第三章 铁 金属材料 测试题 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．下列物质中可用于净水的盐是A．纯碱 B．明矾 C．活性炭 D．氯水2．下列有关铁及其化合物的说法正确的是A．高温下铁能与水蒸气发生置换反应生成红棕色固体和氢气B．为了防止溶液变质，可往溶液中加入少量的粉C．在空气中铁制品比铝制品更易被锈蚀，是因为铁比铝性质活泼D．在一定条件下铁与氯气反应生成3．下列除杂所选用的试剂或操作方法中正确的是选项物质杂质除杂试剂或操作方法AFeCl2溶液FeCl3加入过量铜粉，再过滤BCO2气体HCl将气体通过盛有碱石灰的干燥管CCl2气体水蒸气将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶DMgO固体Al2O3加入过量的盐酸溶液，再过滤4．下列各组离子能在指定条件下一定能大量共存的是A．的溶液中：、、、B．的溶液中：、、、C．硫酸铵溶液中：、、、D．加铝生成氢气的溶液中：、、、5．关于铝热反应的说法错误的是A．和Fe粉的混合物叫铝热剂 B．利用了铝的还原性C．反应放热 D．可用于冶炼难熔的金属6．某混合物可能含有Al、Cu、、，为探究该混合物成分，某兴趣小组设计如图分析方案。下列分析错误的是A．固体P一定是纯净物B．若，则原混合物中可能含有AlC．蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为、D．向溶液N中通入足量的，一定可观察到有白色沉淀生成7．合金在生产及科研中具有广泛的应用。下列物质不属于合金的是A．金刚石 B．硬铝 C．不锈钢 D．青铜8．通过实验、观察、类比、推理等方法得出正确的结论是化学学习的方法之一。下列实验操作、现象和解释都正确的是选项操作实验现象解释A将某无色气体通入溴水，再滴入HCl酸化的BaCl2溶液溴水褪色，出现白色沉淀该无色气体为SO2B铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液出现血红色铝热剂中一定含有氧化铁C向某钾盐溶液中滴加浓盐酸，产生的气体再通入品红溶液品红溶液褪色该钾盐为K2SO3或KHSO3D向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液溶液先变红后褪色HCl具有酸性使石蕊变红，HClO具有漂白性使之褪色9．下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是A．FeCO3受热易分解，可用作补血剂B．Fe粉具有还原性，可用作食品的抗氧化剂C．Fe3O4质地致密，可用作铁件的防腐保护层D．K2FeO4具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒10．下列各组反应，最终一定能得到白色沉淀的是A．向CaCl2溶液中通入CO2B．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液11．下列物质的化学式不正确的是A．明矾——KAl(SO4)2⋅12H2O B．生石灰——CaOC．苏打——NaHCO3 D．磁铁矿——Fe3O412．下列物质的性质与用途具有对应关系的是A．具有强氧化性，可作游泳池消毒剂B．具有还原性，可作食盐碘强化剂C．铁比铜金属性强，可作腐蚀剂D．受热易分解，可作胃酸抑制剂13．向某溶液中滴加KSCN溶液，出现红色，则该溶液中一定含有下列离子中的A． B． C． D．14．下列有关说法正确的是A．同温同压下甲烷和氧气的密度之比为2∶1B．常温常压下相同体积的CO与N2和O2组成的混合气，两者所含的原子数相等C．等物质的量的钠和过氧化钠分别与足量的水反应，转移电子的物质的量之比为1：2D．等物质的量钠分别用有孔的铝箔、铜箔包裹后再投入足量的水中，产生气体的物质的量之比1：115．下列说法不正确的是A．氧化铝是两性氧化物B．铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼C．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造高强度机器零件D．铝与NaOH溶液产生大量气体，且NaOH有腐蚀性，铝粉和NaOH可做管道疏通剂二、填空题16．回答下列问题：(1)汽车排出的尾气中含有氮氧化物，为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学方程式：。(2)国家规定氮氧化物的排放标准不超过400mg/L。氮氧化物可以用酸性硫酸亚铁溶液来吸收，反应原理为NO+Fe2+=[Fe(NO)]2+；NO2+3Fe2++2H+=2Fe3++[Fe(NO)]2++H2O。现测定某地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量：收集500.00mL排放的气体，缓慢通过250.00mL0.6240mol/L酸性FeSO4溶液(过量)，充分反应，量取吸收气体后的溶液25.00mL置于锥形瓶中，用0.2000mol/L酸性KMnO4溶液与之反应，重复上述实验操作3次，平均消耗酸性KMnO4溶液的体积为15.00mL。试通过计算分析地下水脱硝过程中氮氧化物的排放是否符合国家标准(写出计算过程)。已知：①[Fe(NO)]2+与酸性KMnO4溶液不反应；②H++MnO+Fe2+=Mn2++Fe3++H2O(未配平)17．铝热反应实验实验原理Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来实验操作实验现象(1)镁条剧烈燃烧(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热【实验原理】反应的化学方程式为。18．工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。化学小组设计如下流程对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理，实现FeCl3溶液再生并回收Cu。(1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是将Fe2+(填“氧化”或“还原”)为Fe3+。(2)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为。(3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中，滴加溶液，有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。(4)下列说法合理的是(填字母)。a.溶液A、溶液B和固体C中都含有铜元素b.溶液C和溶液D可回收利用，体现“绿色化学”理念19．铁的性质(1)铁的物理性质铁有和。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。(2)铁原子的结构在一定条件下，铁作为还原剂，遇强氧化剂失去3个电子生成价铁的化合物，遇到弱氧化剂失去2个电子生成价铁的化合物。(3)铁与非金属单质①铁在氧气中点燃：。②铁在Cl2中燃烧：。(4)铁与酸反应铁与稀H2SO4反应(离子方程式)：。(5)铁与盐溶液反应铁与CuSO4溶液反应(离子方程式)：。(6)铁与水蒸气反应：。20．把400mL0.3mol/L硫酸溶液与400mL0.1mol/LBa(OH)2溶液混合，计算：(1)能生成硫酸钡克？(保留两位小数)(2)若反应时忽略体积变化，反应后氢原子的物质的量浓度是mol/L？(保留一位小数)21．氮及化合物在生产生活中有着重要的作用。请回答下列问题：(1)连二亚硝酸H2N2O2是一种二元弱酸，在水溶液中缓慢分解，其分解原理与碳酸分解原理相似，请写出连二亚硝酸分解的化学方程式。(2)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是3mol·L－1和1mol·L－1，取100mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)。(3)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.5molO2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗溶液中NaOH的物质的量为mol22．金属A能够被磁铁所吸引，A及其A的化合物之间有如图的转化关系：(1)写出A、C的化学式：A；C。(2)在A→B过程中，Cl2做剂(填氧化剂或还原剂)。(3)实验室检验B溶液中的阳离子时，通常可滴加，若溶液变为红色，则含该离子。(4)写出B→D的离子方程式。(5)实验室检验D溶液中的阳离子时，可加入氢氧化钠溶液，若先产生色沉淀，该沉淀在空气中迅速变为灰绿色，最终变为色，则含该离子。(6)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：A→D的离子方程式。E→C的化学方程式。23．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金(不含其他杂质)中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为。(2)检查装置的气密性。将药品和水装入各装置中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是(填序号)。(3)B中发生反应的离子方程式为。(4)若实验中所用铝镁合金的质量为ag，测得产生氢气的体积为bmL(标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则该铝镁合金中铝的质量分数为，测定的铝的相对原子质量为。(5)实验过程中，若未洗涤过滤所得的剩余固体，则测得的铝的质量分数将(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。【参考答案】一、选择题1．B解析：A．纯碱属于盐，不能净水，故A错误；B．明矾属于盐，明矾溶于水电离出的铝离子能水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的难溶性杂质沉降净水，故B正确；C．活性炭不是盐，故C错误；D．氯水不是盐，故D错误；故选B。2．D解析：A．高温下铁能与水蒸气发生置换反应生成黑色固体四氧化三铁和氢气，A错误；B．为了防止溶液变质，可往溶液中加入少量的铁粉，不能加入铜粉，否则会引入铜离子，B错误；C．在空气中铁制品比铝制品更易被锈蚀，是因为铝表面易被氧化为一层致密的氧化膜，铝比铁性质活泼，C错误；D．氯气具有强氧化性，在加热条件下铁与氯气反应生成，D正确；答案选D。3．C解析：A．氯化铁与铜反应生成氯化铜，引入新杂质，应用铁粉除杂，故A错误；B．二氧化碳和氯化氢均能与碱石灰反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢，故B错误；C．浓硫酸具有吸水性，可以用浓硫酸除去氯气中混有的水蒸气，故C正确；D．二者均与盐酸反应，不能除杂，应该用氢氧化钠溶液，故D错误；故选C。4．C解析：A．在酸性条件下，硝酸根离子可以氧化碘离子，A错误；B．次氯酸根离子有强氧化性，可以氧化碘离子和亚硫酸根离子，B错误；C．、、、相互之间不反应，并且也不和硫酸铵反应，可以共存，C正确；D．加铝生成氢气的溶液可能显示碱性，在碱性条件下、、可以和氢氧根离子发生反应，D错误；故选C。5．A解析：A．铝粉和其它较不活泼的金属氧化物的混合物叫铝热剂，A错误；B．铝热反应是置换反应，利用了铝的还原性将其它较不活泼的金属氧化物还原生成金属单质，B正确；C．铝热反应是放热反应，反应放出大量热量，C正确；D．铝热反应可用于冶炼高熔点的金属如铬、锰等，D正确；故选A。6．D【分析】M加入过量氢氧化钠，若有铝、氧化铝则转化为偏铝酸钠，铜、氧化铁不反应进入N；N加入过量稀盐酸，氧化铁和盐酸生成氯化铁、氯化铁会与铜生成氯化铜和氯化亚铁，得到固体P，说明铜过量，得到蓝绿色溶液，则说明铁和部分铜转化为氯化铜、氯化亚铁；解析：A．由分析可知，固体P一定是纯净物铜，A正确；B．若，则原混合物中可能含有和氢氧化钠反应的铝或氧化铝或两者均有，B正确；C．由分析可知，蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为、，C正确；D．若不含铝、氧化铝，则向溶液N中通入足量的，不能观察到白色沉淀生成，D错误；故选D。7．A【分析】合金是指金属与金属或非金属高温熔化融合形成的金属特性的固体产物，据此可分析解答。解析：A．金刚石为碳元素形成的一种单质，不属于合金，A选项正确；B．硬铝是以金属铝为主要元素，还含有少量Cu、Mg、Si等元素的合金，B选项错误；C．不锈钢是以金属铁为主要元素，还含有少量Cr、C等元素的合金，C选项错误；D．青铜是在纯铜中加入锡或铅的合金，D选项错误；答案选A。8．A解析：A．若无色气体为二氧化硫，二氧化硫与溴水反应生成硫酸，再与氯化钡反应生成硫酸钡，可知溴水褪色，出现白色沉淀，故A正确；B．铝热剂中含四氧化三铁，与盐酸反应后加KSCN，也出现血红色，故B错误；C．可能为KClO，与浓盐酸反应生成氯气，可使品红溶液褪色，故C错误；D．久置的氯水中滴入紫色石蕊试液，溶液变红，HCl具有酸性使石蕊变红，故D错误；故选A。【点睛】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。9．A解析：A．FeCO3作为补铁剂因为其含有铁元素，A项不具有对应关系；B．铁粉具有还原性，可与O2发生反应，所以它作为抗氧化剂，B项具有对应关系；C．Fe3O4质地致密可阻止其他物质与铁反应，可用作铁件的防腐保护层，C项具有对应关系；D．K2FeO4具有强氧化性可对水进行消毒，同时产生的Fe3+产生胶体具有吸附水中浮游生物作用，D项具有对应关系；故选A。10．D解析：A．因碳酸的酸性比盐酸弱，则向CaCl2溶液中通入CO2不反应，没有沉淀生成，A错误B．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，得到蓝色沉淀氢氧化铜，B错误；C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液，生成氢氧化亚铁，不稳定，易被氧化生成氢氧化铁沉淀，为红褐色沉淀，C错误；D．MgSO4溶液中加入过量NaOH溶液，反应为，白色沉淀Mg(OH)2不溶于过量的NaOH溶液，D正确；故本题选D。11．C解析：A．明矾是指十二水合硫酸铝钾，化学式是KAl(SO4)2⋅12H2O，A正确；B．生石灰是氧化钙的俗称，化学式是CaO，B正确；C．苏打是碳酸钠的俗称，化学式是Na2CO3，C错误；D．磁铁矿主要成分是四氧化三铁，化学式是Fe3O4，D正确；故合理选项是C。12．A解析：A．Ca(ClO)2具有强氧化性，能使蛋白质氧化变性，故能杀灭细菌，则Ca(ClO)2可作游泳池的杀菌、消毒剂，A正确；B．KI具有还原性，食盐中的碘强化剂主要是KIO3，两者没有关系，B错误；C．氯化铁具有强氧化性，可与铜反应，与铁、铜的活泼性无关，故C错误；D．碳酸氢钠与盐酸反应消耗盐酸，且碱性较弱，所以可用NaHCO3治疗胃酸过多，与碳酸氢钠受热易分解无关，故D错误；故选：A。13．B解析：和SCN-反应生成络合物使溶液显红色，因此向某溶液中滴加KSCN溶液，出现红色，则该溶液中一定含有，答案选B。14．B解析：A．同温同压下相同，则根据可知，同温同压下甲烷和氧气的密度之比等于其摩尔质量之比，为16∶32=1∶2，故A错误；B．常温常压下相同体积的CO与N2和O2组成的混合气所含的分子数相等，且两组均为双原子分子，则两者所含的原子数也相等，故B正确；C．钠和足量的水反应，与转移电子的关系是，过氧化钠与足量的水反应，与转移电子的关系是，所以等物质的量的钠和过氧化钠分别与足量的水反应，转移电子的物质的量之比为1：1，故C错误；D．钠和水反应会生成，铝箔与溶液会继续反应也产生氢气，故D错误；故选B。15．B解析：A．氧化铝属于氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应，所以是两性氧化物，A正确；B．铝是活泼金属，但铝制品表面形成致密的氧化物保护膜(氧化铝)，从而阻止铝与氧气的进一步反应，B不正确；C．纯铝的质地较软，硬度和强度较小，所以不适合制造高强度机器零件，C正确；D．铝与NaOH遇水反应放出大量的热，加快NaOH对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生的氢气增加管道内的气压，有利于管道的疏通，所以铝粉和NaOH可做管道疏通剂，D正确；故选B。二、填空题16．(1)2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2(2)符合解析：（1）据图可知，反应物为O2、NO和CO，最终产物为CO2和N2，根据电子守恒、元素守恒可得总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2；（2）根据电子守恒可得关系式5Fe2＋～KMnO4，则n(Fe2＋)=5n(KMnO4)=5×0.2000mol/L×0.0150L＝0.0150mol，与氮氧化物反应的n(Fe2＋)=0.6240mol/L×0.2500L-×0.0150mol=0.0060mol，若得到的全部是NO，根据NO与Fe2＋反应的离子方程式可知：n(NO)=n(Fe2＋)=0.0060mol，则NO的含量：=360mg/L＜400mg/L；若全部是NO2，根据NO2与Fe2＋反应的离子方程式可知n(NO2)=n(Fe2＋)=0.0020mol，则NO2的含量=184mg/L＜400mg/L，故地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量符合国家排放标准。17．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3解析：该反应为铝热反应，以铝作铝热剂，发生反应；故答案为：。18．(1)氧化(2)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O(3)NaOH(4)ab【分析】向废液中通入H2O2溶液，将Fe2+氧化为Fe3+得到溶液A，调节pH，Fe3+沉淀为Fe(OH)3，过滤，溶液B中含有主要含有Cu2+，向溶液B中加入过量铁粉，过滤，得到的溶液C为FeCl2溶液，固体C中含有Cu和Fe，向其中加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应得到的溶液D为FeCl2溶液。解析：（1）由分析可知步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+；（2）步骤Ⅱ是Fe(OH)3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，发生反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O；（3）根据题意可知白色沉淀是Fe(OH)2，因此操作是：取少量溶液C于试管中，滴加NaOH溶液，有白色沉淀Fe(OH)2生成，遇到O2，白色沉淀Fe(OH)2迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；（4）a．由题干和分析可知溶液A、溶液B和固体C中都含有铜元素，a正确；b．溶液C和溶液D为FeCl2溶液，可以将溶液C和溶液D通入到废液中回收利用，体现“绿色化学”理念，b正确；故答案为：ab。19．(1)延展性导热性(2)+3+2(3)3Fe＋2O2Fe3O42Fe＋3Cl22FeCl3(4)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(5)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋(6)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2解析：略20．320.2解析：(1)硫酸和氢氧化钡的反应方程式为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4+2H2O；所给溶液中n(H2SO4)=0.3mol/L0.4L=0.12mol，n[Ba(OH)2]=0.1mol/L0.4L=0.04mol，所以硫酸过量，氢氧化钡完全反应，生成的n(BaSO4)=n[Ba(OH)2]=0.04mol，质量为0.04mol233g/mol=9.32g；(2)完全反应后n(H+)=(n(H2SO4)-n[Ba(OH)2])2=(0.12mol-0.04mol)2=0.16mol，混合溶液的体积为800mL，所以c(H+)==0.2mol/L。21．H2N2O2=N2O↑+H2O5.6L6【分析】(1)碳酸在溶液中分解生成二氧化碳和水，碳酸和二氧化碳在碳元素化合价相同，连二亚硝酸中氮元素化合价为+1价，由连二亚硝酸在水溶液中分解原理与碳酸分解原理相似可知，连二亚硝酸在水溶液中分解生成氮元素化合价相同的一氧化二氮和水；（2）由题意可知，过量的铁与稀硝酸和稀硫酸反应生成一氧化氮和氢气；（3）由反应生成的NO2、N2O4、NO的混合气体与1.5molO2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸可知，铜失去电子物质的量等于氧气得到电子的物质的量。解析：(1)碳酸在溶液中分解生成二氧化碳和水，碳酸和二氧化碳在碳元素化合价相同，连二亚硝酸中氮元素化合价为+1价，由连二亚硝酸在水溶液中分解原理与碳酸分解原理相似可知，连二亚硝酸在水溶液中分解生成氮元素化合价相同的一氧化二氮和水，反应的化学方程式为H2N2O2=N2O↑+H2O，故答案为：H2N2O2=N2O↑+H2O；（2）100mL混合酸中氢离子的物质的量为3mol·L－1×0.1L×2+1mol·L－1×0.1L=0.7mol，硝酸根的物质的量为1mol·L－1×0.1L=0.1mol，过量的铁和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，由方程式可知，0.1mol硝酸根完全反应需0.4mol氢离子，则反应中氢离子过量0.3mol，过量的氢离子与铁反应生成氢气，标准状况下生成一氧化氮和氢气的体积为（0.1mol+）×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6；（3）由反应生成的NO2、N2O4、NO的混合气体与1.5molO2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸可知，铜失去电子物质的量等于氧气得到电子的物质的量，则铜离子的物质的量为=3mol，由铜原子个数守恒可知，铜离子的物质的量为3mol，由Cu2+—OH—可知，消耗溶液中NaOH的物质的量为3mol×2=6mol，故答案为：6。22．(1)FeFe(OH)3(2)氧化剂(3)KSCN溶液(4)2Fe3++Fe=3Fe2+(5)白红褐(6)Fe+2H+═Fe2++H2↑4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3解析：金属A能够被磁铁所吸引，则A是铁；由物质的转化关系可知，铁在氯气中燃烧生成氯化铁，则B为氯化铁；氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，则C为氢氧化铁；铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，则C为氯化亚铁；氯化亚铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，则E为氢氧化亚铁；氢氧化亚铁置于空气中被氧化生成氢氧化铁。（1）由分析可知，A为铁、C为氢氧化铁，故答案为：Fe；Fe(OH)3；（2）由分析可知，A→B的反应为铁在氯气中燃烧生成氯化铁，反应中氯气做反应的氧化剂，故答案为：氧化剂；（3）实验室检验氯化铁溶液中的铁离子时，通常滴加硫氰化钾溶液，若溶液变为红色说明溶液中含有铁离子，故答案为：KSCN溶液；（4）由分析可知，B→