高中化学单元测试——第三章铁金属材料（适中版02）

**基本信息** 本单元卷聚焦铁金属材料，融合化学史、科技前沿与生活实践，通过基础认知-能力应用-创新探究三级设问，适配单元复习巩固与化学观念、科学思维等核心素养培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14/42|铁及其化合物性质、合金概念、铝锂合金应用等|以“灌钢法”考查化学史，C919客机材料体现科技前沿，强化化学观念| |填空题|2/29|钠化合物应用、化学计量计算|结合铝土矿溶解曲线分析，培养科学思维中的模型建构能力| |解答题|2/29|实验测定（芹菜铁含量）、工业流程（纳米铁制备）|17题以生活食材为情境，18题关联废水处理，突出科学探究与实践及科学态度与责任|

高中化学单元测试 —— 第三章 铁金属材料 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）自古代以来，铁及其化合物的应用便已融入日常生活之中。下列说法不正确的是 A．FeO为黑色固体 B．单质Fe的颜色一定为银白色 C．可用于油漆的制作 D．常作为钢制器具的抗腐蚀膜 【答案】B 【详解】A．FeO（氧化亚铁）为黑色固体，这是其常见物理性质，A正确； B．单质铁的颜色并非一定为银白色，例如铁粉呈灰黑色，因此“一定”的说法过于绝对，B错误； C．常用作红色颜料，在油漆制作中广泛应用，C正确； D．可通过发蓝处理在钢表面形成致密氧化膜，提供抗腐蚀保护，D正确； 选B。 2．（本题3分）下列有关金属及其合金的说法不正确的是 A．合金的熔点一般比各组分金属的熔点低 B．钢是我国用量最大且使用最早的合金 C．在合金中加入稀土金属，能大大改善合金的性能 D．某些储氢合金能大量吸收H2形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解放出H2 【答案】B 【详解】A．合金的熔点一般比各成分金属的低，如钠钾合金常温下呈液态，A正确； B．钢是用量最大、用途最广的合金，我国最早使用的合金是青铜，不是钢，B错误； C．在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因此稀土元素被称为冶金工业的维生素，C正确； D．实用储氢合金能够吸收大量氢气后形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解释放氢气，是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，D正确； 故选：B。 3．（本题3分）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【详解】A．氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，即，可制得Fe2O3，A错误； B．Fe2O3无磁性，具有磁性，B错误； C． FeO不稳定，在空气里受热发生反应：，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应：，即反应生成，D错误； 故选C。 4．（本题3分）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0．1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【答案】C 【详解】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确； B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确； C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确； 故选C。 5．（本题3分）我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法不正确的是 A．铝锂合金硬度比纯铝大 B．铝锂合金熔点比纯铝低 C．铝为惰性金属，比较耐腐蚀 D．铝有较好的导电性和导热性 【答案】C 【详解】A．纯铝质地较软，铝锂合金硬度比纯铝大，A项正确； B．一般来说合金的熔点比其成分金属低，铝锂合金熔点比铝低，B项正确； C．铝为活泼金属，其耐腐蚀性是由于易与氧气反应生成一层致密氧化膜，保护内部金属，C项错误； D．铝有较好的导电性和导热性，D项正确； 答案选C。 6．（本题3分）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 【答案】C 【详解】A．铝与稀硫酸反应的离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为，A错误； B．氯化铝与硫酸钠不发生反应，且硫酸铝可溶于水，不会生成沉淀，B错误； C．铝比铜活泼，铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜，该离子方程式满足原子守恒、电荷守恒，书写正确，C正确； D．钠投入氯化铝溶液中，钠会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与氯化铝反应，无法直接置换出铝，离子方程式为：，，D错误； 故选C。 7．（本题3分）电子工业用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。从酸性腐蚀废液回收铜及固体的流程如下： 已知：i．； ⅱ．可催化的分解。 下列分析不正确的是 A．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ中均有气体产生 B．上述流程中发生的反应有置换反应、化合反应 C．Ⅱ中加盐酸至不再产生气泡时停止加入，向过滤所得溶液加入溶液，可提高产率 D．Ⅴ中的作用是脱去中的结晶水 【答案】C 【分析】腐蚀废液含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜，加入过量的铁粉，过滤所得溶液1中含有氯化亚铁，滤渣中含有铜和铁，加入盐酸后过滤得到滤渣铜和含有氯化亚铁的溶液2，向溶液1和2中加入双氧水后得到氯化铁溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到六水氯化铁晶体，六水氯化铁晶体与混合加热得到氯化铁。以此解题。 【详解】A．过程Ⅰ中铁与酸反应产生氢气、Ⅱ中滤渣中的铁与盐酸反应产生氢气、Ⅲ中双氧水将氯化亚铁氧化为氯化铁，可催化分解，会有氧气生成、Ⅴ中与六水氯化铁晶体中的结晶水作用产生HCl和气体，A正确； B．上述流程中发生的反应有置换反应如铁与盐酸反应，化合反应如氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，B正确； C．Ⅱ中加盐酸至无气体逸出，说明滤渣中的铁粉已完全反应，但后续步骤中用氧化亚铁离子需要在酸性条件下以抑制铁离子的水解，若此时停止加入盐酸，可能导致酸量不足，铁离子水解造成产率降低，C错误； D．Ⅴ中用而不采用直接加热脱水的方法，因发生反应，抑制水解，D正确； 故答案选C。 8．（本题3分）某同学欲利用如图装置制取。下列分析不正确的是 A．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸 B．实验开始时应先关闭止水夹、打开止水夹，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在抽滤瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 【答案】B 【分析】利用稀盐酸和铁粉反应生成氢气，生成的氢气排出装置内的空气，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．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸，目的是除去蒸馏水中的溶解的氧气，防止亚铁离子被氧化，A正确； 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与NaOH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抽滤瓶中观察到白色沉淀，C正确； 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：B。 9．（本题3分）为了验证与能够相互转化，某兴趣小组完成以下两组实验： 组别 按下列顺序进行实验 对应现象 一 ①向溶液中加入足量的铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ②滴加溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 二 i.向溶液中加入少量溶液 溶液颜色变深 ii.滴加淀粉溶液 _______ 下列分析不合理的是 A．实验①的目的是将溶液中的全部还原成 B．可用酸性高锰酸钾溶液检验中的 C．实验i中有生成 D．实验ii对应的现象是溶液变为蓝色，说明氧化性 【答案】B 【分析】第一组实验：实验①足量铁粉还原Fe3+为Fe2+（现象：黄色→浅绿色），实验②加KSCN无变化证明无Fe3+，实验③氯水氧化Fe2+为Fe3+，三价铁与KSCN产生红色物质，验证Fe3+与Fe2+相互转化；第二组实验：实验i中Fe3+与I-反应生成I2和Fe2+（现象：颜色变深），实验ii淀粉遇I2变蓝，证明有I2；据此作答。 【详解】A．实验①目的为还原Fe3+至Fe2+，足量铁粉确保三价铁完全被还原，离子方程式为；A正确； B．不能用酸性高锰酸钾检验Fe2+，因为FeCl2溶液中还有氯离子（具有还原性），可能与高锰酸钾反应，干扰二价铁的检验，B错误； C．向FeCl3溶液中加入少量KI溶液，Fe3+与I-反应生成I2和Fe2+，溶液颜色加深是因为有碘单质生成，离子方程式为，C正确； D．实验ii对应的现象是溶液变为蓝色，证明实验i中有I2；又氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，即氧化性，D正确； 故答案选B。 10．（本题3分）部分含铁物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述错误的是 A．在稀硫酸中加入a、b、c都生成e B．a和e溶液能发生化合反应 C．b在空气中加热迅速生成黑色固体 D．c在潮湿空气中迅速转化成d 【答案】A 【分析】a为Fe，b为FeO，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e为Fe2(SO4)3。 【详解】A．铁与稀硫酸反应：，FeO与稀硫酸反应：，Fe(OH)2与稀硫酸反应：，均生成FeSO4，A错误； B．Fe与Fe2(SO4)3能发生化合反应生成FeSO4，B正确； C．FeO在空气中加热生成黑色固体Fe3O4，C正确； D．Fe(OH)2在潮湿空气中被氧化生成Fe(OH)3，D正确； 答案选A。 11．（本题3分）用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 【答案】A 【详解】A．铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式应为，A错误； B．该反应产生氢气，氢气可燃烧，可用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡(氢气混在肥皂泡中)，若听到爆鸣声等可验证有氢气生成，B正确； C．加热湿棉花是为了提供水蒸气，温度不需要太高，加热铁粉是为了让铁与水蒸气在高温下反应，所以加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低，C正确； D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥，否则铁与水蒸气反应生成氢气会有爆炸危险，D正确； 故选A。 12．（本题3分）现有两份铝粉，一份加足量的NaOH溶液，另一份加足量的盐酸，若放出等质量的气体，则参与反应的NaOH与HCl的物质的量之比为 A．3:2 B．2:3 C．1:2 D．1:3 【答案】D 【详解】铝与NaOH反应的方程式为，与HCl反应的方程式为。产生等质量的氢气（等物质的量的氢气）时，所需NaOH的物质的量为氢气物质的量的倍，HCl的物质的量为氢气物质的量的2倍，因此NaOH与HCl的物质的量之比为:2 = 1:3，D正确，故选D。 13．（本题3分）电子工业用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。一种从酸性腐蚀废液中回收铜并制备高铁酸钠溶液的流程如下： 上述过程、、中均有气体产生，下列说法正确的是 A．过程中有生成，说明氧化性： B．过程II中发生的反应有置换反应、化合反应 C．过程III中转化为时，仅有1mol 生成 D．生成的离子方程式： 【答案】D 【详解】A．过程中生成的离子反应为，根据“氧化剂大于氧化产物”规律可知，氧化性：，A错误； B．由上述分析可知，过程II中盐酸与Fe发生置换反应生成氯化亚铁和氢气，未发生化合反应，B错误； C．过程III中被过氧化氢氧化成，反应的离子方程式为，当有转化为时，有2mol 生成，C错误； D．氯化铁溶液与NaClO溶液、浓NaOH溶液反应生成，反应的离子方程式为，D正确； 故答案选D。 14．（本题3分）向500ml 2mol/L的CuSO4溶液中插入一铁片，反应片刻后取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来增加了4g，下列说法错误的是(假设反应前后溶液的体积不变) A．参加反应的铁的质量是28g B．析出的铜的物质的量是0.5mol C．反应后溶液中c(FeSO4)=1mol/L D．反应后溶液中c(CuSO4)=1.5mol/L 【答案】D 【详解】根据发生的反应为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,利用差量法来计算， A．参加反应的铁的质量m(Fe)==28g，故A正确； B．析出的铜的物质的量n(Cu)==0.5mol，故B正确； C．n(FeSO4 )=n(CuSO4)=0.5mol，反应后溶液中c(FeSO4)=，故C正确； D．n(CuSO4)==0.5mol，反应后剩余硫酸铜：0.5L×2mol/L-0.5mol=0.5mol，浓度为：，故D错误； 故选：D。 二、填空题 15．（本题14分）等钠的化合物在生产、生活中均有重要应用。回答下列问题： (1)可用于加工馒头，其原因除可中和酸外，还有___________(用化学方程式表示)；固体溶于水，有___________(填“吸”或“放”)热现象。 (2)工业制得的纯碱中常含有少量的杂质，需要进一步提纯。 ①溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性。 ②设计实验检验纯碱样品中含有：取适量样品加水溶解，___________，则样品中含有。 ③用提纯后的纯碱配制溶液，需用电子天平称量___________固体(该电子天平称量时可精确到)。 (3)是一种储氢材料，能与水快速反应产生氢气。写出该反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目：___________；若反应转移电子，理论上生成的体积为___________(标准状况下)。 (4)和铝粉是家庭厨卫管道疏通剂的主要成分，疏通管道时发生反应的化学方程式为___________。 【答案】(1) 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 吸 (2) 碱 加入过量稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成 2.650 (3) 22.4 (4)2Al+2NaOH+6H2O =2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 【详解】（1）碳酸氢钠能与盐酸反应生成二氧化碳，也能受热分解生成二氧化碳，所以碳酸氢钠可用于加工馒头，受热分解的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；碳酸氢钠固体溶于水的过程为吸收热量的吸热过程； （2）①碳酸钠溶液是能使酚酞溶液显红色的碱性溶液； ②溶液中的碳酸根离子也能与银离子反应生成白色的碳酸银沉淀，会干扰氯离子的检验，则检验纯碱样品中含有氯化钠的实验操作为取适量样品加水溶解，加入过量稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明样品中含有氯化钠； ③由题意可知，配制100mL 0.25mol/L碳酸钠溶液需用电子天平称量碳酸钠固体的质量为0.25mol/L×0.1L×106g/mol=2.650g； （3） 氢化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应时，氢化钠中氢元素的化合价升高被氧化，是反应的还原剂，水分子中氢元素的化合价降低被还原，是氧化剂，转移电子数目为1，表示反应转移电子数目的方向和数目的单线桥为，则反应转移1mol电子时，理论上生成标准状况下氢气的体积为1mol×22.4L/mol=22.4L； （4）由题意可知，疏通管道时发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O =2Na[Al(OH)4] +3H2↑。 16．（本题15分）化学计量在化学中占有重要地位，请回答下列问题： (1)质量分数为30%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等体积混合，则混合溶液的质量分数______20%（填“>”、“<”或“=”） (2)在标准状况下，含有个氦原子的氦气的体积约为______。 (3)如下图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分，活塞可以自由移动，也可以固定。标准状况下，向Ⅰ中充入16g，Ⅱ中充入8g，则当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为______。 (4)准确称取6.00克铝土矿样品（含、，），将其放入盛有100mL溶液的烧杯中，充分反应后滤出沉淀物。在滤液X中加入10mol/L的NaOH，产生的沉淀的质量w与所加NaOH溶液的体积V之间有如图所示的关系。求： ①分析图象可知滤液X中所含有的溶质成分为______。（填化学式）。溶液的物质的量浓度是______。 ②若图中时，用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是______，铝土矿样品中的质量分数为______，的质量分数为______。 ③a值的变化范围是______，在这个范围内，a值越大，______的质量分数越小。 【答案】(1)> (2)33.6L (3)1∶1 (4) 、、 1.75mol/L 2.7mL 85% 3% 【详解】（1）硫酸浓度越大，密度越大，质量分数为30%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等体积混合，30%的硫酸溶液的质量大于10%的硫酸溶液，则混合溶液的质量分数>20%。 （2）氦气是单原子分子，在标准状况下，含有个氦原子的氦气的物质的量为，体积约为1.5mol×22.4L/mol=33.6L。 （3）标准状况下，向Ⅰ中充入16g，的物质的量为0.25mol，Ⅱ中充入8g，的物质的量为0.25mol；同温同压，体积比等于物质的量之比，则当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为1:1。 （4）①加入amLNaOH时，没有沉淀生成，说明X中含有硫酸，加入35mL~45mLNaOH时，沉淀减少，说明X中含有硫酸铝，加过量氢氧化钠，沉淀不能完全溶解，说明X中含有硫酸铁，所以滤液X中所含有的溶质成分为、、。加入35mLNaOH溶液时，沉淀质量达到最大，说明铝离子、铁离子完全转化为氢氧化物沉淀，此时溶液中的溶质只有硫酸钠，根据元素守恒，n(Na+)=2n()=0.035L×10mol/L=0.35mol，溶液的物质的量浓度是。 ②加入35mL~45mLNaOH时发生反应，可知Al(OH)3的物质的量为0.01L×10mol/L=0.1mol，用于沉淀Al3+所消耗NaOH的物质的量为0.3mol，消耗氢氧化钠溶液的体积为，若图中时，用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是35mL-2.3mL-30mL=2.7mL，则的物质的量为；根据铝元素守恒，的物质的量为0.05mol；铝土矿样品中的质量分数为，的质量分数为。 ③沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液的体积为30mL，若铝土矿中不含，则氧化铁的物质的量为，沉淀Fe3+消耗氢氧化钠溶液的体积为3.375mL，所以a值的变化范围是1.625~5mL，在这个范围内，a值越大，的质量分数越小。 三、解答题 17．（本题14分）芹菜中含有丰富的人体所必需的铁元素，某兴趣小组为测定芹菜中铁元素含量，进行如图实验。 已知：①芹菜中铁元素主要以草酸亚铁()的形式存在；②草酸亚铁难溶于水；③草酸是一种可溶于水的有机弱酸，具有还原性。 Ⅰ．芹菜的预处理 (1)得到滤液A的操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、___________。 (2)结合已知信息，写出()溶于稀硫酸发生反应的离子方程式：___________。 (3)检验滤液A，滴加___________溶液(填化学式)发现含有，产生的原因是___________。 Ⅱ．测定铁元素的含量 (4)滤液B中铁元素化合价为___________(填化合价)，若实验操作规范，步骤②中利用一定量的测定的含铁量远大于实际含量，可能原因是滤液B中含有的物质是___________。 (5)步骤③中加入双氧水的作用是___________(用离子方程式表示)，步骤④比色法，利用色度传感器测得不同浓度标准液的吸收率如图所示。现测得500mL待测液的吸收率为0.22，则400g该新鲜芹菜中铁元素的含量为___________mg。 【答案】(1)漏斗、玻璃棒 (2)+2H+=Fe2++H2C2O4 (3) KSCN 部分Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+ (4) +2 草酸 (5) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 11.2 【分析】芹菜中铁元素主要以草酸亚铁()的形式存在，对新鲜芹菜研磨、加水、加稀硫酸后，与硫酸反应生成硫酸亚铁和草酸，即滤液A中主要含有硫酸亚铁和草酸，其中一份加入铜，为了将氧化生成的Fe3+还原为Fe2+，再加酸性KMnO4，Fe2+以及草酸都能还原KMnO4，另一份加H2O2溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，再利用比色法测定铁元素的含量； 【详解】（1）得到滤液A的操作是过滤，要用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒； （2）草酸是一种可溶于水的有机弱酸，与硫酸反应生成硫酸亚铁和草酸，反应的离子方程式为+2H+=Fe2++H2C2O4； （3）检验Fe3+用KSCN溶液，溶液会变红，有Fe3+原因是部分Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+； （4）加入过量铜粉，将Fe3+还原为Fe2+，故滤液B中铁元素化合价为+2，步骤②中利用一定量的测定的含铁量远大于实际含量，可能原因是滤液B中含有的物质是草酸； （5）步骤③中加入双氧水的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；由图可知，吸收率为0.22时，c(Fe3+)为，则400g芹菜中铁元素的含量为=11.2mg。 18．（本题15分）颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下： 回答下列问题： 已知：草酸()是一种二元弱酸。 (1)取少量产品分散于水中，用红色激光笔照射此液体，若出现___________(填实验现象)，可验证所得铁粉直径为纳米级。 (2)“酸溶”过程中可以加快反应速率和提高浸出率的方法有___________(写出一种即可)。写出“沉淀”步骤生成固体的离子方程式：___________。 (3)经灼烧后得到红棕色固体和CO、混合气体，若产物中，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为___________ (4)“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是___________(用化学方程式表示)。 (5)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐()转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①配平该过程中生成的总反应的离子方程式(化学计量数为1也需要写出)：____________。 ___________Fe+_______________________________________________________。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当时，随pH减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因：___________。 【答案】(1)一条光亮的通路或丁达尔效应 (2) 搅拌、适当升温、适当增大酸的浓度等(合理即可) (3) (4) (5) 5Fe+212516 pH减小，浓度增大，会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成，减少了氮气的生成 【分析】由题给流程可知，向含有少量氧化铁的铁屑中加入稀硫酸酸溶得到硫酸亚铁溶液；向溶液中加入草酸溶液，将溶液中的亚铁离子转化为草酸亚铁沉淀，过滤得到草酸亚铁；草酸亚铁在氧气中灼烧得到氧化铁；高温条件下氧化铁与氢气反应得到纳米铁粉，据此分析作答。 【详解】（1）用红色激光笔照射纳米铁粉分散于水中得到的分散系，若出现光亮的通路或丁达尔效应，说明分散系为胶体，证明所得铁粉直径为纳米级，故答案为：一条光亮的通路或丁达尔效应。 （2）“酸溶”过程中可以加快反应速率和提高浸出率的方法有搅拌、适当升温、适当增大酸的浓度等；已知草酸()是一种二元弱酸，写离子方程式时不能拆成离子形式，所以沉淀步骤中与草酸反应生成沉淀时的离子方程式为，故答案为：搅拌、适当升温、适当增大酸的浓度等(合理即可)；。 （3）固体经灼烧后得到红棕色固体和CO、混合气体，若，根据得失电子守恒和原子守恒配平，“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为，故答案为：。 （4）“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，是因为高温条件下铁与水蒸气反应，获得的铁粉中混有杂质，化学方程式为，故答案为：。 （5）①根据氧化还原反应得失电子守恒规律，该反应中Fe从0价升高至价，N从价降低至0价，该过程反应的离子方程式为，故答案为：。 ②当时，随pH减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2可以看出，pH减小，浓度增大，会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成，减少了氮气的生成，故答案为：pH减小，浓度增大，会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成，减少了氮气的生成。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中化学单元测试 —— 第三章 铁金属材料 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）自古代以来，铁及其化合物的应用便已融入日常生活之中。下列说法不正确的是 A．FeO为黑色固体 B．单质Fe的颜色一定为银白色 C．可用于油漆的制作 D．常作为钢制器具的抗腐蚀膜 2．（本题3分）下列有关金属及其合金的说法不正确的是 A．合金的熔点一般比各组分金属的熔点低 B．钢是我国用量最大且使用最早的合金 C．在合金中加入稀土金属，能大大改善合金的性能 D．某些储氢合金能大量吸收H2形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解放出H2 3．（本题3分）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 4．（本题3分）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0．1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 5．（本题3分）我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法不正确的是 A．铝锂合金硬度比纯铝大 B．铝锂合金熔点比纯铝低 C．铝为惰性金属，比较耐腐蚀 D．铝有较好的导电性和导热性 6．（本题3分）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 7．（本题3分）电子工业用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。从酸性腐蚀废液回收铜及固体的流程如下： 已知：i．； ⅱ．可催化的分解。 下列分析不正确的是 A．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ中均有气体产生 B．上述流程中发生的反应有置换反应、化合反应 C．Ⅱ中加盐酸至不再产生气泡时停止加入，向过滤所得溶液加入溶液，可提高产率 D．Ⅴ中的作用是脱去中的结晶水 8．（本题3分）某同学欲利用如图装置制取。下列分析不正确的是 A．实验所用溶液需要现配现用且蒸馏水需要先加热煮沸 B．实验开始时应先关闭止水夹、打开止水夹，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在抽滤瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭及分液漏斗活塞，则可较长时间存在 9．（本题3分）为了验证与能够相互转化，某兴趣小组完成以下两组实验： 组别 按下列顺序进行实验 对应现象 一 ①向溶液中加入足量的铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ②滴加溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 二 i.向溶液中加入少量溶液 溶液颜色变深 ii.滴加淀粉溶液 _______ 下列分析不合理的是 A．实验①的目的是将溶液中的全部还原成 B．可用酸性高锰酸钾溶液检验中的 C．实验i中有生成 D．实验ii对应的现象是溶液变为蓝色，说明氧化性 10．（本题3分）部分含铁物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述错误的是 A．在稀硫酸中加入a、b、c都生成e B．a和e溶液能发生化合反应 C．b在空气中加热迅速生成黑色固体 D．c在潮湿空气中迅速转化成d 11．（本题3分）用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 12．（本题3分）现有两份铝粉，一份加足量的NaOH溶液，另一份加足量的盐酸，若放出等质量的气体，则参与反应的NaOH与HCl的物质的量之比为 A．3:2 B．2:3 C．1:2 D．1:3 13．（本题3分）电子工业用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。一种从酸性腐蚀废液中回收铜并制备高铁酸钠溶液的流程如下： 上述过程、、中均有气体产生，下列说法正确的是 A．过程中有生成，说明氧化性： B．过程II中发生的反应有置换反应、化合反应 C．过程III中转化为时，仅有1mol 生成 D．生成的离子方程式： 14．（本题3分）向500ml 2mol/L的CuSO4溶液中插入一铁片，反应片刻后取出铁片，洗涤、烘干，称其质量比原来增加了4g，下列说法错误的是(假设反应前后溶液的体积不变) A．参加反应的铁的质量是28g B．析出的铜的物质的量是0.5mol C．反应后溶液中c(FeSO4)=1mol/L D．反应后溶液中c(CuSO4)=1.5mol/L 二、填空题 15．（本题14分）等钠的化合物在生产、生活中均有重要应用。回答下列问题： (1)可用于加工馒头，其原因除可中和酸外，还有___________(用化学方程式表示)；固体溶于水，有___________(填“吸”或“放”)热现象。 (2)工业制得的纯碱中常含有少量的杂质，需要进一步提纯。 ①溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性。 ②设计实验检验纯碱样品中含有：取适量样品加水溶解，___________，则样品中含有。 ③用提纯后的纯碱配制溶液，需用电子天平称量___________固体(该电子天平称量时可精确到)。 (3)是一种储氢材料，能与水快速反应产生氢气。写出该反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目：___________；若反应转移电子，理论上生成的体积为___________(标准状况下)。 (4)和铝粉是家庭厨卫管道疏通剂的主要成分，疏通管道时发生反应的化学方程式为___________。 16．（本题15分）化学计量在化学中占有重要地位，请回答下列问题： (1)质量分数为30%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等体积混合，则混合溶液的质量分数______20%（填“>”、“<”或“=”） (2)在标准状况下，含有个氦原子的氦气的体积约为______。 (3)如下图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分，活塞可以自由移动，也可以固定。标准状况下，向Ⅰ中充入16g，Ⅱ中充入8g，则当活塞不再移动时，Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为______。 (4)准确称取6.00克铝土矿样品（含、，），将其放入盛有100mL溶液的烧杯中，充分反应后滤出沉淀物。在滤液X中加入10mol/L的NaOH，产生的沉淀的质量w与所加NaOH溶液的体积V之间有如图所示的关系。求： ①分析图象可知滤液X中所含有的溶质成分为______。（填化学式）。溶液的物质的量浓度是______。 ②若图中时，用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是______，铝土矿样品中的质量分数为______，的质量分数为______。 ③a值的变化范围是______，在这个范围内，a值越大，______的质量分数越小。 三、解答题 17．（本题14分）芹菜中含有丰富的人体所必需的铁元素，某兴趣小组为测定芹菜中铁元素含量，进行如图实验。 已知：①芹菜中铁元素主要以草酸亚铁()的形式存在；②草酸亚铁难溶于水；③草酸是一种可溶于水的有机弱酸，具有还原性。 Ⅰ．芹菜的预处理 (1)得到滤液A的操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、___________。 (2)结合已知信息，写出()溶于稀硫酸发生反应的离子方程式：___________。 (3)检验滤液A，滴加___________溶液(填化学式)发现含有，产生的原因是___________。 Ⅱ．测定铁元素的含量 (4)滤液B中铁元素化合价为___________(填化合价)，若实验操作规范，步骤②中利用一定量的测定的含铁量远大于实际含量，可能原因是滤液B中含有的物质是___________。 (5)步骤③中加入双氧水的作用是___________(用离子方程式表示)，步骤④比色法，利用色度传感器测得不同浓度标准液的吸收率如图所示。现测得500mL待测液的吸收率为0.22，则400g该新鲜芹菜中铁元素的含量为___________mg。 18．（本题15分）颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下： 回答下列问题： 已知：草酸()是一种二元弱酸。 (1)取少量产品分散于水中，用红色激光笔照射此液体，若出现___________(填实验现象)，可验证所得铁粉直径为纳米级。 (2)“酸溶”过程中可以加快反应速率和提高浸出率的方法有___________(写出一种即可)。写出“沉淀”步骤生成固体的离子方程式：___________。 (3)经灼烧后得到红棕色固体和CO、混合气体，若产物中，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为___________ (4)“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是___________(用化学方程式表示)。 (5)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐()转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①配平该过程中生成的总反应的离子方程式(化学计量数为1也需要写出)：____________。 ___________Fe+_______________________________________________________。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当时，随pH减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因：___________。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $