第三章 铁、金属材料 章末测试卷 -2025-2026学年高一化学上学期同步测试卷（人教版2019必修第一册）

第三章 铁、金属材料 章末测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：第三章 铁、金属材料（人教版2019）。 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Au 197 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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．《天工开物》记载了炼锡场景：“凡煎炼亦用洪炉，入锡砂（主要成份是二氧化锡）数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴（指鼓入空气）熔化：火力已到，砂不即熔，用铅少许勾引，方始沛然流注”。下列说法错误的是 A．鼓鞴目的是提供充足的氧气，燃烧充分从而提高炉温 B．“用铅少许勾引，方使沛然流注”，其原因是加铅形成合金后熔点降低 C．上述炼锡的过程中有元素的化合价发生改变 D．古代锡器可用来盛装陈醋等酸性物质 【答案】D 【详解】A．鼓入空气使木炭充分燃烧，提高炉温，A正确； B．加铅形成合金降低熔点，B正确； C．SnO2被还原为Sn，C被氧化，化合价变化，C正确； D．锡与酸反应，不可盛装酸性物质，D错误； 故选D。 2．下列铁的化合物中，不能直接通过化合反应得到的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．铁在氧气中燃烧生成：，属于化合反应，A不符合题意； B．Fe与FeCl3溶液反应生成FeCl2：Fe+2FeCl3=3FeCl2，属于化合反应，B不符合题意； C．Fe(OH)2无法通过两种物质直接化合生成，C符合题意； D．Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，属于化合反应，D不符合题意； 故选C。 3．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．高铁酸钠（）具有强氧化性，是一种新型消毒剂 B．二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色 C．熟石膏与水混合成糊状物会很快凝固，重新变成石膏，故石膏可用来制作各种模型 D．易吸水，可用来干燥氨气 【答案】D 【详解】A．高铁酸钠中Fe为+6价，强氧化性使其能杀菌消毒，A正确； B．SO2与品红结合生成不稳定的无色物质，体现漂白性，B正确； C．熟石膏（2CaSO4·H2O）与水反应生成生石膏（CaSO4·2H2O）并硬化，用于模型制作，C正确； D．会与氨气反应生成新物质，无法干燥氨气，D错误。 故选D。 4．下列金属冶炼的化学反应原理不正确的是 A． B． C． D．(熔融) 【答案】B 【详解】A．Hg为不活泼金属，其氧化物受热易分解为金属和氧气，A正确； B．Mg是活泼金属，需电解熔融而非加热分解，B错误； C．Fe用与CO高温还原法制备，C正确； D．Al用电解熔融（加冰晶石）法，D正确。 故选B。 5．为除去括号内的杂质，所选用的试剂错误的是 A．Fe(Al)：NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入二氧化碳气体 C．FeCl3溶液(FeCl2)：酸性KMnO4溶液 D．CO2气体(HCl)：饱和NaHCO3溶液、浓硫酸 【答案】C 【详解】A．Fe与NaOH溶液不反应，而Al可溶于NaOH溶液生成Na[Al(OH)4]，因此可用NaOH溶液除去Fe中的Al，A正确； B．向Na2CO3溶液中通入CO2，可反应生成NaHCO3（Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3），不引入新杂质，B正确； C．酸性KMnO4溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，但会引入Mn2+和K+杂质，且过量KMnO4可能残留，C错误； D．HCl与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，浓硫酸干燥后得到纯净CO2，D正确； 故选C。 6．生活中处处可以用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．合金通常比组分金属的熔点更高，硬度更小 B．生锈的铁制品回收成本高，属于不可回收垃圾 C．生铁和钢都是铁合金，两者含碳量不同 D．铝的金属活动性比铁强，所以在空气中铝比铁更易腐蚀 【答案】C 【详解】A．合金通常比组分金属的熔点更低、硬度更大，A错误； B．生锈的铁制品仍可被回收利用，故生锈的铁制品属于可回收垃圾，B错误； C．生铁和钢均为铁合金，生铁的含碳量一般在2%~4.3%，钢的含碳量一般是在0.03%~2%，而生铁的含碳量高于钢，两者含碳量不同，C正确； D．铁与空气中的氧气反应产生氧化物比较酥松，能够吸收空气中的氧气和水，导致其更容易被腐蚀；尽管铝的金属活动性比铁强，但铝与空气中氧气反应产生氧化物薄膜非常致密，对内层金属能够起到保护作用，因此铝制品的抗腐蚀能力比铁强；更耐腐蚀，D错误； 故合理选项是C。 7．金属冶炼方法与其性质相关。下列错误的是 A．电解熔融冶炼镁，因MgO熔点过高 B．火法炼铜：，利用中硫的还原性 C．铝热法焊接铁轨：，放出大量热 D．电解饱和溶液制铝，因易被还原 【答案】D 【详解】A．金属冶炼方法取决于金属活动性。活泼金属（如Mg、Al）需电解其熔融盐或氧化物，因MgO熔点过高，电解MgCl2更经济，A正确； B．Cu2S与氧气反应时，S元素化合价升高，被氧化，体现还原性，B正确； C．铝热反应为放热反应，Al具有强还原性，可用铝热反应焊接铁轨，C正确； D．工业上电解熔融Al2O3制铝，电解饱和溶液得不到铝，D错误； 故选D。 8．下列对实验装置图的分析中正确的是 A．用甲图装置可鉴别纯碱与小苏打固体 B．用乙图装置制备 C．丙图中充分光照后，量筒中液体漂白性增强 D．用丁图装置制取氯气 【答案】B 【详解】A．纯碱即碳酸钠，小苏打即碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，而碳酸钠受热不分解，但给固体加热时，试管口应略向下倾斜，A错误； B．稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气将装置内的氧气排出后挤压长胶头滴管滴入NaOH溶液与硫酸亚铁反应制备氢氧化亚铁，B正确； C．氯气与水反应生成HCl和HClO，HClO具有漂白性，充分光照后HClO分解为HCl和氧气，液体漂白性减弱甚至丧失，C错误； D．稀盐酸和MnO2不反应，D错误； 故选B。 9．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 下列说法错误的是 A．a、b中铝元素的化合价相同 B．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，所得滤渣的主要成分分别为和 C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，反应方程式为 【答案】C 【详解】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，①铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；②滤液中加过量NaOH，Al3+转化为和Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，③向滤液中通过量的二氧化碳，会生成Al(OH)3沉淀，④Al(OH)3分解生成Al2O3，⑤最后电解熔融的Al2O3生成Al。 A．a、b中铝元素分别以和的形式存在，其中铝元素的化合价都是价，A正确； B．反应①后的体系中含有固体，需要过滤除去，反应②后的体系中含有沉淀，需要过滤除去，B正确； C．由制备需要通入过量，C错误； D．由制备，加热即可，D正确； 答案选C。 10．下列物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化关系的是 X Y Z A HCl HClO B Al C NaOH D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．浓HCl可被KMnO4、KClO3等氧化为Cl2，Cl2和水反应得到HClO，HClO分解得到HCl和氧气，A不符题意； B．Al和Cl2共热或点燃得到AlCl3，AlCl3和弱碱或少量强碱反应得到Al(OH)3，Al(OH)3和HCl反应得到AlCl3，Al(OH)3不能一步反应得到Al，B符合题意； C．NaOH和少量CO2反应得到Na2CO3，Na2CO3和少量HCl可得到，受热分解得到，和氢氧化钙反应可得到NaOH，C不符题意； D．Fe和Cl2共热或点燃得到FeCl3，FeCl3和Fe反应得到FeCl2，FeCl2和Cl2反应得到FeCl3，Zn和FeCl2反应可得到Fe，D不符题意； 故选B。 11．下列关于铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料中的颜料 C．Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3 D．向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 【答案】B 【详解】A．铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同，A错误； B．Fe2O3为红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料，B正确； C．Fe2O3虽不直接与水反应生成Fe(OH)3，但Fe(OH)2与O2、H2O的化合反应可生成Fe(OH)3，C错误； D．Fe(OH)2易被氧化，直接滴加NaOH最终会生成Fe(OH)3而非白色沉淀，D错误； 故答案为：B。 12．微粒相遇时的色彩变化蕴含化学奥秘。下列对颜色变化的解释错误的是 选项 颜色变化 解释 A 将等体积等物质的量浓度的硫酸铝钾溶液与溶液混合，有白色沉淀产生 B 将铜粉加入含有双氧水的稀硫酸中，溶液变蓝 C 将新制氯水滴入淀粉-KI溶液中，溶液变蓝 D 将KSCN溶液滴入溶液中，溶液变为红色 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．硫酸铝钾与Ba(OH)2等体积等浓度混合时，Al3+与OH-的物质的量比为1：2，不足以完全生成，应生成Al(OH)3沉淀，因此反应为：，A错误； B．把铜粉加入含双氧水的稀硫酸中，溶液变蓝：，B正确； C．Cl2氧化I-生成I2，遇淀粉变蓝，反应为：，C正确； D．Fe3+与SCN-生成血红色络合物，虽配位数可变化，但简写为Fe(SCN)3符合常规表述，即表示为：，D正确； 故答案选A。 13．向200mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是 A．a点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+ B．