2027届高三化学一轮复习单元检测卷《第三章铁金属材料》（能力提升）

2027年高三一轮复习单元检测卷（能力提升） 第三章 铁 金属材料 （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：必修一 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 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 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．化学与科技、生产、生活有着紧密的联系。下列说法正确的是 A．二氧化碳是可用作制冷剂的两性氧化物 B．古铜钱表面的绿色斑点主要成分是碱式碳酸铜 C．“燃煤脱硫”利于早日实现“碳达峰、碳中和” D．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧产生的 2．向含有一定量的混合溶液中逐渐投入粉，其实验流程如下： 下列说法错误的是 A．当溶液中没有固体时，说明与反应生成 B．当溶液中出现红色固体时，说明已反应完全 C．该实验可以证明离子的氧化性强弱： D．若粉有剩余，溶液中存在 3．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．中含有个 B．的盐酸中含有个 C．将固体溶于蒸馏水中，所得溶液中 D．在足量Cl2中充分加热，可得到个 4．下列实验装置或操作正确的是 A．观察钠在空气中燃烧的现象 B．配制250mL一定物质的量浓度的稀硫酸 C．验证铁与水蒸气反应能生成 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 5．以铬铁矿[主要成分为]为原料制备金属铬的工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“焙烧”产生的气体主要为 B．“浸取”过程中可将Fe元素除去 C．流程中Cr元素一直被还原 D．“冶炼”过程中放出大量热 6．依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 用饱和NaCl溶液除去中混有的HCl 用饱和溶液除去中混有的HCl B 向溶液中加入过量NaOH溶液制 向溶液中加入过量NaOH溶液制 C 溶液遇KSCN溶液变红 溶液遇KSCN溶液也变红 D 向NaClO溶液中通入提高其漂白性 向NaClO溶液中通入也可提高其漂白性 A．A B．B C．C D．D 7．某小组设计如图实验探究氯气的相关性质：旋开分液漏斗的活塞，再打开活塞a、b，启动甲、丙中反应。下列叙述正确的是 A．实验开始时，先点燃酒精灯加热三颈烧瓶，再打开分液漏斗活塞滴加浓盐酸 B．乙中湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明具有酸性和漂白性 C．丙中溶液变为棕黄色，发生反应：，可证明的氧化性强于 D．实验结束后，为防止氯气泄漏污染空气，可在装置末端连接盛有饱和食盐水的烧杯进行尾气处理 8．下列化学过程对应的化学方程式或离子方程式书写错误的是 A．水蒸气通过灼热铁粉： B．呼吸面具中作供氧剂： C．向溶液中滴入氨水至过量，沉淀溶解时： D．向NaClO溶液中通入少量 9．某实验小组搭建了图示装置(夹持装置已略去)，以铁粉和稀硫酸等试剂制备并观察其颜色。实验时，待a中试剂反应一段时间后，再将注射器中的蒸馏水注入a中。下列说法错误的是 A．用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸 B．b中试剂可为溶液 C．注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是稀释溶液 D．若在b中液面上方覆盖植物油，则可将虚线框内装置去掉 10．现有一粉末样品，可能含有、、、NaCl。取少量样品进行如下实验： ①将样品溶于水得到无色透明的溶液； ②向①溶液中逐滴缓慢加入的盐酸，开始产生沉淀并逐渐增多，之后又有气泡冒出，随后沉淀又逐渐减少至溶液澄清； ③取②中澄清溶液少许，向其中滴加溶液，又有白色沉淀析出。 该样品中一定存在的是 A．、NaCl B．、 C．、 D．、NaCl 11．下列选项中的物质一定条件下能按图示路径在自然界中一步转化的是 选项 甲 乙 丙 A NaCl NaOH B C D A．A B．B C．C D．D 12．已知：。如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向晶体中滴加两滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。 对实验现象的解释或结论正确的是 选项 实验现象 解释或结论 A a处变蓝，b处变红棕色 氧化性： B c处先变红，后褪色 氯气与水反应生成了酸性物质 C d处立即褪色 氯气与水反应生成了漂白性物质 D e处变红 还原性： A．A B．B C．C D．D 13．硅钼蓝分光光度法测定硅含量的原理：试样加Na2O2-Na2CO3熔融、酸化(硅元素转化为硅酸)，然后与相应试剂显色，测定计算硅含量。该方法适用于铁中0.03%~1.00%硅含量的测定，步骤如下： ①试样(硅的主要形态用FeSi表示)用Na2O2-Na2CO3熔融、稀硫酸酸化，再加入钼酸铵，得到硅钼黄； ②加入少量草酸溶液消除杂质影响，再用硫酸亚铁铵将硅钼黄(钼元素呈一种价态)转化为硅钼蓝(钼元素呈两种价态)； ③在波长810 nm处测定硅钼蓝的吸光度。 已知：草酸铁是一种难溶于水和酸的物质。 下列说法错误的是 A．步骤①中稀硫酸可用稀盐酸代替 B．步骤②中未发生氧化还原反应 C．步骤②中草酸可以增强溶液的酸性 D．上述采用的测定方法是一种定量分析方法 14．下列选项描述与对应图像不符的是 A．图①为向Ba(OH)2溶液中滴加CuSO4溶液时，溶液导电能力的变化 B．图②为向混有等物质的量MgSO4和Al2(SO4)3的溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀质量与加入NaOH的物质的量关系图像 C．图③为FeBr2、Fel2混合溶液，各离子物质的量随氯气通入的变化图像，b代表的是Fe3+ D．图④为分别向盛有等体积等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的密闭容器中以相同速率滴入等浓度盐酸时气压的变化 15．常温下，的某溶液中可能含有中的某几种离子，现取100 mL该溶液进行如图所示实验： 已知氧化性。根据实验结果，判断下列说法正确的是 A．原溶液中不可能有 B．一定不存在，可能存在和 C．一定存在、、 D．该溶液中一定存在、，可能含 第II卷（非选择题 共55分） 16．（13分）铁的化合物在生活中具有广泛的应用，利用铁元素的“价-类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，试回答下列问题： (1)若服用的药物胶囊中铬(Cr)含量超标，则人体会受到巨大的伤害。已知中铬元素为价，则其中的铁元素为_____价，属于_____(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)，根据“价-类”二维图，可能具有的性质为_____(填标号)。 A．只有氧化性                             B．只有还原性 C．既有还原性又有氧化性                    D．无法判断 (2)琥珀酸亚铁片(呈暗黄色，难溶于水，可溶于盐酸)是市场上常见的一种补铁药物。 ①服用维生素C片，可以使补铁药品中的转化为，说明维生素C具有_____。 ②证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为_____。 (3)是一种新型的多功能水处理剂，与水反应放出氧气，同时产生具有强吸附性的胶体，可除去水中细微的悬浮物，具有净水作用。 ①根据上述“价-类”二维图，位于图中_____(填字母)点。 ②将与水反应的化学方程式配平：_____。 _____＋_____=_____(胶体)＋_____＋_____KOH ③每生成3.36L(标准状况)时，转移的电子数为_____。 17．（14分）四氧化三铁()磁性纳米颗粒稳定，容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 (1)Fe在元素周期表中的位置是_______。 (2)和过量HI溶液反应的化学方程式_______常用_______检验上述溶液中是否含有，的价层电子排布式为_______。 (3)高温时铁与水蒸气反应的氧化产物只有；某同学利用如图装置(夹持装置已略去)进行铁与水蒸气反应的实验，并检验产物。 ①A中盛水装置的名称为_______。 ②装置B中的石棉绒的作用是_______。 (4)晶体的晶胞如图所示(阳离子略去)，围成正四面体空隙(13、6、7号围成)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12号围成)，中有一半的填充在正四面体空隙中，和另一半填充在正八面体空隙中。 ①周围紧邻的数目为_______。 ②已知晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体密度为_______(用含a和的代数式表示)。 18．（14分）零价铁还原性强、活性高，对很多重金属离子及含磷、砷离子都有较好的去除和富集作用。 Ⅰ．零价铁的制备。 (1)富铁矿石经破碎、筛分到微米级后，在氢气氛围下600℃高温还原1h可以制备微米级零价铁。请写出磁铁矿与氢气反应制备零价铁的化学方程式___________。 (2)采用NaBH4还原铁盐，可以制备出纳米级的零价铁。 已知：B的电负性是2.0，H的电负性是2.1 ①还原剂NaBH4中氢元素的化合价___________。 ②配平化学方程式：________。 _____________________________________Fe+______________________ Ⅱ．零价铁的结构和作用机理。 研究发现，纳米级和微米级的零价铁，均具有“核—壳”结构。 已知：①壳层可以导电；②当pH<8时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电；当pH>8时，铁的氧化物去质子化，壳层表面带负电；③磷酸盐溶解度一般较小。 (3)去离子水中加入零价铁，pH从6上升到9.5左右。检测壳层物质，发现有、、FeOOH、等。导致产生壳层微粒的氧化剂是、___________。 (4)部分金属阳离子去除机理如图所示。纳米零价铁去除污水中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)主要机理不同，请简述两者的区别并解释原因___________。 (5)去除含磷()微粒： ①需控制pH<8，原因是___________。 ②通过形成、进一步去除。 (6)零价纳米铁粉也可用于去除废水中的硝态氮(以表示)，可大致分为2个过程，反应原理如下图所示。 研究发现，在纳米铁粉总量一定时，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多，硝态氮去除率下降的原因___________。 19．（14分）铁及其化合物是重要的化学物质，如天然磁石中含有较多的Fe3O4、三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，呈绿色，可溶于水，难溶于乙醇，见光易分解}常用于化学光量计、绿矾(FeSO4·7H2O)是常用的还原剂。