2027年高三化学一轮复习单元检测卷《第三章铁金属材料》（拓展拔高）及答案

2027年高三一轮复习单元检测卷（拓展拔高）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：0.5 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．化学让生活更美好。下列说法正确的是 A．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 B．燃放五彩缤纷的烟花让节日更绚烂是利用了焰色试验，焰色试验属于化学变化 C．维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化 D．利用MoS2成功为金属材料“重塑金身”，MoS2中Mo的化合价为+6 【答案】A 【详解】A．铁红是常见的红色颜料，主要成分为氧化铁，化学式为Fe2O3，A正确； B．焰色试验是金属离子在火焰中因电子跃迁而显色的现象，属于物理变化，而非化学变化，B错误； C．维生素C作为抗氧化剂，是通过自身易被氧化来保护其他物质，并非难以被氧化，C错误； D．在MoS2中，硫的化合价为-2，两个硫原子总价为-4，因此钼的化合价为+4以保持电中性，而非+6，D错误； 故选A。 2．科学研究发现，百慕大三角之下的岩石中含有磁铁矿，会影响船舶航向。下列有关磁铁矿的叙述错误的是 A．只用硝酸和溶液可确定磁铁矿中铁的价态 B．古代利用磁铁矿石制造指南针的过程发生的是物理变化 C．磁铁矿的主要成分是，其俗名是磁性氧化铁 D．磁铁矿的强磁性导致船舶的罗盘指向偏离 【答案】A 【详解】A．磁铁矿中铁元素同时存在+2价和+3价，硝酸具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，加入NH4SCN只能检验出+3价铁，无法确定原磁铁矿中是否存在+2价铁，不能确定磁铁矿中铁的所有价态，A错误，符合题意； B．古代制造指南针只是对磁铁矿石进行打磨加工，没有新物质生成，发生的是物理变化，B正确，不符合题意； C．磁铁矿的主要成分是，俗名就是磁性氧化铁，C正确，不符合题意； D．磁铁矿具有强磁性，会干扰船舶罗盘的磁场，导致罗盘指向偏离，D正确，不符合题意； 故答案为A。 3．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再进一步制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤①最好选用强氧化性酸 B．步骤②涉及的离子方程式为 C．步骤③须控制条件防止绿矾氧化和分解 D．步骤④每生成1 mol FeO(OH)，理论上需消耗空气的体积约为28 L 【答案】C 【分析】由题给流程可知，向烧渣中加入硫酸溶液酸溶，将铁的氧化物转化为硫酸盐；向反应后的溶液中加入二硫化铁，将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁；反应得到的溶液在无氧环境下经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到绿矾；绿矾与氨水、空气中的氧气反应得到铁黄。 【详解】A．由分析可知，酸溶得到的硫酸铁需要加入二硫化铁将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，且中间产品为绿矾，所以步骤①不能选用强氧化性酸，最好选用稀硫酸，A错误； B．由分析可知，步骤②加入二硫化铁的目的是将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，反应的离子方程式为：，B错误； C．绿矾受热易分解失去结晶水，且亚铁离子易被空气中的氧气氧化，所以步骤③为硫酸亚铁溶液在无氧环境下经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到绿矾，目的是控制条件防止绿矾氧化和分解，C正确； D．缺标准状况，无法依据22.4 L/mol计算生成1 mol FeO(OH)时，理论上需消耗空气的体积，D错误； 故选C。 4．从材料化学视角来看，新材料的探索与实践，是当代科技突破的重要着力点。下列材料的归类正确的是 选项 材料与核心用途 归类 A 石墨烯：动力电池导电涂层 新型无机非金属材料 B 钙钛矿(CaTiO3)：太阳能电池光电转换材料 金属材料 C 光导纤维(SiO2)：传输光信号 传统无机非金属材料 D 高温结构陶瓷：火箭发动机 有机高分子材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．石墨烯是碳原子构成的二维材料，具有独特的电学性能，广泛应用于新型电池领域，其本质为单质碳，属于新型无机非金属材料，A正确； B．钙钛矿（CaTiO3）虽含钙、钛等金属元素，但作为化合物不属于金属单质或合金，不是金属材料，B错误； C．光导纤维以二氧化硅为主要成分，利用光的全反射传输信号。光导纤维属于新型无机非金属材料，C错误； D．高温结构陶瓷以耐高温、高强度的无机非金属化合物制成，属于新型无机非金属材料，D错误； 故选A。 5．铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃a、b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 【答案】C 【详解】A．胆矾（CuSO4·5H2O）加热会逐步分解产生水蒸气，不会像湿棉花那样因局部冷热不均导致试管炸裂，且无有机物分解产物的干扰，A正确； B．泡沫铁表面积大，与水蒸气的接触面积更大，反应速率更快，能缩短实验完成时间，B正确； C．C项所述实验操作顺序错误。氢气还原氧化铜的实验，必须先通入氢气排尽装置中的空气，检验纯度后方可加热，以防爆炸。C项中最后打开1处止水夹'的操作会导致空气进入，引发危险，C错误； D．