2023人教版新教材高中化学必修第一册同步练习-第三章　铁　金属材料综合拔高练

2023人教版新教材高中化学必修第一册

综合拔高练

五年高考练

考点1铁及其化合物

1.（2021广东，10）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（）

碱

盐

单质

化合价

A.a可与e反应生成b

B.b既可被氧化,也可被还原

C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体

D.可存在b-*cfd-*e~*b的循环转化关系

2.（高考组编）有关铁及其化合物的说法正确的是（）

A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCh溶液中，制备Fe（0H）3胶体

B.向FeCh溶液中滴加NH.SCN溶液,溶液显红色

C.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2

D.Fe与Cb反应生成FeCl3,推测Fe与D反应生成Fel3

3.（2021海南，15改编）无水FeCh常作为芳煌氯代反应的催化剂。某研究小组设

计了如下流程，以废铁屑（含有少量碳和SiOz杂质）为原料制备无水FeCh（s）。

ED

o

II

已知：氯化亚飒（Cl-S-Cl）熔点-101℃,沸点76C,与水反应可生成SO2和HC1

气体。

请回答问题：

（1）操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和o

⑵为避免引入新的杂质，试剂B可以选用（填字母）o

A.KMnO,溶液B.氯水

C.滨水D.HzOz溶液

（3）取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是o

（4）反应D—E的化学方程式为o

⑸由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原

剂：,设计实验验证是该还原剂将Fe3+还

原：04.（2021

辽宁，18）Fe/Fe：O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

M氛围中进行）：

①称取9.95gFeCl2-4H2OM=199）,配成50mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中。

②向三颈烧瓶中加入100mL14mol-L1KOH溶液。

③持续磁力搅拌，将FeCb溶液以2mL-miZ的速度全部滴入三颈烧瓶中，100℃

下回流3ho

④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤得黑色沉淀,在40°C干燥。

⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24go

部分装置如图：

回答下列问题：

⑴仪器a的名称是;使用恒压滴液漏斗的原因

是o

⑵实验室制取凡有多种方法,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(填标号)。

可供选择的试剂:CuO(s)、NH3(g)>可2(g)、02(g)>饱和NaN02(aq),饱和NH4C1(aq)

可供选择的发生装置(净化装置略去)：

B

c

⑶三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe30b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o

A.采用适宜的滴液速度

B.用盐酸代替KOH溶液，抑制Fe?,水解

C.在空气氛围中制备

D.选择适宜的焙烧温度

⑸步骤④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o

（6）该实验所得磁性材料的产率为（保留3位有效数字）。

5.（2020江苏单科，19节选）实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成分为铁的氧化物）

制备软磁性材料0-FeAo其主要实验流程如下：

铁泥乖即立廨幅码福—…a-Fe?。，

⑵还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe，'完全转化为Fe?'。“还原”

过程中除生成Fe*卜，还会生成（填化学式）；检验Fe?,是否还原完全的实

验操作是____________________________

考点2铝及其化合物

6.（2020江苏单科,3改编）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品

B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料

C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸

D.明矶溶于水可形成胶体,可用于净水

考点3合金的性质与应用

7.（2021河北，1）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶

弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生镁作刀镰者”。“灌钢法”主要

是将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列

说法错误的是（）

A.钢是以铁为主的含碳合金

B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大

C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高

D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3

三年模拟练

应用实践

1.（2022辽宁沈阳联合体月考）北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价：“世间锻铁

所谓钢铁者,用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢'，

亦谓之‘灌钢'。此乃伪钢耳……”，下列说法正确的是（）

A.生铁和钢都是铁的含碳合金,钢中碳的含量较高

B.通过炼制和锻打,可以调节铁合金中元素的组成、含量等来改变铁合金的性能

C.高碳钢的韧性较好，低碳钢的硬度较大

D.不锈钢是一种常见的合金钢,它的合金元素主要是鸨（W）和硅（Si）

2.（2022河北邢台一中月考）为测定某区域空气中S02的含量，课外小组的同学将

空气样品通入200mL0.100mol/L的酸性KMnO」溶液中（假定样品中无其他还原

性气体，S02可被溶液充分吸收），反应的离子方程式为5S02+2Mn04+2H20—

2++

5S0f+2Mn+4Ho若空气流量为aL/min,经过bmin溶液恰好褪色,则该空气样

品中SO?的含量（单位:84）为（）

A.—B.—C.—D.—

25a匕25abSab5ab

3.（2022山东泰安一中月考）在FeCl3>CuCk的混合溶液中，加入一定量的铁屑，

反应完全后将固体滤此下列说法正确的是（）

A.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+

B.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Ci?+

C.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe”和Fe2；一定不含Cu2+

D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe：一定不含Fe",

可能含有Ci?+

4.新型镁铝合金（Mg17Al12）有储氢性能，它在一定条件下完全吸氢的反应为

Mgl7Al12+17H2—17MgHz+12Al,得到的混合物Y（成分为Mg4、Al）能与酸反应释放

出大量氢气。下列说法正确的是（）

A.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成

B.合金在吸氢过程中被山还原

C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中，也可以完全溶于足量的NaOH溶

液中

D.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成心的体积（同温同压下）

大小顺序为I/%（铝）＞%2（镁铝合金）＞/2（镁）

5.（2022江苏百校大联考）某兴趣小组同学为研究Cu与Fe"的反应进行如下实验

（已知CuCl为白色固体，微溶于水）:

序号实验步骤实验现象

少

量

铜

粉溶液黄色变浅，加入蒸储水后无明

I充分振荡,加入2mL蒸储

显现象

水

过

量1mL

铜/0.1mol•L-1

粉Fed?溶液,溶液黄色褪去，加入蒸储水后生

II充分振汤，加入2mL蒸储

水

过

量

铜

粉,溶液黄色褪去，变成蓝色，加入

III充分振荡,加入2mL蒸储

蒸馈水后无白色沉淀

水

下列说法不正确的是（）

A.三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2Fe*+Cu—Cu"+2Fe"

C.实验II中加水后的离子反应可能是Cu*+Cu+2Cr—2CuCl

D.上述实验表明能否形成白色沉淀主要取决于加入Cu的量

迁移创新

6.（2022江西宜春月考）长期放置的FeSOi溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行

了如下实验：

⑴设计实验检验FeSO”溶液的变质程度。

步骤1步骤2

实验

取待检测液于试管中，向其取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸

方案

、中滴加KSCN溶液性高镒酸钾溶液

实验

现象

实验

FeSOi溶液部分变质

结论

①将上述方案补充完整。

②若要使部分变质的FeSO」复原,方法是

(用离子方程式表示)。

⑵利用部分变质的FeSO”溶液制备Fe203o

部分变质的

()()()

FeSO,溶液|T|T|>^0]

①“()”中所填是所需试剂或条件,分别为、、,“匚

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)。

②若100mL该变质溶液制得1.6gFez。”则变质前FeSO1溶液的浓度

为o

(3)FeSO,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

Fe”转化为Fe",以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：

实验方案实验现象

取适量Fe2(S0)溶液于试管中，加入维生素

紫色褪去

C片,振荡溶解后,滴加酸性高镒酸钾溶液

由上述实验能否得出“维生素C可将吓葭转化为Fe"”的结论?请说明理由:

7.(2021黑龙江省实验中学期中)某化学课外小组在制备Fe(0H)2的过程中观察到

生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色。该小组同学对产生灰

绿色沉淀的原因，进行了实验探究。

已知:检验溶液中的亚铁离子可用K3[Fe(CN)61溶液,Fe"与[Fe(CN)6『反应生成蓝

色沉淀。

I.甲同学猜测灰绿色沉淀是Fe(0H”和Fe(0H)3的混合物,设计并完成实验1和实

验2。

编号实验操作实验现象

向2mL0.1mol•L-1FeSO」溶液中液面上方出现白色沉淀，一段时间

实

验滴0.1mol・LNaOH溶液(两溶液后变为灰绿色，长时间后变为红褐

1

中均先加几滴维生素C溶液)色

取实验1中少量灰绿色沉淀，洗净

实后加盐酸溶解，分成两份，分别置①中出现蓝色沉淀,②中溶液未变

验

2于①、②两支试管中。①中加入试成红色

剂a,②中加入试剂b

(1)实验中产生红褐色沉淀的化学方程式为

⑵实验1中加入维生素C溶液是利用该物质的性。

⑶实验2中加入的试剂a为（写化学式,下同）溶液，试剂b为

溶液。实验2的现象说明甲同学的猜测

（填“正确”或“不正确”）o

II.乙同学查阅资料得知，Fe（0H）2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是

Fe（0H）2吸附Fe2♦引起的，设计并完成了实验3〜实验5。

编号实验操作实验现象

向10mL4mol•L'1NaOH溶液中

液面上方产生白色沉淀（带有较多灰

实逐滴加入0.1mol•LFeSOi溶液

验绿色）。沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀

3（两溶液中均先加几滴维生素C溶

变为白色

液）

向10mL8mol・L1NaOH溶液中

实逐滴加入0.1mol-LFeSO1溶液液面上方产生白色沉淀（无灰绿色）。

验

4（两溶液中均先加几滴维生素C溶沉淀下沉后，仍为白色

液）

实取实验4中白色沉淀,洗净后放在

验

5潮湿的空气中________________________

（4）依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（5）该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验

5的实验现象可能为

III.该小组同学发现当溶液中存在Fe3'或溶解较多也时，白色沉淀更容易变成灰绿

色。经过再次查阅资料得知当沉淀形成时一，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，

也紧密;若有杂质固体存在时一，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。

因此，当Fe(0H)2沉淀中混有Fe(OH)3时，沉淀不够紧密,与溶液接触面积更大，更

容易吸附Fe、

(6)根据上述实验该小组同学得出结论:制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉

淀的适宜的条件和操作为,并除去溶液中的FT和

溶解的02o

综合拔高练

五年高考练

1.C2.C6.D7.C

l.CA项,Fe与Fe"反应生成Fe：推断合理。B项,亚铁盐既能被氧化为铁盐又能

被还原为铁单质，推断合理。C项,氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液加

入沸水中继续加热至液体呈红褐色;如果加入浓碱液中，生成的是Fe(0H)3沉淀,

推断不合理。D项，可存在Fe"—Fe(OH)2—Fe(OH)3—Fe"-Fe"的循环转化关系,推

断合理。

2.C制备Fe(0H)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,A错误；向FeCk溶液中

滴加NHBCN溶液，溶液不显红色,B错误;Cu与FeCk溶液反应可生成CuCb和

FeCl2,C正确；I2的氧化性较弱，故与铁反应生成Fel2,D错误。

3.答案(1)漏斗

(2)BD

(3)溶液变为红色

(4)FeCl3•6H2O+6SOC12—FeCl3+6S02f+12HC1f

(5)S02先加盐酸酸化,再加BaCk溶液,产生白色沉淀,则是SO?将Fe，'还原

解析(1)过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(2)结合图示转化可

知A溶液中含FeCl2,加入氧化剂B得到的C溶液中含FeCk,A、C均能引入杂质离

子,BD符合题意。(3)FeCb・6H20晶体溶于水得到FeCb溶液,滴加KSCN溶液时,

溶液变为红色。(4)结合图示及已知信息可写出D-E的化学方程式为

FeCl3-6H20+6S0Cl2—FeCl3+6S02t+12HC1f。(5)反应中生成的S0?能将FeCl3

还原为FeCl2,得到的氧化产物为硫酸盐。可通过实验检验该溶液中含有SOJ-,即

可证明是SO?将Fe”还原。检验时取待检液,先加入盐酸酸化,再滴加BaCk溶液,

产生白色沉淀,则证明是S02将Fe*还原。

4.答案(1)球形冷凝管平衡气压,便于液体顺利流下

(2)2NH3+3CuO-3CU+N2+3H20(或NH4Cl+NaN02—NaCl+2H20+N2t)A(或B)

2+

(3)4Fe+80H-FeI+Fe304I+4H20

(4)AD

(5)稀硝酸和硝酸银溶液除去晶体表面水分,便于快速干燥

(6)90.0%

解析(1)结合图示装置可知仪器a的名称为球形冷凝管。实验中使用恒压滴液

漏斗，利于平衡压强,便于液体顺利流下。(2)结合所给药品和实验装置考虑可用

装置A或装置B制备用,其化学方程式分别为2NH3+3CUO-3CU+N2+3H20和

NH4Cl+NaN02—NaCl+2H20+N2t。(3)三颈烧瓶中FeCb溶液与KOH溶液共热可生

成Fe和FeQ,根据得失电子守恒等可配平该离子方程式为4Fe2++80H—

FeI+Fe3O4I+4H20o（4）为保证产品性能，使其粒径适中、结晶度良好,应采用适宜

的滴液速度,且选择适宜的焙烧温度;若用盐酸代替KOH溶液,可能导致Fe、Fe3O4

部分溶解,若在空气氛围中制备,Fe"易被氧化,故选ADo（5）实验中洗涤主要是洗

去沉淀表面的C1,应向最后一次洗涤液中加入稀硝酸和AgNOs溶液，若无沉淀产

生，则证明沉淀已洗涤干净。使用乙醇洗涤，是利用了乙醇的挥发性，便于黑色沉

淀快速干燥。（6）9.95gFeCl2•4H20的物质的量为9.95g4-199g/mol=0.05mol,

根据反应中的离子方程式可得关系式

2t

4Fe~Fe/Fe30.f

4mol56g+232g=288g

0.05molm（理论）

解得m（理论）=3.60g,而实际得到3.24g产品，则该实验中所得磁性材料的产率

为主2x100%=90,0%0

3.6g

5.答案（2）也取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色是否呈血

红色

解析（2）“酸浸”时酸过量，“酸浸”后的滤液中还含有大量与铁粉反应

3+

生成H2;一般用KSCN溶液检验FeO

6.DA项，金属铝用于制作金属制品是因为金属铝易加工，且表面形成的氧化膜

有一定的防腐作用，错误;B项,冶炼铝用氧化铝作原料,是因为氧化铝熔融时能电

离,错误;C项,氢氧化铝有弱碱性,可用于中和过多的胃酸,错误;D项，明矶中的铝

离子在水溶液中可形成氢氧化铝胶体,可用于净水,正确。

7.CA项,根据题目信息可知钢是以铁为主的含碳合金,正确;B项,钢的含碳量越

高,硬度和脆性越大,正确;c项,生铁比熟铁含碳量高,所以生铁的熔点低于熟铁，

错误;D项，赤铁矿的主要成分为Fe2O3,正确。

三年模拟练

l.B2.D3.B4.D5.D

1.B生铁和钢都是铁碳合金,钢和生铁的碳含量分别为0.03%〜2.0%和2.0%~4.3%,

即生铁的碳含量较高,A项错误;通过炼制和锻打,能降低生铁中碳的含量，以改变

铁合金的性能,B项正确；高碳钢硬度较大、韧性较差，低碳钢硬度较小、韧性较

强,C项错误;不锈钢属于合金钢,其主要合金元素是Cr、Ni等,D项错误。

2.D通入空气体积为aL/minXbmin=abL,溶液中n(KMnO)=O.2LXO.100

mol/L=0.02mol,由已知反应得

2+

5S02+2MnO；+2H20—5S0f+2Mn+4H'

52

n(S02)0.02mol

解得n(S02)=0.05mol,其质量为0.05molX64g/mol=3.2g,则该样品中SO?的

含量为1g/L,D项正确。

abSab

3.B本题结合溶液中的氧化还原反应,判断反应后溶液中的成分。

氧化性:FeDCu",加入铁屑后溶液中发生的反应依次为：

①2FeCk+Fe-3FeCl2

②CuC12+Fe^=FeCL+Cuo

反应后固体成分的确定(按铁屑加入量分析):

溶液中滤出后

情况发生的反应

阳离子的固体

厂2+厂3+

Fe、Fe、

a发生①,Fe”部分反应无

Cu2+

「2+八2+

b发生①,Fe”恰好完全反应re、Cu无

c发生①②,且Cd部分反应re>CuCu

d发生①②,且C/'恰好完全反应Fe2+Cu

e发生①②,且铁屑过量Fe2+Cu、Fe

结合上述分析,若滤出的固体只有Cu（即情况c或d）,所得溶液中一定含有Fe2+,

也可能含有Cd,但溶液中一定不含Fe",A、C均错误,B正确;若滤出的固体中含

有铁和铜（即情况e）,则溶液中阳离子一定含Fe2+,一定不含Cd和Fe",D错误。

思维升华

解答这类试题需根据题中信息写出可能发生的反应,根据加入试剂（铁屑）的

用量,判断溶液中发生的反应,可具体分几种情况进行讨论，以便于判断反应后溶

液中的组成等。由于本题未给出FeCL、CuCk的物质的量，不便于用数轴表示，若

知道定量关系可结合数轴分析讨论，更加直观明了。

如CO?与KOH溶液的反应,可用数轴法讨论确定溶液的组成：

KOHK2cO3KHCO,

（N--dS~"«（co2）

KOH2K2CO,KHCO,^KOH）

（CO，KHCO,

根据二者的反应选好特殊点进行分析即可,利用同样的方法可进行相关分析。

4.D在高温下熔炼时,镁和氮气可以发生反应:3Mg+N2些Mg3N2,故A错误;合金

在吸氢过程中镁元素的化合价升高,被上氧化,故B错误;镁铝合金可以完全溶于

足量盐酸中,镁与氢氧化钠不反应,不能完全溶于足量的NaOH溶液中，故C错误;

假设镁、铝、镁铝合金的质量均为wg,计算分别产生上的物质的量：

Mg+2HC1—MgCb+H2t

24g1mol

wgw/24mol

2A1+6HC1—2A1C13+3H2t

54g3mol

wgw/18mol

镁铝合金与足量的盐酸反应生成的山的物质的量介于w/24mol〜w/18mol之间,

同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,所以同温同压下生成H2的体积由

大到小的顺序为（铝）＞/2（镁铝合金）＞02（镁），故D正确。

5.D实验H中Cu部分转化为CuCl,消耗的铜粉多于实验I、HLA项正确;三个

实验中溶液黄色变浅或褪去，都发生反应2Fe"+Cu—Cu2t+2Fe2+,B项正确；实验

II中加水后生成白色沉淀，即CuCl,可能发生的离子反应为CU2++CU+2C1—

2Cuci,c项正确；实验ii、in均加入过量铜粉,in中未产生白色沉淀,表明能否形成

白色沉淀由Cu的用量和ci浓度共同决定,D项错误。

6.答案（1）①溶液变红紫色褪去②2Fe"+Fe—3Fe"

3+

⑵①H2O2溶液NaOH溶液加热FeFe（0H）3②0.2mol/L

（3）不能,维生素C也具有还原性,若其过量,也可使酸性高镒酸钾溶液褪色,则无

法说明一定有Fe2.生成

解析⑴①要证明F