回答下列问题： (1)电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷电路板，该原理的离子方程式为_____。 (2)根据化合价及元素的性质，Na2S5可以改写为Na2S·4S、Fe3O4可以改写为FeO·Fe2O3，则Fe3Cl8可以改写为_____、Fe3I8可以改写为_____。 (3)可通过下列两个步骤制备三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 步骤i：向盛有3.00g黄色晶体FeC2O4·2H2O的烧杯中，加入10.00mLK2C2O4溶液，加热至40℃左右，缓慢滴入过量的H2O2，一段时间后，出现红褐色沉淀。 步骤ii：加热至沸腾，分两次缓慢加入8.00~9.00mLH2C2O4溶液，至沉淀溶解，得到绿色溶液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶，抽滤干燥得7.860g三水合草酸合铁(III)酸钾晶体。 ①步骤ⅰ中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为_____(填化学式)。 ②步骤ⅱ加入无水乙醇的目的是_____。 ③实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是_____。 (4)8.34gFeSO4·7H2O(Mr=278)样品隔绝空气受热分解生成多种化合物过程的热重曲线(残留样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 ①温度为100℃时，固体物质M的化学式为_____。 ②在隔绝空气的条件下，由P得到Q的化学方程式为_____。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027年高三一轮复习单元检测卷（能力提升）全解全析 第三章 铁 金属材料 （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：必修一 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 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 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．化学与科技、生产、生活有着紧密的联系。下列说法正确的是 A．二氧化碳是可用作制冷剂的两性氧化物 B．古铜钱表面的绿色斑点主要成分是碱式碳酸铜 C．“燃煤脱硫”利于早日实现“碳达峰、碳中和” D．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧产生的 【答案】B 【详解】A．两性氧化物的定义是既能和酸反应生成盐和水、又能和碱反应生成盐和水的氧化物，仅能和碱反应，属于酸性氧化物，A错误； B．铜在潮湿空气中易生成绿色碱式碳酸铜，古铜钱表面的绿色斑点主要成分是碱式碳酸铜，B正确； C．“燃煤脱硫”的作用是减少燃烧产物中的排放，避免酸雨污染，该过程并未减少含碳物质的燃烧，不能减少二氧化碳排放，C错误； D．汽油的主要成分是烃类，不含氮元素，汽车尾气中的氮氧化物是发动机内高温条件下氮气和氧气反应生成的，D错误； 故选B。 2．向含有一定量的混合溶液中逐渐投入粉，其实验流程如下： 下列说法错误的是 A．当溶液中没有固体时，说明与反应生成 B．当溶液中出现红色固体时，说明已反应完全 C．该实验可以证明离子的氧化性强弱： D．若粉有剩余，溶液中存在 【答案】D 【详解】A．加入少量Zn粉时，氧化性最强的优先和Zn反应：，该反应无固体生成，因此无固体时对应此阶段，A正确； B．红色固体为Cu，若未反应完全，会和Cu发生反应，因此有红色固体时说明已经完全反应，B正确； C．氧化还原反应中氧化剂优先和还原性强的物质反应，反应顺序为先反应、其次，说明氧化性，且Zn能被这两种离子氧化，说明二者氧化性均强于，故氧化性顺序成立，C正确； D．若Zn粉有剩余，Zn会继续和发生置换反应生成Fe单质和，最终溶液中不存在，D错误； 故选D。 3．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．中含有个 B．的盐酸中含有个 C．将固体溶于蒸馏水中，所得溶液中 D．在足量Cl2中充分加热，可得到个 【答案】A 【详解】A．的摩尔质量为78 g/mol，78 g为1 mol，每个含有2个Na+，故含2 mol Na+，即个Na+，A正确； B．未提供溶液体积，无法确定H+的物质的量，故无法计算其个数，B错误； C．0.4 g NaOH为0.01 mol，溶于100 mL水后溶液体积略大于100 mL，小于0.1 mol/L，C错误； D．Fe与足量Cl2反应生成FeCl3而非FeCl2，1 mol Fe生成1 mol FeCl3，即个FeCl3，但选项为FeCl2，D错误； 故选A。 4．下列实验装置或操作正确的是 A．观察钠在空气中燃烧的现象 B．配制250mL一定物质的量浓度的稀硫酸 C．验证铁与水蒸气反应能生成 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．钠燃烧反应温度很高，钠的燃烧实验应在坩埚中进行，玻璃表面皿不耐高温，受热易炸裂，A错误； B．容量瓶仅用于定容配制溶液，不能直接稀释浓硫酸；浓硫酸稀释放出大量热，需要先在烧杯中稀释、冷却后，再转移到容量瓶中，B错误； C．该装置符合铁与水蒸气反应的实验要求：湿棉花加热产生水蒸气，高温下还原铁粉与水蒸气反应生成，生成的气体通入肥皂液收集，用燃着的火柴检验肥皂泡中的氢气，操作装置均正确，C正确； D．制备胶体的正确操作是将饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色；若直接向溶液中滴加，会直接生成沉淀，无法得到胶体，D错误； 故选C。 5．以铬铁矿[主要成分为]为原料制备金属铬的工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“焙烧”产生的气体主要为 B．“浸取”过程中可将Fe元素除去 C．流程中Cr元素一直被还原 D．“冶炼”过程中放出大量热 【答案】C 【分析】 铬铁矿，主要成分为， 加入无水 和 进行高温焙烧生成，同时将氧化为，生成。 固体混合物含、， 加水溶解，易溶于水，进入溶液，不溶于水，作为滤渣除去。 向滤液中加入 溶液，具有还原性，会将还原，生成沉淀， 将沉淀高温煅烧生成。利用铝的强还原性，在高温下和反应置换出金属铬。 【详解】A． 在焙烧过程中，碳酸钠（）与矿石反应释放出二氧化碳（），“焙烧”产生的气体主要为，A正确； B．经过焙烧后，铁元素转化为了氧化铁（）。氧化铁是不溶于水的碱性氧化物。而铬元素转化为了铬酸钠（），它是易溶于水的盐。因此，通过加水浸取并过滤，铁元素留在滤渣中被除去，铬元素进入滤液，B正确； C．原料中，Cr 为+3价，焙烧后生成，Cr 从+3价上升到+6价，这一步是氧化过程；加入溶液后生成沉淀，Cr 从+6价下降到+3价，这一步是还原过程；沉淀煅烧生成，Cr 仍为+3价，无氧化还原变化；冶炼生成单质，Cr 从+3价下降到0价，这一步是还原过程，C错误； D． “冶炼”步骤使用的是铝粉还原氧化铬，即铝热反应。铝热反应的特征就是反应剧烈并放出巨大的热量，足以使生成的金属熔化，D正确； 故选C。 6．依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 用饱和NaCl溶液除去中混有的HCl 用饱和溶液除去中混有的HCl B 向溶液中加入过量NaOH溶液制 向溶液中加入过量NaOH溶液制 C 溶液遇KSCN溶液变红 溶液遇KSCN溶液也变红 D 向NaClO溶液中通入提高其漂白性 向NaClO溶液中通入也可提高其漂白性 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．HCl能与饱和反应生成，且饱和溶液中高浓度的碳酸氢根离子会抑制的溶解，可有效除去中混有的HCl，除杂原理与饱和NaCl溶液除中HCl一致，A正确； B．是两性氢氧化物，会与过量NaOH溶液反应生成可溶性的四羟基合铝酸钠，无法得到沉淀，B错误； C．溶液中存在游离的铁离子，可与结合为红色络合物，而中Fe元素以稳定络合态存在，无游离铁离子，遇KSCN溶液不变红，C错误； D．与NaClO发生强酸制弱酸的复分解反应生成HClO，可提高漂白性，但具有强还原性，会与NaClO发生氧化还原反应，消耗NaClO，无法提高漂白性，D错误； 故选A。 7．某小组设计如图实验探究氯气的相关性质：旋开分液漏斗的活塞，再打开活塞a、b，启动甲、丙中反应。下列叙述正确的是 A．实验开始时，先点燃酒精灯加热三颈烧瓶，再打开分液漏斗活塞滴加浓盐酸 B．乙中湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明具有酸性和漂白性 C．丙中溶液变为棕黄色，发生反应：，可证明的氧化性强于 D．实验结束后，为防止氯气泄漏污染空气，可在装置末端连接盛有饱和食盐水的烧杯进行尾气处理 【答案】C 【分析】装置乙中，浓盐酸与高锰酸钾固体制取氯气，生成的氯气通入甲中，发生反应，生成的氯气通入丙中，发生反应：。 【详解】A．高锰酸钾与浓盐酸常温下即可反应生成氯气，无需加热，且实验操作应先制备氯气排尽装置内空气，再进行后续反应，A错误； B．湿润蓝色石蕊试纸先变红是因为与水反应生成呈酸性，后褪色是因为生成的具有漂白性，本身不具有酸性和漂白性，B错误； C．将氧化为棕黄色的，反应为，该反应中是氧化剂，是氧化产物，氧化剂氧化性强于氧化产物，可证明的氧化性强于，C正确； D．在饱和食盐水中溶解度很小，无法吸收尾气，应选用溶液进行尾气处理，D错误； 故选C。 8．下列化学过程对应的化学方程式或离子方程式书写错误的是 A．水蒸气通过灼热铁粉： B．呼吸面具中作供氧剂： C．向溶液中滴入氨水至过量，沉淀溶解时： D．向NaClO溶液中通入少量 【答案】A 【详解】A．水蒸气通过灼热铁粉应生成四氧化三铁和氢气，正确方程式为，A错误； B．过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，用于呼吸面具供氧，方程式，B正确； C．向硫酸铜溶液中滴入过量氨水，氢氧化铜沉淀溶解形成络离子，方程式，原子和电荷均平衡，C正确； D．向次氯酸钠溶液中通入少量，生成碳酸氢根和次氯酸，方程式正确，D正确； 故选A。 9．某实验小组搭建了图示装置(夹持装置已略去)，以铁粉和稀硫酸等试剂制备并观察其颜色。实验时，待a中试剂反应一段时间后，再将注射器中的蒸馏水注入a中。下列说法错误的是 A．用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸 B．b中试剂可为溶液 C．注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是稀释溶液 D．若在b中液面上方覆盖植物油，则可将虚线框内装置去掉 【答案】C 【分析】由实验装置图可知，制备氢氧化亚铁的实验原理为：a中铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气；待反应一段时间，从注射器中加入蒸馏水，使a中液面超过虹吸管最高处，a装置中得到的硫酸亚铁溶液进入b中与碱液反应制备氢氧化亚铁。 