阶段性复习题型归纳四 金属与人类文明（十大题型）-【举一反三】2024-2025学年高一化学同步讲与练（苏教版2019必修第二册）

阶段性复习题型归纳四 金属与人类文明 ◆题型01 自然界金属的存在形式 ◆题型02 金属的冶炼方法 ◆题型03 铁矿石炼铁 ◆题型04 铝热反应原理及应用 ◆题型05 铁及其化合物的转化 ◆题型06 铁离子的检验 ◆题型07 控制反应条件对反应产物的影响 ◆题型08 金属的应用与性质的对应关系 ◆题型09 合金及其应用 ◆题型10 有关铁及其化合物的化学计算 ◆题型01 自然界金属的存在形式 【典例1】下列有关金属的说法中，错误的是 A．人类历史上，重金属的发现和应用较早，而轻金属的发现和应用则较晚 B．自然界中金属元素大多以化合态存在 C．现已发现的金属元素的种类多于非金属元素的种类 D．司母戊方鼎是我国最早使用的铁制品之一 【典例2】X、Y、Z三种金属中，只有X在自然界通常以单质形式存在，Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，则三种金属的活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．Y>X>Z 【变式1-1】下列金属元素在自然界中能以游离态形式存在的是 A．K B．Na C．Ca D．Au 【变式1-2】保存金属时首要考虑的是该金属暴露在空气中是否能稳定存在，下列说法正确的是 A．越活泼的金属，越难在空气中稳定存在 B．所有金属单质在空气中最终都生成氧化物 C．金属活动性排在H后的，不容易被空气氧化 D．实验室无法将钾密封在煤油中保存 【变式1-3】下列叙述正确的是 A．钠元素和铁元素在自然界中均只以化合态形式存在 B．金属活动性较强的金属一定可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来 C．离子化合物中可能含有共价键 D．CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质 ◆题型02 金属的冶炼方法 【典例3】我国夏代已经有青铜器，传说夏禹铸九鼎，史料中更有夏禹之子夏启炼铜的记载。冶铁技术大约出现在西周(公元前1046年～公元前771年)时期，冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法中不正确的是 A．金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱 B．炼铁时，加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅 C．金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程 D．工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁 【典例4】下列化工原理生产中错误的是 ①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　 ②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　 ③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　 ④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁 A．②③　　　　　　　　 B．①③ C．①②③ D．②③④ 【典例5】下钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl4为无色液体，极易水解；Ti3+的还原性强于Fe2+) 下列说法正确的是 A．钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是+3 B．氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4 C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气 D．制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应 【变式2-1】下列反应原理不符合工业上冶炼金属的方法的是 A． B． C． D． 【变式2-2】下列关于金属冶炼的说法中错误的是 A．电解法获得镁时，不可在或中降温冷却 B．热还原法常用的还原剂有等 C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 【变式2-3】工业上以铝土矿（主要成分为,含有少量和)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下： 结合上述工艺流程，回答下列问题。 （1）沉淀A的成分为 ，沉淀B的成分为 。 （2）往溶液A中加入过量溶液是否 (填“是”或者“否”)可以换成氨水，理由是 。 （3）用离子方程式表示溶液B中目标产物的形成过程 。 （4）溶液C中的溶质主要有 ，溶液B中通入过量发生反应的离子方程式为 。 （5）若铝土矿最终得到产品金属是,不考虑制备过程中铝元素的损失，则在铝土矿中的质量百分数为 (保留小数点后两位)。 ◆题型03 铁矿石炼铁 【典例6】下列有关铁的冶炼的说法不正确的是 A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石 B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁 C．工业炼铁时会从炼铁炉的顶端吹入热空气 D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻再加热氧化铁 【典例7】在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是Fe2O3和Fe3O4。下列说法不正确的是 A．Fe2O3中铁元素的化合价为+3 B．Fe2O3和Fe3O4都属于氧化物 C．利用Fe2O3和CO炼铁的反应类型为置换反应 D．Fe3O4中铁元素的质量分数比Fe2O3的高 【变式3-1】阅读下列材料，完成下面小题： 地壳中铁元素含量较为丰富。工业用赤铁矿(主要含)，焦炭等为原料在高温下冶炼铁，用硫铁矿(主要含)为原料生产硫酸。铁具有还原性，能被、卤素单质()，及不活泼金属阳离子等氧化，能与高温水蒸气反应生成。 10．下列说法正确的是 A．铁合金的熔点比纯铁高 B．铁的大规模冶炼在铝之后 C．炼铁时焦炭转化为作还原剂 D．废旧铁制品直接填埋处理 11．下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铁粉在空气中缓慢氧化，可用于制作“暖贴” B．能与酸反应，可用于制作红色颜料 C．溶液显酸性，可用于刻蚀印刷电路铜板 D．具有还原性，可用作补铁剂 12．铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．工业制硫酸涉及的物质转化： B．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式： C．用铁从硫酸铜溶液中置换出铜： D．用氧化铁制备氯化铁涉及的物质转化： 【变式3-2】我国冶炼金属的历史悠久，请根据所学知识回答下列问题。 （1）司母戊鼎是由青铜制作，青铜属于 (填“金属”或“合金”)。 （2）人类大规模使用金属的先后顺序跟 (填字母)关系最大。 a．地壳中金属元素的含量    b．金属的导电性    c．金属的活动性 （3）我国在春秋时期就开始了铁的冶炼，汉代出现了最早的炼铁高炉。如图是铁及其化合物的“价态——类别”二维图。高炉炼铁的反应原理为反应①~⑨中的 (填序号)，其化学方程式为 。 （4）反应③的主要现象为 。 （5）钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。工业上冶炼金属钛的原理是：在氩气环境和高温条件下，利用金属镁和，反应生成氯化镁和金属钛，该反应的方程式为 。 ◆题型04 铝热反应原理及应用 【典例8】化学兴趣小组用如图所示装置制备铁，下列说法正确的是 A．作为引燃剂，也可以用代替 B．仪器a可以用装有蒸馏水的烧杯代替 C．工业上常利用铝热反应来冶炼熔点较高的钒、铬、锰 D．常温下，反应后a中的金属可以用浓硝酸洗涤干净 【变式4-1】铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与发生反应所得黑色固体的成分，实验过程及现象如下： 下列说法不正确的是 A．反应①产生的气体是 B．反应②为： C．反应③不属于氧化还原反应 D．黑色固体中不含Al和 ◆题型05 铁及其化合物的转化 【典例9】以不同类别物质间的转化为线索，构建铁及其化合物的转化关系如图所示： 下列叙述正确的有 ①铁粉与水蒸气在高温下反应可实现的转化 ②可利用铜粉除去溶液中的杂质 ③可利用新制氯水和溶液检验是否被完全氧化为 ④向盛放在试管中的溶液中直接滴加溶液能制备并收集 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【典例10】验证FeSO4的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 【变式5-1】铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【变式5-2】“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”。下列说法正确的是 A．a与水蒸气在高温条件下反应生成c B．b与NaOH溶液反应生成d C．可用KSCN溶液检验f中是否含有g D．e是红褐色物质，常用作红色颜料 【变式5-3】硫铁矿(主要成分为，其中铁元素为价)是工业制硫酸的主要原料。硫铁矿烧渣中含有等成分，可用于制备绿矾()，流程示意图如下。 已知：不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的不同。 （1）在“煅烧”过程中，发生氧化反应的元素有 。 （2）“酸浸液”中主要的金属阳离子有，写出产生的反应： 、 (写离子方程式)。 （3）补全“还原”过程的离子方程式： 。 _______=______________ （4）“除铝”过程需严格控制溶液的用量,若溶液过量，可能发生的反应有 (用离子方程式表示)。 （5）“结晶”过程的步骤如下： 溶液 若未加入，加热时会产生黄色沉淀。经检验，黄色沉淀为。 ①检验黄色沉淀中的铁元素：取少量沉淀，洗涤， (填操作和现象)。 ②用离子方程式解释产生的原因： 。 （6）测定制得晶体样品中的质量分数。 称取制得的晶体样品，加入适量水和稀硫酸溶解，滴入的溶液，发生反应：，恰好完全反应时，消耗溶液，计算制得晶体样品中的质量分数： 。 （7）结合上述流程，从物质充分利用的角度，分析硫铁矿制和的优势： 。 ◆题型06 铁离子的检验 【典例11】为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论正确的是 A．若滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质 B．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉未变质 C．若依次滴加氯水，KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉全部变质 D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红；再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质 【典例12】小组同学探究和溶液的反应。 向溶液()中加入(过量)铜粉，充分反应后，溶液变为蓝色。过滤，取少量滤液，滴加溶液，溶液变红，振荡后褪色，产生白色沉淀(经检验为)。 （1）补全离子方程式 ：_______。 （2）对“滴加溶液，溶液变红”的原因作出如下假设： ①假设a：中铜元素的化合价为 ，在的作用下，氧化产生。 ②假设b：空气中存在，由于 (用离子方程式表示)，可产生。 ③假设c：和反应慢，后仍未完全反应。 （3）向溶液中滴加溶液，溶液不显红色，继续滴加溶液， (填现象)，证实假设a成立。反应的离子方程式为 。 （4）设计实验方案证实假设b不是产生的主要原因： (填操作和现象)。 （5）甲同学认为，充分反应后，称量滤渣(已洗涤、干燥)的质量m可判断假设c是否成立。甲同学的观点是否正确？若正确，说明m的大小与假设c的关系；若不正确，说明理由。关系或理由： 。 【变式6-1】某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是 A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 【变式6-2】利用溶液和覆铜板可制作所需要的图案。某小组设计制备溶液并研究其与铜的反应。 Ⅰ.制备氯化铁溶液：用硫铁矿渣(主要成分为)制备氯化铁溶液，流程如下： （1）反应釜中与盐酸反应的离子方程式为 。 （2）用离子方程式表示混合器中加入氯气的目的： 。 Ⅱ.探究与的反应，实验及现象记录如下： 已知：和均为难溶于水的白色沉淀。 （3）依据“ⅱ中溶液为浅绿色”，推测其含有的阳离子为 。 （4）证明ⅱ中灰白色沉淀含有：取少量灰白色沉淀，加入过量浓硝酸，生成红棕色气体和蓝绿色溶液。 ①甲同学认为，仅根据灰白色沉淀与过量浓反应产生，不能判断灰白色沉淀中一定存在。理由是 ②甲同学继续向蓝绿色溶液中 (补全实验操作及现象)，则证明白色沉淀中含。 （5）经检测，ⅲ中白色沉淀含有。 ①将下列离子方程式补充完整： 。 ②用溶液检验溶液(含)中的时，是否会对检验产生干扰？说明理由： 。 【变式6-3】金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题： （1）目前使用量最大的合金是___________。 A．钢 B．青铜 C．镁合金 D．铝合金 （2）某溶液中有等离子，向其中加入足量的后，过滤，将滤渣投入足量的盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是 。(填序号) A．     B．     C． （3）高铁酸钠是一种新型水处理剂。某兴趣小组欲利用废金属屑(主要成分为和，含有少量)制取高铁酸钠并回收金属，其工艺流程如下： ①高铁酸钠处理水时，不仅能杀菌消毒，还能形成 胶体(名称)吸附水中的悬浮杂质而净化水。 ②试剂a为 (填化学式，下同)，滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式)。 ③滤液Ⅱ主要含有的离子是 ；其中也含少量的，主要原因是 。(用离子方程式表示) ④检验滤液1中是否存在的试剂是 。 ◆题型07 控制反应条件对反应产物的影响 【典例13】物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要视角。下图是铁及其化合物的价类二维图。回答下列问题。 （1）铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第 位。 （2）B的化学式 ，俗称 ，常见用途 (填一种)。 （3）①在空气中极容易被氧化，写出被空气氧化为C的化学方程式 。 ②下列实验装置中 (填字母)能较长时间看到白色沉淀。 （4）亚铁盐可以加入氧化剂转化为铁盐，写出双氧水作用下，的离子方程式 。 （5）描述实验室制备C的胶体的操作 。 【典例14】某同学为了获取在制备过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图示装置进行了如下实验。 实验步骤： Ⅰ．向三颈瓶中加入饱和溶液，按图示连接装置(夹持装置已略去，气密性已检查)； Ⅱ．打开磁力搅拌器，立即加入溶液； Ⅲ．采集三颈瓶内空气中体积分数和溶液中浓度的数据。 实验现象： 三颈瓶中生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 回答下列问题： （1）搅拌的目的是 。 （2）生成白色絮状沉淀的离子方程式为 。 （3）沉淀由白色变为红褐色发生反应的化学方程式为 。 （4）通过上述实验，可得到“在制备过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是 。 （5）结合上述实验，提出制备过程中应注意的事项 (回答一项即可)。 【变式7-1】按如图装置实验，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．   B．   C．   D．   【变式7-2】如图为制取无水氯化铁粉末的装置，已知氯化铁粉末很容易吸水生成含结晶水的化合物。 回答下列问题： （1）按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)： 。 （2）装置A中发生反应的离子方程式为 。 （3）装置E的作用是 。 （4）这套实验装置的缺陷是没有尾气处理装置，应增加一个装有溶液的烧杯吸收尾气，发生反应的化学方程式为 。 （5）利用制取的无水氯化铁固体配制少量饱和溶液并制备胶体。 ①溶解制取的无水氯化铁固体时，发现溶液偏浅绿色，取少量溶液于试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾颜色褪去，发生反应的离子方程式为 ；溶解所得溶液中含有的原因可能是 。 ②向沸水中滴加少量饱和溶液，继续煮沸，至 (填实验现象)时停止，得到胶体。 ◆题型08 金属的应用与性质的对应关系 【典例15】下列说法不正确的是 A．镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件 B．还原铁粉可用作食品干燥剂 C．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D．“洁则灵”（主要成分为盐酸）和“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）不能混用 【典例16】下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．具有良好的延展性，故铝可用于制作各种形状的铝制品 B．合金普遍具有硬度大、熔点高等优点 C．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 【变式8-1】下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A．具有强氧化性，可用于自来水消毒 B．固体显淡黄色，可用作潜艇供氧剂 C．是两性氧化物，可用作耐火材料 D．能和酸反应，可用作磁性材料 ◆题型09 合金及其应用 【典例17】下面几幅图片涉及我国文物和现代科技，其中所涉及的材料不属于合金的是 A．用硬铝制造的飞机外壳 B．制造地铁列车车体所用的金属 C．狗头兽首铜像 D．精美的青花瓷 【典例18】化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法错误的是 A．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 B．钛合金耐高温用于制造飞机发动机 C．Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚 D．La-Ni合金可用作储氢合金，方便吸、放氢气 【变式9-1】化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是 A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．合金的熔点一般比其成分金属的熔点高 C．青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁 D．铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀 【变式9-2】下列关于合金组成、性质、用途的说法，错误的是 A．生铁含碳量较高，硬度大、抗压，可用于铸造下水井盖 B．不锈钢是含铬和镍的合金钢，抗腐蚀能力强，可用作医疗器材 C．纯铝硬度小，但硬铝强度高，且密度小，是制造飞机外壳的理想材料 D．“蛟龙”号潜水器外壳用钛合金制造，是因为其密度大，易沉入深海 ◆题型10 有关铁及其化合物的化学计算 【典例19】a g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，没有气体产生，向反应后的溶液中滴加KSCN无现象，则原混合物中Fe与的物质的量比为 A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1 【典例20】向、、Cu的混合物中加入的硫酸溶液时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A． B． C． D． 【变式10-1】将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化)，下列分析正确的是 A．铁粉有剩余 B．Cl－浓度减小 C．向溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色 D．反应液质量增加5.6 g 【变式10-2】向22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中加入0.5mol/L的硫酸溶液600mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．4.8g B．6.4g C．2.4g D．1.6g 【变式10-3】金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题： （1）FeCl3溶液用于腐蚀铜箔印刷线路板，该反应的离子方程式为 。 （2）经检测某酸性废水中所含离子及其浓度如表所示： 离子 浓度/(mol/L) 2×10-2 1×10-1 2×10-2 1×10-1 则(Al3+)= mol/L。 （3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图： ①完成“操作I”所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需要的是 、 。 ②FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 ③1.0kg含铁95%的废铁屑，操作I损失率为2%，操作Ⅱ损失率为1%，最后获得Fe2O3的质量为 kg。 （4）用托盘天平(1g以下用游码)称量绿矾(FeSO4∙7H2O)晶体配制450mL0.1mol/L溶液，需要绿矾的质量为 ；配制过程以下实验操作会导致所配溶液浓度偏低的是 。 a．用托盘天平称量绿矾晶体时，将砝码放在左盘，药品放在右盘 b．洗涤烧杯和玻璃棒后，将洗涤液倒入废液缸中 c．摇匀后发现液面低于刻度线，未补加水 d．定容时，俯视刻度线 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 阶段性复习题型归纳四 金属与人类文明 ◆题型01 自然界金属的存在形式 ◆题型02 金属的冶炼方法 ◆题型03 铁矿石炼铁 ◆题型04 铝热反应原理及应用 ◆题型05 铁及其化合物的转化 ◆题型06 铁离子的检验 ◆题型07 控制反应条件对反应产物的影响 ◆题型08 金属的应用与性质的对应关系 ◆题型09 合金及其应用 ◆题型10 有关铁及其化合物的化学计算 ◆题型01 自然界金属的存在形式 【典例1】下列有关金属的说法中，错误的是 A．人类历史上，重金属的发现和应用较早，而轻金属的发现和应用则较晚 B．自然界中金属元素大多以化合态存在 C．现已发现的金属元素的种类多于非金属元素的种类 D．司母戊方鼎是我国最早使用的铁制品之一 【答案】D 【解析】A．通常，重金属的活动性差，易冶炼，所以发现和应用较早，而轻金属活泼，难冶炼，所以发现和应用则较晚，A正确； B．金属元素大多比较活泼，通常易与空气中的氧气发生反应，所以自然界中的金属元素大多以化合态存在，B正确； C．现已发现的金属元素的种类约占所有元素的五分之四，所以金属元素的种类多于非金属元素的种类，C正确； D．司母戊方鼎属于青铜器，是我国最早使用的青铜制品之一，D不正确； 故选D。 【典例2】X、Y、Z三种金属中，只有X在自然界通常以单质形式存在，Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，则三种金属的活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．Y>X>Z 【答案】A 【解析】只有X在自然界以单质形式存在，说明X最不活泼。Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，说明Y比Z活泼，则X、Y和Z的金属活动性顺序由强到弱的是Y>Z>X。 故选A。 【变式1-1】下列金属元素在自然界中能以游离态形式存在的是 A．K B．Na C．Ca D．Au 【答案】D 【分析】金属在自然界中的存在状态与其化学活动性有关，化学性质活泼的金属在自然界中总是以化合态存在，而化学性质不活泼的金属在自然界中可以以游离态存在。 【解析】A．K在自然界中化学性质非常活泼，易与空气中的氧气、水等反应，在自然界中总是以化合态存在，A错误； B．Na在自然界中化学性质非常活泼，易与空气中的氧气、水等反应，在自然界中总是以化合态存在，B错误； C．Ca在自然界中化学性质非常活泼，易与空气中的氧气、水等反应，在自然界中总是以化合态存在，C错误； D．Au在自然界中化学性质不活泼，在自然界中能以游离态存在，D正确； 故选D。 【变式1-2】保存金属时首要考虑的是该金属暴露在空气中是否能稳定存在，下列说法正确的是 A．越活泼的金属，越难在空气中稳定存在 B．所有金属单质在空气中最终都生成氧化物 C．金属活动性排在H后的，不容易被空气氧化 D．实验室无法将钾密封在煤油中保存 【答案】D 【解析】A．铝是活泼金属，单质铝在空气中易与氧气发生氧化反应，生成氧化铝，氧化铝可阻止内部的铝进一步反应，在空气中可以稳定存在，A错误； B．金属钠在空气中最终生成碳酸钠，B错误； C．Hg在空气中可直接被氧化生成氧化汞，C错误； D．钾密度小于煤油，不能在煤油中保存，D正确； 故选D。 【变式1-3】下列叙述正确的是 A．钠元素和铁元素在自然界中均只以化合态形式存在 B．金属活动性较强的金属一定可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来 C．离子化合物中可能含有共价键 D．CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质 【答案】C 【解析】A．自然界中存在游离态的铁元素(陨铁)，A错误； B．金属钠等活泼金属与其他金属盐溶液反应时，先与水反应，无法置换出其他金属，B错误； C．离子化合物中可能含有共价键，例如NaOH，C正确； D．二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸电离出自由移动的离子导电，二氧化碳自身不能电离，故二氧化碳是非电解质，D错误； 故选C。 ◆题型02 金属的冶炼方法 【典例3】我国夏代已经有青铜器，传说夏禹铸九鼎，史料中更有夏禹之子夏启炼铜的记载。冶铁技术大约出现在西周(公元前1046年～公元前771年)时期，冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法中不正确的是 A．金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱 B．炼铁时，加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅 C．金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程 D．工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁 【答案】D 【解析】A．金属活动性越强越难冶炼，金属活动性越弱，越容易冶炼，故金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱，A项正确；B．炼铁时，石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去铁矿石中的二氧化硅，B项正确；C．金属冶炼就是金属化合物变为金属单质的过程，就是金属得电子被还原过程，C项正确；D．工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，不能在水溶液中进行，D项错误；答案选D。 【典例4】下列化工原理生产中错误的是 ①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　 ②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　 ③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　 ④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁 A．②③　　　　　　　　 B．①③ C．①②③ D．②③④ 【答案】A 【解析】工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠；若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁；氯化铝属于共价化合物，因此不能用氯化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝；由于MgO、MgCl2均为离子化合物，熔点：MgCl2<MgO，所以工业上一般以MgCl2(熔融)为原料通过电解的方法冶炼金属镁。 【典例5】下钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl4为无色液体，极易水解；Ti3+的还原性强于Fe2+) 下列说法正确的是 A．钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是+3 B．氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4 C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气 D．制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应 【答案】B 【分析】FeTiO3中加入焦炭，再通入Cl2，焦炭被氧化为CO，FeTiO3转化为FeCl3、TiCl4；再加入Mg粉，在Ar存在的环境中加热至800℃，可制得Ti。 【解析】A．Ti3+的还原性强于Fe2+，则Fe3+能将Ti3+氧化为Ti4+，所以钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是+4价，A不正确；B．氯化过程中，Cl2将C氧化为CO，Fe2+氧化为Fe3+，则发生反应2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4，B正确；C．镁是活泼的金属元素，能与氮气反应生成氮化镁，则镁与TiCl4置换时不能用氮气做保护气，C不正确；D．Na能与水反应，则制取金属钛时可以用Na与TiCl4的熔融液反应，不能使用TiCl4的水溶液，D不正确；故选B。 【变式2-1】下列反应原理不符合工业上冶炼金属的方法的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．Mg金属活动性强，故无法通过热还原获得单质，工业上使用电解熔融氯化镁制备，方程式为：，A符合题意；B．Fe单质工业冶炼过程中有CO热还原方案，反应原理合理，B不符题意；C．Ag的金属活动性弱，可以通过热分解方法获得单质银，反应原理合理，C不符题意；D．Al的金属活动性强，且AlCl3是共价化合物，单质铝的工业制备需电解熔融氧化铝方案，反应原理合理，D不符题意；本题选A。 【变式2-2】下列关于金属冶炼的说法中错误的是 A．电解法获得镁时，不可在或中降温冷却 B．热还原法常用的还原剂有等 C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 【答案】C 【解析】A．镁与或都能反应，因此电解法获得镁时，不可在或中降温冷却，A正确；B．热还原法常用有等四种还原剂，B正确；C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得，金属通过电解熔融氧化铝的方法获得，C错误；D．回收旧金属可进行冶炼生成金属单质，也可用于制备其他化工产品，如回收铁、铝等，D正确； 故选C； 【变式2-3】工业上以铝土矿（主要成分为,含有少量和)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下： 结合上述工艺流程，回答下列问题。 （1）沉淀A的成分为 ，沉淀B的成分为 。 （2）往溶液A中加入过量溶液是否 (填“是”或者“否”)可以换成氨水，理由是 。 （3）用离子方程式表示溶液B中目标产物的形成过程 。 （4）溶液C中的溶质主要有 ，溶液B中通入过量发生反应的离子方程式为 。 （5）若铝土矿最终得到产品金属是,不考虑制备过程中铝元素的损失，则在铝土矿中的质量百分数为 (保留小数点后两位)。 【答案】（1）SiO2 Fe(OH)3、Mg(OH)2 （2）否 若换成氨水，产生的氢氧化铝不溶于氨水，与氢氧化铁、氢氧化镁无法分离 （3） （4）NaCl、NaHCO3 （5）86.9% 【分析】铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)中加入过量盐酸，SiO2不与盐酸反应，Al2O3、Fe3O4和MgO与盐酸反应分别得到AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2，过滤后，所得沉淀A为SiO2，溶液A中含有AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2和过量的HCl；往溶液A中通入适量Cl2，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入过量的NaOH溶液，FeCl3、MgCl2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，AlCl3转化为NaAlO2，过滤后所得沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2，所得溶液B中含有NaCl、NaOH和NaAlO2；往溶液B中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，过滤后所得溶液C中溶质含NaCl、NaHCO3；将生成的氢氧化铝加热分解的固体D，则D为Al2O3，电解Al2O3得金属Al； 【解析】（1）铝土矿加过量盐酸溶解，MgO、Fe3O4、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，所以沉淀A为不溶物SiO2； 根据上述分析可知，沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2； （2）溶液A中含有AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2和过量的HCl；往溶液A中加入过量溶液不可以换成氨水，理由是若换成氨水，产生的氢氧化铝不溶于氨水，与氢氧化铁、氢氧化镁无法分离；答案为否；若换成氨水，产生的氢氧化铝不溶于氨水，与氢氧化铁、氢氧化镁无法分离； （3）用离子方程式表示溶液B中目标产物NaAlO2的形成过程，反应离子方程式为； （4）根据分析，往溶液B中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，则过滤后所得溶液C中溶质主要为没有反应的NaCl，以及反应生成的NaHCO3； 溶液B中通入过量反应生成氢氧化钠沉淀和碳酸氢钠，发生反应的离子方程式为； （5）根据铝元素守恒可知，在铝土矿中的质量百分数为=86.9%。 ◆题型03 铁矿石炼铁 【典例6】下列有关铁的冶炼的说法不正确的是 A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石 B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁 C．工业炼铁时会从炼铁炉的顶端吹入热空气 D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻再加热氧化铁 【答案】C 【解析】A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石，其中石灰石除去脉石，碳反应生成的一氧化碳做还原剂还原氧化铁生成单质铁，A正确； B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，具有磁性，能吸引铁，B正确； C．工业炼铁时会从炼铁炉的低端吹入热空气，和下落的原料充分接触，发生反应，C错误； D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻，排尽装置内的空气，再加热氧化铁，D正确； 故选C。 【典例7】在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是Fe2O3和Fe3O4。下列说法不正确的是 A．Fe2O3中铁元素的化合价为+3 B．Fe2O3和Fe3O4都属于氧化物 C．利用Fe2O3和CO炼铁的反应类型为置换反应 D．Fe3O4中铁元素的质量分数比Fe2O3的高 【答案】C 【解析】A．根据化合物中各元素化合价代数和为0，中铁元素的化合价为+3，A正确； B．和均由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素，均为氧化物，B正确； C．和CO反应生成二氧化碳和铁单质，属于氧化还原反应，无单质参加反应，不属于置换反应，C错误； D．根据计算可知，中铁元素的质量分数：，中铁元素的质量分数：，D正确； 答案选C。 【变式3-1】阅读下列材料，完成下面小题： 地壳中铁元素含量较为丰富。工业用赤铁矿(主要含)，焦炭等为原料在高温下冶炼铁，用硫铁矿(主要含)为原料生产硫酸。铁具有还原性，能被、卤素单质()，及不活泼金属阳离子等氧化，能与高温水蒸气反应生成。 10．下列说法正确的是 A．铁合金的熔点比纯铁高 B．铁的大规模冶炼在铝之后 C．炼铁时焦炭转化为作还原剂 D．废旧铁制品直接填埋处理 11．下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铁粉在空气中缓慢氧化，可用于制作“暖贴” B．能与酸反应，可用于制作红色颜料 C．溶液显酸性，可用于刻蚀印刷电路铜板 D．具有还原性，可用作补铁剂 12．铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．工业制硫酸涉及的物质转化： B．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式： C．用铁从硫酸铜溶液中置换出铜： D．用氧化铁制备氯化铁涉及的物质转化： 【答案】10．C 11．A 12．B 【解析】10．A．合金的硬度比纯铁高，但熔点比其成分熔点低，故A错误； B．铁、铜、铝三种金属中，铝的活动性最强，故铝使用的年代最晚，铜的活动性最弱，故铜使用的年代最早，故三种金属使用年代由早到晚的顺序是铜、铁、铝，故B错误； C．在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳；一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应生成铁，铁矿石炼铁时的还原剂为CO，故C正确； D．对于废旧铁制品的处理，‌应当采取更加环保和资源化的方式，‌因此日常生活中的废旧铁制品直接回收处理，可以减少对自然资源的消耗，‌还能有效保护环境，‌促进循环经济的发展，故D错误； 故选C。 11．A．暖贴中的铁粉遇空气放热，是铁和空气中氧气等发生氧化还原反应而放出热量，故A正确； B．Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，故B错误； C．氯化铁溶液具有氧化性，可以将铜氧化生成铜离子，不是因为酸性，故C错误； D．补铁剂一般用硫酸亚铁，FeSO4能溶于水产生Fe2+，二价铁被人体吸收，可以用于治疗缺铁性贫血，与其还原性无关，与无关，故D错误； 故选A。 12．A．和氧气高温生成二氧化硫，二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，三氧化硫和水生成硫酸，A错误； B．利用高温水蒸气处理铁器反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式：，B正确； C．用铁从硫酸铜溶液中置换出铜，同时生成亚铁离子：，C错误； D．氧化铁和水不反应，氢氧化铁和盐酸生成氯化铁，D错误； 故选B。 【变式3-2】我国冶炼金属的历史悠久，请根据所学知识回答下列问题。 （1）司母戊鼎是由青铜制作，青铜属于 (填“金属”或“合金”)。 （2）人类大规模使用金属的先后顺序跟 (填字母)关系最大。 a．地壳中金属元素的含量    b．金属的导电性    c．金属的活动性 （3）我国在春秋时期就开始了铁的冶炼，汉代出现了最早的炼铁高炉。如图是铁及其化合物的“价态——类别”二维图。高炉炼铁的反应原理为反应①~⑨中的 (填序号)，其化学方程式为 。 （4）反应③的主要现象为 。 （5）钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。工业上冶炼金属钛的原理是：在氩气环境和高温条件下，利用金属镁和，反应生成氯化镁和金属钛，该反应的方程式为 。 【答案】（1）合金 （2）c （3）① （4）红棕色固体逐渐溶解，溶液有无色变为黄色 （5） 【解析】（1）青铜是铜锡合金，属于合金； （2）a．人类大规模使用金属的先后顺序跟地壳中金属元素的含量无关，地壳中含量最多的金属元素是铝元素，而铜的使用最早，不符合题意； b．金属的导电性与人类大规模使用金属的先后顺序无关，不符合题意； c．金属活动性：Cu＜Fe＜Al，说明人类大规模使用金属的先后顺序跟金属活动性有关，金属活动性越强，使用的越晚，符合题意； 故选：c； （3）炉炼铁的反应原理为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，即反应①；一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （4）反应③为氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，实验过程中可观察到红棕色固体逐渐溶解，溶液有无色变为黄色； （5）在氩气环境和高温条件下，利用金属镁和反应生成氯化镁和金属钛，该反应的方程式为：。 ◆题型04 铝热反应原理及应用 【典例8】化学兴趣小组用如图所示装置制备铁，下列说法正确的是 A．作为引燃剂，也可以用代替 B．仪器a可以用装有蒸馏水的烧杯代替 C．工业上常利用铝热反应来冶炼熔点较高的钒、铬、锰 D．常温下，反应后a中的金属可以用浓硝酸洗涤干净 【答案】C 【解析】A． 作为引燃剂，其作用是分解提供氧气，使镁条快速充分燃烧，为铝热反应提供高温条件，不可以用代替，故A错误；B．铝热反应产物的承接器应该是装沙子的蒸发皿，不能用装蒸馏水的烧杯，否则放出的巨大热量会使水飞溅，故B错误；C．铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法，故工业上常利用铝热反应冶炼熔点较高的金属，如钒、铬、锰，故C正确；D．常温下，反应后a中的金属为铁，遇浓硝酸钝化，故不可以用浓硝酸洗涤干净，故D错误；故选C。 【变式4-1】铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与发生反应所得黑色固体的成分，实验过程及现象如下： 下列说法不正确的是 A．反应①产生的气体是 B．反应②为： C．反应③不属于氧化还原反应 D．黑色固体中不含Al和 【答案】D 【分析】对比反应①和②，反应①有气体产生，反应②无气体产生，说明黑色固体中含有Fe，不含Al，且反应①产生的气体是；Al完全反应，因此黑色固体一定含、Fe，反应②加入NaOH溶液，与NaOH发生反应，离子方程式为，则溶液a的主要成分为，通入产生白色沉淀。 