Fe能还原水蒸气生成H2，说明还原性Fe>H2；后续用H2还原CuO生成Cu，可证明还原性H2>Cu，D正确； 故选C。 6．工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如图。下列有关流程中的步骤说法正确的是 A．在实验室模拟步骤①需要使用陶瓷坩埚 B．步骤②中稀硫酸要过量 C．步骤③中X溶液应选用稀盐酸 D．步骤④的反应原理可在野外作业中用于焊接钢轨 【答案】D 【分析】铬铁矿灼烧后水浸过滤，得到的滤渣为氧化铁，滤液中加入适量稀硫酸溶解，得到氢氧化铝沉淀和铬酸钠的溶液，可以加入还原剂还原铬酸钠，调pH以沉淀，得到氢氧化铬沉淀，加热分解获得氧化铬，铝热反应得到单质铬，或者加入酸分解铬酸钠得到重铬酸钠溶液，再电解获得铬，据此分析； 【详解】A．步骤①为铬铁矿与Na2CO3灼烧反应，Na2CO3在高温下会与陶瓷坩埚中的SiO2（酸性氧化物）反应生成Na2SiO3，腐蚀陶瓷坩埚，应使用铁坩埚，A错误； B．步骤②中稀硫酸若过量，会使生成的Al(OH)3沉淀溶解为Al3+，无法通过过滤分离，故硫酸不能过量，B错误； C．步骤③中转化为需酸性条件，但HCl中的Cl-会被酸性条件下的氧化为Cl2，实际应使用H2SO4，反应式应为2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，C错误； D．步骤④为Cr2O3与Al高温反应生成Cr，属于铝热反应，铝热反应放出大量热可使金属熔化，原理与焊接钢轨（Fe2O3+Al）相同，可用于野外焊接，D正确； 故选D。 7．下列常见物质间的直接转化关系中，推理不成立的是 A．X可为是NaOH B．X可为C，盐的水溶液呈碱性 C．X可为S，Y可使品红溶液褪色 D．X可为Fe，盐的水溶液遇KSCN溶液变红 【答案】D 【详解】A．X为Na时，Na与O2反应生成Na2O（氧化物Y），Na2O与H2O反应生成NaOH（碱Z），NaOH与HCl反应生成NaCl（盐），A不符合题意； B．X为C时，转化成立：C与O2反应生成CO2（氧化物Y），CO2与H2O反应生成H2CO3（酸Z），H2CO3与NaOH反应生成Na2CO3（盐），碳酸钠的溶液水解使得溶液显碱性，B不符合题意； C．X为S时，转化成立：S与O2反应生成SO2（氧化物Y），SO2具有漂白性可使品红溶液褪色，SO2与H2O反应生成H2SO3（酸Z），H2SO3与NaOH反应生成Na₂SO3（盐），C不符合题意； D．X为Fe时，Fe与O2反应可生成Fe2O3或四氧化三铁，但四氧化三铁、Fe2O3不与H2O直接反应生成碱或酸（无法得到Z），因此推理不成立，D符合题意； 故选D。 8．下列实验操作合理的是 A．分离和乙醇 B．配制的NaCl溶液时，洗涤，转移溶液 C．除去中的HCl D．验证铁粉与水蒸气反应 【答案】B 【详解】A．在乙醇中是可溶的，二者形成均一溶液，无法通过分液分离，A错误； B．在配制一定物质的量浓度溶液时，将烧杯中的溶液转移至容量瓶后，需要用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次，并将洗涤液一并转入容量瓶中，以确保溶质完全转移，B正确； C．HCl和均能与NaOH溶液反应，无法达到除杂目的，C错误； D．图中还原铁粉位于试管底部，没有被加热，铁粉无法和水蒸气反应，D错误； 故选B。 9．下列离子方程式与所给事实不相符的是 A．Cl2制备“84”消毒液(主要成分是NaClO)： B．明矾溶液与过量氨水混合： C．食醋去除水垢中的CaCO3：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ D．利用覆铜板制作印刷电路板：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 【答案】C 【详解】A．氯气制备84消毒液，即氯气和氢氧化钠溶液反应，离子方程式为：，A正确； B．明矾溶液为与过量氨水混合，氨水为弱碱溶液生成的不溶于氨水，故离子方程式为：，B正确； C．醋酸为弱酸，不能拆成离子形式，食醋去除水垢中的的离子方程式为：，C错误； D．利用覆铜板制作印刷电路板，将Cu氧化为而自身被还原为离子方程式为：，D正确； 故答案选C。 10．用下列装置或操作进行相应实验，能达到实验目的的是 A．制备沉淀 B．比较与的热稳定性 C．验证与混合有产生 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．利用铁和稀硫酸反应生成的氢气排除装置中的空气，但图示装置中导管太短，无法依据压力变化把生成的硫酸亚铁压入氢氧化钠溶液中生成氢氧化亚铁沉淀，A错误； B．比较二者热稳定性需要将放在温度更低的内管，放在温度更高的外管，若温度更低的分解、不分解，才能证明稳定性更弱，B错误； C．与水反应生成，具有助燃性，若带火星的木条复燃，即可证明反应生成了，C正确； D．制备胶体的正确方法是：将饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色停止加热。 该装置中饱和直接滴入NaOH溶液，生成沉淀，D错误； 故选C。 11．部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是 A．物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g B．常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素，其焰色试验火焰呈绿色 C．物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e D．若物质a能和水蒸气反应，则会生成物质c和一种可燃性气体 【答案】D 【分析】a为Fe或Cu，b为或,c为，d为或，e为，f为盐或盐，g为盐。 【详解】A．