高中化学必修一第三章铁金属材料题型总结及解题方法(带答案)

高中化学必修一第三章铁金属材料题型总结及解题方法

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C．Fe2O3常用于制造红色油漆和涂料D．保存氯化亚铁溶液时，应加少量铁粉答案：AA．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；C．Fe2O3呈红色，不易被氧化，常用于制造红色油漆和涂料，故C正确；D．FeCl2易被氧化，故保存时应加铁粉来防氧化，故D正确；故选A。2、下列有关铝及其氧化物与强碱溶液反应的说法中，正确的是A．都有氢气生成B．都生成盐和H2OC．反应后铝元素主要以AlO形式存在D．反应后铝元素主要以Al3+的形式存在答案：CA．Al2O3与强碱溶液反应没有H2生成，故A错误；B．Al与强碱溶液反应没有H2O生成，故B错误；C．强碱性条件下，反应后铝元素主要以AlO形式存在，故C正确；D．Al、Al2O3与强碱反应生成偏铝酸盐，故D错误；故选C。3、下列操作、现象和结论都正确的是选项操作现象结论A向酸性溶液中通入足量的乙烯紫色溶液变为无色乙烯具有漂白性B向新制的悬浊液中加入葡萄糖溶液并加热产生砖红色沉淀葡萄糖具有还原性C在酒精灯火焰上分别灼烧头发和丝织品有烧焦羽毛气味可区分丝织品和头发D向某溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液溶液变为红色原溶液中一定含有A．AB．BC．CD．D答案：BA．酸性溶液与乙烯发生了氧化还原反应，体现了乙烯的还原性，A错误；B．向新制的Cu(OH)2悬浊液中加入葡萄糖溶液并加热，葡萄糖和Cu(OH)2发生了氧化还原反应产生砖红色沉淀，葡萄糖作还原剂，具有还原性，B正确；C．头发和丝织品中均含有蛋白质，灼烧时均有烧焦羽毛气味，不能用该方法区分头发和丝织品，C错误；D．若原溶液中含有时，也会出现这种现象，故该方法不能说明原溶液中一定含有Fe2+，D错误；故选B。4、元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。铁元素的价类二维图如图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是A．是一种黑色有磁性的铁的氧化物，可由Fe、水蒸气高温反应制得B．为实现向的转化，可向含的溶液中通入或者滴加溶液C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可将转化为D．FeO、、均可与酸反应，只生成一种盐和水答案：DA．Fe3O4是一种黑色有磁性的铁的氧化物，铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑，故A说法正确；B．Fe2+转化成Fe3+，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转化，如加入O2

.Cl2

.H2O2等，故B说法正确；C．中铁元素显+6价，具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，故C说法正确；D．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，故D说法错误；答案为D。5、证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变答案：BA．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误；

B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液,不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2+，故B正确；C．溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D．溶液中若含有Cu+,也有该现象，故D错误；故答案为B。6、下列转化关系不能通过一步反应实现的是A．Fe→FeCl2B．Fe2O3→Fe(OH)3C．FeCl3→FeCl2D．Fe(OH)3→FeCl3答案：B解析：略7、把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是A．硝酸银溶液B．硫酸铜溶液C．稀硫酸D．硫酸铁溶液答案：DA．铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故A错误；B．铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故B错误；C．铁和稀硫酸反应有氢气生成，故C错误；D．铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，没有气体生成且溶液质量增加，所以符合题意，故D正确；故选：D。8、向和的混合溶液中加入溶液中的恰好完全沉淀，再加入足量强碱并加热使氨气完全逸出，收集到，则原溶液中的物质的量浓度为(单位：)A．B．C．D．答案：A向和的混合溶液中加入溶液中的恰好完全沉淀，则原溶液中有bmol，再加入足量强碱并加热使氨气完全逸出，收集到，说明原溶液中有cmol，根据电荷守恒，的物质的量为(2b-c)mol，原溶液中则原溶液中的物质的量浓度为=

，故选A。多选题9、工业上用铝土矿(主要成分，还含有、等)为原料制取氧化铝，其制备流程如图所示，下列说法错误的是A．操作1

.操作2

.操作3均为过滤B．可用磁铁分离出“滤渣”中的含铁物质C．制备流程的反应中不涉及氧化还原反应D．氧化铝制作的耐火埚可用于纯碱的熔化实验答案：BD分析：铝土矿(主要成分Al2O3还含有Fe2O3

.SiO2等)中的Al2O3

.SiO2与足量NaOH溶液发生反应生成NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液，Fe2O3和NaOH溶液不反应，故过滤所得滤渣为Fe2O3，滤液1中含NaAlO2

.Na2SiO3以及过量的NaOH；向滤液1中加入CaO发生反应，生成CaSiO3沉淀，说明加入的CaO在溶液中和Na2SiO3反应生成了CaSiO3沉淀和NaOH，而NaAlO2未反应，故所得滤液2中含NaAlO2和NaOH，向此滤液中通入足量的CO2发生反应，则CO2会先和NaOH反应生成NaHCO3，后和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤，即滤液3中为NaHCO3，Al(OH)3沉淀经灼烧得到Al2O3。A．由流程图可知操作1

.操作2

.操作3都分离出滤液和固体，故为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故A正确；Ｂ．滤渣中含，不能被磁铁吸引，故B错误；Ｃ．流程中所涉及的反应均未发生化合价的改变，为非氧化还原反应，故C正确；Ｄ．高温下氧化铝会与纯碱反应，氧化铝埚不能用于加热纯碱至熔化的实验，故D错误。故选BD。10、Fe元素是应用最广泛的金属元素。下列说法错误的是A．Na2FeO4可消毒、净化自来水B．Fe在周期表中位置是第四周期VIIIB族C．KSCN可与Fe2+反应生成红色物质D．Fe3O4有磁性答案：BCA．Na2FeO4中Fe是+6价，因此Na2FeO4有强氧化性，能杀菌消毒同时生成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体可净水，故A正确；B．Fe元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，故B错误；C．KSCN可与Fe3+反应生成红色物质Fe(SCN)3，故C错误；D．Fe3O4是磁性氧化物，有磁性，故D错误；故答案为BC。11、部分氧化的合金样品(氧化产物为、)共5

.76g，经如图处理：下列说法不正确的是A．滤液A中的阳离子为Fe3+、Fe2+、B．样品中元素的质量为2

.24gC．溶解样品参与反应的D．V=896ml答案：ADA.

滤液A中不含铜离子，说明铜元素以单质的形式析出，Cu能与Fe3+反应，所以滤液A中不可能有Fe3+，故A错误；

B.

滤液A加入足量氢氧化钠，生成的沉淀灼烧，得到的固体是Fe2O3，根据铁元素守恒，样品中元素的质量为，故B正确；C.

滤液A中不含铜离子，滤液A中的铁元素只以FeSO4的形成存在，根据B可知n(Fe)=n(FeSO4)=，根据硫酸根离子守恒，则溶解样品参与反应的，故C正确；D.

样品用足量硫酸溶解，反应消耗0

.04mol硫酸，滤液中不含铜离子，则滤渣为铜，元素的质量为2

.24g、Cu元素的质量为3

.2g，样品中n(O)=，反应生成水0

.02mol，根据硫酸中氢元素守恒，生成氢气的物质的量为0

.04mol-0

.02mol=0

.02mol，生成氢气在标准状况下的体积为0

.02mol×22

.4L/mol=0

.448L=448ml，故D错误；选AD。12、碱式硫酸铁(其中Fe元素为+3价)是一种新型高效絮凝剂。一种利用废铁屑(主要含Fe，还含少量)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：下列说法正确的是A．x、y、z一定符合关系式：B．“反应Ⅰ”中包含的反应类型有置换反应、化合反应和复分解反应C．“过滤”所得滤液中溶质是D．“反应Ⅱ”中每生成标准状况下11

.2LNO，反应转移0

.5mol电子答案：BDA．碱式硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]中，Fe元素为+3价，OH-为-1价，为-2价，则有x(+3)+y(-1)+z(-2)=0，化简得3x=y+2z，则可能存在x=y=z，A错误；B．废铁屑中主要含Fe，还含少量Al2O3

.Fe2O3，加入足量稀硫酸后，发生的反应有Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，即“反应I”中包含的反应类型有置换反应、化合反应和复分解反应，B正确；C．调节pH过程中，将Al3+转化为Al(OH)3沉淀，

“过滤”所得滤液中溶质有FeSO4，没有Fe2(SO4)3，C错误；D．“反应II”中，NaNO2作氧化剂，还原产物是NO；标况下，每生成11

.2L

NO（物质的量为0

.5mol），反应转移0

.5mol电子，D正确；故选BD。13、某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液(含有FeCl2

.FeCl3

.CuCl2)中回收铜并制备氯化铁晶体，设计流程如图：下列说法正确的是A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒C．若试剂c是双氧水和盐酸，相应的反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OD．氯化铁晶体溶于水显绿色答案：BC分析：废液中加入试剂a产生沉淀，推测a可能为Fe粉，发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2

.Fe+CuCl2=Cu+FeCl2，经过操作Ⅰ过滤得滤渣Y(含Cu、Fe)，滤液X(FeCl2)，向滤渣Y中加入HCl(试剂b)，可将Fe溶解为FeCl2，而Cu不反应，经过过滤(操作Ⅱ)实现与Cu的分离，滤液Z(主要含FeCl2)，由于最终产品为FeCl3，故此处加入的试剂c为一种氧化剂，将FeCl2氧化为FeCl3，可能为H2O2或新制氯水，获得FeCl3溶液后，对其进行操作Ⅲ(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥)可获得FeCl3晶体，以此解答该题。A．由分析知试剂b为HCl，若用硫酸，则会引入杂质，故A错误；B．操作Ⅰ、Ⅱ为过滤，需用玻璃棒引流液体，操作Ⅲ涉及蒸发操作，需用玻璃棒搅拌，防止液体飞溅，故B正确；C．H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+，根据HCl添加H+配平电荷守恒，相应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故C正确；D．氯化铁晶体溶于水显黄色，氯化亚铁溶液显绿色，故D错误；故选：BC。填空题14、某酸性废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子，有同学设计了下列方案对该废液进行处理(所加试剂均稍过量)，以回收金属，保护环境。请回答：(1)沉淀a中含有的单质是_____。(2)沉淀c的化学式是_____。(3)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是_____。答案：(1)Cu、Fe(2)BaCO3(3)2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O分析：根据题中实验流程，在含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子的酸性废液中。加入铁屑，得沉淀a中含有Cu和过量的Fe；溶液A中加入H2O2目的是把Fe2+氧化成Fe3+，加入NaOH溶液，得红褐色沉淀b为Fe(OH)3；溶液B中加入Na2CO3溶液，沉淀c为BaCO3沉淀。(1)由以上分析可知沉淀a中含有的单质是Fe、Cu；(2)由分析可知沉淀c为BaCO3；(3)氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe2+

+

2H+

+H2O2=2Fe3++2H2O。15、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。答案：(1)Cu(2)1

.6g(3)0

.9mol/L(4)0

.44mol(5)13

.6g分析：根据题中信息，还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+，可知残留物没有Fe，1

.28g固体只有Cu，而Cu残留说明溶液中没有Fe3+，阳离子为H+和Fe2+，反应有：CuO

+

2H+=Cu2++H2O，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2H+=Fe2++H2↑，根据原子守恒和得失电子总数相等计算，设原有Fe为xmol

，Fe2O3为ymol，CuO为zmol，1

.28gCu的物质的量n==

=0

.02mol,

CuO物质的量为0

.02mol，生成H2为

=0

.04mol，根据得失电子总数相等知2x=

2y+2×0

.02

+2×0

.04，又根据Cl-知：(x+

2y)

+

0

.2×0

.400=0

.1×4

.40将上述两式联立解出：x=0

.1mol，y

=

0

.04mol，z

=

0

.02mol，原混合物中单质铁的质量56g/mol×0

.1mol

=

5

.6g，以此来解析；(1)依据上述分析可知，最后剩余1

.28g固体为铜；(2)依据上述计算可知氧化铜物质的量为0

.02mol,所以氧化铜质量为m

(CuO)

=

0

.02mol×80g/mol=

1

.6g；(3)上述计算可知溶液中亚铁离子物质的量=x+2y=

0

.1mol

+

2×0

.04mol=0

.18mol，c(Fe2+)==

=0

.9mol/L；(4)滤液加水稀释到200mL后，加入足量的硝酸银，产生的沉淀的物质的量依据Cl-～AgCl得到，n

(Cl-)=0

.110L×4mol/L=0

.44mol，可得n

(AgCl)=0

.44mol；(5)计算可知原混合物含有的物质为Fe为0

.1mol，Fe2O3为0

.04mol，CuO为0

.02mol，原混合物的总质量m(总)=0

.1mol×56g/mol+0

.04mol×160g/mol+

0

.02mol×80g/mol=

13

.6g。16、青铜是人类历史上一项伟大的发明，它是红铜和锡、铅的合金，也是金属冶铸史上最早的合金。铜及其合金在日常生活中应用广泛。回答下列问题：(1)西汉刘安在《淮南万毕术》中介绍了我国在西汉时期发明的湿法冶金技术，即“曾青得铁则化为铜”，其含义是铜的可溶性化合物的水溶液与铁反应生成铜。例如：将适量的铁粉加入硫酸铜溶液中，发生反应CuSO4+Fe=Cu+FeSO4。①该反应发生时，溶液的颜色变化为_______。②用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目：_______。③每生成6

.4

g

Cu，消耗的CuSO4的质量为_______g。(2)工业冶炼铜的原理主要是：i．2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2ii．2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑①Cu2S中Cu元素的化合价为_______价。②反应i中，生成的SO2属于_______(填“氧化”、“还原”或“氧化和还原”)产物，将其通入足量的NaOH溶液中，发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，该反应的离子方程式为_______。③将Cu2O固体加入稀HNO3中，发生反应_______Cu2O+_______

HNO3=_______Cu(NO3)2+_______

NO↑+_______H2O，配平该化学方程式_________。答案：(1)

由蓝色逐渐变为绿色(或其他合理答案)

16

.0(2)

+1

氧化和还原

SO2+2OH-=+H2O

3Cu2O+14HNO3(稀)=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O（1）①将适量的铁粉加入硫酸铜溶液中，发生反应：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，发生反应时，溶液颜色由蓝色变