高一化学（人教版）试题必修一阶段质量检测（三）铁金属材料

阶段质量检测(三)铁金属材料一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。1.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是()A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔C.金戈铁马 D.甘之若饴2.近年来我国大力弘扬中华优秀传统文化,体现了中华民族的文化自信。下列有关说法不正确的是()A.古壁画颜料中所用的铁红,常用作油漆、油墨和橡胶的颜料,其成分为Fe3O4B.“煮豆持作羹,漉之以为汁”的“漉汁”涉及的基本操作是过滤C.“月照花林皆似霰”与“日照香炉生紫烟”都是描述丁达尔效应的诗句D.《梦溪笔谈·器用》中“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”的“剂钢”是指铁的合金3.下列关于钠、铝、铁、铜和氧气的反应,不正确的是()A.铁在氧气中燃烧,产物为Fe2O3B.钠在空气中易被氧化,所以应该保存在煤油中C.铝表面很容易被氧气氧化,形成致密的氧化物保护膜D.铜可以在加热的条件下和氧气反应,生成氧化铜4.(2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是()A.用氢氟酸刻蚀玻璃:SiO32−+4F+6H+==SiF4↑+3HB.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu==3Cu2++2FeC.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2O32−+2Cl2+3H2O==2SO3D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+CO32−==CaCO35.A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是()A.物质B是H2 B.物质C是Cl2C.物质D是FeCl2 D.物质F是FeCl26.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液7.在加入Al粉产生H2的溶液中,一定能大量共存的离子组是()A.Ba2+、HCO3−、Ca2+、Cl B.CO32−、Na+、C.Cl、NH4+、SO42−、Fe3+ D.Cl、Na+、S8.向200mL0.1mol·L1FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再充分灼烧后得到固体的质量为()A.1.44g B.1.6gC.1.8g D.2.14g9.下列实验结论不正确的是()选项实验操作实验现象实验结论A向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液产生白色沉淀,立即变灰绿,最终为红褐色Fe(OH)2易被氧化B向酸性KMnO4溶液中滴加FeSO4溶液溶液紫色褪去Fe2+具有还原性C分别向FeCl2溶液和FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液前者无明显变化,后者溶液变红SCN与Fe2+可能不反应也可能反应生成无色物质;SCN与Fe3+一定反应且生成红色物质D分别向2份等量的铁粉中加入等体积等浓度的FeCl3溶液和稀硫酸一段时间后,溶液均变为浅绿色氧化性:Fe3+<H+10.向含有一定物质的量的FeCl3和CuCl2的混合溶液中逐渐加入Fe粉至过量,该溶液的质量随加入Fe粉的质量的变化关系图为()11.250mL2mol·L1FeCl3溶液与28g铁屑完全反应(假设反应前后溶液体积不变),下列说法正确的是()A.反应后溶液中c(Fe2+)=3mol·L1B.反应后溶液中n(Cl)=6molC.参加反应的铁屑质量为28gD.向反应后溶液中加入足量盐酸,可产生11.2L(标准状况)气体12.高铁酸钾(K2FeO4)是环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:下列叙述错误的是()A.反应Ⅰ在常温下可以进行B.“尾气”可用FeCl2溶液吸收,其离子方程式为2Fe2++Cl2==2Fe3++2ClC.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2D.最后一步能制取K2FeO4的原因可能是相同温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO413.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置略,气密性已检验),下列推断不合理的是()A.B中收集到的气体是氢气B.烧杯中双氧水的作用是将Fe2+还原为Fe3+C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D.A中溶液的颜色开始由无色变为黄色,后又由黄色变为浅绿色14.将钠、铝混合物共10.0g投入适量水中充分反应,并测定生成H2的量,若混合物中钠与铝的质量之比为x,如图为生成H2的物质的量随x的变化关系示意图(随着x的不断增大,产生H2的物质的量越来越接近b1mol)。以下判断不正确的是()A.a1=13 B.a2=C.b1=523 D.b2=15.某研究小组设计了如下实验方案测定硫酸亚铁片中FeSO4的含量(假设硫酸亚铁片中的其他物质不参与反应):下列说法错误的是()A.“研细”需在研钵中进行B.可用氧气代替H2O2C.“一系列操作”包括过滤、灼烧、冷却、称量D.硫酸亚铁片中FeSO4的质量分数为60.8%二、非选择题:本题共4小题,共55分。16.(12分)钠、铁、铝及其化合物在日常生活中应用广泛。回答下列问题:(1)钠的氧化物中可以作为供氧剂的是(填化学式)。

(2)赤铁矿的主要成分与铝粉在高温条件下的反应,可用于野外焊接铁轨,写出该反应的化学方程式:。(3)FeO是一种色固体,在空气中加热生成(填化学式)。

(4)红热的铁能与水蒸气发生反应,反应的化学方程式为;教材“铁粉与水蒸气反应”实验中,棉花吸水量不易控制,而温度过高棉花易被烧焦,现用五水硫酸铜代替湿棉花提供。五水硫酸铜变成白色粉末时,发生反应的化学方程式为。

(5)常温下,铝比铁更耐腐蚀的原因是。(6)金属铝常温下能与氢氧化钠溶液反应,该反应实质是Al先与H2O反应:2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑,然后Al(OH)3与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠,写出该反应的化学方程式:。17.(13分)回答下列问题:(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有(填“还原”或“氧化”)性。

(2)新配制的FeCl2溶液中加入可以防止FeCl2转化为FeCl3。

(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式:。(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是(填物质名称)。

(5)某同学为检验某未知溶液中含有Fe2+,采取如下实验方案加以验证:取少许未知溶液于试管中溶液呈红色(证明含有Fe2+),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?18.(15分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)如何用实验证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁:。(2)为测定绿矾中结晶水的含量,将石英玻璃管(两端带开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。按如图连接好装置进行实验。①仪器B的名称是。

②将下列实验操作步骤正确排序(填字母);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。

a.点燃酒精灯,加热b.打开K1和K2,缓缓通入N2c.关闭K1和K2d.熄灭酒精灯e.称量Af.冷却到室温③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=(列式表示)。若实验时按a、b次序操作,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后石英玻璃管中残留固体为红色粉末。已知:SO2可使品红溶液褪色。①C中的溶液为BaCl2,其作用是。D溶液为,D中可观察到的现象为。

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:。③有同学认为该实验装置存在一定缺陷,请你谈谈完善该实验装置的措施:。19.(15分)某工厂的工业废水中含有大量的Fe3+、Fe2+、Cu2+、SO42−。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图,(1)加入试剂D为。

(2)加入试剂C,溶液中发生反应的离子方程式有、。

(3)操作Ⅲ包括蒸发浓缩、、过滤、洗涤、干燥。

(4)工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O72−),使其全部转化为Cr3+,该反应的离子方程式为(5)实验室由FeSO4·7H2O固体配制250mL0.10mol·L1FeSO4溶液。①下图所示的仪器中,配制溶液不需要使用的是(填字母),还缺少的玻璃仪器是、(填写仪器名称)。

②下列情况可能导致所配溶液的物质的量浓度偏低的是(填字母)。

A.FeSO4·7H2O固体失去部分结晶水B.移液前,容量瓶内有蒸馏水C.移液时,有少量液体溅出D.定容时仰视刻度线阶段质量检测(三)1.选C纸的主要成分是纤维素,不是金属材料,A错误;沙的主要成分是二氧化硅,不是金属材料,B错误;金和铁都是金属,C正确;甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜,糖类是有机物,不是金属材料,D错误。2.选AFe3O4是黑色的,古壁画颜料中所用铁红的成分为Fe2O3,A错误;煮熟豆子来做豆豉而使豆子渗出汁水,所以“漉汁”采用了过滤的方法,B正确;“月照花林皆似霰”描绘的月光在穿过树林时,由于空气中的微小颗粒(如水汽、尘埃等)对光线的散射作用,使得月光在树林中形成一条条明亮的光路,描述的是丁达尔效应,“日照香炉生紫烟”描绘的是阳光照射在庐山的香炉峰上,由于水汽和尘埃的散射作用,使得阳光在瀑布和水汽中形成一条条明亮的光路,也是丁达尔效应的一种表现,C正确;“剂钢”指的是铁的合金,具体是一种高碳钢,质地坚硬,但比较脆,容易折断,D正确。3.选A铁在氧气中燃烧,产物为Fe3O4。4.选D氢氟酸是弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,A错误;Fe的还原性大于Cu,Cu不能置换出Fe,三氯化铁与铜反应生成Fe2+和Cu2+,B错误;硫代硫酸根离子可被氯气氧化为硫酸根离子,故正确的离子方程式为S2O32−+4Cl2+5H2O==2SO42−+8Cl5.选D根据题意知,A为Fe,B为Cl2,C为H2,D为FeCl3,E为HCl,F为FeCl2。6.选CA项中Cl2能把FeCl2氧化;B项中Fe能把FeCl3还原;D项中除去了CO32−和SO42−7.选D加Al粉产生H2的溶液可能为酸性或碱性。A项,HCO3−在酸性或碱性溶液中都不能大量共存;B项,OH在酸性溶液中不能大量共存;C项,Fe3+、N8.选B题中先后发生反应:FeCl2+2NaOH==Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,FeCl2中Fe元素最终都转移到Fe2O3中,根据Fe元素守恒可得n(Fe2O3)=12n(FeCl2)=12×0.2L×0.1mol·L1=0.01mol,则有m(Fe2O3)=0.01mol×160g·mol1=1.6g9.选D向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液,先生成Fe(OH)2白色沉淀,白色沉淀被氧化,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,A项正确;酸性KMnO4具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+也可将MnO4−还原为Mn2+,故Fe2+具有还原性,B项正确;Fe2+遇KSCN溶液无明显现象,可能不反应,也可能生成无色物质,Fe3+遇KSCN溶液发生络合反应,变为红色,C项正确;铁粉加入FeCl3溶液中发生氧化还原反应,生成FeCl2,氧化性:Fe3+>Fe2+,铁粉加入稀硫酸中,生成FeSO4和H2,氧化性:H+>Fe2+,不能证明氧化性:Fe3+<H+10.选A根据氧化性:Fe3+>Cu2+,可知向该混合溶液中逐渐加入Fe粉至过量时,溶液中依次发生的反应为①2FeCl3+Fe==3FeCl2、②CuCl2+Fe==FeCl2+Cu。当发生反应①时溶液质量增加,当发生反应②时,由于析出固体Cu,溶液质量减小,当反应②结束后,随着Fe粉的加入,溶液质量不再发生变化。四个图像中只有A项符合题意。11.选A由题意可知,发生反应:Fe+2Fe3+==3Fe2+时,铁屑过量,n(Fe3+)=0.25L×2mol·L1=0.5mol。生成n(Fe2+)=0.5×32mol=0.75mol,c(Fe2+)=0.75mol0.25L=3mol·L1,A项正确;反应前后n(Cl)=0.25L×2mol·L1×3=1.5mol,B项错误;参加反应的铁屑质量为0.5mol×12×56g·mol1=14g,C项错误;反应后剩余铁粉(28−14)g56g·mol−1=0.2512.选A反应Ⅰ中Fe和Cl2的反应应在加热条件下进行,A项错误;尾气的主要成分是Cl2,Cl2能与FeCl2发生氧化还原反应,即尾气可用FeCl2溶液处理,离子方程式为2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl,B项正确;结合图示可写出反应Ⅱ为2FeCl3+3NaClO+10NaOH==2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,反应中NaClO为氧化剂,FeCl3为还原剂,即氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,C项正确;最后一步能得到粗K2FeO4晶体,可能是溶解度:K2FeO4<Na2FeO4,D项正确。13.选B双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,B错误。14.选B钠、铝混合物投入水中发生的反应有:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑。随着x增大,钠的质量逐渐增大,生成H2的体积也增大,当Na、Al的物质的量相等时,Na与水反应生成的NaOH与Al恰好完全反应,此时产生H2最多,之后随着Na质量增加,Al的质量减少,导致生成的H2逐渐减少,假设最终完全为Na,则生成H2的物质的量为b1mol,结合反应可以计算出b1=1023×12=523,C项正确。根据分析可知,x=a1时铝过量,生成氢气的物质的量为523mol,设钠的物质的量为ymol,此时铝过量,结合反应可知参加反应的铝的物质的量也是ymol,根据得失电子守恒可得:0.5y+1.5y=523,解得y=546,则混合物中铝的质量为10g546mol×23g·mol1=7.5g,混合物中Na的质量为10g7.5g=2.5g,则a1=2.5∶7.5=13,A正确;当铝和钠的物质的量相等时,生成氢气的量最大,a2=2327,B错误;当钠和铝的物质的量相等时,生成氢气的物质的量为b2mol,设此时铝和钠的物质的量都是zmol,则23z+27z=10.0,解得z=0.2,则生成氢气的物质的量为0.2mol×12+0.2mol×32=0.415.选C把固体粉碎研细需在研钵中进行,A正确;氧气和H2O2均能使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,且不引入新杂质,故可用氧气代替H2O2,B正确;沉淀表面有可溶性杂质,需进行洗涤,则“一系列操作”包括过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量,C错误;所得Fe2O3的质量为16g,n(Fe2O3)=0.1mol,根据铁元素守恒知,n(FeSO4)=0.2mol,则硫酸亚铁片中FeSO4的质量分数为0.2mol×152g·mo16.解析:(1)Na2O2与二氧化碳及水均能生成氧气,故Na2O2可以作为供氧剂。(2)赤铁矿的主要成分为Fe2O3,与铝发生铝热反应生成铁单质,化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。(3)FeO为黑色固体,在空气中加热时与氧气反应生成Fe3O4。(4)红热的铁与水蒸气在高温下反应生成氢气和四氧化三铁,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;五水硫酸铜为蓝色晶体,提供水蒸气后,变为无水硫酸铜白色粉末,化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O↑。(5)常温下,铝表面会生成一层致密的氧化铝薄膜,防止内部金属被腐蚀,而铁生成的铁锈比较疏松,内部的铁可以和空气接触继续被腐蚀。(6)Al(OH)3与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠,化学方程式为Al(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4]。答案:(1)Na2O2(2)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(3)黑Fe3O4(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2水蒸气CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O↑(5)铝表面会生成一层致密的氧化铝薄膜,防止内部金属被腐蚀(6)Al(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4]17.解析:(1)铁元素的化合价降低,被还原,说明维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液中加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,该反应的离子方程式为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。(4)将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl、Fe+2Fe3+==3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,若溶液变红,则溶液中含有Fe2+。答案:(1)还原(2)铁粉(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl、Fe+2Fe3+3Fe2+铁粉(5)不合理,改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中含有Fe2+。18.解析:(2)②实验时,为避免样品被氧化,应先打开K1和K2,缓缓通入N2,排出装置中的空气,同时防止空气中水蒸气的干扰,然后点燃酒精灯,使绿矾发生分解反应,待物质完全分解后,熄灭酒精灯,冷却至室温,关闭K1和K2,再称量固体质量的变化,则正确的顺序为badfce。③m3g应为FeSO4和装置的质量,则m(FeSO4)=(m3m1)g,m(H2O)=(m2m3)g,则n(H2O)=m2−m318mol,n(FeSO4)=m3−m1152mol,故结晶水的数目x=n(H2O)n(FeSO4)=m2−m318m3−m1152=76(m2−m3)9(m3−m1);若实验时按a、b次序操作,会导致硫酸亚铁被氧化,则导致m3偏大,测定结果偏小。(3)①实验后石英玻璃管中残留固体为红色粉末,说明FeSO4分解生成Fe2O3,反应中Fe元素的化合价升高,则S元素的化合价应降低,则一定生成SO2,根据原子守恒及得失电子守恒可知硫酸亚铁高温分解生成Fe2O3、SO3、SO2,C为氯化钡溶液,用于检验SO3,SO3溶于水生成H2答案:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,加几滴K