第三章铁 金属材料 单元测试(含答案解析)2022-2023学年高一化学人教版(2019)必修第一册
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1、第三章铁 金属材料一、单选题1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2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用溶液鉴别溶液和溶液D常用作红色油漆和涂料3“价类二维图”是学习元素化合物知识的高效模型。下图为铁元素的“价类二维图”,图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是AX在高温下与水蒸气反应可生成ZB在常温下N能与氧气、水发生化合反应生成MCY是一种红棕色
2、粉末,常用作红色油漆和涂料DQ可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁4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Fe2O3B溶解度:CaCO3 Ca( HCO3)2溶解度: Na2CO3 NaHCO3CAl(OH)3受热分解为Al2O3和H2OFe(OH)3也能受热分解生成相应价态的金属氧化物和H2ODNa2CO3、NaHCO3溶液均显碱性钠盐溶液均能使酚酞溶液变红AABBCCDD5某兴趣小组同学为研究Cu与Fe3+的反应进行如下实验(已知CuCl为白色固体,微溶于水):序号IIIIII实验步骤充分振荡,加入2mL蒸馏水
3、充分振荡,加入2mL蒸馏水充分振荡,加入2mL蒸馏水实验现象铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀下列说法不正确的是A3个实验中消耗的铜粉的量不完全一样B实验I、II、III中均发生了反应2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+CII中加水后的离子反应可能是Cu2+Cu+2Cl-=2CuClD上述实验表明能否形成白色沉淀主要取决于加入Cu的量6某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,然后白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正
4、确的是 A一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+B一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+C一定有Fe3+,可能有Fe2+, 一定没有Mg2+D一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+7部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是A可与反应生成B既可被氧化,也可被还原C可将加入浓碱液中制得的胶体D可存在的循环转化关系8各物质中含有的少量杂质以及除去这些杂质对应的方法如表所示物质杂质除去杂质的方法溶液加入适量溶液并过滤溶液加入过量铁粉并过滤先通过盛有溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶溶解、过滤、蒸发其中正确的是ABCD9Na2CO3和NaHCO3混合物27.4
5、 g,加热至质量不再减小,得到残余固体21.2 g,则Na2CO3和NaHCO3的物质的量比为A1:1B1:2C3:2D1:310下列描述中不符合生产实际的是A电解熔融氧化铝制金属铝B根据原电池原理生产化学电源C电解饱和食盐水制金属钠D电镀法铁上镀锌11下列过程最终能生成含三价铁的化合物的是过量Fe与氯气反应铁丝在硫蒸气中燃烧向溶液中通入铁与溶液反应露置于空气中ABCD12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=2+3H2D氧化铁与稀盐酸反应:
6、FeO+2H+=Fe2+H2O13碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂,其化学式为xMg(OH)2yMgCO3zH2O。现取4.66 g 碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,得到2.00 g固体和0.0400 mol CO2.下列说法中正确的是A2.00 g固体是Mg(OH)2B4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,生成水0.800 gC4.66 g碱式碳酸镁加盐酸完全溶解,参加反应的HCl为0.0800 molD该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)24MgCO34H2O14下列相关反应方程式不正确的是A过氧化钠用作供氧剂:2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2B保存FeSO4溶液需添加
7、铁粉:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+C工业上制备漂白粉:2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2OD硝酸型酸雨腐蚀大理石石雕:CO + 2H+ = H2O + CO215高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:下列叙述不正确的是ACl2和NaClO在反应中均作氧化剂B用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,还产生Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水C反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D该生产条件下,物质的溶解性:Na2FeO4K2FeO4二、填空题16除去下列物质中含有的少量杂质,写出除杂所用试剂的化学式
8、和反应的离子方程式:(1)溶液中含有少量的杂质:_、_;(2)溶液中含有少量的杂质:_、_;(3)溶液中含有少量的杂质:_、_。17在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验,三组各取30mL同浓度的盐酸溶液,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据如表:实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459生成气体体积(mL)280336336(1)乙组实验中,盐酸_(填“过量”“适量”或“不足量”),理由是_。(2)要算出盐酸的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是_(填“甲”、“乙”、“丙”),求得的盐酸的物质的量浓度为_。(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是_(填“甲”
9、、“乙”、“丙”),求得的Mg、A1的物质的量之比为_。18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。19长期放置的溶液易被氧化
10、而变质,某兴趣小组进行了如下实验:(1)设计实验检验溶液的变质程度。实验方案步骤1步骤2取待检测液于试管中,向其中滴加溶液取待检测液于试管中,向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液实验现象_实验结论溶液部分变质上述方案补充完整_、_。若要使部分变质的复原,方法是_(用离子方程式表示)。(2)利用部分变质的溶液制备。“()”中所填是所需试剂或条件,分别为_、_、_、“”中所填是含铁物质的化学式,分别是_、_(以离子形式存在的可写离子符号)。若该变质溶液制得,则变质前溶液的浓度为_。(3)可用作补铁剂,使用时建议与维生素C同服,同学甲猜测维生素C可将转化为,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验
11、:实验方案实验现象取适量溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液紫色褪去由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论?请说明理由:_。三、计算题20在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取同浓度的盐酸30mL,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体。有关数据列表如表(气体体积均为标准状况下测得):实验序号甲乙丙合金质量/g0.2550.3850.459生成气体/ml280336336(1)甲组实验中,盐酸_;乙组实验中,盐酸_(填“过量“、“适量“或“不足“)。(2)该盐酸的物质的量浓度_。(3)合金中Mg、Al的物质的量之比为_。(4)在丙组实验后,向容器中加入1m
12、ol/L的NaOH溶液,恰好使合金中的铝元素全部转化为,并使Mg2+刚好沉淀完全,则溶液中的物质的量为_mol;溶液中Na+的物质的量为_mol。21(1)某混合物由、组成,已知、三元素的质量之比为23169,则、和物质的量之比为_,含的该混合物的质量为_。(2)含,则的摩尔质量为_,R的相对原子质量为_。含R的质量为的,其物质的量为_。(3)已知能与恰好完全反应,生成和一定量D,现将与的混合物充分反应后,生成和一定量的C,则D的摩尔质量为_。22在潜水艇和消防员的呼吸面具中,Na2O2常作为氧气的来源。若每人每分钟消耗的O2在标准状况下体积为0.896 L。(1)每人每分钟消耗O2的物质的量
13、为_mol。(2)假设所需的O2全部由Na2O2来提供,则某消防员工作1小时所需要的Na2O2的质量为_g。23铝、氧化铝的性质与其他常见金属及氧化物相比,有一定的特殊性。(1)可用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉,反应原理是(用离子方程式表示)_,将2.7gAl分别置于足量的NaOH溶液、稀硫酸中,生成H2的体积之比(同温同压)为_。(2)证明Al2O3是两性氧化物的常用试剂是_(填名称),将ag废铝片置于100mL盐酸中,测得反应过程中生成氢气体积(标准状况)与时间的关系如图所示:0t1时间段无气体生成的原因是_,若反应后所得溶液中n(Al3+)=0.102mol且盐酸恰好完全反应,则原溶液中
14、c(HCl)=_。四、实验题24如图,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热并通入水蒸气,用试管收集产生的经干燥的水蒸气,并靠近火焰点燃。请回答下列问题:(1)写出该反应的化学方程式_ ,(2)加热烧瓶的作用是_,烧瓶底部放了几片碎瓷片,其作用是_。(3)玻璃管中石棉绒的作用是_。A石棉绒的作用是催化剂B石棉绒的作用是使铁粉受热均匀C石棉绒的作用是做铁粉的载体以及防止铁粉被吹入导管引起堵塞(4)实验开始时应先点燃_,实验结束时,应先熄灭_。25K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:(1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)33H2O作感
15、光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为:2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式为_。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按如图所示装置进行实验。通入氮气的目的是_。实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有_、_。为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_。样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是_。26实验室需配制的溶液,回答下列问题:(1)配制该溶液时所需的玻璃仪器是_;(2)请计算(写出必要的计算步骤):配制该溶液时
16、需要用天平称取固体多少g_?将的溶液与的溶液反应,得到固体,则消耗溶液多少_?27磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在氛围中进行):称取,配成溶液,转移至恒压滴液漏斗中。向三颈烧瓶中加入溶液。持续磁力搅拌,将溶液以的速度全部滴入三颈烧瓶中,100下回流3h。冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在干燥。管式炉内焙烧2h,得产品3.24g。部分装置如图:回答下列问题:(1)仪器a的名称是_;使用恒压滴液漏斗的原因是_。(2)实验室制取有多种方法,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
17、号)。可供选择的试剂:、饱和、饱和可供选择的发生装置(净化装置略去):(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和,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,可采取的措施有_。A采用适宜的滴液速度B用盐酸代替KOH溶液,抑制水解C在空气氛围中制备D选择适宜的焙烧温度(5)步骤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)。参考答案1A【解析】A亚铁血红蛋白输送氧气,缺铁导致营养性贫血,所以补血剂中含有+2价铁元素,故A错误;B铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料,故B正确;CFe2O3呈红色,不易被氧化,
18、常用于制造红色油漆和涂料,故C正确;DFeCl2易被氧化,故保存时应加铁粉来防氧化,故D正确;故选A。2D【解析】A、铁与水蒸气在高温下发生3Fe4H2O(g) Fe3O44H2,故A说法正确;B、氢氧化铁胶体的制备:将几滴饱和FeCl3溶液滴入沸水中,加热至出现红褐色液体,停止加热,即得到氢氧化铁胶体,故B说法正确;C、KSCN滴入Fe3溶液中显血红色,滴入Fe2中不显色,可以鉴别,故 C说法正确;D、Fe2O3 常用作红色油漆和涂料,Fe3O4为黑色,故D说法错误;答案为D。3B【解析】AFe在高温下与水蒸气反应可生成Fe3O4,故A错误;B在常温下氢氧化亚铁能与氧气、水发生化合反应生成氢
19、氧化铁,故B正确;CY是是氧化亚铁,是黑色粉末,Z为氧化铁,是一种红棕色粉末,常用作红色油漆和涂料,故C错误;DQ是+2价的盐,P为+3价盐,P可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁,故D错误;综上所述,答案为B。4C【解析】A铁在氧气中燃烧也生成Fe3O4,推理不正确,A不合题意;B溶解度: Na2CO3NaHCO3,推理不正确,B不合题意;CAl(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Fe2O3和H2O,推理正确,C符合题意;D并不是钠盐溶液均能使酚酞溶液变红,只有弱酸的钠盐因水解呈碱性能使酚酞溶液变红,推理不正确,D不合题意;故答案为:C。5D【
20、解析】A实验中Cu部分转化为Cu(I)消耗的铜粉多于其它两个实验,选项A正确;B实验、中溶液黄色均褪去,推测都发生了反应2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+,选项B正确;C中加水后生成白色沉淀,根据元素种类推测应为CuCl,可能的离子反应Cu2+Cu+2Cl-=2CuCl,选项C正确;D实验、均加入过量的铜,后者未产生白色沉淀,表明能否形成白色沉淀由Cu的量和Cl-的浓度共同决定,选项D不正确。答案选D。6D【解析】加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,则不存在Fe3+,否则生成红褐色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,说明含有Fe2+,由于红褐色可掩盖白色,则不能证明是否含有M
21、g2+,以此解答该题。【解析】加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,则不存在Fe3+,否则生成红褐色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,说明含有Fe2+,是亚铁离子的特征性质和反应现象,反应为:Fe2+2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,由于红褐色可掩盖白色,则不能证明是否含有Mg2+。答案选D。7C【解析】图中所示铁元素不同化合价的物质:a为Fe,b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质,c为Fe(OH)2,e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质,d为Fe(OH)3。
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