第3章 铁 金属材料 高考真题练（Word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高一化学必修第一册分层练习（人教版）

**基本信息** 聚焦铁及其化合物与金属材料，精选2021-2025年高考真题及学科竞赛题，融合嫦娥五号月壤研究、古代“伪金”制备等科技与文化情境，强化实验探究与综合应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|7题|铁的氧化还原反应、金属材料分类、Fe²⁺/Fe³⁺性质|以月壤钛铁矿（科技前沿）、C919材料（社会热点）为情境，结合教材实验（铁与水蒸气反应）设题| |非选择题|1题|实验装置分析、产率计算、陌生方程式书写|整合Fe/Fe₃O₄制备实验（科学探究）与古代“四黄”制伪金（文化传承），考查信息提取与知识迁移能力|

第三章　铁　金属材料 高考真题练 考点1　铁及其化合物 1.[2025北京,1]我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 (　　) A.月壤钛铁矿中存在活泼氢 B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 2.[2024新课标,9]实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 (　　) A.反应为3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳① C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 ①教材回溯　第三章P70实验装置图,注意反应物的位置,思考酒精灯该放在何处。 3.[2024广东,14改编]部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 (　　) A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应① B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化 C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则a一定是Fe ①辅助设问　金属单质直接转化为盐,有哪些途径? 4.[2023江苏,11改编]室温下,探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是 (　　) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化 C FeSO4溶液是否呈酸性 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况 5.[2021辽宁,18改编]Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行): ①称取9.95 g FeCl2·4H2O(Mr=199),配成50 mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。 ②向三颈烧瓶中加入100 mL 14 mol·L-1 KOH溶液。 ③持续磁力搅拌,将FeCl2溶液以2 mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100 ℃下回流3 h。 ④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40 ℃干燥。(乙醇与水互溶,沸点78.5 ℃,易挥发) ⑤管式炉内焙烧2 h,得产品3.24 g。 部分装置如图: 回答下列问题: (1)仪器a的名称①是　　　　;使用恒压滴液漏斗的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室制取N2有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为　　　　　　　　　　　　,对应的装置为　　　(填标号)。  可供选择的试剂: CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、饱和NaNO2(aq)、饱和NH4Cl(aq) 可供选择的发生装置(净化装置略去): A B C (3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。  (4)为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好②,可采取的措施有 　　　(填字母)。  A.采用适宜的滴液速度 B.用盐酸代替KOH溶液 C.在空气氛围中制备 D.选择适宜的焙烧温度 (5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为　　　　　　　;使用乙醇洗涤的目的是　　　　　　　　　　。  (6)该实验所得磁性材料的产率为　　　　(保留3位有效数字)。  ①看图说“化”　冷凝管有多种,根据其内部的构造确定其名称。 ②关键点拨　使“粒径适中”的关键是控制反应的速率,不可过快也不可过慢。 考点2　金属材料 6.[2025陕晋青宁,1]“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是 (　　) A.“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B.“梦想”号钻探船钻头用的合金 C.“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D.“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 7.[高考组编]下列叙述中错误的是 (　　) A.[2025江西,1A]用铁锅烹饪食材可以补铁,但不能代替药物 B.[2025北京,6A]用盐酸除去铁锈:Fe2O3·xH2O+6H+ 2Fe3++(3+x)H2O C.[2023浙江6月选考,4A]铝有强还原性,因此可用于制作门窗框架 D.[2024广东,3B]机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条,其材质属于合金 学科竞赛 8.[2025第39届中国化学奥林匹克竞赛初赛节选]由于黄金稀有且价值连城,古人产生了各种人工制备黄金的奇思妙想。一种最粗浅的想法是,以黄色或接近黄色的矿物为原料与贱金属反应,将贱金属转化为黄金颜色的“伪金”。《正统道藏·龙虎还丹诀》记载了东汉狐刚子《五金诀》中提到的四种黄色矿物“四黄”与贱金属反应得到“伪金”的方法:“雄黄功能变铁,雌黄功能变锡,砒黄功能变铜,硫黄功能变银、化汞。‘四黄’功亦能反铁为铜、反铜为银、反银为金,如谷作米,是天地之中,自然之道。”实际上,雄黄为As4S4,雌黄为As2S3,砒黄为As2O3,硫黄为硫单质。 (1)写出下列制备“伪金”的反应方程式。 雄黄“变”铁:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (提示:FeS2 为黄色的)。 砒黄“变”铜(在木炭存在下):　　　　　　　　　　　　 　　　 [提示:含砷5%的砷铜合金(As5Cu113)是黄色的]。  (2)与砒黄相似,砷酸钾(K3AsO4)也具有“点化”的功能。南北朝时期苏元明将雄黄与草木灰(主要成分为K2CO3)在空气中一同煅烧,得到熔融的砷酸钾和四硫代砷酸钾(K3AsS4)。写出此反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案与分层梯度式解析 第三章　铁　金属材料 高考真题练 1.B　月球环境与地球有较大差异,月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子,氢原子与氢分子相比,化学性质更为活泼,A正确。地球上的钛铁矿与月球上的钛铁矿均含FeTiO3,但是地球上的钛铁矿中没有活泼氢原子,因此将地球上开采的钛铁矿直接加热不会生成单质铁和水蒸气,B错误。根据元素化合价分析,月壤钛铁矿加热生成水蒸气和单质铁的过程发生了氧化还原反应,C正确。水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量,D正确。 素养解读　本题以我国科研人员对嫦娥五号返回器带回的月壤钛铁矿(FeTiO3)制备单质铁和水蒸气的研究成果为素材,考查微粒的存在形态与性质的关系、氧化还原反应概念及反应过程中能量变化等基础知识。本题展现了我国航空航天科学技术的突飞猛进,增强了民族自豪感。试题引导学生从具体的情境中提取信息、结合所学化学知识分析问题,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 2.B 考教衔接　本题源于教材P70铁粉与水蒸气反应的实验,教材通过实验探究证明了在高温条件下铁能与水蒸气发生反应,体现了铁的还原性。①加热方式与操作细节:本题涉及酒精灯加热位置的判断。在实验室做该实验时,老师重点强调了对反应条件的控制以及加热的先后顺序等操作细节。②仪器选择:使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉是因为硬质玻璃试管可承受较高的温度,能够满足实验在高温条件下进行的要求,保证实验的安全性。 铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2,A正确;酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以在铁粉处产生高温,实验效果不好,B错误;肥皂液起收集H2的作用,用火柴点燃肥皂泡,可检验生成的氢气,C正确;该实验中的反应要在高温下发生,因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D正确。 3.B 真题降维　辅助设问答案:金属单质与非金属单质发生化合反应可直接转化为盐,金属单质与酸发生置换反应可直接转化为盐。此题以常见金属的价—类二维图为载体考查物质之间的转化关系以及常见金属及其化合物的性质,需要先判断出物质是什么,再根据物质的性质确定转化关系进行具体分析。 若a在沸水中可生成e,此时a为Mg,e为Mg(OH)2,即f为镁盐,a→f的反应可能为Mg+2HCl MgCl2+H2↑,该反应属于置换反应,A错误;e能转化为d,则e为白色沉淀Fe(OH)2,d为红褐色沉淀Fe(OH)3,在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化,B正确;若c为含Al3+的盐,加热c的饱和溶液,不能得到能产生丁达尔效应的红棕色分散系,C错误;b和d均能与同一物质反应生成c,a可能是Fe或Al,D错误。 4.B　向FeSO4溶液中滴加新制氯水,溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+,再滴加KSCN溶液,溶液变红,不能确定原溶液中是否有Fe3+,A项不能达到实验目的;KMnO4溶液显紫色,向FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,紫色消失,说明Mn被还原成Mn2+,Fe2+具有还原性,所以可通过观察溶液的颜色变化判断Fe2+是否有还原性,B项能达到实验目的;检验溶液是否呈酸性,不能选用酚酞试液,酚酞可用于检验碱性溶液,C项不能达到实验目的;H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2溶液中滴加FeSO4溶液,产生大量气泡有可能是Fe3+的催化作用,D项不能达到实验目的。 方法点津　本题易错选D,可利用以下方法排除其干扰:①催化剂在反应前后质量和化学性质均不发生变化;向H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液后,Fe2+与H2O2能发生氧化还原反应,Fe2+转化为Fe3+,Fe3+可能催化H2O2分解,不能达到探究目的。②缺少对照实验,未排除S对H2O2分解的影响。 5.答案　(1)球形冷凝管　平衡气压,便于液体顺利流下 (2)2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O(或NH4Cl+NaNO2 NaCl+2H2O+N2↑)　A(或B) (3)4Fe2++8OH- Fe↓+Fe3O4↓+4H2O (4)AD (5)稀硝酸和硝酸银溶液　除去晶体表面水分,便于快速干燥 (6)90.0% 看图说“化” 解析　(1)结合题图装置可知仪器a的名称为球形冷凝管。实验中使用恒压滴液漏斗,可以平衡气压,便于液体顺利流下。(2)结合所给药品和实验装置,可用装置A或装置B制备N2,其化学方程式分别为2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O和NH4Cl+NaNO2 NaCl+2H2O+N2↑。(3)三颈烧瓶中FeCl2溶液与KOH溶液共热生成Fe和Fe3O4,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得该离子方程式为4Fe2++8OH- Fe↓+Fe3O4↓+4H2O。(4)为保证产品性能,使其粒径适中、结晶度良好,应采用适宜的滴液速度,且选择适宜的焙烧温度;若用盐酸代替KOH溶液,可能导致Fe、Fe3O4部分溶解,若在空气氛围中制备,Fe2+易被氧化,故选AD。(5)实验中洗涤主要是洗去沉淀表面的Cl-,应向最后一次洗涤液中加入稀硝酸和AgNO3溶液,若无沉淀产生,则证明沉淀已洗涤干净。使用乙醇洗涤,是利用了乙醇的挥发性,便于黑色沉淀快速干燥。(6)9.95 g FeCl2·4H2O的物质的量为9.95 g÷199 g/mol=0.05 mol,根据(3)中的离子方程式可得关系式: 4Fe2+　~　Fe/Fe3O4 4 mol 56 g+232 g=288 g 0.05 mol m(理论) =,解得m(理论)=3.60 g,而实际得到3.24 g产品,则该实验中所得磁性材料的产率为×100%=90.0%。 高考风向　①强化综合素养考查:高考化学会越来越注重对学生综合素养的考查,通过设置综合性的题目,将不同模块的知识进行整合,要求学生能够建立知识之间的联系,形成完整的知识体系,运用多种知识和方法解决实际问题;②突出实验与探究能力:实验题在高考中的比重可能会进一步增加,不仅会考查基本的实验操作和现象观察,还会更加注重实验设计、实验方案的评价、实验误差分析以及对实验结果的深入探究等方面。 6.B　氮化硅涂层属于新型陶瓷材料,属于无机非金属材料,A不符合题意;合金是金属与其他金属(或金属与非金属)熔合而成的材料,属于金属材料,B符合题意;聚酰亚胺是有机高分子材料,不属于金属材料,C不符合题意;反渗透膜通常由高分子聚合物制成,属于有机高分子材料,D不符合题意。 高考风向　高考对金属材料的考查常以生活、生产、科技等实际场景或传统文化为载体,考查物质的组成、金属材料的应用,题目难度较低。在平时的学习中要多关注新材料、新技术的发展,锻炼运用所学知识解释相关现象、解决实际问题的能力。 7.C　铁锅烹饪可能溶出微量铁元素,但补铁效果有限且不能代替药物,A正确;铁锈的成分为Fe2O3·xH2O,能溶于盐酸生成FeCl3和水,离子方程式为Fe2O3·xH2O+6H+ 2Fe3++(3+x)H2O,B正确;铝用于制作门窗框架,是因为铝耐腐蚀、金属性能好,与其具有强还原性无关,C错误;钼钴镍铬等元素属于金属元素,其组成的材质属于合金,D正确。 考场速决　铝具有强还原性与其用于制作门窗框架没有直接关系,故可快速选出答案C。 8.答案　(1)As4S4+2Fe 4As+2FeS2　5As2O3+226Cu+15C 2As5Cu113+15CO↑ (2)As4S4+6K2CO3+3O2 3K3AsO4+K3AsS4+6CO2 解析　(1)雄黄“变”铁,即雄黄(As4S4,硫元素为-2价,砷元素为+2价)与铁单质反应,生成黄色物质FeS2(硫元素为-1价),雄黄被还原为As,结合得失电子守恒、原子守恒配平方程式。砒黄(As2O3,砷元素为+3价)、木炭与铜反应,生成含砷5%的砷铜合金(As5Cu113),结合得失电子守恒、原子守恒可知产物还有CO。 (2)根据题目信息可知雄黄(As4S4,硫元素为-2价,砷元素为+2价)与碳酸钾在空气中一同煅烧,得到砷酸钾(K3AsO4,砷元素为+5价)和四硫代砷酸钾(K3AsS4,硫元素为-2价,砷元素为+5价),砷元素化合价升高,结合得失电子守恒、原子守恒可知反应物还有氧气,产物还有二氧化碳。 试题剖析　该题目以古人制备“伪金”的方法为情境,通过陌生元素考查氧化还原反应方程式的书写。该题目不依赖机械记忆,而是检验学生在真实、复杂、开放环境中的知识迁移能力、思维品质和综合素养。 7 学科网（北京）股份有限公司 $