第三章 铁 金属材料 测试 高中化学人教版（2019）必修第一册

第三章铁金属材料测试题一、选择题1．2年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场顺利着陆。飞船使用的燃料可为肼(N2H4)，发射时发生的反应为2N2H4+N2O4=3N2+4H2O，下列说法正确的是A．肼发生了还原反应 B．N2既是氧化产物，又是还原产物C．N2O4在反应中失电子 D．反应中每生成1molH2O转移4mol个电子2．2022年9月30日国产飞机C919获得型号合格证，标志着我国具备自主研制世界一流大型客机的能力。飞机机身使用的铝锂合金属于A．金属材料 B．复合材料 C．有机材料 D．无机非金属材料3．下列有关说法错误的是A．次氯酸钠具有强氧化性，可用作游泳池的消毒剂B．碳酸钠呈碱性，故可用作治疗胃酸过多的药物C．因具有很高的熔点，故氧化铝可用作耐火材料D．过氧化钠可与二氧化碳、水反应，故可用在潜艇内作供氧剂4．下列化学用语书写正确的是A．硫酸氢钠在熔融状态下的电离方程式：B．氨水与稀硫酸反应的离子方程式：C．钾与水反应的离子方程式：D．氧化铝溶于氢氧化钠溶液的化学方程式：5．将过量的镁、铝、铁分别放入100mL1mol/L盐酸溶液中，同温同压下产生气体的体积比是A．6∶3∶2 B．1∶1∶1 C．3∶1∶1 D．1∶2∶36．下列金属材料中，最适合用于制造飞机部件的是A．镁铝合金 B．铜合金 C．不锈钢 D．铅锡合金7．下列实验操作及现象能得出相应结论的是选项操作现象结论A依次向某溶液中加入KSCN溶液、氯水开始溶液无变化，后溶液变为红色该溶液中含有Fe2+B用洁净铂丝蘸取少量溶液进行焰色试验火焰呈黄色原溶液一定为钠盐溶液C向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊该溶液中一定有COD某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀溶液中一定含有SOA．A B．B C．C D．D8．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入物质X后铜粉逐渐溶解，X可能是A．HCl B．Fe2(SO4)3 C．K2S D．FeSO49．铁和铜部分物质的价一类关系如图所示。下列说法正确的是A．a和d不能发生化合反应B．高温条件下，a与水蒸气反应可制得c和氢气C．b、e都是黑色固体，d溶液和h溶液都是透明溶液D．从元素价态来看，b和f既可以表现氧化性，又可以表现还原性10．化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是A．过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源B．漂白粉的有效成分次氯酸钙，能起到杀菌、消毒的作用C．积极推广共享单车以减少雾霾和光化学烟雾D．Fe3O4是一种复杂的混合物，可以写成FeO·Fe2O311．X、Y、Z、W存在如图转化关系(部分产物已略去)，则X、W不可能是选项XWAFeB溶液盐酸C溶液D溶液NaOH溶液A．A B．B C．C D．D12．关于铁及其化合物的叙述不正确的是A．铁的三种常见氧化物都不溶于水，也不与水反应B．红热的铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气C．可以用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液D．生铁是铁的一种合金二、非选择题13．化学是一门实用性很强的科学，请根据题意填空：(1)厨房里常使用苏打，向其水溶液中滴加酚酞溶液后，溶液呈(填“无”或“红”)色；(2)铁制餐具不宜长时间存放酸性食物，但常温下铁制容器可以盛装(填“浓硫酸”或“浓盐酸”)。(3)炒菜时，加入酒和醋能使菜味香可口，原因是酒和醋反应生成了(填“酯”或“盐”)。14．化学是一门实用性很强的科学。请根据题意填空：(1)铝制易拉罐的表面有一层氧化膜，主要成分是Al2O3。它与盐酸和氢氧化钠溶液反应都生成盐和水，则Al2O3，属于氧化物(填“酸性”、“碱性”或“两性”；(2)铁有多种氧化物，其中俗称“铁红”的是(填“Fe2O3”或“Fe3O4”)；(3)过氧化钠是一种淡黄色固体，在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，Na2O2所发生的主要反应的化学方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+。15．高温下铝粉与氧化铁的反应可用来焊接铁轨。其化学反应方程式为：，其中还原剂是，氧化剂是。16．1774年，瑞典化学家舍勒发现软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸混合加热能制取氯气：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。现将含MnO2的质量为17.4g的软锰矿石与足量浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)。计算：(1)生成的Cl2的体积(标准状况下)。(2)参加反应的浓盐酸中被氧化HCl的物质的量。17．把13.4g镁铝铜合金的粉末加入过量的盐酸中，在标准状况下放出氢气11.2L，反应后过滤得沉淀3.2g。试计算：(1)该合金中镁的质量分数(保留小数点后一位数)；(2)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比。18．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.3mol电子发生转移。(1)理论上可以得到金属铝多少克？(2)需氧化铝多少克？(做题过程要规范)19．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：。(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式)。(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是。20．化合物A、B组成元素相同，且B为白色，C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的氢氧化钠溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A、B、C、D。(2)写出B转化为A的化学方程式：。(3)写出A受热分解的化学方程式：。21．回答下列问题。(1)实验室常用如图所示装置来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时在A中加入铁屑和稀硫酸，B中加入一定量的NaOH溶液，则A中发生的反应的离子方程式是。实验开始时先将活塞E(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是。实验结束后拔去装置B中橡皮塞，使空气进入，装置B中发生的现象为。(2)从制造印刷电路板的腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，处理流程如图所示：已知试剂①为铁，试剂②为稀盐酸，则滤渣的成分为，检验废液中Fe3+存在的最佳试剂是(填标号)，检验时实验现象为。A．氢氧化钠溶液B．酸性KMnO4溶液C．氯水D．KSCN溶液检验Fe2+可用酸性KMnO4溶液，请写出离子方程式22．硫酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物。一片药片所含铁元素60mg，一盒硫酸亚铁片含药100片。(1)每盒硫酸亚铁中含铁元素的物质的量为mol(结果保留小数点后一位)；(2)甲同学为检验药片中，将硫酸亚铁片碾碎溶解后取上层清液进行实验(如图所示)，预测观察到的现象是：；(3)乙同学认为药品有部分被氧化，将硫酸亚铁片碾碎溶解后取上层清液进行实验(如下图所示)ⅱ中的现象是：；是由于被氯水氧化，反应的离子方程式为；(4)丙同学认为上述实验不能充分证明药品被部分氧化，应补充的实验是：。【参考答案】一、选择题1．B【分析】在反应中，N2H4中的N元素由-2价升高到0价，N2O4中的N元素由+4价降低到0价。解析：A．由分析可知，肼中N元素化合价升高，失电子发生氧化反应，A错误；B．N2O4中N元素化合价由+4降低为0，N2H4中N元素化合价由-2升高为0，该反应中N2既是氧化产物又是还原产物，B正确；C．在反应中，N2O4中的N元素由+4价降低到0价，得到电子，C错误；D．反应中每生成1mol个H2O转移2mol个电子，D错误；故选B。2．A解析：金属材料包括纯金属和合金，铝锂合金属于金属材料，故选A。3．B解析：A．次氯酸钠具有强氧化性，可使蛋白质变性，杀菌消毒，可用作游泳池的消毒剂，A正确；B．碳酸钠呈碱性，其溶液碱性较强，具有强腐蚀性，不能用作治疗胃酸过多的药物，一般用碳酸氢钠治疗胃酸过多，B错误；C．因具有很高的熔点，故氧化铝可用作耐火材料，C正确；D．过氧化钠可与二氧化碳、水反应生成氧气，故可用在潜艇内作供氧剂，D正确；故选B。4．C解析：A．硫酸氢钠在熔融状态下电离出钠离子和硫酸氢根离子，电离方程式：，故A错误；B．氨水为弱碱和硫酸生成硫酸铵和水，离子方程式为：，故B错误；C．钾与水反应生成氢氧化钾和氢气，反应的离子方程式为：，故C正确；D．氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，故D错误；故选C。5．B解析：由于镁、铝、铁都是过量的，所以同温同压下产生氢气的物质的量取决于HCl的物质的量，则三者产生气体的体积比是1∶1∶1，故选B。6．A解析：A．镁铝合金密度校，符合制造飞机部件密度校、硬度大、耐腐蚀的特点，A正确；B．铜合金中通属于重金属，且容易生成铜绿，不符合飞机部件的要求，B错误；C．不锈钢属于铁合金，容易形成电化学腐蚀，不符合飞机部件的要求，C错误；D．铅锡合金中铅属于重金属，不符合题意制造飞机部件的要求，D正确；故选A。7．A解析：A．依次向某溶液中加入KSCN溶液、氯水，开始溶液无变化说明没有铁离子，后溶液变为红色说明生成铁离子，则该溶液中含有Fe2+，故A正确；B．钾元素的焰色反应实验需要透过蓝色钴玻璃观察，焰色反应为紫色；火焰呈黄色不能排除溶液中含有钾离子，故B错误；C．若溶液中含有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，加入盐酸生成气体也会使石灰水变浑浊，故C错误；D．某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，生成白色沉淀也可能为氯化银沉淀，溶液中可能含有银离子，故D错误；故选A。8．B解析：A．Cu的活泼性弱于H，稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入HCl，铜仍然不溶解，故A不选；B．铜能和Fe2(SO4)3反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，所以铜能在Fe2(SO4)3溶液中溶解，故B选；C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入K2S，生成H2S，铜粉仍不溶解，故C不选；D．向稀硫酸反应加入FeSO4后，铜与FeSO4不反应，不能溶解铜，故D不选；故选：B。9．D【分析】根据Fe和Cu的化合价及相应物质的分类可知，a为Fe，b为FeO，c为，d为Fe(III)盐，e为Cu，f为Cu2O，g为，h为Cu(II)盐。解析：A．由分析可知，a为Fe，d为Fe(III)盐，二者可以发生化合反应，比如，A错误；B．由分析可知，a为Fe，高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；C．由分析可知，b为FeO，该物质是黑色固体；e为Cu，该物质是紫红色固体；d为Fe(III)盐，h为Cu(II)盐，它们的溶液都是透明溶液，C错误；D．由分析可知，b和f为中间价态，既表现氧化性，又表现还原性，D正确；故选D。10．D解析：A．过氧化钠能与二氧化碳、水反应生成氧气，可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故A正确；B．漂白粉的有效成分为次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能杀菌消毒，故B正确；C．积极推广共享单车，可减少化石燃料的使用，从而可减少雾霾和光化学烟雾，故C正确；D．Fe3O4是一种化合物，不是混合物，故D错误；故答案选D。11．A解析：A．Fe和Cl2反应时无论Cl2过量或少量都生成FeCl3，故A错误；B．碳酸钠溶液和少量盐酸生成Z为碳酸氢钠溶液，和过量盐酸反应生成Y为二氧化碳，能实现上述关系，故B正确；C．X为氢氧化钙，W为二氧化碳，氢氧化钙与少量二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，和过量二氧化碳反应生成碳酸氢钙，碳酸钙和碳酸氢钙间可以相互转化，符合转化关系，故C正确；D．AlCl3溶液和与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝，AlCl3溶液和与过量NaOH溶液反应可生成偏铝酸钠，氢氧化铝可与偏铝酸钠相互转化，能实现上述转化关系，故D正确；故选A。12．B解析：A．铁的常见氧化物由氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁，三者均不溶于水，且不与水反应，故A正确；B．铁在高温条件下与水蒸气反应，产生四氧化三铁和氢气，故B错误；C．胶体能产生丁达尔效应，而溶液不存在丁达尔效应，可用丁达尔效应来鉴别溶液和胶体，故C正确；D．生铁是铁和碳组成的合金，故D正确；故选：B。二、非选择题13．红浓硫酸酯解析：(1)苏打是碳酸钠的俗称，碳酸钠的水溶液呈碱性，碱性溶液可以使酚酞变红，故答案为：红；(2)常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸起初反应生成致密的氧化膜，从而阻止反应的继续进行，发生钝化现象，故常温下可用铁制容器盛装浓硫酸，故答案为：浓硫酸；(3)酒的主要成分是乙醇、醋的主要成分是乙酸，乙醇和乙酸可反应生成具有香味的乙酸乙酯，故答案为：酯。14．两性Fe2O3O2解析：(1)Al2O3既能与酸反应产生盐和水，也能与碱反应产生盐和水，因此Al2O3是两性氧化物；(2)铁有多种氧化物，其中Fe2O3是红棕色粉末状固体，俗称“铁红”，因此俗称“铁红”的氧化物是Fe2O3；(3)根据原子守恒，可知缺项物质是O2。15．Al+Fe2O3Fe+Al2O3AlFe2O3解析：高温下铝粉与氧化铁反应生成氧化铝和铁，方程式为Al+Fe2O3Fe+Al2O3；Al的化合价升高，失电子，作还原剂；氧化铁中Fe的化合价降低，得电子，作氧化剂。16．(1)4.48L(2)0.4mol解析：(1)17.4gMnO2的物质的量是17.4g÷87g/mol=0.2mol，根据方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知生成0.2mol氯气，在标况下的体积是0.2mol×22.4L/mol＝4.48L；(2)被氧化的氯化氢转化为氯气，则根据氯原子守恒可知参加反应的浓盐酸中被氧化的HCl的物质的量为0.2mol×2＝0.4mol。17．(1)35.8%(2)4:4:1解析：（1）设镁的物质的量为，铝的物质的量为因为与盐酸不反应，因此固体为，即根据、结合质量关系可知则解得镁的质量分数为（2）根据以上分析可知该合金中镁、铝、铜的物质的量之比。18．7g5.1g解析：设参加反应的氧化铝的质量为x，生成的铝的质量为y，则解得x＝5.1gy＝2.7g故答案为：2.7g；5.1g；19．(1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O(2)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)胶体Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应【分析】Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应可知①是盐酸，三氯化铁有氧化性可以和铁单质反应生成氯化亚铁；另外把三氯化铁滴入沸水中可以制得氢氧化铁胶体，据此解题；解析：（1）Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；故答案为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；（2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；故答案为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应。20．(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSO4Fe2O3(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O解析：化合物A、B组成元素相同，且B为白色，C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的氢氧化钠溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D，则A是Fe(OH)3，B是Fe(OH)2，C是FeSO4，Fe(OH)3受热分解产生的红棕色的D是Fe2O3，然后根据问题分析解答。(1)根据上述分析可知：A是Fe(OH)3，B是Fe(OH)2，C是FeSO4，D是Fe2O3；(2)Fe(OH)2不稳定，在空气中遇氧气会迅速被氧化产生红褐色Fe(OH)3，该反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；(3)Fe(OH)3不稳定，受热分解产生Fe2O3、H2O，该反应的化学方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。21．(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑打开H2白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色(2)Cu、FeD溶液出现血红色MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O【分析】（1）A中铁屑和稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，开始时先打开E，用氢气将装置中的空气排干净，C中收集到的气体主要成分