【详解】A．氢氧化亚铁具有强还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁，所以用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸，除去其中溶解的氧气，防止氢氧化亚铁被氧化，A正确； B．由分析可知，b的作用为硫酸亚铁溶液与碱液反应制备氢氧化亚铁，则b中试剂可为氢氧化钠溶液，B正确； C．由分析可知，注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是使硫酸亚铁溶液加入b中，便于硫酸亚铁溶液与碱液反应制备氢氧化亚铁，C错误； D．由实验装置图可知，虚线框内装置的作用是防止空气中氧气进入b中，导致氢氧化亚铁被氧化，在b中液面上方覆盖植物油也能达到防止氢氧化亚铁与空气中氧气接触被氧化的目的，D正确； 故选C。 10．现有一粉末样品，可能含有、、、NaCl。 取少量样品进行如下实验： ①将样品溶于水得到无色透明的溶液； ②向①溶液中逐滴缓慢加入的盐酸，开始产生沉淀并逐渐增多，之后又有气泡冒出，随后沉淀又逐渐减少至溶液澄清； ③取②中澄清溶液少许，向其中滴加溶液，又有白色沉淀析出。 该样品中一定存在的是 A．、NaCl B．、 C．、 D．、NaCl 【答案】C 【分析】在水溶液中呈黄色，与实验①现象不符，因此样品内不含，能与反应生成沉淀，随着酸的加入沉淀会溶解生成，与②的描述相符，因此样品中一定含有。与反应生成气体，与②的描述相符，因此样品中一定含有。可以和反应生成白色AgCl沉淀，但实验②过程中引入了盐酸，无法确定的具体来源。据此作答。 【详解】A．由分析可知，该实验无法确定样品中一定存在NaCl，A错误； B．由分析可知，样品中一定不存在，B错误； C．由分析可知，样品中一定存在和，C正确； D．由分析可知，该实验无法确定样品中一定存在NaCl，D错误； 故答案选C。 11．下列选项中的物质一定条件下能按图示路径在自然界中一步转化的是 选项 甲 乙 丙 A NaCl NaOH B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．Na2O→NaCl：Na2O与HCl反应生成NaCl，可一步实现；NaCl→NaOH：需电解饱和食盐水，自然界中无电解条件，不能一步转化；NaOH→Na2O：NaOH受热不分解生成Na2O，A错误； B．CO2→H2CO3：CO2溶于水生成碳酸，一步实现；H2CO3→Ca(HCO3)2：碳酸与CaCO3反应生成Ca(HCO3)2，自然界溶洞中常见；Ca(HCO3)2→CO2：Ca(HCO3)2分解生成CO2，钟乳石形成过程涉及，三步均一步实现，B正确； C．Fe2O3→Fe(OH)3：Fe2O3不溶于水，无法直接与水反应生成Fe(OH)3，需先与酸反应再与碱反应，不能一步转化；→：与盐酸反应生成；不能一步转化为，C错误； D．H2O2→O2：分解可一步实现；O2→H2O：燃烧或呼吸作用可一步实现；H2O→H2O2：自然界中H2O无法一步氧化生成H2O2，D错误； 故选B。 12．已知：。如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向晶体中滴加两滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。 对实验现象的解释或结论正确的是 选项 实验现象 解释或结论 A a处变蓝，b处变红棕色 氧化性： B c处先变红，后褪色 氯气与水反应生成了酸性物质 C d处立即褪色 氯气与水反应生成了漂白性物质 D e处变红 还原性： A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．向KMnO4中滴加两滴浓盐酸，发生已知反应生成Cl2，a处变蓝，说明Cl2将KI氧化为I2，I2遇碘变蓝，该反应中Cl2作氧化剂，I2作氧化产物，则氧化性：Cl2> I2，b处变红棕色，说明Cl2将NaBr氧化为Br2，该反应中Cl2作氧化剂，Br2作氧化产物，则氧化性：Cl2> Br2，但无法证明Br2和I2的氧化性强弱，即无法得出氧化性：Cl2> Br2> I2的结论，A项错误； B．c处先变红，说明Cl2与水反应生成了酸性物质（HCl、HClO），后褪色，是因为HClO具有漂白性，使得红色石蕊溶液褪色，可得出氯气和水反应生成了酸性物质和漂白性物质，B项错误； C．d处立即褪色，可能是Cl2和水反应生成了漂白性物质，也可能是Cl2和NaOH发生反应，还有可能是Cl2与水反应生成的酸性物质和NaOH发生反应，C项错误； D．e处变红，说明Cl2将FeCl2中Fe2+氧化为Fe3+，发生反应：，Fe2+为还原剂，Cl-为还原产物，根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知，还原性：Fe2+> Cl-，D项正确； 故答案选D。 13．硅钼蓝分光光度法测定硅含量的原理：试样加Na2O2-Na2CO3熔融、酸化(硅元素转化为硅酸)，然后与相应试剂显色，测定计算硅含量。该方法适用于铁中0.03%~1.00%硅含量的测定，步骤如下： ①试样(硅的主要形态用FeSi表示)用Na2O2-Na2CO3熔融、稀硫酸酸化，再加入钼酸铵，得到硅钼黄； ②加入少量草酸溶液消除杂质影响，再用硫酸亚铁铵将硅钼黄(钼元素呈一种价态)转化为硅钼蓝(钼元素呈两种价态)； ③在波长810 nm处测定硅钼蓝的吸光度。 已知：草酸铁是一种难溶于水和酸的物质。 下列说法错误的是 A．步骤①中稀硫酸可用稀盐酸代替 B．步骤②中未发生氧化还原反应 C．步骤②中草酸可以增强溶液的酸性 D．上述采用的测定方法是一种定量分析方法 【答案】B 【分析】‌硅钼蓝分光光度法测定硅含量，试样用稀硫酸溶解，使硅转化为硅酸， ‌硅酸与钼酸铵反应生成硅钼黄，再加入草酸消除磷、砷等干扰元素形成的杂多酸，同时调节溶液酸度。随后用硫酸亚铁铵将硅钼黄还原为蓝色的硅钼蓝，在波长约810nm处测量硅钼蓝的吸光度，吸光度与硅含量成正比。 【详解】A．稀盐酸中Cl－虽然具有还原性，但该实验条件下，Cl－的还原性不足以干扰测定，因此可用稀盐酸代替稀硫酸，A正确； B．硅钼黄中的钼为单一价态（如+6价），而硅钼蓝中的钼有两种价态（如+5和+6），步骤②中硫酸亚铁铵将硅钼黄转化为硅钼蓝，说明部分Mo(VI)被Fe2+还原为Mo(V)，Fe2+被氧化为Fe3+，因此存在氧化还原反应，B错误； C．草酸是弱酸，步骤②中加入草酸可以增强溶液的酸性，同时与Fe3+生成草酸铁沉淀以消除干扰，C正确。 D．硅钼蓝分光光度法通过测定吸光度与硅含量定量关系进行分析，属于定量分析方法，D正确； 故选B。 14．下列选项描述与对应图像不符的是 A．图①为向Ba(OH)2溶液中滴加CuSO4溶液时，溶液导电能力的变化 B．图②为向混有等物质的量MgSO4和Al2(SO4)3的溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀质量与加入NaOH的物质的量关系图像 C．图③为FeBr2、Fel2混合溶液，各离子物质的量随氯气通入的变化图像，b代表的是Fe3+ D．图④为分别向盛有等体积等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的密闭容器中以相同速率滴入等浓度盐酸时气压的变化 【答案】B 【详解】A．溶液中滴加溶液，当两者恰好完全反应生成硫酸钡、氢氧化铜沉淀，溶液导电能力几乎为0，当硫酸铜过量，导电能力逐渐增强，A正确； B．由图可知，图②中刚开始滴加氢氧化钠时，没有产生沉淀，则该溶液中除了MgSO4和Al2(SO4)3外还应该含有一种可以和氢氧化钠反应，但是不产生沉淀的物质，比如酸，B错误； C．已知还原性强弱顺序为：，通入氯气，首先进行反应：，减少的离子为，所以a线表示；然后进行反应：，所以c表示，线代表；最后进行反应：，所以线表示，C正确； D．Na2CO3和NaHCO3溶液与等浓度盐酸反应时，碳酸氢钠的反应速率比碳酸钠快，但两者含碳物质的量相同，若两者物质的量相同则最终生成的二氧化碳体积相同，D正确； 故选B。 15．常温下，的某溶液中可能含有中的某几种离子，现取100 mL该溶液进行如图所示实验： 已知氧化性。根据实验结果，判断下列说法正确的是 A．原溶液中不可能有 B．一定不存在，可能存在和 C．一定存在、、 D．该溶液中一定存在、，可能含 【答案】C 【分析】溶液中已经含有0.1mol/L的H+，所以与其不能大量共存的一定不存在；由于加入适量Cl2、加四氯化碳分液后下层分离出了紫黑色固体，说明有碘单质生成，那么原溶液中一定含有I-；由于氧化性Fe3+＞I2，所以I-会被Fe3+氧化，所以原溶液中一定不会存在Fe3+；根据I2的质量为2.54g可知，100mL的原溶液含有I-0.02mol，所以原溶液中碘离子浓度为0.2mol/L；对分液后的水层加入足量的氢氧化钠会生成沉淀，所以原溶液中一定有Fe2+，那么1.60g固体即Fe2O3，所以100mL原溶液中，Fe2+的量为=0.02mol，即原溶液中亚铁离子浓度为0.2mol/L；由于第一步中加入的Cl2会转变为Cl-，所以不能通过生成AgCl白色沉淀证明原溶液中含有Cl-；通过上述分析，原溶液中氢离子、碘离子、亚铁离子浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，电荷并不守恒，所以原溶液中一定还含有Cl-，由于上述检验过程并未证明溶液中一定不含Na+，所以氯离子浓度大于等于0.3mol/L；当溶液中不含Na+，氯离子为0.3mol/L，当氯离子浓度大于0.3mol/L，溶液中一定有Na+。 【详解】A．由分析，原溶液中有，A错误； B．由分析，一定不存在，可能存在，是一定存在的，B错误； C．由分析，一定存在、、，C正确； D．该溶液中一定存在、、，D错误； 故选C。 第II卷（非选择题 共55分） 16．（13分）铁的化合物在生活中具有广泛的应用，利用铁元素的“价-类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，试回答下列问题： (1)若服用的药物胶囊中铬(Cr)含量超标，则人体会受到巨大的伤害。已知中铬元素为价，则其中的铁元素为_____价，属于_____(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)，根据“价-类”二维图，可能具有的性质为_____(填标号)。 A．只有氧化性                            B．只有还原性 C．既有还原性又有氧化性                    D．无法判断 (2)琥珀酸亚铁片(呈暗黄色，难溶于水，可溶于盐酸)是市场上常见的一种补铁药物。 ①服用维生素C片，可以使补铁药品中的转化为，说明维生素C具有_____。 ②证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为_____。 (3)是一种新型的多功能水处理剂，与水反应放出氧气，同时产生具有强吸附性的胶体，可除去水中细微的悬浮物，具有净水作用。 ①根据上述“价-类”二维图，位于图中_____(填字母)点。 ②将与水反应的化学方程式配平：_____。 _____＋_____=_____(胶体)＋_____＋_____KOH ③每生成3.36L(标准状况)时，转移的电子数为_____。 