【解析】A．根据分析，反应①产生的气体是，A正确； B．反应②为与NaOH反应生成，离子方程式为，B正确； C．反应③为通入溶液中生成沉淀，不涉及化合价变化，因此不属于氧化还原反应，C正确； D．溶液b加入KSCN不变红，说明不含，则黑色固体中可能含有，与稀硫酸反应生成和，由于铝热反应产物为Fe，则与Fe归中反应生成，溶液b的主要成分为，加入KSCN不变红，D错误； 答案选D。 ◆题型05 铁及其化合物的转化 【典例9】以不同类别物质间的转化为线索，构建铁及其化合物的转化关系如图所示： 下列叙述正确的有 ①铁粉与水蒸气在高温下反应可实现的转化 ②可利用铜粉除去溶液中的杂质 ③可利用新制氯水和溶液检验是否被完全氧化为 ④向盛放在试管中的溶液中直接滴加溶液能制备并收集 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】A 【解析】①Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，故①正确； ②加入铜粉发生反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，引入铜离子，故②错误； ③无论Fe2+是否完全转化为Fe3+，只要有Fe3+生成，加入KSCN溶液后，溶液就变为红色，故③错误； ④向盛有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，先生成氢氧化亚铁的白色沉淀，后又被氧化成氢氧化铁的红褐色沉淀，故④错误； 故选：A。 【典例10】验证FeSO4的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 【答案】D 【解析】A．①中产生白色沉淀为硫酸钡，离子方程式为：，A正确； B．氢氧化亚铁可以被氧气氧化为氢氧化铁，故②中沉淀变成红褐色的原因：，B正确； C．Mg、Zn金属性均大于Fe，③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性，C正确； D．氯气可以氧化亚铁离子为铁离子，④中调换试剂的加入顺序，不能确定溶液中是否只含有亚铁离子，不能证明FeSO4具有还原性，D错误； 故选D。 【变式5-1】铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的Fe3+氧化为Fe2+，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 【答案】A 【解析】A．维生素C具有还原性，将难吸收的Fe3+还原为Fe2+，促进铁元素的吸收，可以治疗缺铁性贫血症，A正确； B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到黑色的四氧化三铁，反应为：，B错误； C．与水反应生成，且具有强氧化性，所以将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终红褐色沉淀，C错误； D．不稳定，在空气中加热迅速被氧化成，错误； 故选A。 【变式5-2】“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”。下列说法正确的是 A．a与水蒸气在高温条件下反应生成c B．b与NaOH溶液反应生成d C．可用KSCN溶液检验f中是否含有g D．e是红褐色物质，常用作红色颜料 【答案】C 【分析】从“价类二维图”横纵坐标可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)2、e为Fe(OH)3、f为FeSO4、g为Fe2(SO4)3。 【解析】A．Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4，故A错误； B．FeO与NaOH溶液不反应，故B错误； C．可用KSCN溶液检验FeSO4中是否含有Fe2(SO4)3，故C正确； D．Fe2O3为红棕色，可用作红色颜料，故D错误； 故答案为：C。 【变式5-3】硫铁矿(主要成分为，其中铁元素为价)是工业制硫酸的主要原料。硫铁矿烧渣中含有等成分，可用于制备绿矾()，流程示意图如下。 已知：不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的不同。 （1）在“煅烧”过程中，发生氧化反应的元素有 。 （2）“酸浸液”中主要的金属阳离子有，写出产生的反应： 、 (写离子方程式)。 （3）补全“还原”过程的离子方程式： 。 _______=______________ （4）“除铝”过程需严格控制溶液的用量,若溶液过量，可能发生的反应有 (用离子方程式表示)。 （5）“结晶”过程的步骤如下： 溶液 若未加入，加热时会产生黄色沉淀。经检验，黄色沉淀为。 ①检验黄色沉淀中的铁元素：取少量沉淀，洗涤， (填操作和现象)。 ②用离子方程式解释产生的原因： 。 （6）测定制得晶体样品中的质量分数。 称取制得的晶体样品，加入适量水和稀硫酸溶解，滴入的溶液，发生反应：，恰好完全反应时，消耗溶液，计算制得晶体样品中的质量分数： 。 （7）结合上述流程，从物质充分利用的角度，分析硫铁矿制和的优势： 。 【答案】（1）Fe、S （2）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O （3）14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO+16H+ （4）Al(OH)3+ OH—=[Al(OH)4]— （5）加入适量稀盐酸溶解，再滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，说明沉淀中含有铁元素 4Fe2++O2+4SO+2H2O=4Fe(OH)SO4↓ （6） （7）硫铁矿中的硫元素可以被充分利用，减少废物的产生，有利于硫元素转化为H2SO4和FeSO4·7H2O 【分析】由题给流程可知，硫铁矿在氧气中煅烧，二硫化铁高温条件下与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫经多步转化得到硫酸；向烧渣中加入稀硫酸酸浸，金属元素转化为可溶的硫酸盐，过滤得到酸浸液；向酸浸液中加入二硫化铁，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铝的滤渣和硫酸亚铁溶液；向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸，经加热浓缩、冷却结晶、过滤得到七水硫酸亚铁。 【解析】（1）由分析可知，“煅烧”过程中发生的反应为二硫化铁高温条件下与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，反应中铁元素、硫元素的化合价升高被氧化，则发生氧化反应的元素为铁元素和硫元素，故答案为：Fe、S； （2）酸浸时生成铁离子的反应为四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铁反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （3）由未配平的方程式可知，“还原”过程中发生的反应为二硫化铁与溶液中的铁离子反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子，反应的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO+16H+，故答案为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO+16H+； （4）氢氧化铝是两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，则“除铝”过程中氢氧化钠溶液过量发生的反应为Al(OH)3+ OH—=[Al(OH)4]—，故答案为：Al(OH)3+ OH—=[Al(OH)4]—； （5）①检验黄色沉淀中的铁元素的操作为取少量沉淀，洗涤，加入适量稀盐酸溶解，再滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，说明沉淀中含有铁元素，故答案为：加入适量稀盐酸溶解，再滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，说明沉淀中含有铁元素； ②生成Fe(OH)SO4的原因是溶液中的亚铁离子与氧气、硫酸根离子反应生成Fe(OH)SO4沉淀，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4SO+2H2O=4Fe(OH)SO4↓，故答案为：4Fe2++O2+4SO+2H2O=4Fe(OH)SO4↓； （6）由题意可知，反应消耗vmLcmol/L重铬酸钾溶液，由方程式可知，晶体样品中亚铁离子的质量分数为=，故答案为：； （7）由题给流程可知，从物质充分利用的角度，硫铁矿制备硫酸和七水硫酸亚铁的优势是硫铁矿中的硫元素可以被充分利用，减少废物的产生，有利于硫元素转化为硫酸和七水硫酸亚铁，故答案为：硫铁矿中的硫元素可以被充分利用，减少废物的产生，有利于硫元素转化为H2SO4和FeSO4·7H2O。 ◆题型06 铁离子的检验 【典例11】为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论正确的是 A．若滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质 B．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉未变质 C．若依次滴加氯水，KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉全部变质 D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红；再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质 【答案】A 【解析】A．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe3+，故还原铁粉即Fe变质，故A选项正确； B．滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中不含Fe3+，但溶液中可能含Fe2+，不能说明铁粉未变质，故B选项错误； C．滴加氯水时可能把溶液中存在的Fe2+氧化成了Fe3+，再滴加硫氰化钾溶液，溶液变红，则不能说明铁粉全部变质，故C选项错误； D．若先滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中不含Fe3+，再滴加氯水，溶液变红说明溶液中存在Fe2+，被氯水氧化成了Fe3+，但不能说明铁粉全部变质，故D选项错误。 故选A选项。 【典例12】小组同学探究和溶液的反应。 向溶液()中加入(过量)铜粉，充分反应后，溶液变为蓝色。过滤，取少量滤液，滴加溶液，溶液变红，振荡后褪色，产生白色沉淀(经检验为)。 （1）补全离子方程式 ：_______。 （2）对“滴加溶液，溶液变红”的原因作出如下假设： ①假设a：中铜元素的化合价为 ，在的作用下，氧化产生。 ②假设b：空气中存在，由于 (用离子方程式表示)，可产生。 ③假设c：和反应慢，后仍未完全反应。 （3）向溶液中滴加溶液，溶液不显红色，继续滴加溶液， (填现象)，证实假设a成立。反应的离子方程式为 。 （4）设计实验方案证实假设b不是产生的主要原因： (填操作和现象)。 （5）甲同学认为，充分反应后，称量滤渣(已洗涤、干燥)的质量m可判断假设c是否成立。甲同学的观点是否正确？若正确，说明m的大小与假设c的关系；若不正确，说明理由。关系或理由： 。 【答案】（1）Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+ （2）+1 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （3）溶液变红，产生白色沉淀 Cu2++Fe2++SCN-=Fe3++CuSCN （4）将0.2mol/molFeSO4溶液（pH1）在空气中放置48h，滴加KSCN溶液，溶液颜色没有明显变红 （5）关系：若m>0.36g，说明假设c成立；若m=0.36g，说明假设c不成立 【解析】（1）溶液变为蓝色，说明生成铜离子，由得失电子守恒配平方程式：Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+； （2）中铜元素的化合价为+1价，空气中存在，由于4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O可产生； （3）向溶液中滴加溶液，溶液不显红色，继续滴加溶液，发生反应：Cu2++Fe2++SCN-=Fe3++CuSCN，溶液变红，产生白色沉淀，证实假设a成立； （4）将0.2mol/molFeSO4溶液（pH1）在空气中放置48h，滴加KSCN溶液，溶液颜色没有明显变红可证实假设b不是产生的主要原因 （5）三价铁离子的物质的量为，按化学方程式参与反应Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+，彻底进行时消耗铜0.01mol即0.64g，故剩余质量为1g-0.64g=0.36g。 关系：若m>0.36g，说明假设c成立；若m=0.36g，说明假设c不成立。 【变式6-1】某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”，如图所示。 【资料】 a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。 b．鞣酸、维生素C均具有还原性。 下列分析不正确的是 A．①→②，铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁 B．由③→④→⑤，可推知③中含二价鉄 C．由①、③、④几乎颜色相同，可推知其所含粒子种类相同 D．④→⑤，至少有两种粒子被氧化 【答案】C 【分析】已知a．茶水中含有鞣酸，与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁，进而变为蓝黑色的鞣酸铁。证明了鞣酸亚铁易被氧气氧化为鞣酸铁，已知维生素C具有还原性，证明了维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，加入KSCN溶液是检验三价铁离子是否存在，H2O2氧化Fe2+生成Fe3+； 【解析】A．①→②过程中，鞣酸转化为鞣酸亚铁，鞣酸亚铁发生氧化反应生成蓝黑色的鞣酸铁，故A正确； B．③→④的过程中加入KSCN，无现象，说明不含有Fe3+，④→⑤的过程中加入H2O2时生成了红色的Fe(SCN)3，说明③中含二价铁，故B正确； C．①中含有鞣酸，①→③的过程中加入了FeSO4、维生素C，③→④的过程中又加入了KSCN，所以①、③、④中所含粒子种类不相同，故C错误； D．④中含有维生素C、鞣酸、鞣酸亚铁或Fe2+等粒子，均具有还原性，则④→⑤的过程中至少有两种粒子被氧化，故D正确； 故选：C。 【变式6-2】利用溶液和覆铜板可制作所需要的图案。某小组设计制备溶液并研究其与铜的反应。 Ⅰ.制备氯化铁溶液：用硫铁矿渣(主要成分为)制备氯化铁溶液，流程如下： （1）反应釜中与盐酸反应的离子方程式为 。 （2）用离子方程式表示混合器中加入氯气的目的： 。 Ⅱ.探究与的反应，实验及现象记录如下： 已知：和均为难溶于水的白色沉淀。 （3）依据“ⅱ中溶液为浅绿色”，推测其含有的阳离子为 。 （4）证明ⅱ中灰白色沉淀含有：取少量灰白色沉淀，加入过量浓硝酸，生成红棕色气体和蓝绿色溶液。 ①甲同学认为，仅根据灰白色沉淀与过量浓反应产生，不能判断灰白色沉淀中一定存在。理由是 ②甲同学继续向蓝绿色溶液中 (补全实验操作及现象)，则证明白色沉淀中含。 （5）经检测，ⅲ中白色沉淀含有。 ①将下列离子方程式补充完整： 。 ②用溶液检验溶液(含)中的时，是否会对检验产生干扰？说明理由： 。 【答案】（1） （2） （3） （4）灰白色沉淀中含有粉，具有还原性，可以与浓反应产生 加入少量溶液，产生白色沉淀 （5） 不干扰，滴入溶液的瞬间，与会发生显色反应，溶液会变红，存在时，发生，无法与发生显色反应 【分析】硫铁矿渣(主要成分为)加入盐酸反应生成FeCl2、FeCl3，加入氯气将FeCl2氧化为FeCl3，可制备氯化铁溶液。 【解析】（1）反应釜中Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为； （2）混合器中加入氯气的目的是将 Fe2+氧化为 Fe3+，离子方程式为； （3）依据“ii中溶液为浅绿色”，推测其含有的阳离子为Fe2+； （4）①甲同学认为仅根据灰白色沉淀与过量浓HNO3反应产生NO2不能判断灰白色沉淀中一定存在CuCl，理由是浓硝酸具有强氧化性，可以将Cu氧化为Cu2+，同时生成NO2气体，故答案为：灰白色沉淀中含有Cu粉，具有还原性，可以与浓HNO3反应产生NO2； ②甲同学继续向蓝绿色溶液中加入硝酸银溶液，生成白色沉淀，则证明白色沉淀中含CuCl，故答案为：加入少量AgNO3溶液，产生白色沉淀； （5）①CuSCN中Cu元素为+1价，Cu2+被还原，SCN-被氧化为(SCN)2，生成1个(SCN)2反应转移2个电子，含铜元素物质系数配2，结合电荷守恒SCN-配为4，配平离子方程式为2Cu2++4SCN-＝2CuSCN↓+(SCN)2； ②用KSCN溶液检验FeCl3溶液(含Cu2+)中的Fe3+时，Cu2+不会对检验产生干扰，因为滴入KSCN溶液的瞬间，SCN-与Fe3+会发生显色反应，溶液会变红，Cu2+存在时，发生2Cu2++4SCN-＝2CuSCN↓+(SCN)2，SCN-无法与Fe3+发生显色反应，故答案为：不干扰，滴入KSCN溶液的瞬间，SCN-与Fe3+会发生显色反应，溶液会变红，Cu2+存在时，发生2Cu2++4SCN-＝2CuSCN↓+(SCN)2，SCN-无法与Fe3+发生显色反应。 【变式6-3】金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题： （1）目前使用量最大的合金是___________。 A．钢 B．青铜 C．镁合金 D．铝合金 （2）某溶液中有等离子，向其中加入足量的后，过滤，将滤渣投入足量的盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是 。(填序号) A．     B．     C． （3）高铁酸钠是一种新型水处理剂。某兴趣小组欲利用废金属屑(主要成分为和，含有少量)制取高铁酸钠并回收金属，其工艺流程如下： ①高铁酸钠处理水时，不仅能杀菌消毒，还能形成 胶体(名称)吸附水中的悬浮杂质而净化水。 ②试剂a为 (填化学式，下同)，滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式)。 ③滤液Ⅱ主要含有的离子是 ；其中也含少量的，主要原因是 。(用离子方程式表示) ④检验滤液1中是否存在的试剂是 。 【答案】（1）A （2）B （3）氢氧化铁(胶体) H2SO4 Cu H＋、Fe2+ 、SO 2Fe3+＋Cu=Cu2+＋2Fe2+ KSCN溶液 【分析】废金属屑(主要成分为Fe和Cu，含有少量)加入稀硫酸溶液，反应后得到硫酸亚铁和铁、铜混合物，过滤后，向铁和铜混合物中加足量稀硫酸，将铁全部反应完，过滤，滤渣为铜，滤液为硫酸和硫酸亚铁，经过一系列操作得到硫酸亚铁固体，加入过氧化钠固体，在氮气保护气中高温反应得到高铁酸钠。 【解析】（1）A．钢是铁和碳合金，是目前使用量最大的合金，故A符合题意； B．青铜是铜、锡合金，使用量有限，故B不符合题意； C．镁合金是镁铝合金，使用量有限，故C不符合题意； D．大多数铝合金是镁铝合金，使用量有限，故D不符合题意； 答案选A。 （2）某溶液中有等离子，向其中加入足量的后，镁离子变为氢氧化镁沉淀，亚铁离子被氧化后生成氢氧化铁沉淀，铜离子变为氢氧化铜沉淀，过滤，将滤渣(氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铜)投入足量的盐酸中，溶液中离子是，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是；答案选B。 （3）①高铁酸钠对水进行杀菌消毒，高铁酸根的还原产物铁离子发生水解生成氢氧化铁胶体，因此还能形成氢氧化铁胶体吸附水中的悬浮杂质而净化水； ②根据以上分析可知试剂a为H2SO4，铜和稀硫酸不反应，因此滤渣II的主要成分为Cu； ③滤液II含有硫酸亚铁和稀硫酸，主要含有的离子是H＋、Fe2+、；其中也含少量的Cu2+，主要原因铁离子氧化铜生成铜离子即2Fe3++Cu＝Cu2+ +2Fe2+。 ④检验滤液I中是否存在Fe3+的试剂是KSCN溶液，铁离子遇见KSCN溶液呈红色。 ◆题型07 控制反应条件对反应产物的影响 【典例13】物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要视角。下图是铁及其化合物的价类二维图。回答下列问题。 （1）铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第 位。 （2）B的化学式 ，俗称 ，常见用途 (填一种)。 （3）①在空气中极容易被氧化，写出被空气氧化为C的化学方程式 。 ②下列实验装置中 (填字母)能较长时间看到白色沉淀。 （4）亚铁盐可以加入氧化剂转化为铁盐，写出双氧水作用下，的离子方程式 。 （5）描述实验室制备C的胶体的操作 。 【答案】（1）二 （2） 铁红 冶炼铁、油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 （3） abd （4） （5）向沸水中逐滴加入饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热 【分析】由铁及其化合物的价类二维图知，B为Fe2O3，C为Fe(OH)3，据此回答。 【解析】（1）地壳中的含量前五元素为O、Si、Al、Fe、Ca，故铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第二位； （2）由分析知，B的化学式，俗称铁红，常用于冶炼铁、油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料等； （3）①不稳定，在空气中极容易被氧化生成，反应的方程式为 ； ②a中稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，氢气能将装置中的空气排除，故可以长时间观察到白色沉淀，a正确； b中硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，苯能隔绝空气，故可以长时间观察到白色沉淀，b正确； c中硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，与空气接触，易被氧化，生成，故不长时间观察到白色沉淀，c错误； d中打开a，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，将装置内的空气排除，关闭a，生成氢气，使得压强增大，将硫酸亚铁压入氢氧化钠溶液中，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，由于装置内已无空气，故可以长时间观察到白色沉淀，d正确； 故选abd； （4）双氧水能将亚铁盐氧化为铁盐，反应的离子方程式为； （5）实验室制备胶体时，向沸水中逐滴加入饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可制得氢氧化铁胶体。 【典例14】某同学为了获取在制备过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图示装置进行了如下实验。 实验步骤： Ⅰ．向三颈瓶中加入饱和溶液，按图示连接装置(夹持装置已略去，气密性已检查)； Ⅱ．打开磁力搅拌器，立即加入溶液； Ⅲ．采集三颈瓶内空气中体积分数和溶液中浓度的数据。 实验现象： 三颈瓶中生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 回答下列问题： （1）搅拌的目的是 。 （2）生成白色絮状沉淀的离子方程式为 。 （3）沉淀由白色变为红褐色发生反应的化学方程式为 。 （4）通过上述实验，可得到“在制备过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是 。 （5）结合上述实验，提出制备过程中应注意的事项 (回答一项即可)。 【答案】（1）使沉淀与氧气充分接触 （2） （3） （4）瓶内空气中、溶液中含量均降低，沉淀颜色改变 （5）制备过程中防止与氧气接触 【分析】该实验的实验目的是探究氢氧化亚铁白色沉淀的颜色变化与氧气的关系。 【解析】（1）由题意可知，向饱和硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液时，搅拌的目的是使饱和硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液充分混合反应生成氢氧化亚铁沉淀，使沉淀与氧气充分接触，故答案为：使沉淀与氧气充分接触； （2）生成白色絮状沉淀的反应为饱和硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁白色絮状沉淀和硫酸钠，反应的离子方程式为，故答案为：； （3）沉淀由白色变为红褐色发生的反应为氢氧化亚铁与氧气和水反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式为，故答案为：； （4）据题图可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应瓶内反应，且氢氧化亚铁的沉淀颜色改变，则说明氢氧化亚铁制备过程中，氢氧化亚铁沉淀的颜色改变与氧气有关，故答案为：瓶内空气中、溶液中含量均降低，沉淀颜色改变； （5）由实验可知，氢氧化亚铁制备过程中，氢氧化亚铁易与氧气和水反应生成氢氧化铁，所以制备过程中应防止或隔绝反应溶液、氢氧化亚铁沉淀与氧气接触，故答案为：制备过程中防止与氧气接触。 【变式7-1】按如图装置实验，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．   B．   C．   D．   【答案】A 【解析】A．空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化产生红褐色Fe(OH)3，因而不能较长时间看到白色沉淀，A符合题意； B．苯层能够隔绝空气，在液面下NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，并且能够常时间观察到白色沉淀，B不符合题意； C．Fe与H2SO4反应产生FeSO4、H2，H2能够将溶液及装置中的空气排出，FeSO4处于H2的惰性环境中，然后加入NaOH溶液，NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，由于没有空气，因此Fe(OH)2不能被氧化产生红褐色Fe(OH)3，故能较长时间看到白色沉淀，C不符合题意； D．Fe与H2SO4反应产生FeSO4、H2，H2能够将A、B两个试管溶液中及装置中的空气排出，FeSO4处于H2的惰性环境中，然后关闭A的止水夹，反应产生的H2将A中FeSO4溶液压入B中的NaOH溶液，二者反应产生Fe(OH)2白色沉淀，由于装置中没有空气，因此Fe(OH)2不能被氧化产生红褐色Fe(OH)3，故能较长时间看到白色沉淀，D不符合题意； 故合理选项是A。 【变式7-2】如图为制取无水氯化铁粉末的装置，已知氯化铁粉末很容易吸水生成含结晶水的化合物。 回答下列问题： （1）按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)： 。 （2）装置A中发生反应的离子方程式为 。 （3）装置E的作用是 。 （4）这套实验装置的缺陷是没有尾气处理装置，应增加一个装有溶液的烧杯吸收尾气，发生反应的化学方程式为 。 （5）利用制取的无水氯化铁固体配制少量饱和溶液并制备胶体。 ①溶解制取的无水氯化铁固体时，发现溶液偏浅绿色，取少量溶液于试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾颜色褪去，发生反应的离子方程式为 ；溶解所得溶液中含有的原因可能是 。 ②向沸水中滴加少量饱和溶液，继续煮沸，至 (填实验现象)时停止，得到胶体。 【答案】（1）agfdeb(c) （2） （3）除去中混有的HCl杂质 （4） （5） 制备时，有剩余，溶解时，Fe与反应生成 液体呈红褐色 【分析】用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，因为盐酸具有挥发性，故在a出来的氯气中混有HCl、H2O，用过饱和食盐水去除氯气中的HCl，用浓硫酸吸收氯气中的水蒸气，将干燥纯净的氯气通入B中，制取氯化铁，因氯气有毒，故需要在实验仪器尾部增加尾气处理装置，以此分析； 【解析】（1）根据分析，气体流向从左到右连接仪器的顺序：agfdeb(c)； 故答案为：agfdeb(c)； （2）A中用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，； 故答案为：； （3）E中用饱和食盐水去除氯气中的HCl气体； 故答案为：除去Cl2中混有的HCl杂质； （4）因氯气有毒，用NaOH进行处理，； 故答案为：； （5）①高锰酸钾具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，则发生氧化还原反应生成锰离子和铁离子，； ②向沸水中滴加少量FeCl3饱和溶液，继续煮沸，至液体呈红褐色时停止，得到Fe(OH)3胶体； 故答案为：液体呈红褐色； 故答案为：；液体呈红褐色。 ◆题型08 金属的应用与性质的对应关系 【典例15】下列说法不正确的是 A．镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件 B．还原铁粉可用作食品干燥剂 C．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D．“洁则灵”（主要成分为盐酸）和“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）不能混用 【答案】B 【解析】A．镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，特点是密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件，A正确； B．还原铁粉不具有吸水性，则不可用作食品干燥剂，但还原铁粉能与氧气发生反应，因此还原铁粉可用作食品的抗氧化剂，B错误； C．氯气与水反应产生的HClO具有强氧化性，臭氧、二氧化氯也都具有强氧化性，则氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒，C正确； D．“洁则灵”的主要成分是盐酸，“84消毒液”的主要成分是次氯酸钠，两者混合会因发生氧化还原反应而减弱消毒效果，同时产生有毒的氯气，所以两者不能混用，D正确； 故选B。 【典例16】下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．具有良好的延展性，故铝可用于制作各种形状的铝制品 B．合金普遍具有硬度大、熔点高等优点 C．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 【答案】B 【解析】A．铝可用于制作铝金属制品，是利用了铝具有良好的延展性，A正确； B．一般情况下，合金具有硬度大、熔点低等优点，B错误； C．制造飞机和宇宙飞船的材料应具有强度高、耐高温、耐腐蚀、密度小等特点，所以密度小、强度高的镁铝合金是制造飞机和宇宙飞船的理想材料性质，C正确； D．铝能与酸溶液反应生成铝离子和氢气、与碱溶液反应生成四羟基合铝酸根离子和氢气；氧化铝能与酸溶液反应生成铝离子和水、与碱溶液反应生成四羟基合铝酸根离子和水，所以铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物，D正确； 故选B。 【变式8-1】下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A．具有强氧化性，可用于自来水消毒 B．固体显淡黄色，可用作潜艇供氧剂 C．是两性氧化物，可用作耐火材料 D．能和酸反应，可用作磁性材料 【答案】A 【解析】A．具有强氧化性，使其能有效杀灭水中的微生物，这一性质直接对应其消毒用途，A符合题意； B．作为供氧剂是因为它与CO2或H2O反应生成O2，与固体显淡黄色无关，对应关系错误，B不符合题意； C．用作耐火材料是因高熔点，而非两性氧化物的性质，对应关系错误，C不符合题意； D．具有磁性所以可用作磁性材料，与能和酸反应无关，对应关系错误，D不符合题意； 故选A。 ◆题型09 合金及其应用 【典例17】下面几幅图片涉及我国文物和现代科技，其中所涉及的材料不属于合金的是 A．用硬铝制造的飞机外壳 B．制造地铁列车车体所用的金属 C．狗头兽首铜像 D．精美的青花瓷 【答案】D 【解析】A．用硬铝制造的飞机外壳，是铝的合金，故A正确； B．制造地铁列车车体所用的金属为铁的合金，故B正确； C．狗头兽首铜像是铜的合金，故C正确； D．精美的青花瓷是硅酸盐，属于无机非金属材料，不是合金，故D错误； 故选：D。 【典例18】化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法错误的是 A．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 B．钛合金耐高温用于制造飞机发动机 C．Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚 D．La-Ni合金可用作储氢合金，方便吸、放氢气 【答案】C 【解析】A．Fe2O3是红色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故A正确； B．钛合金耐高温用于制造飞机发动机，故B正确； C．Al2O3具有很高的熔点，但是可以和强碱反应，不可用于制造熔融烧碱的坩埚，故C错误； D．La-Ni合金可用作储氢合金，方便吸、放氢气，故D正确； 故答案为C。 【变式9-1】化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是 A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．合金的熔点一般比其成分金属的熔点高 C．青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁 D．铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀 【答案】B 【解析】A．硬币是由不锈钢、铁芯镀铜、铁芯镀镍等合金材料制造的，A正确； B．合金的熔点一般比其成分金属的熔点低，硬度大，B错误； C．青铜是我国使用最早的合金材料，商朝的司马鼎等，目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁，C正确； D．虽然铝的金属活动性大于铁的，但铝表面容易被空气氧化为致密的氧化物薄膜，从而使其更耐腐蚀，D正确； 故选B。 【变式9-2】下列关于合金组成、性质、用途的说法，错误的是 A．生铁含碳量较高，硬度大、抗压，可用于铸造下水井盖 B．不锈钢是含铬和镍的合金钢，抗腐蚀能力强，可用作医疗器材 C．纯铝硬度小，但硬铝强度高，且密度小，是制造飞机外壳的理想材料 D．“蛟龙”号潜水器外壳用钛合金制造，是因为其密度大，易沉入深海 【答案】D 【解析】A．生铁的含碳量比较高，硬度大、抗压能力强，因此可用于铸造下水井盖，A正确； B．不锈钢中在钢中加入合金元素铬和镍制成的合金钢，由于其抗腐蚀能力强，不容易生锈，因此可用作医疗器材，B正确； C．纯铝硬度小，但由铝制成的铝合金——硬铝的强度高，且密度小，因此硬铝是制造飞机外壳的理想材料，C正确； D．“蛟龙”号潜水器外壳用钛合金制造，其用于制作潜水器的外壳，主要是因为其密度小，硬度大的性质，能够使其不至于过重，同时又能够克服海水的巨大压力，D错误； 故选D。 ◆题型10 有关铁及其化合物的化学计算 【典例19】a g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，没有气体产生，向反应后的溶液中滴加KSCN无现象，则原混合物中Fe与的物质的量比为 A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1 【答案】A 【解析】由题意可知，a g铁和氧化铁溶于1 L 2 mol/L稀硫酸没有气体产生，向反应后的溶液中滴加硫氰化钾无现象，说明稀硫酸完全反应，反应得到的溶液为硫酸亚铁溶液，则溶解过程中发生的反应为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，硫酸的物质的量为2mol/L×1L=2mol，由原子个数守恒可知，反应生成硫酸亚铁的物质的量为2mol，由方程式可知，混合物中氧化铁的物质的量为mol，由铁原子个数守恒可知，混合物中铁的物质的量为2mol—mol×2=mol，则铁和氧化铁的物质的量比为1：1，故选A。 【典例20】向、、Cu的混合物中加入的硫酸溶液时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含。若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在混合物与硫酸混合时发生反应：；；。向5.2g Fe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中加入的硫酸溶液140mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+说明溶液为Fe(SO4)2和CuSO4，用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为其中所含有的氧元素的质量。假设5.2g Fe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中Fe3O4、Fe2O3的物质的量分别为X、Y，则Cu的物质的量为（X+Y）。根据题意可得：3X+2Y+X+Y=0.14L×0.5 mol/L=0.07；232X+160Y+ 64(X+Y)= 5.2．解得X=0.01mol；Y=0.01mol，所以n(O)=4×0.01mol+3×0.01mol=0.07mol． 若用过量的在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为m=n·M=0.07mol×16g/mol=1.12g，A正确； 故选A。 【变式10-1】将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化)，下列分析正确的是 A．铁粉有剩余 B．Cl－浓度减小 C．向溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色 D．反应液质量增加5.6 g 【答案】C 【分析】铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，n(Fe)＝＝0.02 mol，n(FeCl3)＝25×10－3 L×2 mol·L－1＝0.05 mol， 【解析】A．由离子方程式可知，Fe3＋是过量的，A错误；B．氯离子不参加反应，氯离子浓度不变，B错误；C．分析知铁离子剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，Fe3＋与KSCN溶液变红色，C错误；D．由离子方程式可知，1.12 g的铁全部变成亚铁离子进入到溶液中，溶液质量增加1.12g，D正确；故选D。 【变式10-2】向22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中加入0.5mol/L的硫酸溶液600mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为 A．4.8g B．6.4g C．2.4g D．1.6g 【答案】A 【解析】0.5mol/L的硫酸溶液600mL 含硫酸0.3mol，，所以生成水0.3mol，根据元素守恒，22.4g的Fe2O3、Cu的混合物中，含有氧原子0.3mol，氧原子的质量是4.8g，用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量即为0.3mol氧原子的质量4.8g，故A正确。 【变式10-3】金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题： （1）FeCl3溶液用于腐蚀铜箔印刷线路板，该反应的离子方程式为 。 （2）经检测某酸性废水中所含离子及其浓度如表所示： 离子 浓度/(mol/L) 2×10-2 1×10-1 2×10-2 1×10-1 则(Al3+)= mol/L。 （3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图： ①完成“操作I”所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需要的是 、 。 ②FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 ③1.0kg含铁95%的废铁屑，操作I损失率为2%，操作Ⅱ损失率为1%，最后获得Fe2O3的质量为 kg。 （4）用托盘天平(1g以下用游码)称量绿矾(FeSO4∙7H2O)晶体配制450mL0.1mol/L溶液，需要绿矾的质量为 ；配制过程以下实验操作会导致所配溶液浓度偏低的是 。 a．用托盘天平称量绿矾晶体时，将砝码放在左盘，药品放在右盘 b．洗涤烧杯和玻璃棒后，将洗涤液倒入废液缸中 c．摇匀后发现液面低于刻度线，未补加水 d．定容时，俯视刻度线 【答案】（1）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ （2）2×10-2 （3）普通漏斗 玻璃棒 1:4 1.3 （4）13.9g ab 【分析】将废铁屑放入稀硫酸进行酸浸，然后过滤；往滤液中加入过量NH4HCO3溶液，发生反应，生成FeCO3、(NH4)2SO4、CO2气体等；过滤出FeCO3沉淀，然后放在空气中煅烧，从而获得Fe2O3； 【解析】（1）FeCl3溶液用于腐蚀铜箔印刷线路板时，将Cu转化为CuCl2，FeCl3被还原为FeCl2，该反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； （2）由表中信息，依据电荷守恒，可得出(Al3+)=(1×10-1×2+2×10-2-1×10-1-2×10-2×3)mol/L×=2×10-2mol/L； （3）①“操作I”为过滤，所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需要的是普通漏斗、玻璃棒； ②FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3时，发生反应4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，氧化剂(O2)和还原剂(FeCO3)的物质的量之比为1:4； ③1.0kg含铁95%的废铁屑，操作I损失率为2%，操作Ⅱ损失率为1%，最后获得Fe2O3的质量为≈1.3kg； （4）用托盘天平(1g以下用游码)称量绿矾(FeSO4∙7H2O)晶体配制450mL0.1mol/L溶液，需要选择500mL的容量瓶，溶液的体积用500mL代入计算，则绿矾的质量为0.5L×0.1mol/L×278g/mol=13.9g； a．用托盘天平称量绿矾晶体时，将砝码放在左盘，药品放在右盘，则称得固体的质量偏小，所配溶液的浓度偏低，a符合题意；b．洗涤烧杯和玻璃棒后，将洗涤液倒入废液缸中，容量瓶内溶质的物质的量偏小，所配溶液的浓度偏低，b符合题意；c．摇匀后发现液面低于刻度线，未补加水，所配溶液的浓度无偏差，c不符合题意；d．定容时，俯视刻度线，所配溶液的体积偏小，浓度偏高，d不符合题意；故选ab。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$