b如果为，可以被稀硝酸氧化生成盐；c为，和稀硝酸反应生成盐；d如果为，可以被稀硝酸氧化生成盐；e为，和稀硝酸反应生成盐，所以选项A正确； B． Fe与氧气点燃只能生成，不符合a→b转化，常压点燃条件下，Cu可被氧化为，Cu元素的焰色试验火焰呈绿色，选项B正确； C．若f为盐，与足量氨水反应，第一步生成：；第二步在空气中被氧化为：，选项C正确； D．能与水蒸气反应的a为Fe，反应方程式为，产物是，不是c，因此选项D错误； 故答案选择D。 12．为研究低碳能源甲烷还原铁精矿()的反应原理，某科研小组在101 kPa、1450 K下，向恒容密闭系统中加入1 mol ，同时通入一定量和的混合气体。最终平衡时还原产物物质的量和铁水(液态铁)中固溶碳含量随通入的的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．随着增多，还原产物中铁元素价态呈降低趋势 B．时，发生反应 C．大于4 mol时，铁迅速熔化的原因是分解生成的C渗入金属铁中形成合金，降低了熔点 D．充入氮气的目的是防止Fe被氧化 【答案】B 【详解】A．由图可知，随通入的增多，的还原产物依次为FeO、Fe，呈逐渐降低趋势，A正确； B．由图可知，时，铁水中固溶碳含量为0，说明反应未生成固态碳，B错误； C．大于4 mol时，甲烷在还原过程中发生分解，分解生成的渗入固态铁中形成铁碳合金，合金熔点低于纯金属，因此熔点降低到，铁迅速熔化，C正确； D．通入一定量的和混合气体，氮气作保护气，防止低价态Fe被氧化，D正确； 故选B。 13．下图是铜及部分含铜粒子的价荷图。下列推断不合理的是 A．可将高铜酸根离子()填入位置b B．稀硫酸和过氧化氢的混合溶液可使Cu变成a C．在稀硫酸中，可以歧化成a和Cu D．转化成需要加入过量的盐酸 【答案】D 【详解】A．位置b的电荷数为-1，且位于氧化剂区域。高铜酸根离子中，Cu的化合价为+3，根据图中信息，+3价的Cu应位于氧化剂区域，且电荷数为-1，符合位置b的要求，A正确； B．在稀硫酸和H2O2的混合溶液中，H2O2具有氧化性，可以将Cu氧化为Cu2+：，此反应中，Cu被氧化为Cu2+（即位置a），符合图中a的位置，B正确； C．Cu2O中Cu为+1价，属于中间价态，可发生歧化反应。在稀硫酸中，Cu2O可发生如下反应：，这里，Cu2+（位置a）和Cu（0价）分别对应图中的a和Cu，这说明Cu2O在稀硫酸中确实可以歧化为a和Cu，C正确； D．位于-2电荷区域，而中Cu的化合价为+2，电荷数为0。根据图示，转化为需要减少OH-的浓度，即需要酸性条件。然而，加入过量盐酸会导致溶解生成Cu2+，而不是直接转化为Cu(OH)2，D错误； 故答案选D。 14．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂，兼具杀菌消毒和絮凝净水功能，实现了“消-凝一体化”。下图是其工业制备及相关性质实验的转化流程，其中A、H、E均为单质，反应④是氯碱工业的核心反应。下列说法错误的是 A．B是一种消毒液的有效成分 B．利用F的饱和溶液可以制备与F溶液不同类型的分散系 C．反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3 D．酸性越强，的氧化性越强 【答案】C 【分析】已知反应④是氯碱工业核心反应，反应为，且A、H为单质，G为化合物，因此G为NaOH，单质A能与NaOH溶液反应生成三种产物，可知A为（与不反应），为，反应①：，因此产物为，C为NaCl，D为H2O，反应③产物含，说明F含铁元素，E为单质铁，与反应生成F，因此E为Fe，F为，与反应生成I，I为HCl，和HCl反应生成、、NaCl和H2O。 【详解】A．由分析可知，B是NaClO，是84消毒液等含氯消毒液的有效成分，A正确； B．由分析可知，F是，饱和溶液滴入沸水可制备氢氧化铁胶体，胶体是不同于溶液的分散系，因此可以制备不同类型分散系，B正确； C．配平反应③：，其中氧化剂是，还原剂是，氧化剂和还原剂的物质的量之比为，C错误； D．作为含氧酸根，氧化性受浓度影响，酸性越强，浓度越大，氧化性越强，D正确； 故选C。 15．某小组探究溶液和溶液反应的产物，进行了如下实验，操作及现象如表： 序号 实验操作 实验现象 ① 在1mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入3滴0.1mol·溶液 产生黑色沉淀X，振荡后，沉淀不消失 ② 在1mL0.1mol·溶液中加入3滴0.1mol·溶液 立即产生黑色沉淀Y，振荡后，黑色沉淀消失，生成乳黄色浊液，同时有臭鸡蛋气味气体产生 ③ 取实验①中黑色沉淀X洗涤、干燥后，加入足量稀盐酸 黑色沉淀溶解，生成乳黄色浊液，同时有臭鸡蛋气味气体产生 ④ 将实验②反应后的溶液过滤，向滤液中加入溶液 有蓝色沉淀产生 已知：黑色沉淀X、Y中均不含硫单质；均为黑色沉淀；0.1 mol·溶液溶液pH=1.7。下列说法错误的是 A．实验①③说明沉淀X中一定含有 B．实验②④说明沉淀Y中一定含有FeS C．实验③中存在反应： D．上述实验说明FeCl3溶液和溶液反应的最终产物与溶液的酸碱性有关 【答案】B 【分析】与反应受反应物用量、溶液酸碱性影响，、均为黑色不溶于水的固体，在酸性条件下会发生反应：Fe2S3 + 4H+ = 2Fe2+ + S + 2H2S↑，据此分析； 【详解】A．实验①中在碱性Na2S溶液中加入少量FeCl3产生黑色沉淀X且不消失，实验③中X加稀盐酸溶解生成乳黄色浊液（硫）和H2S气体，符合Fe2S3与酸反应的特征，说明X中一定含有Fe2S3，A正确； B．实验②中在酸性FeCl3溶液中加入少量Na2S产生黑色沉淀Y，但Y振荡后消失并生成乳黄色浊液（硫）和H2S气体，说明Y分解产生硫，而FeS与酸反应只生成Fe2+和H2S（不产生硫）；实验④滤液中检测到Fe2+是Y分解产物，不能说明Y含FeS，B错误 ； C．实验③中X加稀盐酸生成乳黄色浊液（硫）和H2S气体，反应式为Fe2S3 + 4H+ = 2Fe2+ + S + 2H2S↑，C正确； D． 