【答案】(1) 盐 C (2) 还原性 取少量琥珀酸亚铁片碾碎后置于小试管中，加入适量稀盐酸溶解，完全溶解后向溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明药品已变质 (3) f 4＋10=4(胶体)＋3＋8KOH 0.6 【详解】（1）设铁元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为0，则：x+[3+(-2)×2]×2=0，即x=+2，故铁元素为+2价；Fe(CrO2)2由金属阳离子和酸根阴离子构成，属于盐；Fe(CrO2)2中铁元素为+2价，根据“价-类”二维图，处于中间价态，其化合价既可以升高也可以降低，则Fe(CrO2)2可能具有的性质为既有还原性又有氧化性，故选C； （2）①服用维生素C片，可以使补铁药品中的Fe3+转化为Fe2+，即Fe3+被维生素C还原为Fe2+，说明维生素C具有还原性； ②久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质，说明药品中Fe2+已被氧化为Fe3+，检验药品中是否含有Fe3+即可，则证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为：取在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品少许溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明药品已被氧化变质； （3）①K2FeO4由金属阳离子和酸根阴离子构成，属于铁元素化合价为+6价的盐，故K2FeO4位于图中f点； ②K2FeO4被还原生成，铁元素化合价由+6价降低至+3价，降低3价，同时氧元素化合价由-2价升高至0价，根据化合价升降法和原子守恒配平得该反应为：4＋10=4(胶体)＋3＋8KOH； ③每生成3.36L(标准状况)O2时，转移的电子数为。 17．（14分）四氧化三铁()磁性纳米颗粒稳定，容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 (1)Fe在元素周期表中的位置是_______。 (2)和过量HI溶液反应的化学方程式_______常用_______检验上述溶液中是否含有，的价层电子排布式为_______。 (3)高温时铁与水蒸气反应的氧化产物只有；某同学利用如图装置(夹持装置已略去)进行铁与水蒸气反应的实验，并检验产物。 ①A中盛水装置的名称为_______。 ②装置B中的石棉绒的作用是_______。 (4)晶体的晶胞如图所示(阳离子略去)，围成正四面体空隙(13、6、7号围成)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12号围成)，中有一半的填充在正四面体空隙中，和另一半填充在正八面体空隙中。 ①周围紧邻的数目为_______。 ②已知晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体密度为_______(用含a和的代数式表示)。 【答案】(1)第四周期第VIII族 (2) (酸性高锰酸钾不得分) (3) 圆底烧瓶 增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应速率 (4) 12 【分析】铁以及铁的合金是生活中和工业生产中非常重要的金属，在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，在化合物中通常显出+2价和+3价，铁单质能与很多非金属以及化合物反应，铁的化合物之间也能相互转化。 【详解】（1）Fe在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族； （2）能与酸反应生成盐和盐，能与发生氧化还原反应生成和，所以和过量HI溶液反应的化学方程式为：，与反应产生蓝色沉淀，所以经常用检验溶液中是否含有； Fe的电子排布式为：，所以的价层电子排布式为； （3）①图中A中盛水装置的名称为圆底烧瓶； ②装置B中的石棉绒的作用是增大铁粉与水蒸气的接触面积，加快反应速率； （4）距离顶点最近的位于相邻面的面心，数目为：； 晶胞中含有数为：，所以1个晶胞中含有1个，晶体密度为。 18．（14分）零价铁还原性强、活性高，对很多重金属离子及含磷、砷离子都有较好的去除和富集作用。 Ⅰ．零价铁的制备。 (1)富铁矿石经破碎、筛分到微米级后，在氢气氛围下600℃高温还原1h可以制备微米级零价铁。请写出磁铁矿与氢气反应制备零价铁的化学方程式___________。 (2)采用NaBH4还原铁盐，可以制备出纳米级的零价铁。 已知：B的电负性是2.0，H的电负性是2.1 ①还原剂NaBH4中氢元素的化合价___________。 ②配平化学方程式：________。 ____________________________________________Fe+______________________ Ⅱ．零价铁的结构和作用机理。 研究发现，纳米级和微米级的零价铁，均具有“核—壳”结构。 已知：①壳层可以导电；②当pH<8时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电；当pH>8时，铁的氧化物去质子化，壳层表面带负电；③磷酸盐溶解度一般较小。 (3)去离子水中加入零价铁，pH从6上升到9.5左右。检测壳层物质，发现有、、FeOOH、等。导致产生壳层微粒的氧化剂是、___________。 (4)部分金属阳离子去除机理如图所示。纳米零价铁去除污水中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)主要机理不同，请简述两者的区别并解释原因___________。 (5)去除含磷()微粒： ①需控制pH<8，原因是___________。 ②通过形成、进一步去除。 (6)零价纳米铁粉也可用于去除废水中的硝态氮(以表示)，可大致分为2个过程，反应原理如下图所示。 研究发现，在纳米铁粉总量一定时，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多，硝态氮去除率下降的原因___________。 【答案】(1) (2) -1 (3)(或) (4)零价铁的还原性大于Cu小于Zn，Cu（Ⅱ）被铁还原为Cu除去，主要通过吸附作用除去Zn（Ⅱ）；(写出Fe可还原生成Cu，不能还原生成Zn吸附未答出也可得分) (5)pH<8时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电，能更好地吸附带负电的形成、沉淀(或PH>8时，铁的氧化物去质子化，壳层表面带负电，不利于吸附带负电的) (6)水中溶解氧过多，会将氧化成，导致浓度降低，不利于硝态氮去除 【详解】（1）磁铁矿的成分是四氧化三铁，四氧化三铁与氢气反应生成铁和水，反应的化学方程式为； （2）①B的电负小于H，B显正价、H显负价，还原剂中氢元素的化合价为-1。 ②由题可知，铁元素化合价由+3降低为0，中H元素化合价由-1升高为+1，根据得失电子守恒，配平化学方程式为 ； （3）由题可知，去离子水中加入零价铁，pH从6上升到9.5左右，说明H2O（或H+）作氧化剂； （4）零价铁的还原性大于Cu小于Zn，Cu（Ⅱ）被铁还原为Cu除去，主要通过吸附作用除去Zn（Ⅱ）； （5）由题可知，pH<8时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电，能更好地吸附带负电的形成、沉淀(或PH>8时，铁的氧化物去质子化，壳层表面带负电，不利于吸附带负电的)； （6）由图可知，反应过程中会产生，与反应生成N2，当水中溶解氧过多时，会将氧化成，导致浓度降低，不利于硝态氮去除。 19．（14分）铁及其化合物是重要的化学物质，如天然磁石中含有较多的Fe3O4、三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，呈绿色，可溶于水，难溶于乙醇，见光易分解}常用于化学光量计、绿矾(FeSO4·7H2O)是常用的还原剂。回答下列问题： (1)电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷电路板，该原理的离子方程式为_____。 (2)根据化合价及元素的性质，Na2S5可以改写为Na2S·4S、Fe3O4可以改写为FeO·Fe2O3，则Fe3Cl8可以改写为_____、Fe3I8可以改写为_____。 (3)可通过下列两个步骤制备三水合草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 步骤i：向盛有3.00g黄色晶体FeC2O4·2H2O的烧杯中，加入10.00mLK2C2O4溶液，加热至40℃左右，缓慢滴入过量的H2O2，一段时间后，出现红褐色沉淀。 步骤ii：加热至沸腾，分两次缓慢加入8.00~9.00mLH2C2O4溶液，至沉淀溶解，得到绿色溶液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶，抽滤干燥得7.860g三水合草酸合铁(III)酸钾晶体。 ①步骤ⅰ中，生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物，该化合物为_____(填化学式)。 ②步骤ⅱ加入无水乙醇的目的是_____。 ③实验小组完成实验后发现产率偏低，其主要原因可能是_____。 (4)8.34gFeSO4·7H2O(Mr=278)样品隔绝空气受热分解生成多种化合物过程的热重曲线(残留样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 ①温度为100℃时，固体物质M的化学式为_____。 ②在隔绝空气的条件下，由P得到Q的化学方程式为_____。 【答案】(1) (2) FeCl2·2FeCl3(2FeCl3·FeCl2) 3FeI2·I2(I2·3FeI2) (3) Fe(OH)3 降低三水合草酸合铁酸钾晶体的溶解度，促进晶体析出 光照使K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解 (4) FeSO4·4H2O (条件写加热或高温亦可) 【详解】（1）电子工业中，常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷线路板，该原理的离子方程式：； （2）FeCl2、FeCl3均存在，由化合价及原子守恒确定Fe3Cl8可改写成FeCl2·2FeCl3，Fe3+会氧化I-，即FeI3不存在，因此Fe3I8只能是FeI2和I2，改写成3FeI2·I2； （3）由题干信息可知红褐色沉淀为Fe(OH)3，三水合草酸合铁酸钾晶体可溶于水，难溶于乙醇，加入无水乙醇有利于晶体的析出，光照易分解造成产率降低； （4）8.34gFeSO4·7H2O的物质的量为0.03mol，加热先生成物质M6.72g，质量减少1.62g，减少的质量为水的质量，即减少0.09molH2O，故M的化学式为FeSO4·4H2O，生成N的质量为5.10g，减少的质量为1.62g，此时减少的质量仍为水的质量，减少0.09molH2O，故N的化学式为FeSO4·H2O，生成P质量为4.56g，减少质量为0.54g，此时减少的质量为水的质量，减少0.03molH2O，P的化学式为FeSO4，最后生成2.4gQ，此时Q中Fe有0.03mol，Fe质量为1.68g，剩余0.72g为O的质量，有O0.045mol，则Q的化学式为Fe2O3，P→Q时，Fe化合价升高，则硫的化合价降低，按得失电子守恒，同时生成SO2和SO3；故得到如答案所示的化学方程式。 1 学科网（北京）股份有限公司 $