第三章铁金属材料 单元测试(含答案)2022-2023学年高一上化学人教版(2019)必修第一册
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1、第三章铁第三章铁 金属材料金属材料 一、单选题一、单选题 1化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法正确的是 A硅胶、生石灰、铁粉是食品包装中常用的干燥剂 B亚硝酸钠溶液具有防腐作用,可用其来浸泡新鲜瓜果 C 本草经集注中记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,这是利用了“焰色反应” DBaCO3 是难溶于水的强电解质,在医学上用作钡餐 2设 NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A常温下,28 g 铁片投入足量浓 H2SO4中生成 SO2的分子数为 0.5NA B4.6 g NO2和 N2O4混合气体中含有的氧原子数目等于 0.2
2、NA C高温下,0.2 mol Fe 与足量水蒸气反应,生成 H2的分子数目为 0.3NA D反应22232高温4FeS +11O2Fe O +8SO,每生产 1 mol Fe2O3转移电子总数为 44NA 3 向一定量的 Fe、 FeO、 Fe2O3的混合物中加入-1100mL 1mol L的盐酸, 恰好使混合物完全反应, 放出11.2mL(标准状况)气体, 向所得溶液中加入KSCN溶液不变红色。 用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,所得铁的质量为 A2.8g B11.2g C5.6g D无法计算 4中国古代作画颜料多源于矿物质,绿色颜料来自孔雀石主要成分为 Cu(OH)2 CuCO
3、3,青色颜料来自蓝铜矿主要成分为 Cu(OH)2 2CuCO3。下列说法不正确的是 A铜制品长期放置于空气中会被腐蚀 B孔雀石颜料受热不易分解 C蓝铜矿颜料不耐酸 DCu(OH)2 CuCO3属于盐类 5下列离子方程式书写正确的是 AFeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+Fe3+=Cu2+Fe2+ B氯气溶于水:Cl2+H2O=2H+Cl-+ClO- C铝与氢氧化钠溶液反应:2Al+2OH-+2H2O=22AlO+3H2 D氧化铁与稀盐酸反应:FeO+2H+=Fe2+H2O 6铝比铁活泼,但在空气中铁制品更易被锈蚀,其原因是( ) A铁的密度比铝的密度大 B铝不能与氧气发生反应 C铝在空气中易与氧
4、气形成一层致密的氧化膜 D铁的相对原子质量比铝的大 7化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是 A“华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅 B“复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板属于有机高分子材料 C 本草纲目中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取硷浣衣”中的硷是 Na2CO3 D 梦溪笔谈中“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为 Fe2O3 8在 FeCl2和 CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是 ( ) 只有 Fe2+; Fe2+和 Fe3+; Fe2+和 Cu2+; Cu2+和3Fe A B C D
5、 9下列有关铁及其化合物的叙述中,不正确的是( ) A高温下,铁和水蒸气反应可以生成氢气 B将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,煮沸至红褐色,可以制得氢氧化铁胶体 C用KSCN溶液鉴别2FeCl溶液和24 3Fe (SO )溶液 D34Fe O常用作红色油漆和涂料 10下列关于金属铝的叙述中,不正确的是 A铝的化学性质很活泼,但在空气中不易锈蚀 B铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧 C铝是比较活泼的金属,常温下能与盐酸、NaOH 溶液等发生反应 D相同质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的量相同 11下列关于铁及其化合物的性质叙述错误的是 A补血剂中含有+3 价铁元素 B铁能被磁铁吸
6、引可用于制作磁性材料 CFe2O3常用于制造红色油漆和涂料 D保存氯化亚铁溶液时,应加少量铁粉 12某实验小组研究刻蚀电路板以及刻蚀废液的性质,下列实验对应的离子方程式书写正确的是 A用盐酸双氧水刻蚀铜板:+2+2222Cu+H O +2H =Cu+2H O+O B用3FeCl溶液刻蚀铜板:3+2+2+Cu+2Fe =Cu+2Fe C检验废液中含有3+Fe:3+-3Fe +3SCN =Fe(SCN) D用酸性4KMnO检验2+Fe:2+-+3+4223Fe+MnO +4H =3Fe +MnO+2H O 13常温下,下列各组离子在指定条件下能大量共存的是 A130.1mol Ll FeC溶液中:
7、K、+4NH、I、SCN B遇酚酞变红的溶液中:-3NO、Na+、2-3SiO、K+ C1230.1mol L Na CO的溶液中:2Ca、Na、Cl、3NO DpH=1 的溶液中:-3HCO、2-4SO、K+、Cl- 14类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推结论正确的是 选项 化学事实 类推结论 A 铝在氧气中燃烧生成 Al2O3 铁在氧气中燃烧也生成 Fe2O3 B 溶解度:CaCO3 Ca( HCO3)2 溶解度: Na2CO3 NaHCO3 C Al(OH)3受热分解为 Al2O3和 H2O Fe(OH)3也能受热分解生成相应价态的金属氧化物和 H2O D Na2CO3、NaHC
8、O3溶液均显碱性 钠盐溶液均能使酚酞溶液变红 AA BB CC DD 15下列实验现象与实验操作不相匹配的是( ) 选项 实验操作 实验现象 A 在 Fe(NO3)2溶液中滴加酸化的 H2O2 浅绿色变黄色 B 将金属钠在燃烧匙中点燃, 迅速伸入集满CO2的集气瓶 集气瓶中产生大量白烟, 瓶内有黑色颗粒产生 C 向盛有硝酸银溶液的试管中逐渐滴入浓氨水 产生白色沉淀, 且白色沉淀不溶解 D 向盛Na2SO3溶液的试管中滴加1滴酚酞,然后逐滴加入稀盐酸至过量 试管中溶液先变红后褪色 AA BB CC DD 二、填空题二、填空题 168.34g FeSO4 7H2O 样品受热脱水过程的热重曲线(样品
9、质量随温度变化的曲线)如下图所示。回答下列问题: (1)试确定 200时固体物质 N 的化学式_。 (2)取适量 380时所得的样品 P, 隔绝空气加热至 650, 得到一种固体物质 Q, 同时有两种无色气体生成,试写出该反应的化学方程式_。 (3)某兴趣小组用如图所示装置设计实验,验证(2)中生成的气态物质,并测定已分解的 P 的质量(不考虑装置内空气的影响)。 试剂 X 的名称是_。 按气流方向连接仪器,用字母表示接口的连接顺序:c_。 充分反应后,利用装置 III 中圆底烧瓶内混合物测定已分解的 P 的质量,其操作步骤为:第一步,向圆底烧瓶内逐滴加入 BaCl2溶液,直至沉淀完全;第二步
10、,过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,烘干并冷却至室温,称重;第三步,继续烘干冷却并称量,直至连续两次称量质量差不超过 0. 1g 为止。若最终所得沉淀质量为 wg,则已分解的 P 的质量为_g(填计算式) 17铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。 (1)铁是人体中一种重要的金属元素,在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。据此分析血红蛋白中铁存在的价态为_。(已知:铁常见的化合价有+2、+3 价) (2)铁和水不能反应,但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式,用单线桥法标出电子转移的方向和数目_。 (3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应,溶液的颜色从_变为_,写出该反应
11、的化学方程式_。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是_。 18依次书写下列有关反应化学方程式或离子方程式,并指出某些反应的氧化剂。 (1)铁与水蒸气反应_氧化剂_ (2)二氧化硅与碳在高温下反应_ 氧化剂_ (3)硝酸银与氯化钠反应的离子方程式_ (4)粗盐提纯中与氯化钡反应的相关离子方程式_ 19把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入 110mL4mol/L 盐酸中,充分反应后产生 896mLH2(标准状况),残留固体 1.28g过滤,滤液中无 Cu2+,将滤液加水稀释到 200mL,测得其中 c(H+)=0.4mol/L。 请回答下列问题(请写出必要的解题过程): (1)残留固体 1.28g
12、为_(填化学式)。 (2)原混合物粉末中,m(CuO)=_g。 (3)滤液稀释到 200mL 后,c(Fe2+)=_mol/L。 (4)稀释后,加入足量的硝酸银,产生沉淀的物质的量 n(AgCl)=_mol。 (5)原混合物总质量为 m(总)=_g。 三、计算题三、计算题 20将 1.00mol/L 硫酸铜溶液和 2.00 mol/L 硫酸铁溶液按体积比 1:2 混合得到 1L 混合液(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量的铁粉,经过足够长的时间后,铁粉有剩余。请计算(计算结果保留两位小数): (1)混合后溶液中铜离子的物质的量浓度为_mol/L。 (2)溶解的铁
13、粉的质量为_g。 (3)最后硫酸亚铁的物质的量浓度为_mol/L。 21()把等物质的量的 Cu、Fe 粉投入到一定量的 FeCl3溶液中充分反应,然后取出部分溶液。 (1)若滴加一滴 KSCN 溶液,溶液显红色,则溶液中存在的离子有_。 (2)若滴加一滴 KSCN 溶液, 溶液不显红色, 则溶液中一定存在的离子有_, 可能存在的金属粉末有_。 ()向 500mLNaOH 溶液中投入 10.8gAl,二者恰好完全反应,试计算: (3)Al 的物质的量_。 (4)参加反应的 NaOH 的物质的量和溶液中溶质的物质的量浓度_、_。 (5)在标准状况下生成 H2的体积_。 22将 0.46g 金属钠
14、加入足量水中充分反应,测得反应后溶液的体积为 200mL。试计算: (1)反应生成的氢气在标准状况下的体积为多少毫升? _ (2)反应所得 NaOH 溶液的物质的量浓度是多少?_ 23某均匀固体混合物中含有 Na2CO3、NaOH、CaCl2中的两种或三种。现取 5.30g 该混合物分为两等份,分别溶于足量水中,将一份经过滤、洗涤、干燥、称量,恰好得到 1.00g 沉淀;在另外一份反应后的试管中逐滴滴加 0.40mol/L 的稀盐酸,加入盐酸的体积和沉淀质量的变化关系如图所示。请回答: (1)原混合物中至少含有 CaCl2的质量为_g。 (2)a 的最大值为_mL。 四、实验题四、实验题 24
15、某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验,并对产物组成进行探究(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。请回答下列问题: (1)装置 A 的作用是_。 (2)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为_。 (3)实验中先点燃酒精灯 a 再点燃酒精喷灯,可能的原因是_。 (4)装置 E 中的现象是_。 (5)利用反应后的固体物质进行如图实验: 某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加KSCN 溶液,又出现红色,则褪色的原因可能是_。 该同学将上述实验中的新制氯水改为 H2O2溶液,也能出现深红色溶液,用离子方程式表示溶液颜色加深的原因
16、:_。 电子工业中, 人们常用 FeCl3溶液腐蚀铜板来制作印刷电路板, 请写出 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:_。 25某学习小组拟研究 FeSO4的分解实验探究,请你利用所学知识帮该小组完成以下实验方案。 实验目的探究 FeSO4分解产物与温度关系。 提出假设 假设 1:Fe2O3、SO3、SO2 ; 假设 2:FeO、SO3、SO2; 假设 3:Fe3O4、SO3、SO2。 查阅资料几种物质的物理性质如表所示。 物质 SO3 SO2 O2 N2 熔点/ 16.8 - 72.4 -218.4 -209.9 沸点/ 44.8 - 10 -182.9 - 195.8 回答下列向题: (1
17、)根据所学知识判断,假设 2 肯定不成立,理由是_。 (2)实验过程中,在检查装置气密性之后点燃 A 处酒精灯之前的操作是_,(只填操作),当 A 处固体完全分解后通入 N2的目的是_。 (3)实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备 N2,该反应的离子方程式为_。 (4)低温浴槽收集的物质是_(填化学式),低温浴槽控制的温度范围为_。 (5)甲、乙组分别进行实验,实验数据如下(不考虑损失,固体已完全分解且固体产物为纯净物): 实验 A 处温度/ FeSO4质量/g 低温浴槽净增质量/g 低温浴槽净增质量/g 甲 T1 3.04 0.80 0.64 乙 T2 4.56 1.60 0.64
18、甲组实验中 A 装置得到固体产物是_(填化学式)。 (6)为进一步确认固体产物成分,取乙组实验得到的固体溶于稀硫酸,将溶液分成两份,进行如下实验:在一份溶液中滴加铁氰化钾 K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀。在另一份溶液中滴加 NH4SCN 溶液,观察到的现象是_。 实验结论通过上述实验,FeSO4分解产物与温度有关。 交流反思FeSO4分解反应中是否有 O2生成? (7)为验证实验猜想,他们设计两种方案检验 O2: 方案 1:将 D 管导出的气体通入酸化的淀粉-KI 溶液中。 方案 2:用带火星的木条放在 D 管口处。 假设过程中持续缓缓通入 N2,对比以上两种方案,其中方案_(填“1”或
19、“2”)可行。 26一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有 H+、OH-、Na+、NO3,加入铝粉后,只产生 H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。已知:铝与稀硝酸反应时,主要生成气体 NO,NO 在空气中会进一步氧化为红棕色气体的 NO2。 (1)未开始实验前, _(选填“能”、 “不能”)确定溶液的酸碱性; 加入铝粉产生 H2, 说明铝具有_(填“氧化性”或“还原性”)。 (2)该同学分析:若 H+大量存在,则 NO3就不能大量存在。设计实验证实如下: 装置 现象 .实验初始,未见明显现象 .过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色 .试管变热,溶液沸腾 盐酸溶解 Al2O
20、3薄膜的离子方程式是_。 根据现象,推测溶液中产生了 NO,将生成 NO 的离子方程式补充完整:_。 _Al+_NO3+_=_Al3+_NO+_。 (3)再假设:若 OH-大量存在,NO3也可能大量存在。重新设计实验证实如下: 装置 现象 .实验初始,未见明显现象 .过一会儿,出现气泡,有刺激性气味,经检验该气体含 NH3 (4)在NaOH溶液中加入铝粉, 结果只检验出有H2生成, 其化学方程式是_, 该反应的氧化剂为: _ (5)由上述实验得出:该溶液的溶质为_。 27甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。 文献记载: I在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低
21、,其生成的产物有+4、+2、3 价等氮的化合物。 IIFeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) 。 IIINO2和 NO 都能被 KMnO4氧化吸收。 甲的实验操作和现象记录如下: 实验操作 实验现象 (1)打开弹簧夹, 通入一段时间某气体, 关闭弹簧夹。 (2)打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞。 无明显现象。 (3)加热烧瓶,反应开始后停止加热。 A 中有红棕色气体产生, 一段时间后,气体颜色逐渐变浅; B 中溶液变棕色; C 中溶液紫色变浅。 反应停止后,A 中有固体剩余。 请回答下列问题: (1)为排除空气对实验的干扰,操作(1)中通入的气体可能是_。 (2)滴入浓硝
22、酸加热前没有明显现象的原因是_。 (3)试写出加热烧瓶后 A 中有红棕色气体产生的化学方程式_。 (4)甲认为 B 中溶液变棕色是因为 A 中有 NO 生成, 你认为甲的观点对吗_(填正确或错误)?请结合方程式简述原因 _。 (5)检验是否生成3 价氮的化合物,应进行的实验操作是_。 参考答案参考答案 1C 【解析】A生石灰与硅胶是食品包装中常用的干燥剂,铁粉作抗氧化剂,故 A 错误; B亚硝酸钠溶液具有防腐作用,但亚硝酸钠有毒,不可用其来浸泡新鲜瓜果,故 B 错误; C鉴别 KNO3 和 Na2SO4,利用钾元素和钠元素的焰色反应不同,钠元素焰色反应为黄色,钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色,
23、故 C 正确; D碳酸钡难溶水,但易溶于胃酸中的盐酸,生成有毒的氯化钡,所以不能做钡餐,能做钡餐的是硫酸钡,故 D 错误; 故选 C。 2B 【解析】A在常温下 Fe 遇浓硫酸会发生钝化而不能进一步发生反应,因此不能计算反应过程中转移的电子数目,A 错误; B4.6 g 若完全是 NO2,其物质的量是 0.1 mol,含有 O 原子的物质的量是 0.2 mol;4.6 g 若完全是 N2O4,其物质的量是 0.05 mol,含有 O 原子的物质的量也是 0.2 mol。可见 4.6 g NO2和 N2O4混合气体中含有的氧原子数目等于 0.2NA,B 正确; C高温下,Fe 与 H2O 蒸气发
24、生反应,产生 Fe3O4、H2,反应方程式为:3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2,根据物质反应转化关系可知: 0.2 mol Fe与足量水蒸气反应, 生成H2的物质的量为n(H2)=40.2mol=0.27mol3,故反应产生的 H2分子数目为 0.27NA,产生的 H2分子数目小于 0.3NA,C 错误; D 在该反应中, 每反应产生 2 mol Fe2O3, 反应转移 44 mol 电子, 若生产 1 mol Fe2O3转移电子总数为 22NA,D 错误; 故合理选项是 B。 3A 【解析】盐酸恰好使混合物完全溶解,且盐酸没有剩余。 向反应后所得溶液中加入 KSCN 溶液, 不变
25、红色,说明得到的溶液中的溶质是氯化亚铁,即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁形式存在。HCl 的物质的量为-11m1ol L0. L=0.1mol,根据氯元素守恒,有 n(FeCl2)=12n(HCl)=120.1mol=0.05mol;用足量的 CO在高温下还原相同质量的此混合物,得到铁,根据铁元素守恒,有 m(Fe)=n(FeCl2)56-1g mol=0.05mol56-1g mol=2.8g,A 选项正确; 答案选 A。 4B 【解析】A铜长期放置于空气中,与 O2、H2O、CO2反应生成 Cu(OH)2 CuCO3,因此铜制品长期放置于空气中会被腐蚀,故 A 说法正确; BCu(OH
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