实验①（过量时溶液呈碱性）生成稳定Fe2S3沉淀，实验②（过量时溶液呈酸性，）沉淀分解生成硫、H2S和Fe2+，说明最终产物与酸碱性有关，D正确； 故选B。 第II卷（非选择题 共55分） 16．（13分）铝、铁、铜及其化合物在日常生活中应用广泛，根据下列事实回答问题。 (1)铝土矿的主要成分是氧化铝，写出铝土矿与稀硫酸反应的离子方程式：_____________________________。 (2)铁矿石主要分为赤铁矿和磁铁矿。写出赤铁矿主要成分的化学式：________。铁矿石中磁铁矿与铝粉在一定条件下发生铝热反应，写出反应的化学方程式：_______________________________。 (3)现有一定浓度的FeCl2溶液，检验溶液是否完全变质的方法是取少量溶液，向其中加入几滴________溶液，如果不产生_______________________________，证明溶液已完全变质。 (4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为_______________________________。 (5)向新制的FeCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液，可以观察到的现象为_______________________________。 (6)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中通入O2后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：_______________________________。 【答案】(1) (2) Fe2O3 (3) 铁氰化钾 蓝色沉淀 (4) (5)产生白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 (6) 【详解】（1）氧化铝为两性氧化物，与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为； （2）赤铁矿主要成分为氧化铁，化学式为；铝热反应是高温下铝置换金属氧化物中高熔点金属的反应，磁铁矿主要成分为，和铝高温反应生成氧化铝和铁，对应的化学方程式为； （3）变质是被氧化为，完全变质时溶液中无。与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，若无蓝色沉淀生成，也可证明完全变质； （4）有强氧化性，有还原性，二者发生氧化还原反应，得电子生成，失电子生成，对应的离子方程式为； （5）反应首先生成白色的沉淀，不稳定，易被空气中的氧气氧化为红褐色，向新制的FeCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液，可以观察到产生白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色； （6）酸性条件下作为氧化剂，将氧化为（溶液显蓝色），被还原为，对应的离子方程式为。 17．（14分）Ⅰ．聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁，化学式可表示为，是新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。 (1)欲验证碱式硫酸铁中的三价铁，可将碱式硫酸铁溶于稀硫酸，再滴入___________。 A．品红溶液 B．KSCN溶液 C．KMnO4溶液 D．石蕊溶液 (2)已知聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而达到净水的效果，请写出相应的离子反应方程式：___________。 Ⅱ．工业上用废铁屑为原料制备聚合硫酸铁的工艺流程如图所示： (3)聚合硫酸铁中b与a、c的关系式为___________。 (4)酸浸槽中加入的酸液能否用稀硝酸？___________(填“能”或“否”)原因是：___________。 (5)反应釜中发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。 Ⅲ．以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁，转化关系如下： 某同学进行了如下实验： 步骤1：称取一定量样品完全溶于50 mL稀盐酸中，配成500 mL溶液； 步骤2：取步骤1所得溶液100 mL，加入足量BaCl2溶液，充分反应，静置、过滤、洗涤、干燥，称得沉淀23.300 g； 步骤3：另取步骤1所得溶液20.00 mL，加入足量的某试剂(与酸性KMnO4溶液不反应)，将Fe3+完全还原为Fe2+，再向其中滴加酸性KMnO4溶液，测得Fe2+恰好完全反应时消耗KMnO4溶液16.00 mL； (6)步骤1中所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及___________。 (7)下列配制溶液中的步骤会使溶液浓度偏小的是___________。 A．容量瓶中有水，未经干燥处理 B．配制溶液时忘记冷却就进行定容 C．定容时，由于操作不慎，液面超过了刻度线，用胶头滴管吸出多余液体至刻度线 D．定容时俯视刻度线 【答案】(1)B (2) (3) (4) 否 会引入杂质且产生NO污染空气 (5)还原 (6)500 mL容量瓶 (7)C 【详解】（1）三价铁离子遇KSCN溶液变红，故可以用KSCN溶液检验，故答案为B。 （2）聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而达到净水的效果，是因为三价铁离子水解形成氢氧化铁胶体，。 （3）聚合硫酸铁中Fe、、化合价代数和为0，故b与a、c的关系式为：。 （4）酸浸槽中加入的酸液不能用稀硝酸，因为稀硝酸与废铁屑可以产生一氧化氮气体，污染空气，另外最后要生成聚合硫酸铁，会引入硝酸根杂质离子。 （5）酸浸槽中生成亚铁离子，加入可以将亚铁离子氧化成三价铁离子，发生还原反应。 （6）溶液配制需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、500mL容量瓶。 （7）A．容量瓶中有水，未经干燥处理，对碱式硫酸铁的质量和溶液体积都没有影响，对溶液浓度无影响，A错误； B．配制溶液时忘记冷却就进行定容，温度降低后，体积偏小，溶液浓度偏大，B错误； C．定容时，由于操作不慎，液面超过了刻度线，用胶头滴管吸出多余液体至刻度线，吸出的溶液中含有溶质，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏小，C正确； D．定容时俯视刻度线，使得液面低于刻度线，溶液体积偏小，溶液浓度偏大，D错误； 故选C。 18．（14分）实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4，M=198 g·mol-1)并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。 (1)实验一：制备K2FeO4 (夹持装置略) ①A为氯气发生装置，其中装有浓盐酸的仪器名称为_________。与分液漏斗相比，该装置的优点为__________。(写出2点) ②C中生成高铁酸钾的化学反应方程式为__________________。 (2)实验二：探究K2FeO4的性质 取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2.为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2，设计以下方案： 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。 Ⅰ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有Fe3+，但生成Fe3+不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化，理由是________________________________(用离子方程式表示)。 Ⅱ．方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是排除__________的干扰，可证明K2FeO4氧化。 对比实验一与实验二方案Ⅱ的结果，Cl2和的氧化性强弱与___________________相关。 (3)若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为14.0g，充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体19.8g，则K2FeO4的产率为_________。(保留3位有效数字) 【答案】(1) 恒压滴液漏斗 可以平衡压强，便于浓盐酸顺利流下；防止浓盐酸挥发 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O (2) 4FeO+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O ClO- 溶液酸碱性 (3)76.4% 【分析】由实验装置图可知，装置A中高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气；装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢；装置C中氯气与氢氧化铁和氢氧化钾溶液反应制备高铁酸钾，过量的氢氧化钾溶液可能与氯气反应生成次氯酸钾、氯化钾和水；装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氯气，防止污染空气。 【详解】（1）①由实验装置图可知，装有浓盐酸的仪器为恒压滴液漏斗，与分液漏斗相比，恒压滴液漏斗的优点是可以平衡压强，便于浓盐酸顺利流下，同时防止浓盐酸挥发； ②由分析可知，C中生成高铁酸钾的反应为氯气与氢氧化铁和氢氧化钾溶液反应生成高铁酸钾、氯化钾和水，反应的化学方程式为：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O； （2）由题给信息可知，高铁酸钾在酸性溶液中快速反应生成氧气、铁离子和水，反应的离子方程式为：4FeO+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O，所以方案Ⅰ中生成的铁离子不一定是高铁酸钾将溶液中的氯离子氧化所致；由分析可知，过量的氢氧化钾溶液可能与氯气反应生成次氯酸钾、氯化钾和水，次氯酸根离子酸性条件下能与溶液中氯离子反应生成氯气、氯离子和水，所以方案Ⅱ用氢氧化钾溶液洗涤的目的是排除次氯酸根离子的干扰，证明高铁酸钾氧化氯离子；实验一说明碱性条件下氧化剂氯气的氧化性强于高铁酸根离子，实验二方案Ⅱ说明酸性条件下高铁酸根离子的氧化性强于氯气，所以氯气和高铁酸根离子的氧化性强弱与溶液酸碱性不同有关； （3）由铁元素守恒可知，理论上，14.0 g Fe(OH)3充分反应生成高铁酸钾的物质的量为，质量为：，则高铁酸钾的产率为：≈76.4%。 19．（14分）铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题： (1)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。 ①实验室鉴别饱和溶液与胶体的方法是_______。 ②写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式：_______。 ③将1 溶液和1 溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余(不考虑溶液体积的变化)。此时溶液中的物质的量浓度是_______。 (2)高铁酸钠()是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下反应制备高铁酸钠。 ①写出工业制备高铁酸钠时发生反应的离子方程式：_______。每生成1mol ，转移电子的数目是_______。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是_______。 ③如果用单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，、、三种消毒杀菌剂的消毒效率最高的是_______(填化学式)。 (3)草酸亚铁可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。称取3.60g ，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。 300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为_______。 【答案】(1) 丁达尔效应 1.25 (2) 3(或) 具有强氧化性，能杀菌消毒，的还原产物为，水解产生的胶体具有吸附性，可吸附水中的悬浮杂质 (3) 【详解】（1）①光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应；实验室鉴别饱和溶液与胶体的方法是丁达尔效应。 ②氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应为铁离子和铁反应生成亚铁离子，离子方程式。 ③氯化铁和铁反应生成氯化亚铁、氯化铜和铁生成氯化亚铁和铜，经过足够长的时间后，铁粉有剩余(不考虑溶液体积的变化)，结合氯元素守恒和氯化亚铁的化学式FeCl2，此时溶液中的物质的量浓度是； （2）①硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下反应制备高铁酸钠，反应中铁化合价由+3变为+6、氯化合价由+1变为-1，结合电子守恒，反应为，反应中每生成1mol ，转移3mol电子，数目是3(或)。 ②具有强氧化性，能杀菌消毒，的还原产物为，水解产生的胶体具有吸附性，可吸附水中的悬浮杂质，故高铁酸钠可用作净水剂； ③消毒杀菌中过程氯化合价由0变为-1、消毒杀菌中过程氯化合价由+4变为-1、消毒杀菌中过程铁化合价由+6变为+3，则1g的氧化剂所得到的电子数分别为、、，则消毒效率最高的是； （3）草酸亚铁晶体中的铁元素质量为，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为1.60g-1.12g=0.48g，铁元素和氧元素的质量比为1.12g:0.48g=7:3，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有56x:16y=7:3，x:y=2:3，铁的氧化物的化学式为Fe2O3。 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（拓展拔高） 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：0.5 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．化学让生活更美好。下列说法正确的是 A．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 B．燃放五彩缤纷的烟花让节日更绚烂是利用了焰色试验，焰色试验属于化学变化 C．维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化 D．利用MoS2成功为金属材料“重塑金身”，MoS2中Mo的化合价为+6 2．科学研究发现，百慕大三角之下的岩石中含有磁铁矿，会影响船舶航向。下列有关磁铁矿的叙述错误的是 A．只用硝酸和溶液可确定磁铁矿中铁的价态 B．古代利用磁铁矿石制造指南针的过程发生的是物理变化 C．磁铁矿的主要成分是，其俗名是磁性氧化铁 D．磁铁矿的强磁性导致船舶的罗盘指向偏离 3．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再进一步制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤①最好选用强氧化性酸 B．步骤②涉及的离子方程式为 C．步骤③须控制条件防止绿矾氧化和分解 D．步骤④每生成1 mol FeO(OH)，理论上需消耗空气的体积约为28 L 4．从材料化学视角来看，新材料的探索与实践，是当代科技突破的重要着力点。下列材料的归类正确的是 选项 材料与核心用途 归类 A 石墨烯：动力电池导电涂层 新型无机非金属材料 B 钙钛矿(CaTiO3)：太阳能电池光电转换材料 金属材料 C 光导纤维(SiO2)：传输光信号 传统无机非金属材料 D 高温结构陶瓷：火箭发动机 有机高分子材料 A．A B．B C．C D．D 5．铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃a、b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 6．工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如图。下列有关流程中的步骤说法正确的是 A．在实验室模拟步骤①需要使用陶瓷坩埚 B．步骤②中稀硫酸要过量 C．步骤③中X溶液应选用稀盐酸 D．步骤④的反应原理可在野外作业中用于焊接钢轨 7．下列常见物质间的直接转化关系中，推理不成立的是 A．X可为是NaOH B．X可为C，盐的水溶液呈碱性 C．X可为S，Y可使品红溶液褪色 D．X可为Fe，盐的水溶液遇KSCN溶液变红 8．下列实验操作合理的是 A．分离和乙醇 B．配制的NaCl溶液时，洗涤，转移溶液 C．除去中的HCl D．验证铁粉与水蒸气反应 9．下列离子方程式与所给事实不相符的是 A．Cl2制备“84”消毒液(主要成分是NaClO)： B．明矾溶液与过量氨水混合： C．食醋去除水垢中的CaCO3：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ D．利用覆铜板制作印刷电路板：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 10．用下列装置或操作进行相应实验，能达到实验目的的是 A．制备沉淀 B．比较和的热稳定性 C．验证与混合有产生 D．制备胶体 A．A B．B C．C D．D 11．部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是 A．物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g B．常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素，其焰色试验火焰呈绿色 C．物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e D．若物质a能和水蒸气反应，则会生成物质c和一种可燃性气体 12．为研究低碳能源甲烷还原铁精矿()的反应原理，某科研小组在101 kPa、1450 K下，向恒容密闭系统中加入1 mol ，同时通入一定量和的混合气体。最终平衡时还原产物物质的量和铁水(液态铁)中固溶碳含量随通入的的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．随着增多，还原产物中铁元素价态呈降低趋势 B．时，发生反应 C．大于4 mol时，铁迅速熔化的原因是分解生成的C渗入金属铁中形成合金，降低了熔点 D．充入氮气的目的是防止Fe被氧化 13．下图是铜及部分含铜粒子的价荷图。下列推断不合理的是 A．可将高铜酸根离子()填入位置b B．稀硫酸和过氧化氢的混合溶液可使Cu变成a C．在稀硫酸中，可以歧化成a和Cu D．转化成需要加入过量的盐酸 14．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂，兼具杀菌消毒和絮凝净水功能，实现了“消-凝一体化”。下图是其工业制备及相关性质实验的转化流程，其中A、H、E均为单质，反应④是氯碱工业的核心反应。下列说法错误的是 A．B是一种消毒液的有效成分 B．利用F的饱和溶液可以制备与F溶液不同类型的分散系 C．反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3 D．酸性越强，的氧化性越强 15．某小组探究溶液和溶液反应的产物，进行了如下实验，操作及现象如表： 序号 实验操作 实验现象 ① 在1mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入3滴0.1mol·溶液 产生黑色沉淀X，振荡后，沉淀不消失 ② 在1mL0.1mol·溶液中加入3滴0.1mol·溶液 立即产生黑色沉淀Y，振荡后，黑色沉淀消失，生成乳黄色浊液，同时有臭鸡蛋气味气体产生 ③ 取实验①中黑色沉淀X洗涤、干燥后，加入足量稀盐酸 黑色沉淀溶解，生成乳黄色浊液，同时有臭鸡蛋气味气体产生 ④ 将实验②反应后的溶液过滤，向滤液中加入溶液 有蓝色沉淀产生 已知：黑色沉淀X、Y中均不含硫单质；均为黑色沉淀；0.1 mol·溶液溶液pH=1.7。下列说法错误的是 A．实验①③说明沉淀X中一定含有 B．实验②④说明沉淀Y中一定含有FeS C．实验③中存在反应： D．上述实验说明FeCl3溶液和溶液反应的最终产物与溶液的酸碱性有关 第II卷（非选择题 共55分） 16．（13分）铝、铁、铜及其化合物在日常生活中应用广泛，根据下列事实回答问题。 (1)铝土矿的主要成分是氧化铝，写出铝土矿与稀硫酸反应的离子方程式：_____________________________。 (2)铁矿石主要分为赤铁矿和磁铁矿。写出赤铁矿主要成分的化学式：________。铁矿石中磁铁矿与铝粉在一定条件下发生铝热反应，写出反应的化学方程式：_______________________________。 (3)现有一定浓度的FeCl2溶液，检验溶液是否完全变质的方法是取少量溶液，向其中加入几滴________溶液，如果不产生_______________________________，证明溶液已完全变质。 (4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为_______________________________。 (5)向新制的FeCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液，可以观察到的现象为_______________________________。 (6)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中通入O2后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：_______________________________。 17．（14分）Ⅰ．聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁，化学式可表示为，是新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。 (1)欲验证碱式硫酸铁中的三价铁，可将碱式硫酸铁溶于稀硫酸，再滴入___________。 A．品红溶液 B．KSCN溶液 C．KMnO4溶液 D．石蕊溶液 (2)已知聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而达到净水的效果，请写出相应的离子反应方程式：___________。 Ⅱ．工业上用废铁屑为原料制备聚合硫酸铁的工艺流程如图所示： (3)聚合硫酸铁中b与a、c的关系式为___________。 (4)酸浸槽中加入的酸液能否用稀硝酸？___________(填“能”或“否”)原因是：___________。 (5)反应釜中发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。 Ⅲ．以FeSO4为原料可制备碱式硫酸铁，转化关系如下： 某同学进行了如下实验： 步骤1：称取一定量样品完全溶于50 mL稀盐酸中，配成500 mL溶液； 步骤2：取步骤1所得溶液100 mL，加入足量BaCl2溶液，充分反应，静置、过滤、洗涤、干燥，称得沉淀23.300 g； 步骤3：另取步骤1所得溶液20.00 mL，加入足量的某试剂(与酸性KMnO4溶液不反应)，将Fe3+完全还原为Fe2+，再向其中滴加酸性KMnO4溶液，测得Fe2+恰好完全反应时消耗KMnO4溶液16.00 mL； (6)步骤1中所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及___________。 (7)下列配制溶液中的步骤会使溶液浓度偏小的是___________。 A．容量瓶中有水，未经干燥处理 B．配制溶液时忘记冷却就进行定容 C．定容时，由于操作不慎，液面超过了刻度线，用胶头滴管吸出多余液体至刻度线 D．定容时俯视刻度线 18．（14分）1．实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4，M=198 g·mol-1)并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速反应产生，在碱性溶液中较稳定。 (1)实验一：制备K2FeO4 (夹持装置略) ①A为氯气发生装置，其中装有浓盐酸的仪器名称为_________。与分液漏斗相比，该装置的优点为__________。(写出2点) ②C中生成高铁酸钾的化学反应方程式为__________________。 (2)实验二：探究K2FeO4的性质 取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2.为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2，设计以下方案： 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。 Ⅰ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有Fe3+，但生成Fe3+不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化，理由是________________________________(用离子方程式表示)。 Ⅱ．方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是排除__________的干扰，可证明K2FeO4氧化。 对比实验一与实验二方案Ⅱ的结果，Cl2和的氧化性强弱与___________________相关。 (3)若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为14.0g，充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体19.8g，则K2FeO4的产率为_________。(保留3位有效数字) 19．（14分）铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题： (1)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。 ①实验室鉴别饱和溶液与胶体的方法是_______。 ②写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式：_______。 ③将1 溶液和1 溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余(不考虑溶液体积的变化)。此时溶液中的物质的量浓度是_______。 (2)高铁酸钠()是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下反应制备高铁酸钠。 ①写出工业制备高铁酸钠时发生反应的离子方程式：_______。每生成1mol ，转移电子的数目是_______。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是_______。 ③如果用单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，、、三种消毒杀菌剂的消毒效率最高的是_______(填化学式)。 (3)草酸亚铁可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。称取3.60g ，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。 300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为_______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $