )
A.该反应是置换反应
B.Fe2O3是铁锈的主要成分
C.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2
D.Fe2O3常温下能与水反应
13.如图所示的实验中,有关现象描述正确的是( )
A.只有甲溶液变红
B.甲、乙溶液都变红
C.只有乙溶液变红
D.乙溶液先变红后褪色
14.为了探究Al(OH)3的性质,某同学取两支洁净的试管,加入适量Al(OH)3悬浊液,然后分别滴加足量的①稀盐酸、②NaOH溶液。下列有关实验现象的描述正确的是( )
A.①、②都澄清
B.①、②都浑浊
C.①澄清,②浑浊
D.①浑浊,②澄清
15.500 mL 2 mol·L-1的稀盐酸与一定量的铁屑充分反应,铁屑全部溶解,生成
0.05 mol氢气,则参加反应的铁屑的质量是( )
A.2.8 g B.5.6 g
C.11.2 g D.78.4g
二、非选择题
16.金属在生产和生活中有广泛的应用。
(1)下列金属制品中,利用金属导电性的是____________(填字母)。
(2)铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是________________________。
(3)工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分为三氧化二铁)炼铁,反应的化学方程式为________________________。
17.根据物质在生产、生活等方面的应用填空:
(1)厨房里常使用小苏打,向其水溶液中滴加酚酞溶液后,溶液呈______(填“无”或“浅红”)色。
(2)检验某补铁剂中的Fe2+是否被氧化成Fe3+,可用__________(填“KSCN”或“H2SO4”)溶液。
(3)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物,但常温下铝制容器可以盛装__________(填“浓硫酸”或“浓盐酸”)。
18.化学与人类生活密切相关。回答下列问题:
(1)过氧化钠是一种淡黄色固体,在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,Na2O2所发生的主要反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+________。
(2)铝制易拉罐的表面有一层氧化膜,主要成分是Al2O3。它与盐酸和氢氧化钠溶液反应都生成盐和水,则Al2O3属于________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
(3)我国古代建筑红墙碧瓦,庄严巍峨。可用作建筑外墙红色涂料的是________(填“Fe2O3”或“Fe3O4”)。
19.铁及其重要化合物的“价类二维图”如图所示。
(1)该“价类二维图”中缺失的类别A应为____________。
(2)常温下要实现Fe转化为Fe2+,可选用适量的______________(填字母)
A.稀盐酸 B.Fe2(SO4)3溶液 C.浓硫酸
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3,该过程的现象为________________________, 此过程中发生的氧化还原反应为________________________ (用化学方程式表示)。
20.在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。用如图所示装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
回答下列问题:
(1)A装置的作用是________________________, 烧瓶底部放碎瓷片的作用是________________________。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为________________________,
该反应中,水蒸气表现出________(填“还原”或“氧化”)性。
(3)干燥管中盛装的物质是__________。
21.电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:
(1)步骤(Ⅰ)中分离滤液和沉淀的操作名称是________________________。
(2)沉淀B中主要含有铁和______________,气体D是______________。
(3)写出步骤(Ⅲ)中生成FeCl3的化学方程式: ________________________。
(4)取少量最终所得溶液滴加________(填“KSCN溶液”或“稀硫酸”),溶液呈红色,证明有Fe3+存在。
22.用铁、铝的混合物进行如下实验:
回答下列问题:
(1)操作X的名称是______________。
(2)气体A是____________。
(3)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O===
2[Al(OH)4]-+3H2↑,该反应的还原产物是________(填“[Al(OH)4]-”或“H2”)
(4)溶液D中存在的金属离子是__________(填“Fe2+”或“F”)。
1.C 不锈钢是铁的合金,不锈钢中除含铁外,还有C、Cr、Ni等,属于混合物,故选C。
2.A 青铜是铜锡合金,A正确;青铜是铜锡合金,属于混合物,B不正确;CuO呈黑色,不呈绿色,表面的铜绿是Cu2(OH)2CO3,C不正确;在青铜器上鎏金经过物理工艺完成,是物理变化,D不正确。
3.A FeCl3溶液遇到KSCN溶液时变成红色,故答案为A。
4.B 陶瓷属于传统无机非金属材料;钛合金属于金属材料;光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于新型无机非金属材料;聚乙烯塑料属于有机高分子材料。
5.B FeCl3溶液呈棕黄色,FeCl2溶液呈浅绿色,CuCl2溶液呈蓝色,MgCl2溶液呈无色。
6.B 铝能与空气中的氧气迅速反应,在表面形成一层致密的氧化物保护薄膜,这是铝在空气中能稳定存在的主要原因,B正确。
7.A 铁与稀硫酸能发生反应,生成FeSO4和H2。
8.C 氢氧化钠溶液、氨水都能够和氯化亚铁溶液反应,不能用来除杂;铜粉不能和氯化铜溶液反应,也无法除杂;向混合溶液中加入过量的铁粉,铁和氯化铜溶液发生置换反应CuCl2+Fe===FeCl2+Cu,得到Fe和Cu的混合物,过滤即得纯净的氯化亚铁溶液。
9.D A项,铁粉可以失电子,具有还原性,故A正确;B项,铁是合成血红蛋白的重要元素,所以铁是人体必需的微量元素,故B正确;C项,亚铁盐溶液呈浅绿色,故C正确;D项,铁与稀盐酸反应应该生成亚铁离子,反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑故D错误。
10.D 铁的化合物溶于盐酸后滴加KSCN溶液不发生颜色变化,说明其中不含铁离子,再加入适量氯水后溶液变红色,说明溶于盐酸后的溶液中存在亚铁离子,Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3溶于盐酸溶液中均有Fe3+的存在,滴加KSCN溶液会产生红色,而FeO溶于盐酸生成FeCl2,故选D。
11.D 在稀盐酸中加入适量铁粉,发生反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,看到溶液由无色变为浅绿色,然后加入NaOH溶液,发生复分解反应:FeCl2+2NaOH===2NaCl+Fe(OH)2↓,反应产生Fe(OH)2白色沉淀,该物质不稳定,容易被溶解的O2氧化产生Fe(OH)3,因此会看到沉淀由白色变为灰绿色,最后变为红褐色,故选D。
12.B 置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应不是置换反应,故A错误;铁锈的主要成分是Fe2O3,故B正确;氯气氧化性强,Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故C错误;Fe2O3常温下不与水反应,故D错误。
13.A KSCN遇Fe3+会变红,甲溶液会变红,乙溶液不会变红,所以A正确。
14.A Al(OH)3属于两性氢氧化物,既溶于强酸溶液,又溶于强碱溶液。
15.A A根据反应Fe+2H+===Fe2++H2↑可知,参加反应的铁的物质的量与生成氢气的物质的量相等,即0.05 mol,则参加反应的铁屑的质量为0.05 mol×56 g·mol-1
=2.8 g。
16.【解析】(1)导线是利用了金属的导电性。
(2)铁在干燥的环境中不易被腐蚀生锈,因此铁制品在沙漠地区不易锈蚀。
(3)CO与Fe2O3反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
答案:(1)C (2)空气干燥
(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
17.【解析】(1)NaHCO3俗称小苏打,其水溶液显弱碱性,能够使酚酞溶液变浅红色。(2)Fe3+遇到SCN-生成红色络合物,可以用来检验Fe3+。(3)常温下浓硫酸和浓硝酸能够使铝或铁发生钝化,可以用铝制或铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。
答案:(1)浅红 (2)KSCN (3)浓硫酸
18.【解析】(1)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气;(2)既能和酸又能和碱反应生成盐和水的氧化物属于两性氧化物;(3)氧化铁为红色固体,而四氧化三铁为黑色固体,故可用作建筑外墙红色涂料的是Fe2O3。
答案:(1)O2 (2)两性 (3)Fe2O3
19.【解析】(1)该“价类二维图”中缺失的类别A为Fe2+、Fe3+,亚铁盐、铁盐,应为盐类;(2)要实现Fe转化为Fe2+,应选择稀盐酸、Fe2(SO4)3溶液,浓硫酸氧化性较强,常温下铁遇浓硫酸会发生钝化;(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液,先生成白色沉淀Fe(OH)2,此反应不属于氧化还原反应,Fe(OH)2可被空气中的氧气氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
答案:(1)盐 (2)AB
(3)生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
20.【解析】(1)A装置的作用是加热产生水蒸气,在制取水蒸气的烧瓶底部放碎瓷片,作用是防止加热时液体暴沸。(2)在装置B中Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,该反应中,水蒸气表现出氧化性。(3)干燥管中应盛装固体物质,其能够干燥H2,具有吸水性,该物质可以是碱石灰。
答案:(1)产生水蒸气 防止加热时液体暴沸
(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 氧化
(3)碱石灰
21.【解析】向含FeCl3、FeCl2、CuCl2的腐蚀废液中加入过量铁粉,依次发生如下反应2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+Cu2+===Fe2++Cu,所得滤液中含FeCl2,沉淀B中含有铜和过量的铁。在沉淀中加过量的盐酸,发生的反应是Fe+2H+===Fe2++H2↑,可以将铜中混有的铁除去。将两次滤液合并,通入足量氯气即可得到FeCl3溶液。
(1)分离滤液和沉淀的操作名称是过滤;(2)沉淀B中主要含有铁和铜,气体D是H2;(3)FeCl2被Cl2氧化成FeCl3的化学方程式为2FeCl2+Cl2===2FeCl3;(4)FeCl3溶液和KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3溶液,该反应可以用于检验Fe3+。
答案:(1)过滤 (2)Cu(或铜) H2(或氢气)
(3)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 (4)KSCN溶液
22.【解析】(1)实现金属铁和四羟基合铝酸钠、氢氧化钠混合物分离的方法是过滤;(2)气体A是氢气;(3)加入足量NaOH溶液时,铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑,在该反应中氢元素的化合价由+1价降低到0价,发生还原反应,得到的还原产物是H2;(4)铁可以和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,D是氯化亚铁,溶液中的金属离子是Fe2+。
答案:(1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)H2 (4)Fe2+
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