b点时溶液中的阳离子有：Cu2+、Fe2+ C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.25mol/L D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶2 【答案】A 【详解】A．向混合溶液中加入铁粉时，氧化性强于，铁粉先与反应：，待完全反应后才与反应。a点对应加入铁粉质量小于0.56g，此时发生的是Fe与的反应，A错误； B．当加入1.68g铁粉时，其中0.56g（0.01mol）与反应，1.12g（0.02mol）与反应生成1.28g Cu（0.02mol），恰好完全反应。b点加入的Fe粉没有将完全反应，故溶液中阳离子有、，B正确； C．c点时溶液中溶质为，来自两部分，一是反应：，用去0.01mol，生成0.03mol；二是反应：，用去0.01mol，生成0.02mol；共0.05mol，浓度为，C正确； D．原溶液中，，浓度比1:2，D正确。 故选A。 14．工业上以软锰矿（含和少量的、、）为原料制备硫酸锰晶体的流程如图所示，下列有关说法错误的是 A．酸浸过程不能将硫酸换为稀硝酸 B．酸浸过程中发生氧化还原反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 C．试剂会氧化，从绿色化学角度分析，试剂可以选择、 D．系列操作包括多步操作，第一步操作为蒸发溶液至有大量晶体析出，停止加热 【答案】D 【详解】以软锰矿（含MnO2和少量的Fe2O3、Al2O3、SiO2）为原料制备硫酸锰晶体的流程为：酸浸时过量的FeSO4、H2SO4与MnO2发生氧化还原反应生成MnSO4、Fe2(SO4)3，Fe2O3、Al2O3分别转化为Fe3+、Al3+，过滤除去SiO2，滤液中含有Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+，加入试剂A氧化Fe2+生成Fe3+，加入试剂B调节溶液pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，得到含有MnSO4的溶液，经过系列操作得到MnSO4•H2O晶体。 A．该工艺是制备硫酸锰晶体，若将硫酸换成硝酸则会引入硝酸根成为杂质，难以除去，A正确； B．酸浸过程中发生氧化还原反应的氧化剂是MnO2，还原剂是FeSO4，有关系式：MnO2~Mn2+~得2e-，FeSO4~ Fe3+~失e-，根据得失电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为，B正确； C．试剂A的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，作氧化剂生成H2O，作氧化剂生成-2价的O无污染，从绿色化学角度分析，试剂可以选择、，C正确； D．系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，析出晶体选择冷却结晶而不是蒸发结晶，故不能蒸发溶液至有大量晶体析出，蒸发浓缩即可，D错误； 故选D。 15．某工业废液中含有、、，为实现资源的再利用，现回收铜并制备氯化铁晶体()的流程如下。下列说法正确的是 A．试剂a、b依次可以是锌粉和稀盐酸 B．加入试剂a过程中，有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全 C．滤液X的溶质为和未反应的 D．用酸性溶液可检验溶液W中是否含有 【答案】B 【详解】向含、、CuCl2废液中加过量的试剂a铁单质，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁和氯化铜反应置换出铜，过滤，滤渣Y含铜和铁，滤液X为氯化亚铁，滤渣Y中加盐酸溶解铁，过滤得金属铜，滤液Z为氯化亚铁溶液，滤液Z和滤液X混合后通入氯气，得溶液W氯化铁溶液，经过蒸发浓缩冷却结晶得到氯化铁晶体。 A．根据以上分析试剂a为铁粉，试剂b为稀盐酸，不能用锌粉，会引入杂质，A错误； B．加入铁，因为氧化性大于，铁先和反应，然后才和氯化铜反应生成红色铜，所以有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全，B正确； C．经分析滤液X的溶质为，C错误； D．溶液W为氯化铁溶液，酸性具有强氧化性，可以将氯离子氧化，不能用酸性溶液检验氯化铁溶液中是否含有，D错误； 故选B。 二、非选择题：本题共5个小题，共55分。 16．（11分）高铁酸钠是一种多功能净水剂，主要用于处理废水。工业上制备高铁酸钠有多种方法。回答下列问题： I．干法制备：用与加热条件下反应，得到和。 (1)中铁元素的化合价为 ，干法制备中氧化剂与还原剂之比为 。 II．湿法制备：用NaClO在碱性条件下与发生如下反应： 实验装置如图： 已知： ①实验室可用浓盐酸与KMnO4反应制取氯气。 ②氯气与碱反应放热，且在较高温度下有氯酸盐生成。 ③可溶于水，难溶于乙醇，在碱中溶解度较小，且碱的浓度越大，溶解度越小。 (2)盛放的仪器名称是 。装置B中应盛装的试剂为 ，其作用是 。 (3)实验过程中C装置应放在冰水浴中，其目的是 。 (4)提纯的实验方案为：向粗产品中加入冷的浓NaOH溶液，充分搅拌，静置过滤，所得产品用 (填标号)洗涤次，在真空干燥箱中干燥。 A．冷水    B．热水    C．乙醇 (5)用处理酸性废水时，可将转化为沉淀除去，写出该过程中发生的离子方程式 。某酸性废水中浓度为，经处理后，溶液中浓度降为，则的去除率为 (精确至；离子的去除率)。 【答案】 (1)+6 2:1 (2)圆底烧瓶 饱和食盐水 除去中的HCl (3)吸收反应放出的热量，防止温度过高时氯气与碱反应生成氯酸盐 (4)C (5) 【详解】A中浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，通入B中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，再通入C中与NaOH反应制备次氯酸钠，滴入硝酸铁，硝酸铁被次氯酸钠氧化为，即可制取Na2FeO4，最后用D中氢氧化钠溶液吸收未反应完的氯气。 （1）中Na显+1价、O显-2价，根据化合价代数和等于0，铁元素的化合价为+6；干法制备是用与加热条件下反应，得到和，中O元素化合价由-1降低为-2，是氧化剂；中Fe元素化合价由+2升高为+6，是还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂之比为2:1。 （2）根据装置图，盛放的仪器名称是圆底烧瓶。装置B的作用是除氯气中的氯化氢，应盛装的试剂为饱和食盐水。 （3）氯气与碱反应放热，且在较高温度下有氯酸盐生成，为防止温度升高后氯气与氢氧化钠反应生成氯酸钠，实验过程中C装置应放在冰水浴中； （4）可溶于水，难溶于乙醇，在碱中溶解度较小，且碱的浓度越大，溶解度越小；根据以上信息，提纯的实验方案为：向粗产品中加入冷的浓NaOH溶液，充分搅拌，静置过滤，所得产品用乙醇洗涤次，在真空干燥箱中干燥，选C。 （5）用处理酸性废水时，可将转化为沉淀除去，铁元素化合价由+6降低为+3、锰元素化合价由+2升高为+4，根据得失电子守恒，发生反应的离子方程式为。某酸性废水中浓度为，经处理后，溶液中浓度降为，则的去除率为。 17．（11分）黑木耳中含有丰富的人体所必需的铁元素。某研究小组测定黑木耳中铁元素含量，实验方案如下。回答下列问题： (1)配制标准液。本实验预计要用90mL0.10mol/L（g/mol）的溶液： ①选择仪器：所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还有 。 ②计算，称量：需用托盘天平称量 克固体。 ③溶解，恢复到室温，转移、洗涤、定容。定容的操作是：继续向容量瓶中加入蒸馏水，直到液面离刻度线1~2cm时 ，盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。 ④下列操作会使标准液浓度偏低的是 。 A．定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体 B．容量瓶未经干燥即用来配制溶液 C．定容时，俯视刻度线 D．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 (2)测定黑木耳中铁元素含量（已知黑木耳提取液中铁元素以和的形式存在）。 步骤一 取224克黑木耳，经灼烧、酸浸制得提取液，加入过量的铜粉 步骤二 过滤，向滤液中加入10mL0.10mol/L酸性溶液（被还原为），恰好完全反应 ①“步骤一”中加入过量铜粉的目的是 。 ②请写出步骤二中发生反应的离子反应方程式： 。 ③实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为 。 【答案】 (1)100mL容量瓶 2.9 改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切 AD (2)将铁离子还原为亚铁离子，测定更准确，减小实验误差 0.15% 【详解】（1）①配制一定物质的量浓度的溶液，所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还有100mL容量瓶； ②配制90mL0.10mol/L K2Cr2O7溶液需要选用100mL容量瓶，需要K2Cr2O7固体的质量为：，托盘天平称取固体的质量为：2.9g； ③定容的操作是：将蒸馏水注入容量瓶，先直接加蒸馏水至离刻度线1～2cm时，再改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切； ④A．定容时，加水超过刻度线，溶液体积偏大，所配溶液浓度偏低，用胶头滴管吸取多余的液体后浓度仍然偏低，A符合题意； B．定容时也需要加入蒸馏水，故容量瓶未干燥即用来配制溶液，不影响配制溶液浓度，B不符合题意； C．定容时，俯视刻度线，溶液体积偏小，配制溶液浓度偏高，C不符合题意； D．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质的量偏少，配制溶液的浓度偏低，D符合题意； 故选AD； （2）①根据分析，“步骤一”中加入过量铜粉的目的是：将铁离子还原为亚铁离子，测定更准确，减小实验误差； ②根据分析，步骤二中发生反应的离子反应方程式为：； ③根据离子反应方程式可找出关系式：，故黑木耳中铁元素的质量分数为：。 18．（11分）氧化还原反应是一类重要的反应，在生产生活中应用广泛。 Ⅰ．某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，化学反应原理为。 (1)写出在水溶液中的电离方程式： 。 (2)该反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应，判断依据是 。 (3)在该反应中显示出来的性质是 （填“还原性”或“氧化性”）。 Ⅱ．管道工人利用反应：可检验氯气管道是否漏气。 (4)该反应中还原剂是 （填化学式，下同），还原产物是 。 (5)用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目： 。 Ⅲ．硫化氢（）是一种有毒有害的气体。处理某废气中的是将废气与空气混合通入、、的混合液中（已知CuS难溶于水），其转化流程如图所示。 (6)过程③发生的离子反应方程式为 。 (7)流程图可推知、、S的氧化性由强到弱的顺序为 。 (8)该转化过程可以回收硫，反应一段时间后溶液中数目 （填“不变”、“增加”或“减少”）。 【答案】 (1) (2)是 反应中有元素的化合价改变或有电子转移 (3)氧化性 (4) (5) (6) (7) (8)不变 【详解】（1）CuCl2属于盐，完全电离，CuCl2在水溶液中的电离方程式为：。 （2）应中铁元素、铜元素化合价发生了改变，有电子转移，是氧化还原反应。 （3）FeCl3在该反应中铁元素化合价降低，做氧化剂，显示出来的性质是氧化性。 （4）在反应中8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl，N元素化合价升高，还原剂是NH3，还原产物是NH4Cl。 （5）反应中，Cl元素化合价降低，共降低6价，电子转移数目为6，用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目为：。 （6）由图可知，过程③中Fe3+和CuS反应生成S和Fe2+、Cu2+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平发生的离子反应方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+。 （7）氧化性：氧化剂大于氧化产物，反应①中O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，说明氧化性：O2＞Fe3+，反应③中Fe3+将CuS氧化为S，Fe3+、O2、S的氧化性由强到弱的顺序为：O2＞Fe3+＞S。 （8）由图可知，该转化过程可以回收硫，Cu2+在整个过程中，先消耗，后生成，起催化剂作用，反应一段时间后溶液中Cu2+数目不变。 19．（11分）铁及其化合物在人类的生产、生活中有着重要应用。回答下列问题： (1)人体血红蛋白中含铁元素，它能结合氧分子进行输氧，血红蛋白中铁的价态为 。现有某品牌补铁口服液，检验其中是否含有Fe3＋的具体操作是 。 (2)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色沉淀，迅速 (补全实验现象)，发生的氧化还原反应的化学方程式为 。 (3)绿矾在空气中容易被部分氧化[转化为Fe2(SO4)3，不考虑其他反应]，为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是 。现取被部分氧化的绿矾晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀4.66g，再通入56mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2＋完全氧化。计算该晶体中= 。 (4)金是金黄色固体，化学性质不活泼，不但能用作珠宝装饰；在工业与科学技术上也有广泛应用。抗原检测盒中T线处使用的是胶体金(Au)标记物，一种从被FeS2(Fe元素为+2价)包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下： ①“预处理”时，FeS2被H2O2氧化为Fe2(SO4)3和H2SO4，写出该反应的离子方程式： 。 ②研究发现H2O2在Fe2＋的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体∙OH，∙OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸浓度的关系如图所示，随着硫酸浓度的增大，FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是 。 ③“置换”时需维持无氧环境，其主要原因是 。 ④测定样品中Au的含量：准确称取0.1000g试样，加入王水，将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4)，在除去硝酸根后的溶液中，边搅拌边加入过量的0.4000mol/LFeSO4溶液30.00mL，将HAuCl4完全还原为Au；过量的Fe2＋用0.1000mol/L K2Cr2O7溶液氧化，消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。则样品中金的质量分数为 (保留3位有效数字)。 已知：3Fe2＋＋AuCl=Au＋3Fe2＋＋4Cl-；6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O 【答案】 (1) 取少量口服液于试管中，立即滴加几滴溶液，若溶液变成红色，则含有Fe3＋ (2)变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 (3)酸性高锰酸钾或铁氰化钾溶液 0.5 (4) 硫酸浓度增大，与反应产生的增多，催化产生的中间体增多，溶出率增大 有氧环境下铝会与氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止置换反应的进行 78.8% 【详解】（1）+2价铁能与氧气结合把氧气运输到各部位，血红蛋白中铁的价态为+2；Fe3+遇KSCN溶液变红，检验其中是否含有Fe3＋的具体操作是：取少量口服液于试管中，立即滴加几滴溶液，若溶液变成红色，则含有Fe3＋。 （2）向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色沉淀Fe(OH)2， Fe(OH)2具有强还原性，易被O2氧化为Fe(OH)3，则出现的现象为：迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生的氧化还原反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3。 （3）绿矾在空气中容易被部分氧化[转化为Fe2(SO4)3，不考虑其他反应]，绿矾未被全部氧化，则亚铁离子和铁离子共存，亚铁离子能把酸性高锰酸钾还原出现褪色，与铁氰化钾产生深蓝色沉淀，故要检验其中的亚铁离子，可选择的最佳试剂是酸性高锰酸钾或铁氰化钾。