单元素养测评卷(3) 第3章 铁 金属材料(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学必修第一册学生用书（人教版）

**基本信息** 本试卷为高中化学第三章“铁 金属材料”单元卷，整合多地区联考真题，聚焦铁及其化合物性质、金属材料应用及实验探究，强化化学观念与科学思维，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题/56分|铁的还原性等性质与用途、钛合金应用、离子方程式书写、Fe3+检验|结合科技前沿（钛合金生物相容性）、实验情境（Fe(OH)2制备），考查化学观念| |非选择题|4题/44分|工艺流程（聚合硫酸铁制备）、实验探究（Fe2+与Fe3+转化）、定量计算（铁氧化物组成）|综合科学探究与实践（草酸亚铁热分解），体现问题层次性，适配核心素养培养|

单元素养测评卷(三) 第三章　铁　金属材料 　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷56分,第Ⅱ卷44分,共100分。 可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23 Al-27　S-32　Fe-56　Cu-64　I-127 第Ⅰ卷　(选择题　共56分) 一、选择题(本大题共14小题,每小题4分,共56分。每小题只有一个正确答案) 1.[2026·山东济宁多校高一联考] 下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 (　) A.Fe具有还原性,可用作抗氧化剂 B.Fe3O4具有磁性,可用于炼铁 C.Fe(OH)3胶体呈红褐色,可用于净水 D.FeCl3溶液呈酸性,可用于刻蚀铜板 2.[2025·广东深圳光明区高一检测] 钛和钛的合金具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、耐压且强度高、不易腐蚀、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切实际的是 (　) A.用来制造人造骨 B.用于制造潜水艇外壳 C.用于制造高端自行车车架 D.用来作保险丝 3.[2025·浙江强基联盟高一联考] 下列关于铁及其化合物的说法正确的是 (　) A.铁与氯气不反应,故可用钢瓶储存液氯 B.铁能与水蒸气反应,钢铁生产中的模具必须提前进行干燥 C.氢氧化铁是一种红褐色沉淀,常用作红色颜料 D.湿法炼铜过程中,铜离子将铁氧化为三价铁 4.[2025·广东中山高一检测] 下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是 (　) A.Na放入水中:Na+H2ONa++OH-+H2↑ B.将稀盐酸滴在石灰石上:C+2H+H2O+CO2↑ C.用FeCl3溶液腐蚀电路板中的铜:Fe3++CuFe2++Cu2+ D.将铝片打磨后置于NaOH溶液中:2Al+6H2O+2OH-3H2↑+2[Al(OH)4]- 5.[2026·黑龙江齐齐哈尔高一期中] 下列说法错误的是 (　) A.人类最早使用的铁,是来自太空的陨铁 B.铝制品表面用铬酸进行化学氧化,可以使氧化膜产生美丽的颜色 C.储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料 D.过渡金属(如铬、锰、镍等)可大大改善合金性能,被誉为“冶金工业的维生素” 6.[2025·河北正定中学高一检测] [Fex(OH)y(SO4)z]m(聚合硫酸铁,铁元素为+3价)是高效水处理剂。以废铁屑为原料制备聚合硫酸铁的工艺流程如图所示。 检验“反应1”后所得溶液中是否含有Fe3+,可用的试剂是 (　) A.KSCN溶液 B.品红溶液 C.KMnO4溶液 D.石蕊溶液 7.部分含Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是 (　) A.可存在a→e→b的转化 B.e溶液可与KSCN溶液反应生成红色沉淀 C.白色絮状沉淀c在空气中迅速转化为灰绿色最终变成红褐色沉淀 D.b既可以被氧化又可以被还原 8.[2026·河北邢台质检联盟高一联考] 下列与铁及其化合物相关的实验不能达到目的的是 (　) A.制备并观察Fe(OH)2沉淀 B.检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C.检验未知溶液中是否存在Fe3+ D.验证Fe与H2O(g)的反应并收集气体 9.下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是 (　) A.Fe2O3固体(Al2O3):加入足量的NaOH溶液,过滤,洗涤,干燥 B.FeCl2溶液(FeCl3):通入适量Cl2 C.FeCl3溶液(CuCl2):加入足量的铁粉,过滤 D.Cl2气体(HCl):通过饱和NaHCO3溶液洗气后干燥 10.[2025·山东泰安高一检测] 为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,化学实验小组设计了如图甲所示装置制备Fe(OH)2。下列叙述错误的是 (　) 甲　　　　　 　　　　　乙 A.配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸,然后密封冷却 B.若需用2.0 mol·L-1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液,图乙提供的仪器中不需要的有3种,另外还必须补充1种玻璃仪器才能完成实验 C.预测实验现象为钠会在两液体界面上下跳动,有气泡产生,水层会出现白色沉淀 D.图甲中上层液体X为苯或煤油 11.[2025·湖北襄阳六校高一期中联考] 纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示,下列有关说法不正确的是 (　) A.高温制备纳米级Fe的过程中通N2可以防止爆炸,也可作保护气 B.纳米级Fe粉与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+2Fe3++3H2↑ C.FeCl2·nH2O固体加热脱水的过程属于化学变化 D.纳米级Fe粉比普通铁粉更易与氧气反应 12.[2026·河北沧州盐山中学高一期中] 验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。 实验步骤 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ⅰ.溶液由棕黄色变成浅绿色 ②滴加KSCN溶液 ⅱ.溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 ⅲ.溶液变红 下列分析不合理的是 (　) A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe3Fe2+ B.实验②与③可以调换顺序 C.溶液变红涉及的反应:Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+ D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+ 13.[2026·浙江浙大附中高一月考] 下列实验目的、操作、现象及结论合理的是 (　) 选项 实验目的 操作 现象及结论 A 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 取反应后的固体溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液 若溶液变红色,则还原产物中含有Fe3O4 B 检验Fe2+与I-的还原性强弱 向含0.1 mol FeI2的溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液,观察现象 溶液变蓝色,说明还原性:I->Fe2+ C 检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+ 向溶液中滴加酸性KMnO4溶液 若紫红色褪去,则溶液中含有Fe2+ D Al(OH)3是两性氢氧化物 向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 先出现白色沉淀,后沉淀溶解,则Al(OH)3具有两性 14.[2025·湖南衡阳三校高一联考] 某兴趣小组为测定某含铁氧化物中铁元素的百分含量,其操作流程如下: 下列说法正确的是 (　) A.操作Ⅰ、操作Ⅲ均为过滤 B.操作Ⅱ若未使用H2O2,则固体d的质量小于32 g C.灼烧需要的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳等 D.该含铁氧化物中n(Fe)∶n(O)=1∶2 第Ⅱ卷　(非选择题　共44分) 二、非选择题(本大题共4小题,共44分) 15.(10分)[2026·山东菏泽单县高一期中] 铁是目前用途最广、用量最大的金属。请回答下列问题。 (1)电子工业用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如下方案: ①滤渣C的成分为　　　　。  ②试剂F宜选用　　　　(填字母)。  A.酸性KMnO4溶液　　B.氯水　　C.溴水 ③往FeCl3腐蚀铜后所得溶液中滴入KSCN溶液呈红色,证明该溶液中含有的金属阳离子是　　　 　。  16.(10分)某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一种或两种。某化学兴趣小组为验证该氧化物粉末的组成,进行了如下实验。 (1)甲同学利用1 mol·L-1的硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液来确定其组成。 编号 实验操作 实验现象与结论 ① 取少量粉末放入试管中,注入1 mol·L-1的硫酸 粉末逐渐溶解,溶液呈黄绿色 ② 将①中所得溶液分成两份,向其中一份滴加几滴　　　　　　　,振荡  若溶液　　　　　　,则说明有Fe2O3存在  ③ 向另一份溶液中加入少量　　　　　　　,振荡  若溶液　　　　　　,则说明有FeO存在  (2)乙同学称取30.4 g固体,按以下步骤进行实验。 步骤一:将固体置于烧杯中,加入1 mol·L-1的硫酸将固体完全溶解。 步骤二:往烧杯中先加入足量的氯水,充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液。 步骤三:将步骤二所得的物质过滤、洗涤后,灼烧至固体质量不再变化,得到32 g红棕色固体。 1 步骤二中加入氯水的目的是　 。  2 步骤三中沉淀洗涤的操作为 　 。  ③原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为　　　　。  17.(12分)[2025·广东茂名五校高一联考] 工业上常用FeCl3溶液腐蚀覆铜电路板,腐蚀废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2,现对该废液进行除杂处理并制备聚合硫酸铁胶体[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]。 (1)FeCl3溶液腐蚀覆铜电路板的离子方程式为 　　　　　　　 　;氧化性:Fe3+　　　　(填“>”“<”或“=”)Cu2+。  (2)操作Ⅰ的名称为　　　;在试验室中该操作所需要的玻璃仪器有烧杯、　　　　　　　　。  (3)回答下列涉及制备聚合硫酸铁胶体的相关问题。 ①Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n中Fe元素的化合价为　　　　价。  ②试剂KClO3的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)某小组同学查阅资料发现,还可用调pH法分离腐蚀废液中的铁元素,制得FeCl3溶液,并循环利用。请利用限选试剂,根据以下实验方案,填写试剂:①　　　　;②　　　　;③　　　　。  已知:pH越小,溶液酸性越强。限选试剂:Fe、Cu、CuO、氯水、KMnO4溶液、稀盐酸、稀硫酸。 18.(12分)[2026·吉林长春外国语学校高一月考] 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种黄色、难溶于水、可溶于稀硫酸的固体,具有较强还原性,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。某化学活动小组分别设计了相应装置进行草酸亚铁晶体的制备及其性质探究实验。回答下列问题: Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示,部分装置已省略)。 (1)(NH4)2C2O4中C元素的化合价为　　　　。  (2)实验过程:待a中反应一段时间后,需要对K1、K2、K3进行的操作是　　　　　　　　　。  (3)装置c的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究(装置如图所示,夹持装置已省略)。 (4)装置C和D可以合并为一个盛有　　　　的球形干燥管。  (5)从绿色化学考虑,该套装置存在的明显缺陷是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)实验结束后,E中黑色固体变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,a中无水硫酸铜变为蓝色,A中残留FeO,则A处反应管中发生反应的化学方程式为　 。  学科网（北京）股份有限公司 $ 单元素养测评卷(三) 1.A　[解析] Fe具有还原性,能与氧气等氧化剂反应,从而保护其他物质不被氧化,因此可用作抗氧化剂,故A符合题意;Fe3O4用于炼铁是因为其可被还原为铁单质,磁性并非炼铁的直接原因,故B不符合题意;Fe(OH)3胶体用于净水是由于其具有吸附性,能吸附水中悬浮物,与其颜色无关,故C不符合题意;FeCl3溶液用于刻蚀铜板是由于Fe3+的氧化性,能与铜发生氧化还原反应,与其溶液呈酸性无关,故D不符合题意。 2.D　[解析] 钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”,可用来制造人造骨,A正确;钛合金耐压且强度高,可用于制造潜水艇外壳,B正确;钛合金密度小、耐压且强度高、不易腐蚀、易于加工,可用于制造高端自行车车架,C正确;保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作,而钛合金熔点高,所以不适合制成保险丝,D错误。 3.B　[解析] 铁与氯气在常温下不反应,因此可以用钢瓶储存液氯,铁与氯气在加热条件下可以反应,A错误;铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,钢铁生产中的模具必须提前进行干燥处理,以免发生危险,B正确;Fe2O3是红色的,常用作红色颜料,C错误;湿法炼铜过程中发生反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,铜离子将铁氧化为二价铁,D错误。 4.D　[解析] 钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,A错误;碳酸钙难溶于水,不能拆成离子的形式,正确的离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑,B错误;铁离子与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,C错误。 5.D　[解析] 人类最早使用的铁来自陨铁,因其为天然单质铁,无需冶炼即可加工,A正确;铝制品经铬酸氧化处理可形成致密氧化膜,并通过吸附染料产生颜色,B正确;储氢合金通过吸收氢气形成金属氢化物储存氢,加热或减压时释放氢气,C正确;过渡金属(如铬、锰、镍等)虽能改善合金性能,但“冶金工业的维生素”通常指稀土元素(添加量少但显著提升性能),而非过渡金属,D错误。 6.A　[解析] 铁屑和硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁和氧气反应转化为硫酸铁,调节pH转化为聚合硫酸铁。铁离子能和KSCN溶液反应而使溶液变红,可用于铁离子的检验,故选A。 7.B　[解析] 由图可知,a为铁,b为亚铁盐,c为氢氧化亚铁,d为氢氧化铁,e为铁盐。存在FeFeCl3FeCl2的转化,A正确;铁盐溶液与KSCN溶液反应生成红色溶液,不是沉淀,B错误;c为氢氧化亚铁,氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁,这个过程中会出现白色絮状沉淀迅速转化为灰绿色最终变成红褐色的现象,C正确;铁元素常见化合价有0、+2、+3,故Fe2+既可被氧化,也可被还原,D正确。 8.B　[解析] Fe(OH)2极易被氧化,制备时用苯形成液封层并将胶头滴管伸入液面之下以隔绝空气,可以达到制备并观察Fe(OH)2沉淀的目的,A正确;氯离子和二价铁离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,该方法不能检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2,B错误;Fe3+与KSCN发生反应生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,可达到实验目的,C正确;湿棉花提供水蒸气与铁粉发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2,氢气难溶于水,可用排水法收集氢气,D正确。 9.A　[解析] Al2O3溶于足量NaOH溶液生成Na[Al(OH)4],Fe2O3不溶解,故加入足量NaOH溶液,充分反应后,过滤,洗涤,干燥,即可除去杂质,A项正确;Cl2与主体物质FeCl2反应,与杂质FeCl3不反应,除去FeCl2溶液中的FeCl3,可加入足量铁粉,充分反应后过滤,B项错误;FeCl3、CuCl2都能与铁粉反应,故加入足量铁粉,充分反应后,过滤,再向滤液中滴加适量氯水或通适量Cl2,将FeCl2氧化为FeCl3,C项错误;除去Cl2中的HCl,要将混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶后,再进行干燥,D项错误。 10.B　[解析] Fe(OH)2易被氧化而变色,故要想长时间观察Fe(OH)2的白色,必须严格除氧,一方面配制溶液的蒸馏水要煮沸,另一方面要用有机溶剂液封,A正确;用2.0 mol·L-1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol·L-1FeSO4溶液,一定需要的玻璃仪器为100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒,不需要漏斗,B错误;由于反应过程中生成气体,钠会在界面上下跳动,水层会出现白色絮状沉淀,C正确;所用溶剂X必须难溶于水、不与钠反应、密度必须比钠小,故X可以是苯或煤油等,D正确。 11.B　[解析] FeCl2·nH2O固体首先加热脱水生成FeCl2,然后在氮气保护下,发生还原反应生成纳米级Fe。高温制备纳米级Fe的反应为FeCl2+H2Fe+2HCl,为了防止氢气与空气在加热时混合发生爆炸,反应前需向反应器中通入氮气,目的是排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸,同时制得的纳米级Fe易被空气中的氧气氧化,故需用N2作保护气,并且氮气有利于铁粉分散形成纳米级Fe,A正确;纳米级Fe与普通Fe的化学性质相同,则纳米级Fe粉与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,B错误;FeCl2·nH2O固体加热脱水生成FeCl2,有新物质生成,即该过程属于化学变化,C正确;纳米级Fe粉比普通铁粉的颗粒更小,与氧气反应时接触面积更大,更易与氧气反应,D正确。 12.B　[解析] ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉,溶液由棕黄色变成浅绿色,这是由于FeCl3与Fe发生反应产生FeCl2,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+,A正确;实验②证明反应后的溶液中不存在Fe3+,实验③证明Fe2+被氧化成Fe3+,若二者调换,无法证明该转化关系,所以实验②与③不能调换顺序,B错误;溶液变红说明Fe2+被氯水氧化成Fe3+,发生反应为Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+,C正确;在氧化还原反应中,微粒的氧化性:氧化剂>氧化产物,根据反应2Fe3++Fe3Fe2+可知物质的氧化性:Fe3+>Fe2+,根据Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+可知微粒的氧化性:Cl2>Fe3+,故氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D正确。 13.D　[解析] 若有未反应的Fe2O3存在,溶于稀盐酸也会产生Fe3+使溶液变红,无法确定是否含有Fe3O4,A错误;无论还原性顺序如何(I->Fe2+或Fe2+>I-),通入0.1 mol Cl2后,I-均会被氧化生成I2使淀粉溶液变蓝,无法据此判断Fe2+与I-的还原性强弱,B错误;FeCl3溶液中的Cl-也能被酸性KMnO4溶液氧化导致褪色,不能证明含有Fe2+,C错误;现象为先产生白色沉淀[Al(OH)3],后白色沉淀逐渐溶解,即Al(OH)3与NaOH反应生成[Al(OH)4]-,Al(OH)3表现出酸性,结合其作为氢氧化物能与酸反应的通性,说明Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应,具有两性,D正确。 14.C　[解析] 某含铁氧化物和盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁,氯化亚铁被双氧水氧化得到氯化铁,加足量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁,在空气中灼烧氢氧化铁生成氧化铁。操作Ⅰ是溶解,不是过滤,A错误;过氧化氢将可能存在的亚铁离子氧化成铁离子,如果不用过氧化氢,之后加入足量的氢氧化钠溶液也会使亚铁离子全部沉淀,生成的氢氧化亚铁很快会被氧化,而且在空气中灼烧后,所有的亚铁离子都会被氧化,最终都是得到氧化铁,因此即使不加过氧化氢,最后得到的固体d也是32 g,B错误;32 g固体d是Fe2O3,物质的量是=0.2 mol,含有0.2 mol×2=0.4 mol铁离子,质量是0.4 mol×56 g·mol-1=22.4 g,因此30.4 g该含铁氧化物中氧元素的质量是30.4 g-22.4 g=8 g,则氧原子的物质的量为=0.5 mol,故该含铁氧化物中铁原子和氧原子的物质的量之比是4∶5,D错误。 15.(1)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2 (2)①Fe、Cu　②B　③Fe3+ [解析] (1)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(2)印刷电路板的废水中含Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cl-,向其中加足量的铁粉,Cu2+被还原为Cu单质,Fe3+被还原为Fe2+,过滤得到滤液B和滤渣C,则滤液B为FeCl2溶液,滤渣C的成分为Cu、Fe;滤渣C中加入足量盐酸,其中铁单质与盐酸反应生成氯化亚铁,铜单质不与盐酸反应,过滤分离,最后将两份氯化亚铁合并后通入氯气或者加氯水将其氧化成氯化铁;往FeCl3腐蚀铜后所得溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明溶液中存在Fe3+。 16.(1)②KSCN溶液　变红　③酸性KMnO4溶液　紫色褪去 (2)①将Fe2+全部氧化成Fe3+　②沿玻璃棒向漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复2~3次　③2∶1 [解析] (1)②Fe3+遇到KSCN溶液会生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,即若溶液变为红色,则“①”中溶液含有Fe3+,原固体中有Fe2O3。③酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+,本身紫色褪去,则向另一份溶液中加入少量酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则“①”中溶液含有Fe2+,原固体中有FeO。 (2)①固体用硫酸溶解后,往烧杯中先加入足量的氯水,充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液,因酸溶后溶液中含有Fe2+,先加入足量的氯水是为了将Fe2+ 全部转化成Fe3+,再加入氢氧化钠溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。②步骤三中沉淀洗涤的操作:沿玻璃棒向漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复2~3次。③由题知步骤一发生反应的离子方程式为FeO+2H+Fe2++H2O,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O;步骤二发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3OH-Fe(OH)3↓;步骤三发生的反应为2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O。设30.4 g原固体中FeO和Fe2O3的物质的量分别为x、y,则有72 g·mol-1×x+160 g·mol-1×y=30.4 g,再根据步骤三“灼烧至固体质量不再变化,得到32 g红棕色固体”得出Fe2O3的物质的量为0.2 mol,最后根据铁原子守恒可得出x+2y=0.4 mol,解得x=0.2 mol,y=0.1 mol,故原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为2∶1。 17.(1)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+　> (2)过滤　漏斗、玻璃棒 (3)①+3　②将Fe2+氧化为Fe3+(或作氧化剂) (4)氯水　CuO　稀盐酸 [解析] 向腐蚀废液中加入过量金属铁,将铁离子还原为亚铁离子、铜离子还原为铜,经过过滤得到的滤渣为铜、铁,滤液即溶液A中含氯化亚铁,经一系列操作得到碳酸亚铁,碳酸亚铁与硫酸反应会生成硫酸亚铁、水和二氧化碳,硫酸亚铁溶液中加入氯酸钾,在一定条件下反应生成聚合硫酸铁胶体。(1)FeCl3溶液腐蚀覆铜电路板的反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,则氧化性:Fe3+>Cu2+。(2)由流程可知,试剂X可分离溶液中的铁元素与铜元素,并且不引入新杂质,试剂X应为Fe,因试剂X过量,则固体A为Fe与Cu,此处进行固液分离,操作Ⅰ为过滤,该操作所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)①物质Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n中,设Fe元素的化合价为+x价,则2x=n+2×(3-0.5n),解得x=3,Fe元素的化合价为+3价。②溶液B的主要成分为FeSO4,Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n中Fe元素的化合价为+3价,则转化过程中需要氧化剂,KClO3的作用是将Fe2+氧化为Fe3+。(4)分析实验方案可知,原腐蚀废液中Fe元素以Fe(OH)3形式与CuCl2分离,FeCl2被氧化为FeCl3后再沉淀,试剂①为氧化剂,为不引入杂质,应选氯水;原腐蚀废液pH约为1.8,试剂②需调pH为3.2使Fe3+沉淀,需能与H+反应的试剂,限选试剂中只有Fe和CuO符合,若选Fe,则会与Cu2+发生置换反应,不符合流程,应选CuO;第三步要得到FeCl3溶液,且不引入新的杂质离子,只能选稀盐酸。 18.(1)+3价 (2)打开K2,关闭K1、K3 (3)隔绝空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化 (4)碱石灰　(5)缺少CO尾气处理装置 (6)FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O [解析] Ⅰ.结合题意,制备草酸亚铁晶体的操作为组装装置,检验装置的气密性,添加试剂,先关闭K2,打开K3、K1,将一定量稀硫酸加入锥形瓶中,发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,利用生成的氢气排尽装置中的空气;一段时间后,打开K2,关闭K3、K1,再利用生成的氢气将装置a中的硫酸亚铁溶液压入装置b中,使硫酸亚铁溶液与草酸铵溶液充分反应制得草酸亚铁;装置c中盛有的水用于隔离空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化,装置b中制得的草酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到草酸亚铁晶体。Ⅱ.由实验装置图可知,装置A为草酸亚铁晶体受热分解装置,盛有无水硫酸铜的干燥管用于检验水蒸气的生成,装置B中盛有的澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳,防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥气体,装置E中盛有的氧化铜和装置F中盛有的澄清石灰水用于检验一氧化碳的生成,该装置的设计缺陷是缺少CO尾气处理装置。(1)依据化合价规律,(NH4)2C2O4中碳元素化合价为+3价。(2)根据分析,待a中反应一段时间后,需要对K1、K2、K3进行的操作是打开K2,关闭K3、K1。(3)装置c的作用是隔绝空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化。(4)装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳,防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥CO,则装置C和D可以合并为一个盛有碱石灰的球形干燥管。(5)从绿色化学角度考虑,该套装置存在的明显缺陷是缺少CO尾气处理装置。(6)根据分析,E中黑色固体变为红色,B、F中澄清石灰水变浑浊,说明草酸亚铁受热分解有CO2、CO生成;a中无水硫酸铜变为蓝色,说明有水生成,A中残留FeO,说明A中反应有FeO生成,则A处反应管中发生反应的化学方程式为FeC2O4·2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $