2019_2020学年新教材高中化学质量检测3铁金属材料新人教版必修第一册.docx

质量检测(三) (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(48分，每题3分，共16小题，每小题只有一个正确答案)1下列有关金属及其合金的说法不正确的是()A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C镁在空气中燃烧发出耀眼白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用解析生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B项错。答案B2合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A B C D解析合金的硬度一般比它的各成分金属的大，故正确；一般合金的熔点比它的各成分金属的更低，故正确；改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金，故正确；一般情况下，合金的导电性和导热性低于任一组分金属，故错误；由于合金的许多性能优于纯金属，所以在应用材料中大多使用合金，故正确；综上所述，题目中正确答案A3铝制品具有较强的抗腐蚀性，主要是因为()A铝的化学性质稳定B铝在常温时与氧气不反应C铝具有金属性，也具有非金属性D铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜解析铝是活泼金属，化学性质活泼，故A错误；铝在常温下能和氧气反应，故B错误；铝既能和强酸反应，又能和强碱反应，具有两性，与铝的抗腐蚀性无关，故C错误；铝被氧气氧化生成氧化铝，氧化铝是致密的氧化物，能阻止铝进一步被氧化，故D正确。答案D4铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是()A铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C不锈钢是铁合金，只含金属元素D纯铁的硬度和强度均高于铁合金解析铁与盐酸反应，铁合金和盐酸也可以反应，选项A错误；铁粉和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，选项B正确；不锈钢是铁的合金，含有非金属碳、硅等非金属，镍等金属，选项C错误；合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，选项D错误。答案B5化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中正确的是()铝制餐具不宜蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸性的食物发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂明矾常作为消毒剂Fe2O3可作黄色油漆和涂料A BC D解析铝及其氧化铝能与酸、碱发生化学反应，故铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性或咸性的食物，故正确；碳酸氢钠和酸反应生成二氧化碳，所以发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔，故正确；纯净的二氧化硅具有良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，故正确；Na2O2和二氧化碳反应生成氧气，且又有强氧化性，有漂白性，所以Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦秆、羽毛等，故正确；碳酸钠碱性较强，所以不能用来治疗胃酸过多，碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂，故错误；明矾是强酸弱碱盐，能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以可作净水剂，不能作消毒剂，故错误。答案A6有一铁的氧化物样品，用50 mL 5 molL1盐酸可恰好使其完全溶解。所得溶液可吸收标准状况下0.56 L氯气，使其中的Fe2全部转化为Fe3。该样品可能的化学式为()AFe4O5 BFe3O4 CFe5O7 DFe8O11解析n(HCl)0.05 L5 molL10.25 mol，n(Cl2)0.56 L22.4 L/mol0.025 mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)n(HCl)0.25 mol0.125 mol，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl)0.25 mol0.025 mol20.3 mol，n(Fe)0.3 mol0.1 mol，所以n(Fe)n(O)0.1 mol0.125 mol45，该样品的化学式为：Fe4O5，故A正确。答案A7将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中，可观察到的现象是()A最终生成白色沉淀 B最终生成红褐色沉淀C有黄绿色气体产生D无明显变化解析Na2O2具有强氧化性，能将Fe2氧化成Fe3，可与Na2O2和水反应生成的OH生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，Na2O2与水反应产生O2，不放出黄绿色的Cl2。A.最终生成白色沉淀，不符合题意；B.最终生成红褐色沉淀，符合题意；C.有黄绿色气体产生，不符合题意；D.无明显变化，不符合题意。答案B8下列离子方程式中，正确的是()A铁与盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2B氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3C氯化铁溶液与铁反应：Fe3Fe=2Fe2D氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3解析A中铁与盐酸反应生成的是Fe2，产物写错了，B是化学方程式不是离子方程式，错误；C中电荷没有配平，错误，选D。答案D9下列除去杂质(括号内的物质为杂质)的方法中，错误的是()AFeCl3溶液(FeCl2)：通入适量Cl2BCO2(HCl)：通过饱和Na2CO3溶液洗气后干燥CNaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量CO2气体DCO(CO2)：通过NaOH溶液洗气后干燥解析FeCl2与氯气反应生成氯化铁，则通入适量Cl2，洗气可除杂，故A正确；HCl与Na2CO3反应，CO2与Na2CO3溶液也可以反应生成碳酸氢钠，则不能通过饱和Na2CO3溶液除去CO2中的HCl，故B错误；NaHCO3溶液中的Na2CO3与过量的CO2气体反应生成NaHCO3，则可以通入过量CO2气体除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，故C正确；CO2与NaOH反应，而CO不能，则通过NaOH溶液洗气后干燥可除杂，故D正确。答案B10把a g铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量氢氧化钠溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则此合金中铁的质量分数为()A70% B30% C52.4% D22.2%解析铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤后得到的沉淀为Fe(OH)3，则经洗涤、干燥、灼烧，得到的固体粉末是Fe2O3，其质量等于合金的质量，利用组成可知合金中Al的质量等于Fe2O3中O的质量，则铁在合金中的质量分数等于铁在Fe2O3中的质量分数，为100%70%，A正确。答案A11设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A标准状况下，4.48 L水中含有水分子的数目为0.2NAB1 mol Fe与足量水蒸气反应转移的电子数目为3NAC0.2 mol/L CaCl2溶液中含有氯离子的数目为0.4NAD32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA解析A标准状况下，水不是气体，所以4.48 L水的物质的量不是0.2 mol，故含有水分子的数目不是0.2NA，故错误；B.1 mol Fe与足量水蒸气反应生成四氧化三铁，转移的电子数目为NA，故错误；C.0.2 molL1 CaCl2溶液没有说明溶液的体积，不能计算其中含有氯离子的数目，故错误；D.32 g O2和O3的混合气体含有的是氧原子，所以氧原子物质的量为2 mol，则所含原子数为2NA，故正确。 答案B12下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2反应Fe与过量稀H2SO4反应Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A只有 B C D解析虽然铁粉过量，但是固体和气体的反应，因此铁与Cl2发生反应的产物为FeCl3，故中有3价铁生成；Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4，故中只有2价铁生成；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中时，若铁粉很多，则过量的铁粉与生成的FeCl3发生反应生成FeCl2，而使溶液中无Fe3，故中不一定有3价铁生成，A正确。答案A13将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL 0.1 mol/L的盐酸中充分反应后，盐酸全部消耗，放出标准状况下气体0.224 L。则下列判断中正确的是()A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21B向溶液中滴入KSCN溶液，显血红色C无法计算出原混合物的质量 D此混合物中铁元素的质量分数为68.6%解析因该混合物中只有铁和盐酸反应放出气体，则该气体一定是氢气。由于氧化性Fe3H，所以当产生氢气时，Fe3已经全部被还原为Fe2，生成氢气的物质的量为：0.224 L22.4 L/mol0.01 mol，HCl物质的量为0.8 L0.1 mol/L0.08 mol，发生反应：Fe2HCl=FeCl2H2，消耗Fe为0.01 mol，消耗HCl为0.01 mol20.02 mol，故反应FeFe2O36HCl=3FeCl23H2O，消耗HCl的物质的量为：0.08 mol0.02 mol0.06 mol，由方程式可知该反应中消耗Fe为0.06 mol0.01 mol，Fe2O3的物质的量0.06 mol0.01 mol。由以上分析可知，原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)(0.01 mol0.01 mol)0.01 mol21，故A正确；反应后得到的是FeCl2溶液，向溶液中滴入无色的KSCN溶液，不显血红色，故B错误；Fe、氧化铁的物质的量已经计算出，根据mnM可以计算混合物的质量，故C错误；根据上述分析可知，原混合物中铁的物质的量是0.02 mol，Fe2O3的物质的量是0.01 mol，则此混合物中铁元素的质量分数为：100%82.4%，故D错误。答案A14下列关于常见离子的检验方法和结论，其中错误的是()A先加入稀盐酸酸化无明显现象，再加入BaCl2溶液有白色沉淀生成，证明原溶液一定含有SOB加入氯水后，再加入KSCN溶液变红，证明原溶液一定有Fe2C加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液一定有ClD加入KSCN溶液变为血红色，证明原溶液一定含有Fe3解析向溶液中加入稀盐酸，无明显现象，排除了干扰离子，如碳酸根离子、亚硫酸根离子、银离子等，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定含有SO，故A正确；先滴加氯水，氯气将Fe2氧化成Fe3，即使原溶液不含Fe2，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe2，故B错误；AgCl是不溶于硝酸的白色沉淀，所以稀硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液一定有Cl，故C正确；在溶液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，证明原溶液一定有Fe3，故D正确。答案B15FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后固体完全溶解，则下列判断正确的是()A溶液中一定含有Cu2和Fe2B溶液中一定含有Cu2和Fe3C溶液中一定含有Fe3和Fe2C溶液中一定含有Fe3、Cu2和Fe2解析因氧化性Fe3Cu2Fe2，在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁粉优先与铁离子反应生成亚铁离子，且无固体存在，说明溶液的铜离子没参加反应，所以溶液中一定存在Cu2和Fe2，不一定含有Fe3。答案A16向一定量的Fe、Fe2O3、FeO的混合物中加入200 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物完全反应溶解，放出4.48 mL(标准状况)气体。所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到铁的质量为()A11.2 g B5.6 g C2.8 g D无法计算解析盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)n(HCl)0.210.1 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(FeCl2)n(Fe)0.1 mol；质量为0.1565.6 g；B选项正确。答案B二、非选择题(52分)17(10分)如图是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质和条件被略去，A、X、Y是常见金属单质，其中Y既能与强酸反应，又能与强碱反应；B、C、E是常见气体，G的焰色试验呈黄色；I的溶液呈黄色。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：A_；F_。(2)写出黄绿色气体C的一种用途：_。(3)实验室检验H中所含的金属阳离子的方法是先加_，无明显现象，再加氯水，溶液变为_色。(4)写出C与H溶液反应的化学方程式：_。解析金属Y既能与强酸反应，又能与强碱反应，应为Al，金属A与水反应生成的D可与铝反应，且G的焰色试验呈黄色，可知D应含有Na元素，则A为Na，D为NaOH，B为H2，G为NaAlO2；C为黄绿色气体，为Cl2，则F为AlCl3，E为HCl；由EHI的转化关系可知金属X为变价金属，又I的溶液呈黄色，则X应为Fe，H为FeCl2，I为FeCl3。(1)由以上分析可知A为Na，F为AlCl3；(2)C为氯气，可用于工业制盐酸或自来水的杀菌消毒等；(3)H为FeCl2，检验亚铁离子的方法是取适量溶液于试管中，先加入KSCN溶液，没有明显现象，再加入氯水，如溶液变为血红色，说明含有亚铁离子；(4)C为氯气，与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，化学方程式为Cl22FeCl2=2FeCl3。答案(1)NaAlCl3(2)工业制盐酸或自来水的杀菌消毒(3)KSCN溶液血红(4)Cl22FeCl2=2FeCl318(12分)工业上，向500600的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。(1)写出仪器的名称：a_，b_。(2)A中反应的化学方程式为_。C中反应的化学方程式为_。(3)装置B中加入的试剂是_。(4)已知：向热铁屑中通入氯化氢气体可以生成无水氯化亚铁。为防止有杂质FeCl2生成，可在装置_和_(填字母)间增加一个盛有_的洗气瓶。(5)装置D的作用是_。为防止水蒸气影响无水氯化铁的制取，请你提出一个对装置D的改进方案：_。(6)反应结束后，取少量装置C中的固体于试管中，加入足量盐酸，固体完全溶解，得到溶液X。证明溶液X中含有FeCl3的试剂是_，观察到的现象是_。解析(1)由仪器的构造可知a为分液漏斗，b为圆底烧瓶。(2)A装置制取的是氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取，化学反应方程式：4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O；C为氯气与铁反应制备氯化铁，反应方程式：2Fe3Cl22FeCl3。(3)为制备无水氯化铁，B装置应为盛有浓硫酸的干燥氯气的装置。(4)制备的氯气中混有氯化氢气体，所以需在干燥之前除氯化氢，故在A与B间添加盛有饱和食盐水的装置。(5)氯气污染空气，D装置用氢氧化钠除未反应完的氯气；为制备无水氯化铁，防止D中水蒸气进入C装置，可选用碱石灰的干燥管，既能吸收氯气，又能吸水，或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶。(6)检验铁离子用硫氰化钾或苯酚，若有铁离子，硫氰化钾溶液变红色，苯酚溶液变紫色。答案(1)分液漏斗圆底烧瓶(2)4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O2Fe3Cl22FeCl3(3)浓硫酸(4)AB饱和食盐水(5)除去过量氯气，防止其污染空气改为一个盛有碱石灰的干燥管(或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶)(6)硫氰化钾溶液(或苯酚溶液)溶液变为红色(或溶液变为紫色)19(10分)在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 molL1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。(1)写出该实验中发生反应的化学方程式：_；_；_。(2)消耗的Al的物质的量为_。(3)未被氧化的金属钠的物质的量为_。(4)Na2O的物质的量为_。解析该实验中发生的反应可表示为2Na2H2O=2NaOHH2，Na2OH2O=2NaOH，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，消耗的Al的物质的量为n(Al)0.010 mol，根据反应可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)0.010 mol，生成的氢气的物质的量为n(H2)0.015 mol，那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)0.015 mol0.035 mol，根据反应可得金属钠的物质的量为n(Na)20.035 mol0.070 mol，又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)2.0 L0.050 molL10.10 mol，所以溶液中Na的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na)0.10 mol0.010 mol0.110 mol，n(Na2O)0.020 mol。答案(1)2Na2H2O=2NaOHH2Na2OH2O=2NaOH2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)0.010 mol(3)0.070 mol(4)0.020 mol20(12分)常温下，在没有氧气存在时，铁粉与水几乎不反应，但在高温下，铁粉能与水蒸气反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_。(2)停止反应，待装置冷却后，取出反应后的混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤。简述检验所得滤液中含有Fe3的操作方法：_。(3)经检验上述滤液中不含Fe3，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得的产物中不含3价的铁，原因是(结合化学方程式说明)_ _。(4)向上述滤液中加入NaOH溶液后，观察到的现象为_。沉淀由白色变为红褐色的原因是_(用化学方程式表示)。(5)为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并尽可能较长时间保持白色沉淀，该同学设计了如图所示的装置，请简述实验操作：_。解析(1)在高温下，铁粉能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(2)检验所得滤液中是否含有Fe3，可利用Fe3与SCN反应使溶液显红色进行检验，具体的操作方法是：取少量滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液颜色。如果溶液变为红色，说明原滤液中含有Fe3，否则不含Fe3。(3)铁与水蒸气反应生成的四氧化三铁可与稀硫酸发生反应：Fe3O48H=Fe22Fe34H2O，若铁粉过量，还可以和铁离子反应生成亚铁离子：Fe2Fe3=3Fe2，所以滤液中可能含有铁离子，也可能不含有铁离子。(4)向上述滤液中加入NaOH溶液后，Fe2与OH反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，接触空气时很快被氧化为Fe(OH)3，现象是生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(5)要较长时间观察到氢氧化亚铁的白色沉淀，关键是尽量减少氢氧化亚铁与空气接触，可以利用生成的氢气赶走装置中的空气，实验步骤为：实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的活塞打开，使稀硫酸与铁粉反应，用生成的H2排出装置中的空气；然后关闭K，利用生成的H2将试管中的F