现取被部分氧化的绿矾晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀4.66g，即产生 BaSO4沉淀，即，标准状况下氯气的物质的量为，根据反应关系式可知，硫酸亚铁的物质的量为，则，。 （4）①“预处理”时，被氧化为和，铁元素化合价由+2升高为+3、S元素化合价由-1升高为+6，双氧水中氧元素化合价由-1降低为-2,根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为 ②硫酸浓度增大，与反应产生的增多，催化产生的中间体增多，溶出率增大。 ③有氧环境下铝会与氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止置换反应的进行，所以“置换”时需维持无氧环境。 ④根据数量关系：，与氯金酸反应的亚铁离子的物质的量为，由数量关系知金的物质的量为(即)，故样品中金的质量分数为。 20．（11分）工业上利用海绵铜（主要成分为、含有、等杂质）生产，流程示意图如下。 已知： ⅰ.是白色固体，不溶于水，可溶解于盐酸或溶液中生成。 ⅱ.时，会发生水解反应得到；时，会发生歧化反应，产生和。 (1)“溶解”过程在稀和的混合液中进行，滤液A中的铜元素以的形式存在。 ①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是 。 ②将Cu“溶解”反应的离子方程式补充完整 ：。 ③“溶解”时，0.01molCuS转移0.02mol电子。滤渣B中一定含有 （填化学式）。 (2)“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀。 ①上述反应的离子方程式是 。 ②其他条件相同时，用量与沉淀率的关系如下图所示。 当时，沉淀率下降的原因是 。 ③滤液C中可用于循环利用的物质是 （填化学式）。 (3)“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤。物质是 。 【答案】 (1)增大接触面积，提高反应速率 S (2) 与生成，使沉淀率下降 (3)的 【详解】海绵铜中加入硝酸铵和硫酸，酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜中铜单质生成硫酸铜，过滤分离出滤液，滤液中加入亚硫酸铵、氯化铵，发生氧化还原反应生成CuCl，发生反应为，反应中生成硫酸和硫酸铵，过滤分离出含硫酸铵、硫酸的滤液C和含氯化亚铜的滤渣D，洗涤烘干得到的产品CuCl； （1）①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是增大接触面积，提高反应速率。 ②将Cu“溶解”反应过程中，在酸性条件下，铜化合价由0变为+2、硝酸根中氮化合价由+5变为-3得到铵根离子，结合电子守恒、质量守恒，反应为； ③“溶解”时，氮元素化合价降低，且0.01molCuS转移0.02mol电子，结合电子守恒，则硫化合价升高0.02÷0.01=2，硫化合价由-2变为0，得到硫单质，故滤渣B中一定含有S； （2）①“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀，反应中铜化合价由+2变为-1，硫化合价由+4变为+6，结合电子守恒、质量守恒，反应的离子方程式是。 ②已知：是可溶解于盐酸或溶液中生成；则当时，沉淀率下降的原因是：与生成，使沉淀率下降； ③由分析，反应中生成硫酸和硫酸铵的滤液C，则在溶解过程中可以循环利用； （3）已知：时，会发生水解反应得到，时，会发生歧化反应，产生和，则“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤，物质是的，其防止氯化亚铜被反应。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 铁、金属材料 章末测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：第三章 铁、金属材料（人教版2019）。 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Au 197 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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．《天工开物》记载了炼锡场景：“凡煎炼亦用洪炉，入锡砂（主要成份是二氧化锡）数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴（指鼓入空气）熔化：火力已到，砂不即熔，用铅少许勾引，方始沛然流注”。下列说法错误的是 A．鼓鞴目的是提供充足的氧气，燃烧充分从而提高炉温 B．“用铅少许勾引，方使沛然流注”，其原因是加铅形成合金后熔点降低 C．上述炼锡的过程中有元素的化合价发生改变 D．古代锡器可用来盛装陈醋等酸性物质 2．下列铁的化合物中，不能直接通过化合反应得到的是 A． B． C． D． 3．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．高铁酸钠（）具有强氧化性，是一种新型消毒剂 B．二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色 C．熟石膏与水混合成糊状物会很快凝固，重新变成石膏，故石膏可用来制作各种模型 D．易吸水，可用来干燥氨气 4．下列金属冶炼的化学反应原理不正确的是 A． B． C． D．(熔融) 5．为除去括号内的杂质，所选用的试剂错误的是 A．Fe(Al)：NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入二氧化碳气体 C．FeCl3溶液(FeCl2)：酸性KMnO4溶液 D．CO2气体(HCl)：饱和NaHCO3溶液、浓硫酸 6．生活中处处可以用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．合金通常比组分金属的熔点更高，硬度更小 B．生锈的铁制品回收成本高，属于不可回收垃圾 C．生铁和钢都是铁合金，两者含碳量不同 D．铝的金属活动性比铁强，所以在空气中铝比铁更易腐蚀 7．金属冶炼方法与其性质相关。下列错误的是 A．电解熔融冶炼镁，因MgO熔点过高 B．火法炼铜：，利用中硫的还原性 C．铝热法焊接铁轨：，放出大量热 D．电解饱和溶液制铝，因易被还原 8．下列对实验装置图的分析中正确的是 A．用甲图装置可鉴别纯碱与小苏打固体 B．用乙图装置制备 C．丙图中充分光照后，量筒中液体漂白性增强 D．用丁图装置制取氯气 9．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 下列说法错误的是 A．a、b中铝元素的化合价相同 B．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，所得滤渣的主要成分分别为和 C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，反应方程式为 10．下列物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化关系的是 X Y Z A HCl HClO B Al C NaOH D A．A B．B C．C D．D 11．下列关于铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料中的颜料 C．Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3 D．向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 12．微粒相遇时的色彩变化蕴含化学奥秘。下列对颜色变化的解释错误的是 选项 颜色变化 解释 A 将等体积等物质的量浓度的硫酸铝钾溶液与溶液混合，有白色沉淀产生 B 将铜粉加入含有双氧水的稀硫酸中，溶液变蓝 C 将新制氯水滴入淀粉-KI溶液中，溶液变蓝 D 将KSCN溶液滴入溶液中，溶液变为红色 A．A B．B C．C D．D 13．向200mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法不正确的是 A．a点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+ B．b点时溶液中的阳离子有：Cu2+、Fe2+ C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.25mol/L D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶2 14．工业上以软锰矿（含和少量的、、）为原料制备硫酸锰晶体的流程如图所示，下列有关说法错误的是 A．酸浸过程不能将硫酸换为稀硝酸 B．酸浸过程中发生氧化还原反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 C．试剂会氧化，从绿色化学角度分析，试剂可以选择、 D．系列操作包括多步操作，第一步操作为蒸发溶液至有大量晶体析出，停止加热 15．某工业废液中含有、、，为实现资源的再利用，现回收铜并制备氯化铁晶体()的流程如下。下列说法正确的是 A．试剂a、b依次可以是锌粉和稀盐酸 B．加入试剂a过程中，有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全 C．滤液X的溶质为和未反应的 D．用酸性溶液可检验溶液W中是否含有 二、非选择题：本题共5个小题，共55分。 16．（11分）高铁酸钠是一种多功能净水剂，主要用于处理废水。工业上制备高铁酸钠有多种方法。回答下列问题： I．干法制备：用与加热条件下反应，得到和。 (1)中铁元素的化合价为 ，干法制备中氧化剂与还原剂之比为 。 II．湿法制备：用NaClO在碱性条件下与发生如下反应： 实验装置如图： 已知： ①实验室可用浓盐酸与KMnO4反应制取氯气。 ②氯气与碱反应放热，且在较高温度下有氯酸盐生成。 ③可溶于水，难溶于乙醇，在碱中溶解度较小，且碱的浓度越大，溶解度越小。 (2)盛放的仪器名称是 。装置B中应盛装的试剂为 ，其作用是 。 (3)实验过程中C装置应放在冰水浴中，其目的是 。 (4)提纯的实验方案为：向粗产品中加入冷的浓NaOH溶液，充分搅拌，静置过滤，所得产品用 (填标号)洗涤次，在真空干燥箱中干燥。 A．冷水    B．热水    C．乙醇 (5)用处理酸性废水时，可将转化为沉淀除去，写出该过程中发生的离子方程式 。某酸性废水中浓度为，经处理后，溶液中浓度降为，则的去除率为 (精确至；离子的去除率)。 17．（11分）黑木耳中含有丰富的人体所必需的铁元素。某研究小组测定黑木耳中铁元素含量，实验方案如下。回答下列问题： (1)配制标准液。本实验预计要用90mL0.10mol/L（g/mol）的溶液： ①选择仪器：所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还有 。 ②计算，称量：需用托盘天平称量 克固体。 ③溶解，恢复到室温，转移、洗涤、定容。定容的操作是：继续向容量瓶中加入蒸馏水，直到液面离刻度线1~2cm时 ，盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。 ④下列操作会使标准液浓度偏低的是 。 A．定容时，加水超过刻度线，用胶头滴管吸取多余的液体 B．容量瓶未经干燥即用来配制溶液 C．定容时，俯视刻度线 D．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 (2)测定黑木耳中铁元素含量（已知黑木耳提取液中铁元素以和的形式存在）。 步骤一 取224克黑木耳，经灼烧、酸浸制得提取液，加入过量的铜粉 步骤二 过滤，向滤液中加入10mL0.10mol/L酸性溶液（被还原为），恰好完全反应 ①“步骤一”中加入过量铜粉的目的是 。 ②请写出步骤二中发生反应的离子反应方程式： 。 ③实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为 。 18．（11分）氧化还原反应是一类重要的反应，在生产生活中应用广泛。 Ⅰ．某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，化学反应原理为。 (1)写出在水溶液中的电离方程式： 。 (2)该反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应，判断依据是 。 (3)在该反应中显示出来的性质是 （填“还原性”或“氧化性”）。 Ⅱ．管道工人利用反应：可检验氯气管道是否漏气。 (4)该反应中还原剂是 （填化学式，下同），还原产物是 。 (5)用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目： 。 Ⅲ．硫化氢（）是一种有毒有害的气体。处理某废气中的是将废气与空气混合通入、、的混合液中（已知CuS难溶于水），其转化流程如图所示。 (6)过程③发生的离子反应方程式为 。 (7)流程图可推知、、S的氧化性由强到弱的顺序为 。 (8)该转化过程可以回收硫，反应一段时间后溶液中数目 （填“不变”、“增加”或“减少”）。 19．（11分）铁及其化合物在人类的生产、生活中有着重要应用。回答下列问题： (1)人体血红蛋白中含铁元素，它能结合氧分子进行输氧，血红蛋白中铁的价态为 。现有某品牌补铁口服液，检验其中是否含有Fe3＋的具体操作是 。 (2)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色沉淀，迅速 (补全实验现象)，发生的氧化还原反应的化学方程式为 。 (3)绿矾在空气中容易被部分氧化[转化为Fe2(SO4)3，不考虑其他反应]，为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是 。现取被部分氧化的绿矾晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀4.66g，再通入56mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2＋完全氧化。计算该晶体中= 。 (4)金是金黄色固体，化学性质不活泼，不但能用作珠宝装饰；在工业与科学技术上也有广泛应用。抗原检测盒中T线处使用的是胶体金(Au)标记物，一种从被FeS2(Fe元素为+2价)包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下： ①“预处理”时，FeS2被H2O2氧化为Fe2(SO4)3和H2SO4，写出该反应的离子方程式： 。 ②研究发现H2O2在Fe2＋的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体∙OH，∙OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸浓度的关系如图所示，随着硫酸浓度的增大，FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是 。 ③“置换”时需维持无氧环境，其主要原因是 。 ④测定样品中Au的含量：准确称取0.1000g试样，加入王水，将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4)，在除去硝酸根后的溶液中，边搅拌边加入过量的0.4000mol/LFeSO4溶液30.00mL，将HAuCl4完全还原为Au；过量的Fe2＋用0.1000mol/L K2Cr2O7溶液氧化，消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。则样品中金的质量分数为 (保留3位有效数字)。 已知：3Fe2＋＋AuCl=Au＋3Fe2＋＋4Cl-；6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O 20．（11分）工业上利用海绵铜（主要成分为、含有、等杂质）生产，流程示意图如下。 已知： ⅰ.是白色固体，不溶于水，可溶解于盐酸或溶液中生成。 ⅱ.时，会发生水解反应得到；时，会发生歧化反应，产生和。 (1)“溶解”过程在稀和的混合液中进行，滤液A中的铜元素以的形式存在。 ①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是 。 ②将Cu“溶解”反应的离子方程式补充完整 ：。 ③“溶解”时，0.01molCuS转移0.02mol电子。滤渣B中一定含有 （填化学式）。 (2)“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀。 ①上述反应的离子方程式是 。 ②其他条件相同时，用量与沉淀率的关系如下图所示。 当时，沉淀率下降的原因是 。 ③滤液C中可用于循环利用的物质是 （填化学式）。 (3)“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤。物质是 。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $