第三章 铁 金属材料（单元专项训练，北京专用）【上好课】化学人教版必修第一册

第三章 铁 金属材料 单元测试 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ba-137 一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．(2025·北京西城高一期末)合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是( ) A．硬铝飞机外壳 B．不锈钢拉手 C．青铜托盘 D．塑料桶 2．(2025·北京房山高一期末)铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含Fe3O4而呈红色 C．过量的Fe与Cl2点燃生成FeCl2 D．工业炼铁的原理是用氧化剂将铁元素从铁矿石中氧化出来 3．(2026·北京石景山高一期中)下列铁元素的代表物描述不正确的是( ) 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 能与稀盐酸反应生成氢气 B Fe2O3 酸性氧化物 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 C Fe(OH)3 碱 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 D FeCl2 盐 +2价 能与强碱反应生成氢氧化亚铁 4．下列反应的离子方程式正确的是( ) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 5．(2025·北京房山高一期末)下列说法中，不正确的是( ) A．FeO、Fe2O3都能与盐酸反应 B．Fe2+和Fe3+溶液都显黄色 C．Fe2+能与 溶液反应 D．Fe(OH)3是红褐色沉淀 6．下列关于Al及其化合物的性质描述正确的是( ) A．金属铝能够在空气中稳定存在是因为其在常温下不与氧气反应； B．铝箔徃空气中用酒精灯加热可以融化，且发生剧烈燃烧 C．明矾的水溶液具有“净水、杀菌消毒”的作用； D．等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应放出的气体物质的量相等 7．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是( ) A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 B．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得FeCl2 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 8．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性 B．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 C．Fe2O3是一种红棕色粉末 D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe2O3 9．下列关于铁的性质叙述中正确的是( ) A.铁能与氢氧化钠溶液反应 B.铁能与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2 C.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3和H2 D.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜 10．1.12g铁粉加入25mL2mol/L的三氯化铁溶液中，充分反应后，其结果不可能的是( ) A．铁有剩余 B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液显红色 C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1 D．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1 11．关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是 A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液 B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹 C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置④中的苯是为了隔绝氧气 12．(2026·北京大学附中高三第一次月考)将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( ) A．和的物质的量之比为5：1 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5 C．往溶液中滴入无色溶液，显红色 D．铁有剩余，溶液呈浅绿色，浓度基本不变 13．高铁酸钠是一种新型、高效的绿色水处理剂，其中一种干法制备反应为2FeSO4+6 Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，下列说法正确的是( ) A．高铁酸钠处理饮用水的原理与明矾类似 B．该反应的离子方程式为：2Fe2++6Na2O2=2FeO42-+2Na2O+8Na++ O2↑ C．高铁酸钠中铁的质量分数为40% D．高铁酸钠还可用NaClO和Fe3+在一定条件下制得 14．探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( ) 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 向沸水中逐滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 15．(2025·北京海淀高一期末)硫铁矿矿渣(含FeS2)周围的酸性废水中存在硫细菌和铁细菌，可促进FeS2的溶解，相关的物质转化如下图，其中①~③均完全转化。下列说法不正确的是( ) A．硫细菌的存在可减少覆盖在硫铁矿矿渣表面的S B．反应②的方程式为： C．一段时间后废水中铁元素含量增大 D．一段时间后，废水的pH保持不变 16．在人类文明中，金属铁的重要性独一无二：人类用铁的历史至少已有3000年，现在每年生产和使用的铁超过10亿吨。铁元素具有多种可变价态，有0、+2、+3、+6等，不同价态的铁在一定条件下可以相互转化，如2FeCl3+Fe=3FeCl2，2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，Fe+CuCl2=FeCl2+Cu。某化学实验室产生的废液中含有FeCl3、CuCl2、BaCl2三种物质，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。下列说法不正确的是( ) A．沉淀1中的单质为铁和铜 B．试剂X应为NaOH C．“过滤3”到“氧化”是为了充分回收铁元素 D．氧化方程式为：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O 二、填空题(本大题共4小题，共58分) 17．(12分)补铁剂中的铁元素通常是Fe2+，若保存不当，Fe2+会缓慢氧化。当补铁剂中Fe2+的氧化率超过10%时不宜服用。 某补铁剂的主要成分为硫酸亚铁，每片含Fe2+约60毫克。小组同学检验某瓶该补铁剂中Fe2+的氧化率，检验原理为：10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O(药品中其他成分不与KMnO4反应) I．配制250mL0.01mol·L-1KMnO4溶液。 (1)用分析天平称量 gKMnO4固体。 (2)配制溶液时，必须用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 (3)下列配制溶液的部分操作中，不合理的是 (填序号)。 a．溶解 b．转移 c．洗涤 d．定容 (4)定容后摇匀，容量瓶内液面下降，甲同学继续加水至刻度线，该操作会导致配制的KMnO4溶液浓度 (填“偏大”或“偏小”) Ⅱ．溶解药品 取10片上述补铁剂研碎，充分溶于稀硫酸中，配制成100mL溶液。 Ⅲ．实验测定 取出10.00mL步骤Ⅱ中所配溶液，滴加0.01mol·L-1的KMnO4溶液，紫色恰好褪去时，消耗KMnO4溶液的体积为15.00mL。 (5)每片补铁剂中含Fe2+ 毫克，判断该瓶补铁剂是否适宜服用并说明理由 。 18．(10分)(2026·北京第八十中学高一期中)活泼金属很难置换出溶液中的金属元素，某兴趣小组探究铝与铜盐溶液反应，并探索阴离子对反应的影响。小组同学设计两种铜盐溶液分别与金属铝片(经打磨后)的反应。发现不同现象如下： 实验一：4mL8%的CuSO4溶液 实验二：4mL8%的CuCl2溶液 实验现象 短时间无变化，数小时后铝片上仅有少量红色铜 立即产生大量气泡，铝片上迅速有红色铜出现，有少量蓝色沉淀 (1)①实验一中铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。 ②实验二中产生的气体经检验有爆鸣声，该气体为 。 (2)探究不同现象产生的原因 ①对比实验一、二后不同现象作如下假设猜想： 假设1：相对于铝与硫酸铜溶液的反应，铝与氯化铜溶液的反应时，氯离子对铝置换铜有 作用。 假设2：CuSO4溶液显中性，CuCl2溶液显酸性。 ②设计实验方案： 验证“假设1”的实验设计：取甲、乙两支试管，分别加入等体积的 溶液，再向甲试管中加入1 g氯化钠固体，向两支试管各加入相同铝片(经打磨后)，观察到甲试管产生气体速率 乙试管产生气体速率(填“快于”、“慢于”)，假设1成立。 验证“假设2”的实验设计：取等体积的两种溶液，分别滴加两滴紫色石蕊溶液，溶液都变红，证明“假设2”不成立。 ③结论：铝和铜盐溶液反应时， (填写离子符号)是加快反应速率和产生气体的影响因素。 19．(14分))硫酸亚铁(FeSO4)是中学化学常用试剂，可用于治疗缺铁性贫血症。 (1)实验室配制FeSO4溶液时为防止硫酸亚铁变质，常采用的措施是 (填一种)。 (2)以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁[Fe4(OH)2(SO4)5]、铁红、硫酸亚铁铵晶体［(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，俗名摩尔盐］，转化关系如图1所示。 ①制备Fe4(OH)2(SO4)5时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是 。 ②制备FeCO3时，向FeSO4溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，有气体生成，该反应的离子方程式为 ；FeCO3在空气中煅烧生成铁红的化学方程式为： ③制备摩尔盐时，将FeSO4溶液和(NH4)2SO4溶液混合，试从溶液中离子反应发生的条件角度分析：冷却结晶能生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的原因： 。 (3)纯度分析。某兴趣小组用比色法测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O产品中杂质含量。比色法：吸光度与溶液中有色离子的浓度成正比。查阅文献，溶液中的浓度与吸光度的关系如下图所示： 该兴趣小组取所得产品硫酸亚铁铵晶体m克，配制产品溶液100mL，下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是 ，定容后还需要的操作为 。 (4)按文献方法配制并进行测定，产品溶液的吸光度为0.5，则该兴趣小组所得产品含Fe3+的质量分数为 (用含m的代数式表示) 20．(16分)(2025·北京东城三模)绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。 【实验猜想】 猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O； 猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O； 猜想3：生成Fe2O3、SO3、SO2、H2O；…… 【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 请回答下列问题： (1)实验操作的先后顺序是 。 _______→_______→_______→_______(填字母) a．熄灭酒精灯，冷却 b．先检查装置的气密性，后加入药品 c．点燃酒精灯，加热 d．在“气体入口”处通入干燥的N2 其中操作d的作用是 。 (2)在实验过程中，观察到A中固体变红色，B中无水CuSO4 ，C中试纸的颜色变化是 。 (3)反应结束后，取A中固体进行实验，经验证其成分为Fe2O3，请补全实验操作和现象实验操作及现象：取少量红色固体A于试管中 。 (4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由： 。 【实验结论】 (5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为 。 【实验改进】 (6)有同学对上述实验装置进行了改进，设计出如图所示装置，认为该装置也可以验证硫酸亚铁晶体热分解的产物。 ①G中的现象是 ，反应的离子方程式为 。 ②装置H的作用是 。 7 / 8 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 单元测试 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Ba-137 一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．(2025·北京西城高一期末)合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质中，不属于合金的是( ) A．硬铝飞机外壳 B．不锈钢拉手 C．青铜托盘 D．塑料桶 【答案】D 【解析】A．硬铝Al、Cu、Mg等形成的合金，A项不选；B．不锈钢Fe、Cr、Ni等形成的合金，B项不选；C．青铜属于铜锡合金，C项不选；D．塑料是有机材料，不属于合金，D项选；故选D。 2．(2025·北京房山高一期末)铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是( ) A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含Fe3O4而呈红色 C．过量的Fe与Cl2点燃生成FeCl2 D．工业炼铁的原理是用氧化剂将铁元素从铁矿石中氧化出来 【答案】A 【解析】A项，Fe粉具有还原性，可与O2反应而被氧化，可做保存食品的脱氧剂，A正确；B．丹霞地貌岩层因含Fe2O3而呈红色，B错误；C．无论Fe是否过量，Fe与Cl2点燃只生成FeCl3，C错误；D．工业炼铁的原理是用还原剂将铁元素从铁矿石中还原出来，D错误；故选A。 3．(2026·北京石景山高一期中)下列铁元素的代表物描述不正确的是( ) 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 能与稀盐酸反应生成氢气 B Fe2O3 酸性氧化物 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 C Fe(OH)3 碱 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 D FeCl2 盐 +2价 能与强碱反应生成氢氧化亚铁 【答案】B 【解析】A项，Fe是单质，化合价为0价，能与稀盐酸反应生成氢气，A正确；B．Fe2O3，化合价为+3价，能与酸反应生成盐和水，是碱性氧化物，不是酸性氧化物，B错误；C．Fe(OH)3，化合价为+3价，能与酸反应生成盐和水，属于碱，C正确；D．FeCl2，化合价为+2价，能与强碱反应生成Fe(OH)2，属于盐，D正确；故选B。 4．下列反应的离子方程式正确的是( ) A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．FeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe2＋＋4H＋＋O2===2Fe3＋＋2H2O D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 【答案】A 【解析】A项，符合3个守恒，正确；B项，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态：＋2、＋3，所以产物中有Fe2＋、Fe3＋，错误；C项，得失电子不守恒、电荷不守恒，错误；D项，不符合客观实际，反应后只能产生Fe2＋和H2，错误。 5．(2025·北京房山高一期末)下列说法中，不正确的是( ) A．FeO、Fe2O3都能与盐酸反应 B．Fe2+和Fe3+溶液都显黄色 C．Fe2+能与 溶液反应 D．Fe(OH)3是红褐色沉淀 【答案】B 【解析】A项，FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，都能与盐酸反应，故A正确；B．Fe2+溶液为浅绿色， Fe3+溶液显黄色，故B错误；C．Fe2+能与NaOH溶液反应，生成Fe(OH)2，故C正确；D．Fe(OH)3难溶于水，是红褐色沉淀，故D正确；故选B。 6．下列关于Al及其化合物的性质描述正确的是( ) A．金属铝能够在空气中稳定存在是因为其在常温下不与氧气反应； B．铝箔徃空气中用酒精灯加热可以融化，且发生剧烈燃烧 C．明矾的水溶液具有“净水、杀菌消毒”的作用； D．等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应放出的气体物质的量相等 【答案】D 【解析】A项，常温下，铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成致密的氧化物薄膜，故A错误；B项，加热时铝和氧气会反应生成熔点很高的氧化铝，将内部熔化的铝包裹住，铝熔化了但是不会滴落，不会出现发生剧烈的燃烧，故B错误；C项，明矾的水溶液中含有氢氧化铝胶体，具有吸附性，能够净水，但不能杀菌消毒，故C错误；D项，等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应，根据得失电子守恒，放出的气体物质的量相等，故D正确；故选D。 7．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是( ) A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 B．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得FeCl2 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 【答案】A 【解析】A项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，故A正确；B项，在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，故B错误；C项，能通过4 Fe(OH)2+2H2O+O2=4 Fe(OH)3制得Fe(OH)3，也能通过2FeCl3+Fe=3 FeCl2得FeCl2，故C错误；D项，分析铁的化合价可知Fe3O4不是碱性氧化物，Fe2O3、FeO是碱性氧化物，故D错误；故选A。 8．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．Fe2O3、Fe3O4都有磁性 B．氢氧化铁受热分解可制得Fe3O4 C．Fe2O3是一种红棕色粉末 D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe2O3 【答案】C 【解析】A项，Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，错误；B项，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，错误；C项，Fe2O3 是一种红棕色粉末，正确；D项，FeO在空气里受热，能迅速氧化成四氧化三铁，错误。 9．下列关于铁的性质叙述中正确的是( ) A.铁能与氢氧化钠溶液反应 B.铁能与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2 C.高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe2O3和H2 D.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜 【答案】D 【解析】铁不能与氢氧化钠溶液反应，A项错误；铁能与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，B项错误；高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，C项错误；铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，发生置换反应，D项正确。 10．1.12g铁粉加入25mL2mol/L的三氯化铁溶液中，充分反应后，其结果不可能的是( ) A．铁有剩余 B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液显红色 C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1 D．Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1 【答案】A 【解析】铁粉的物质的量n(Fe)===0.02mol，氯化铁的物质的量n(FeCl3)=c×V=2mol/L×0.025L=0.05mol，Fe粉与FeCl3的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol。A项，由分析可知，氯化铁有剩余，铁没有剩余，A错误；B项，由分析可知，氯化铁有剩余，溶液中有铁离子，往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液显红色，B正确；C项，Fe粉与FeCl3的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：1，C正确；D项，由分析可知，Fe2+的物质的量为0.06 mol，Fe3+的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.06mol：0.01mol=6：1，D正确；故选A。 11．关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是 A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液 B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹 C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置④中的苯是为了隔绝氧气 【答案】C 【解析】A项，装置①先加入稀硫酸，发生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氢氧化钠溶液，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4,故A正确；B项，装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4,故B正确；C项，装置③中的阳极反应为：Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D项，苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，故D正确；故选C。 12．(2026·北京大学附中高三第一次月考)将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( ) A．和的物质的量之比为5：1 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5 C．往溶液中滴入无色溶液，显红色 D．铁有剩余，溶液呈浅绿色，浓度基本不变 【答案】C 【解析】1.12g铁的物质的量n(Fe)==0.02mol，25mL 2mol/L氯化铁溶液中n(Fe3+)=0.025L×2mol/L=0.05mol，发生的反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，由该反应可知：Fe3+剩余0.05mol-0.02mol×2=0.01mol，溶液中含有Fe3+的物质的量为0.01mol，Fe2+的物质的量为0.02mol×3=0.06mol，无金属铁剩余。A．由分析可知，Fe2+和Fe3+的物质的量之比为0.06mol：0.01mol=6∶1，A错误；B．由分析可知，反应Fe+2Fe3+=3Fe2+中Fe元素由0价上升到+2价，又由+3价下降到+2价，Fe2+既是氧化产物也是还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，B错误；C．反应后溶液中仍有Fe3+剩余，滴入KSCN溶液显红色，C正确；D．由分析可知，铁完全反应，无剩余，D错误；故选C。 13．高铁酸钠是一种新型、高效的绿色水处理剂，其中一种干法制备反应为2FeSO4+6 Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，下列说法正确的是( ) A．高铁酸钠处理饮用水的原理与明矾类似 B．该反应的离子方程式为：2Fe2++6Na2O2=2FeO42-+2Na2O+8Na++ O2↑ C．高铁酸钠中铁的质量分数为40% D．高铁酸钠还可用NaClO和Fe3+在一定条件下制得 【答案】D 【解析】A项，高铁酸钠具有强氧化性，能杀菌消毒，明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体，吸附水中悬浮物形成沉淀，净水原理不同，A错误；B项，该反应在非水体系中发生，不能写成离子方程式的形式，B错误；C项，高铁酸钠中铁的质量分数为：，C错误；D项，高铁酸钠还可以用NaClO和Fe3+在一定条件下制得，反应的离子方程式为：2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，D正确；故选D。 14．探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( ) 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 向沸水中逐滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 【答案】D 【解析】A项，FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2++Zn=Fe+Zn2+，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；B项，溶液变成血红色的原因，Fe3++3SCN-Fe( SCN)3，与SO42-和K+无关，B错误；C项，铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；D项，向废水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确；故选D。 15．(2025·北京海淀高一期末)硫铁矿矿渣(含FeS2)周围的酸性废水中存在硫细菌和铁细菌，可促进FeS2的溶解，相关的物质转化如下图，其中①~③均完全转化。下列说法不正确的是( ) A．硫细菌的存在可减少覆盖在硫铁矿矿渣表面的S B．反应②的方程式为： C．一段时间后废水中铁元素含量增大 D．一段时间后，废水的pH保持不变 【答案】D 【解析】由图知，在反应①中，FeS2与发生反应生成S和，反应②中，与氧气在铁细菌的催化下发生反应，生成，循环使用，在反应③中S与氧气在硫细菌的催化下氧化为硫酸根。A．硫细菌可以将硫铁矿表面的硫氧化为硫酸根离子从而减少硫铁矿表面的硫，A正确；B．由分析知，反应②的方程式为：，B正确；C．根据流程图，FeS2参与反应生成了亚铁离子和硫单质，故废水中铁元素的含量增多，C正确；D．硫细菌将硫单质氧化为硫酸根离子的过程中生成了氢离子，亚铁离子被氧气氧化为铁离子的过程中消耗氢离子，生成的氢离子多于消耗的氢离子导致废水的pH降低，D错误； 故选D。 16．在人类文明中，金属铁的重要性独一无二：人类用铁的历史至少已有3000年，现在每年生产和使用的铁超过10亿吨。铁元素具有多种可变价态，有0、+2、+3、+6等，不同价态的铁在一定条件下可以相互转化，如2FeCl3+Fe=3FeCl2，2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，Fe+CuCl2=FeCl2+Cu。某化学实验室产生的废液中含有FeCl3、CuCl2、BaCl2三种物质，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。下列说法不正确的是( ) A．沉淀1中的单质为铁和铜 B．试剂X应为NaOH C．“过滤3”到“氧化”是为了充分回收铁元素 D．氧化方程式为：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O 【答案】B 【解析】加入铁与CuCl2反应生成Cu和氯化亚铁，Fe与FeCl3反应生成FeCl2，沉淀1为Fe、Cu，加入盐酸与Fe反应生成FeCl2，过滤金属得Cu，滤液为FeCl2、BaCl2，加入H2O2发生氧化反应，将FeCl2氧化为FeCl3，为了不引入其他杂质离子，试剂X为Ba(OH)2，得到滤液2是BaCl2和沉淀2是Fe(OH)3，加入稀盐酸得到FeCl3，经系列操作得到FeCl3∙6H2O。A项，加入铁与CuCl2反应生成Cu和氯化亚铁，由于加入过量铁，则沉淀1中的单质为铁和铜，A正确；B项，加入试剂X目的是调节溶液的pH以沉淀Fe3+，为了不引入其他杂质离子，试剂X为Ba(OH)2，B错误；C项，沉淀1为Fe、Cu，加入盐酸与Fe反应生成FeCl2，“过滤3”到“氧化”是为了充分回收铁元素，C正确；D项，加入H2O2发生氧化反应，将FeCl2氧化为FeCl3，氧化发生化学反应的方程式为：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O，D正确；故选B。 二、填空题(本大题共4小题，共58分) 17．(12分)补铁剂中的铁元素通常是Fe2+，若保存不当，Fe2+会缓慢氧化。当补铁剂中Fe2+的氧化率超过10%时不宜服用。 某补铁剂的主要成分为硫酸亚铁，每片含Fe2+约60毫克。小组同学检验某瓶该补铁剂中Fe2+的氧化率，检验原理为：10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O(药品中其他成分不与KMnO4反应) I．配制250mL0.01mol·L-1KMnO4溶液。 (1)用分析天平称量 gKMnO4固体。 (2)配制溶液时，必须用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 (3)下列配制溶液的部分操作中，不合理的是 (填序号)。 a．溶解 b．转移 c．洗涤 d．定容 (4)定容后摇匀，容量瓶内液面下降，甲同学继续加水至刻度线，该操作会导致配制的KMnO4溶液浓度 (填“偏大”或“偏小”) Ⅱ．溶解药品 取10片上述补铁剂研碎，充分溶于稀硫酸中，配制成100mL溶液。 Ⅲ．实验测定 取出10.00mL步骤Ⅱ中所配溶液，滴加0.01mol·L-1的KMnO4溶液，紫色恰好褪去时，消耗KMnO4溶液的体积为15.00mL。 (5)每片补铁剂中含Fe2+ 毫克，判断该瓶补铁剂是否适宜服用并说明理由 。 【答案】(1)0.3950(2分) (2)250mL容量瓶(2分) (3)ad(2分) (4)偏小(2分) (5) 42 (2分) 不适宜服用，因为Fe2+的氧化率超过10%(2分) 【解析】(1)配制250mL0.01mol/L的KMnO4溶液，溶液中含有溶质的物质的量n=c·V=0.01mol/L×0.25L=0.0025mol，则需称量的溶质的质量m=n·M=0.0025mol×158g/mol=0.3950g，因此要称量的KMnO4质量是0.3950g； (2)配制250mL 0.01mol/L的KMnO4溶液，需要使用的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250mL的容量瓶已经给出了烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管，因此还缺少的仪器是250mL 容量瓶； (3)a项，溶解应在烧杯中进行，操作不合理，a选；b项，转移需要用玻璃棒引流，操作合理，b不选；c项，洗涤烧杯内壁以及玻璃棒，避免溶质残留，操作合理，c不选；d项，定容时液面高度距离刻度线1-2cm时，改用胶头滴管，操作不合理，d选；故选ad； (4)定容后摇匀，容量瓶内液面下降，这是正常现象，若加水，则水的体积偏大，溶液浓度偏小； (5)MnO4-与Fe2+反应的离子方程式是：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；根据离子方程式可找出关系式：5Fe2+~MnO4-，每片补铁剂中Fe2+的质量为：，题目中说明每片含Fe2+约60毫克，当补铁剂中Fe2+的氧化率超过10%时不宜服用，则该补铁剂的氧化率为，则该补铁剂不宜服用，因为Fe2+的氧化率超过10%。 18．(10分)(2026·北京第八十中学高一期中)活泼金属很难置换出溶液中的金属元素，某兴趣小组探究铝与铜盐溶液反应，并探索阴离子对反应的影响。小组同学设计两种铜盐溶液分别与金属铝片(经打磨后)的反应。发现不同现象如下： 实验一：4mL8%的CuSO4溶液 实验二：4mL8%的CuCl2溶液 实验现象 短时间无变化，数小时后铝片上仅有少量红色铜 立即产生大量气泡，铝片上迅速有红色铜出现，有少量蓝色沉淀 (1)①实验一中铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。 ②实验二中产生的气体经检验有爆鸣声，该气体为 。 (2)探究不同现象产生的原因 ①对比实验一、二后不同现象作如下假设猜想： 假设1：相对于铝与硫酸铜溶液的反应，铝与氯化铜溶液的反应时，氯离子对铝置换铜有 作用。 假设2：CuSO4溶液显中性，CuCl2溶液显酸性。 ②设计实验方案： 验证“假设1”的实验设计：取甲、乙两支试管，分别加入等体积的 溶液，再向甲试管中加入1 g氯化钠固体，向两支试管各加入相同铝片(经打磨后)，观察到甲试管产生气体速率 乙试管产生气体速率(填“快于”、“慢于”)，假设1成立。 验证“假设2”的实验设计：取等体积的两种溶液，分别滴加两滴紫色石蕊溶液，溶液都变红，证明“假设2”不成立。 ③结论：铝和铜盐溶液反应时， (填写离子符号)是加快反应速率和产生气体的影响因素。 【答案】(1)3CuSO4+2Al= 3Cu+Al2(SO4)3(2分) H2(或氢气) (1分) (2) 促进(2分) CuSO4(2分) 快于(2分) Cl-(1分) 【解析】探究铜盐溶液分别与金属铝片(经打磨后)的反应：实验一：4mL8%的CuSO4溶液与金属铝片反应，短时间无变化，数小时后铝片上仅有少量红色铜，说明金属铝能与CuSO4溶液反应置换出少量金属铜，反应为3CuSO4+2Al= 3Cu+Al2(SO4)3；实验二：4mL8%的CuCl2溶液与金属铝片反应，立即产生大量气泡，说明铝片与水发生反应产生氢气，2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；有少量蓝色沉淀，说明还有Cu(OH)2产生；反应为铝片上迅速有红色铜出现，说明金属铝能与CuCl2溶液能快速反应置换出金属铜，反应为3CuCl2+2Al= 3Cu+AlCl3；实验现象差异原因：铝与硫酸铜溶液反应慢，是因铝表面致密氧化膜(Al2O3)阻碍反应；而氯化铜溶液中，氯离子破坏氧化膜，促进铝与铜离子反应，同时铜离子水解使溶液显酸性，铝与氢离子反应产生氢气。 (1)①根据分析，实验一中铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为：3CuSO4+2Al= 3Cu+Al2(SO4)3；②实验二中产生的气体经检验有爆鸣声，根据元素组成及能产生爆鸣声可知该气体为：H2。 (2)①对比实验一、二后不同现象作如下假设猜想： 假设1：相对于铝与硫酸铜溶液的反应，铝与氯化铜溶液的反应时，唯一不同的地方为阴离子分别为：SO42-和Cl-；结合实验一、二后的现象差异，可以得出氯离子对铝置换铜具有促进作用； 假设2：CuSO4溶液显中性，CuCl2溶液显酸性。 ②设计实验方案：根据对比实验，要验证“假设1”的实验设计：取甲、乙两支试管，分别加入等体积的CuSO4溶液，向甲试管中加入1 g氯化钠固体，向两支试管各加入相同铝片(经打磨后)，观察到甲试管产生气体速率“快于”乙试管产生气体速率，则可以证明假设1成立；验证“假设2”的实验设计：取等体积的两种溶液，分别滴加两滴紫色石蕊溶液，溶液都变红，证明“假设2”不成立。 (3)③根据前面的探究实验可以得到以下结论：铝和铜盐溶液反应时，Cl-是加快反应速率和产生气体的影响因素。 19．(14分))硫酸亚铁(FeSO4)是中学化学常用试剂，可用于治疗缺铁性贫血症。 (1)实验室配制FeSO4溶液时为防止硫酸亚铁变质，常采用的措施是 (填一种)。 (2)以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁[Fe4(OH)2(SO4)5]、铁红、硫酸亚铁铵晶体［(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，俗名摩尔盐］，转化关系如图1所示。 ①制备Fe4(OH)2(SO4)5时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是 。 ②制备FeCO3时，向FeSO4溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，有气体生成，该反应的离子方程式为 ；FeCO3在空气中煅烧生成铁红的化学方程式为： ③制备摩尔盐时，将FeSO4溶液和(NH4)2SO4溶液混合，试从溶液中离子反应发生的条件角度分析：冷却结晶能生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的原因： 。 (3)纯度分析。某兴趣小组用比色法测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O产品中杂质含量。比色法：吸光度与溶液中有色离子的浓度成正比。查阅文献，溶液中的浓度与吸光度的关系如下图所示： 该兴趣小组取所得产品硫酸亚铁铵晶体m克，配制产品溶液100mL，下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是 ，定容后还需要的操作为 。 (4)按文献方法配制并进行测定，产品溶液的吸光度为0.5，则该兴趣小组所得产品含Fe3+的质量分数为 (用含m的代数式表示) 【答案】(1)加适量铁粉(1分) (2)部分Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀(2分) Fe2++3HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分) 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2(2分) 在相同温度下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (或者摩尔盐)的溶解度最小，降温结晶，沉淀析出，符合反应发生的条件(2分) (3)将溶质全部转移到容量瓶中(2分) 摇匀、(装瓶) (1分) (4)或者(2分) 【解析】以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁、铁红、硫酸亚铁铵；制备碱式硫酸铁时，使用H2O2作为氧化剂，通过调节pH生成Fe4(OH)2(SO4)5，若pH过高部分铁离子转化为Fe(OH)3，会导致碱式硫酸铁的产率偏低；NH4HCO3不稳定，溶液中与亚铁离子反应生成碳酸亚铁和二氧化碳；碳酸亚铁加热分解生成Fe2O3；FeSO4和(NH4)2SO4混合，冷却结晶得到NH4)2Fe(SO4)2；经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。 (1)FeSO4易被氧气氧化为Fe2(SO4)3，可加适量铁粉将Fe2(SO4)3还原为FeSO4，故实验室配制FeSO4溶液铁变质，常采用的措施是：加适量铁粉； (2)①根据分析，制备Fe4(OH)2(SO4)5时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是：部分Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀； ②制备FeCO3时，向FeSO4溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，有气体生成，该反应的离子方程式为：Fe2++3HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；FeCO3在空气中煅烧生成铁红的化学方程式为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2； ③制备摩尔盐时，冷却结晶能生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体的原因：在相同温度下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (或者摩尔盐)的溶解度最小，降温结晶，沉淀析出，符合反应发生的条件； (3)如图所示，操作a为洗涤和转移，重复操作3次的目的为：将溶质全部转移到容量瓶中；定容后还需要进行的操作为：摇匀、(装瓶)； (4)由图可知，吸光度为0.5时，Fe3+的浓度为7mg/L，故产品中含Fe3+的质量为：，Fe3+的质量分数为：或者。 20．(16分)(2025·北京东城三模)绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。 【实验猜想】 猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O； 猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O； 猜想3：生成Fe2O3、SO3、SO2、H2O；…… 【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。 请回答下列问题： (1)实验操作的先后顺序是 。 _______→_______→_______→_______(填字母) a．熄灭酒精灯，冷却 b．先检查装置的气密性，后加入药品 c．点燃酒精灯，加热 d．在“气体入口”处通入干燥的N2 其中操作d的作用是 。 (2)在实验过程中，观察到A中固体变红色，B中无水CuSO4 ，C中试纸的颜色变化是 。 (3)反应结束后，取A中固体进行实验，经验证其成分为Fe2O3，请补全实验操作和现象实验操作及现象：取少量红色固体A于试管中 。 (4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要？说明你的理由： 。 【实验结论】 (5)硫酸亚铁晶体加热分解的化学方程式为 。 【实验改进】 (6)有同学对上述实验装置进行了改进，设计出如图所示装置，认为该装置也可以验证硫酸亚铁晶体热分解的产物。 ①G中的现象是 ，反应的离子方程式为 。 ②装置H的作用是 。 【答案】(1) bdca(2分) 排净装置内的空气(1分) (2) 由白色变蓝色(1分) 蓝色变红色(1分) (3)取少量红色固体A于试管中，加入足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；取少量溶液溶液于试管中滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；取少量溶液溶液于试管中滴入KSCN溶液中，溶液变红色(2分) (4) BaSO4、BaSO3(1分) 不需要，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒，可知只有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2(2分) (5)2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+ 2xH2O(2分) (6) 紫红色褪去(1分) 5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+(2分) 吸收二氧化硫，防止污染空气(1分) 【解析】绿矾热分解，生成H2O、Fe2O3、SO2和SO3，化学方程式为：2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+ 2xH2O，B中无水硫酸铜由白色变成蓝色，C中湿润的蓝色石蕊试纸变红，D中产生沉淀。 【解析】(1)该实验探究有气体生成，故首先应检查装置的气密性；Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响探究结果，故应在“气体入口”处通入干燥的N2，排净装置内的空气；然后点燃酒精灯，对样品进行加热，实验结束后，熄灭酒精灯，进行冷却，故实验操作的先后顺序是：bdca； (2)加热时，FeSO4·xH2O首先会失去结晶水，然后FeSO4分解；B中无水CuSO4用于检验水的生成，吸水后固体由白色变成蓝色；C中收集到酸性气体，该气体会使湿润的蓝色石蕊试纸变红； (3)验证其成分为Fe2O3，需溶解后检验含有Fe3＋，不含有Fe2＋，所以其操作为取少量红色固体A于试管中，加入足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；取少量溶液溶液于试管中滴入适量KMnO4 溶液中，KMnO4 溶液不褪色；取少量溶液溶液于试管中滴入KSCN溶液中，溶液变红色； (4)A中成分为Fe2O3，Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有部分S元素的化合价降低，从而可知进入D中的气体为SO3和SO2，因此D中的白色沉淀为BaSO4和BaSO3，不需要再经过实验验证； (5)由上述分析可知，产物为H2O、Fe2O3、SO2和SO3，则反应的化学方程式为：2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+ 2xH2O。 (6)硫酸亚铁受热分解生成氧化铁、二氧化硫和水蒸了，经过F检验水蒸气，无水硫酸铜变蓝，通过G，酸性高锰酸钾将二氧化硫氧化，溶液褪色，其离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，最后通过H吸收二氧化硫，防止污染空气；①G中的现象为紫红色褪去，反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；②装置H的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气。 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $