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．中国是世界上最早使用鎏金技术的国家，汉代的长信宫灯采用了鎏金技术。《本草纲目・水银条》引梁代陶弘景的话说：水银“能消化金银使成泥，人以镀物是也”。下列说法正确的是A．“能消化金银使成泥”，即水银与金反应形成化合物B．鎏金技术中将水银用作在器物上镀金银的电镀液C．鎏金技术应用了合金的熔点低于成分金属的性质D．长信宫灯表面有鎏金，破损后不易被腐蚀2．关于铝及其合金的说法正确的是A．常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料C．铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性D．向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡3．一块的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加至溶液中无存在，加热除去多余的，当加入溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为，下列说法正确的是A．该合金中铁的质量为B．所加的稀硫酸中含C．合金与稀硫酸反应共生成D．该合金与足量氢氧化钠反应，转移的电子数为4．下列有关物质的性质与用途，不具有对应关系的是A．溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板B．的熔点高，常用作耐火、耐高温材料C．与水和反应，可用于潜艇中的供氧剂D．NaClO中次氯酸根离子具有强氧化性，常作为杀菌、消毒剂5．下列指定溶液中能大量共存的离子组是A．澄清透明的溶液：、、、B．所含溶质为的溶液加入：、、、C．插入铝片有气泡产生的溶液：、、、D．含有大量的溶液：、、、6．能正确表示下列反应的离子方程式的是A．与稀盐酸反应：B．与水反应：C．与溶液反应：D．将通入溶液：7．为除去下列待提纯物质中的杂质(括号内为杂质)，选用的试剂及操作方法均正确的是选项待提纯的物质选用的试剂操作方法A水溶解、过滤、结晶B氧气点燃C氢氧化钠溶液过滤D稀盐酸溶解、过滤、洗涤、干燥A．A B．B C．C D．D8．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A．无色透明的溶液中：NH、Fe3+、Cl-、SCN-B．0.1mol·L-1BaCl2溶液中：K+、Na+、OH-、NOC．能使甲基橙变红的溶液中：Cu2+、Na+、CH3COO-、NOD．遇酚酞显红色的溶液中：NH、NO、K+、SO9．下列有关物质的用途说法不正确的是A．漂白粉可作游泳池的消毒剂 B．可作油漆的红色颜料C．可作呼吸面具的氧气的来源 D．可作焙制糕点的膨松剂10．下列有关反应的离子方程式书写正确的是A．溶于溶液中：B．溶于溶液中：C．向中同时加入、的混合液制：D．将足量氯气通入溶液中：11．下列指定反应的离子方程式正确的是A．铝溶于NaOH溶液中：B．铜丝插入溶液中：C．向稀硫酸加入铁粉：D．实验室用大理石与稀盐酸制取12．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)，加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是金属NaMgAlCuFe熔点/℃97.564966010831535沸点/℃8831090232725672750A．铁铜合金 B．镁铁合金 C．钠铝合金 D．铁铝合金二、非选择题13．根据化学知识和基本原理回答下列问题。(1)根据组成和性质分类，应属于氧化物；金属Al溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式为。(2)15.6g固体中所含阴离子的数目为，标准状况下4.48L中所含电子数目为，与其含有相同H原子数目的HC1气体的物质的量为mol。(3)将0.4molHCl气体溶于水配成200mL溶液，则所得盐酸溶液中溶质的物质的量浓度为mol/L，从该溶液中取出25.00mL，加水稀释至500mL，则稀释后盐酸溶液中溶质的物质的量浓度为mol/L。(4)100mL某和的混合溶液中，已知，，则该溶液中所含的物质的量浓度为mol/L。14．铁及其化合物的转化关系如下图所示(图中①、②、③各代表一种物质)。回答下列问题：(1)Fe2O3与物质①反应的化学方程式为。(2)FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式为。(3)FeCl2溶液→Fe(OH)3浊液的过程中，观察到的实验现象是，此过程中发生氧化还原反应的化学方程式为。15．中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质，F为黄绿色气体单质，I为红褐色固体，P为淡黄色固体。回答下列问题：(1)B的化学式为；C溶液的颜色为：；(2)N长期置于空气中，最后形成的物质是：(填化学式)(3)H生成I的化学方程式为：。(4)C和F在溶液中反应生成B的离子方程式为。(5)C、D在溶液中反应的实验现象(在空气中)。(6)P可以做供氧剂，其原理是。(用方程式表示)16．向和组成的混合物中加入溶于某浓度的盐酸，恰好完全反应，生成标准状况下，若向反应后的溶液中滴入几滴溶液，溶液不呈红色。试求：(1)原混合物中的质量为。(2)所用盐酸的物质的量浓度是。(保留3位有效数字)17．将2.4g镁放入足量的稀盐酸中，充分反应。请回答：(1)反应的化学方程式是：。(2)反应消耗的HCl的物质的量是mol。(3)生成气体的体积(标准状况)是L。18．将6.5g锌投入一定量的稀硫酸中，二者恰好完全反应，反应后溶液的体积为100mL，试计算：(1)反应产生氢气在标准状况下的体积；(2)所得溶液中ZnSO4的物质的量浓度。19．已知：粉末化合物A是红棕色，粉末单质B是金属单质(1)溶液E加入氢氧化钠溶液的现象是；产生此现象的原因为(用化学反应方程式解释)(2)写出下列反应的化学方程式： A+B→C+D；D→H：。(3)写出下列反应的离子方程式： E＋Cl2→G：； G＋C→E：； B→F＋H：。20．某合金X由常见的两种元素组成。为探究该合金X的元素组成和性质，设计并进行如下实验：根据上述信息，回答下列问题：(1)X的化学式为。(2)实验过程中无色气体A的收集方法为。(3)用离子方程式解释溶液中滴加H2O2后呈血红色的原因。21．工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为(N2、O2不与I2反应)：SO2＋I2＋2H2O→H2SO4＋2HI(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于的体积(填写气体的分子式)。(2)反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量(选填：偏高，偏低，不受影响)。(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用代替(填写物质名称)。(4)若碘溶液体积为VamL。，浓度为Cmol·L-1，N2与O2的体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为：。(5)将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为(选下列仪器的编号)。a.烧杯b.试管c.广口瓶d.容量瓶e.量筒f.单孔塞g.双孔塞22．同学们在实验室中进行了铁粉与水蒸气的反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是。(2)B处酒精灯上网罩的作用是。(3)实验开始时，应先点燃(填“A”或“B”)处的酒精灯。实验开始后，用燃着的火柴点燃肥皂泡时的现象是。(4)同学们对反应后黑色固体的成分展开了探究：将黑色固体用足量的FeCl3溶液浸泡，除去未反应的铁，有关反应的离子方程式是。然后过滤，将滤渣洗涤、干燥后，用磁铁吸引，观察到，证明黑色固体中含有Fe3O4。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．金银可溶化于汞中形成合金，但不能汞反应，错误；B．古代鎏金技术指火法镀金，不是电镀原理，B错误；C．合金的熔，点低于成分金属，鎏金技术将熔融的金汞合金涂于器物表面，再加热除去汞，C正确；D．长信宫灯是表面有鎏金的青铜器，破损后易发生电化腐蚀，D错误；故选C。2．C解析：A.常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝的化学性质很活泼，极易被空气中的氧气氧化生成致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应，A错误；B.合金的密度一般比成分金属的小，故镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，B错误；C.铝原子最外层上只有3个电子，故铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性，C正确；D.由反应方程式：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一段时间后可以观察到气泡，D错误；故答案为：C。3．B【分析】一块的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加至溶液中无存在，加热除去多余的，当加入溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为，说明沉淀为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，此时溶质为硫酸钠，设铁的物质的量为xmol，铝的物质的量为ymol，则有56x＋27y＝11，107x＋78y＝26.3，解得x＝0.1mol，y＝0.2mol。解析：A．该合金中铁的质量为0.1mol×56g∙mol−1＝5.6g，故A错误；B．根据沉淀达到最大值时溶质为硫酸钠，则所加的稀硫酸中硫酸物质的量，故B正确；C．根据合金与稀硫酸反应共生成氢气物质的量为0.1mol＋0.3mol＝0.4mol，故C错误；D．该合金与足量氢氧化钠反应，只有铝与氢氧化钠反应，则转移的电子数为0.2mol×3×NAmol−1＝0.6NA，故D错误。综上所述，答案为B。4．A解析：A．FeCl3溶液可用于刻蚀铜板是由于FeCl3具有氧化性，能够与Cu单质发生氧化还原反应产生FeCl2、CuCl2，与其水溶液是否显酸性无关，A符合题意；B．Al2O3熔点高、性质稳定，可以用于耐火、耐高温材料，B不符合题意；C．Na2O2与水或CO2反应生成O2，故可于潜艇中的供氧剂，C不符合题意；D．NaClO中次氯酸根离子具有强氧化性，常作为杀菌、消毒剂，D不符合题意；故选A。5．A解析：A．澄清透明的溶液：、、、四种离子间不发生反应，能大量共存，故A选；B．NaHSO4在水中能完全电离，电离出来的H+能和反应生成CO2，不能大量共存，故B不选；C．插入铝片有气泡产生的溶液可能为酸溶液也可能为碱溶液，和H+、OH-都能发生反应而不能大量共存，Mg2+也能和OH-反应生成沉淀不能大量共存，故C不选；D．Fe2+、Cl-都被酸性高锰酸根离子氧化而不能大量共存，故D不选；故选A。6．C解析：A．与稀盐酸反应：，故A错误；B．与水反应：，故B错误；C．为两性氧化物与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：，故C正确；D．将通入溶液：，故D错误；故选：C。7．D解析：A．CaO中混有CaCO3应采用高温加热分解的方法，A错误；B．CO和H2均具有可燃性，故CO中混有H2不能用点燃的方法除去，B错误；C．CuSO4中混有H2SO4应该加入CuO来除去，然后过滤即可，C错误；D．Cu与盐酸不反应，CuO与盐酸反应生成可溶性的CuCl2，故Cu中混有CuO可以加入稀盐酸溶解，然后过滤、洗涤、干燥，D正确；答案选D。8．B解析：A．Fe3+在溶液中显黄色，A项错误；B．0.1mol·L-1BaCl2溶液中：K+、Na+、OH-、NO均能大量存在且互不反应，B项正确；C．能使甲基橙变红的溶液呈酸性，CH3COO-不能大量存在于酸性溶液中，C项错误；D．遇酚酞显红色的溶液呈碱性，NH不能大量存在，D项错误；答案选B。9．D解析：A．漂白粉的有效成分为次氯酸钙，可作游泳池的消毒剂，A正确；B．呈红棕色粉末，可作油漆的红色颜料，B正确；C．能与水或者二氧化碳反应放出氧气，可作呼吸面具的氧气的来源，C正确；D．可作焙制糕点的膨松剂，D错误；故选D。10．C解析：A．由得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒得离子方程式为，A错误；B．能电离出，与发生反应生成的能与继续反应，B错误；C．碱性环境下被氧化为，反应的离子方程式为，C正确；D．分别将和氧化为和，根据“三大守恒”可知，反应的离子方程式为，D错误；故答案为；C。【点睛】11．A解析：A．铝溶于NaOH溶液中生成偏铝酸钠、氢气：，A正确；B．注意电荷守恒，铜丝插入溶液中：，B错误；C．向稀硫酸加入铁粉生成硫酸亚铁和氢气：Fe+2H+=Fe2++H2↑，C错误；D．碳酸钙为不溶物，不能拆开，CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，D错误；故选A。12．B【分析】当某一金属的熔点超过另一金属的沸点时，该金属变成蒸气，不能形成合金；解析：A．铁的熔点1535℃，低于铜的沸点2567摄氏度，可以形成铁铜合金，故A不选；B．铁的熔点1535℃，高于镁的沸点1090摄氏度，不能形成镁铁合金，故B选；C．铝的熔点660℃，低于钠的沸点883摄氏度，可以形成钠铝合金，故C不选；D．铁的熔点1535℃，低于铝的沸点2327摄氏度，可以形成铁铝合金，故D不选；故选B。二、非选择题13．(1)两性2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑(2)1.204×1023或0.2NA1.204×1024或2NA0.6(3)20.1(4)0.2解析：（1）既可以和酸反应生成盐和水，又可以和碱反应生成盐和水，故属于两性氧化物；铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑；（2）15.6g的物质的量是0.2mol，一个过氧化钠中含有1个过氧根离子，则15.6g固体中所含阴离子的数目为0.2NA；标准状况下4.48L的物质的量为0.2mol，1个氨气分子中含有10个电子，则标准状况下4.48L中所含电子数目为2NA；0.2mol含有的氢原子的物质的量为0.6mol，则与其含有相同H原子数目的HC1气体的物质的量为0.6mol；（3）所得盐酸溶液中溶质的物质的量浓度=；从该溶液中取出25.00mL，加水稀释至500mL，则体积变为原来的20倍，则浓度变为原来的，即稀释后浓度为0.1mol/L；（4），则的浓度为0.1mol/L，由于，则为0.2mol/L，浓度为0.2mol/L。14．Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O2Fe3++Fe=3Fe3+先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【分析】Fe2O3与稀盐酸可以反应得到FeCl3溶液，FeCl3溶液中加入Fe粉，Fe将Fe3+还原得到Fe2+，滴加NaOH溶液得到Fe(OH)2沉淀，空气中的氧气迅速将Fe(OH)2氧化得到Fe(OH)3浊液；FeCl3溶液中直接加入NaOH溶液也可以得到Fe(OH)3浊液；氯化铁溶液滴入沸水中可以得到Fe(OH)3胶体。解析：(1)Fe2O3与稀盐酸可以反应得到FeCl3溶液，化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；(2)FeCl3溶液中加入Fe粉，Fe将Fe3+还原得到Fe2+，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe3+；(3)FeCl2溶液中滴加NaOH溶液得到Fe(OH)2沉淀，空气中的氧气迅速将Fe(OH)2氧化得到Fe(OH)3浊液，现象为先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生的氧化还原反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。15．(1)FeCl3浅绿色(2)Na2CO3(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(5)先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色(6)【分析】F为黄绿色气体单质，说明F为Cl2，I为红褐色固体，I是Fe(OH)3，H和O2反应生成Fe(OH)3，H为Fe(OH)2，C与Cl2反应生成B、B与金属单质M反应生成C，说明C中含有Fe2+，与Cl2反应生成的B中含有Fe3+，则D为碱，常见活泼金属单质N与水在常温下反应生成碱，N为Na，D为NaOH、E为H2，H2与Cl2反应生成的G为HCl，HCl与Fe(OH)3反应的B为FeCl3，FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2，所以金属单质M为Fe，Fe与水蒸气在高温下反应生成A为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3；钠与氧气在点燃条件下反应生成的P为过氧化钠。解析：（1）B的化学式为FeCl3；C是FeCl2，含有Fe2+，溶液的颜色为浅绿色，答案为：FeCl3，浅绿色；（2）N是Na，长期置于空气中时，Na与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠，最后形成的物质是Na2CO3，答案为：Na2CO3；（3）H为Fe(OH)2，I是Fe(OH)3，H生成I的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（4）FeCl2和氯气在溶液中反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（5）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，实验现象为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，答案为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；（6）P可以做供氧剂，其原理是。16．(1)(2)解析：（1）设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x、y，生成氢气物质的量为：=0.03mol，发生反应：根据题意，得方程：①x-y=0.03mol、②56x+160y=3.84g，将①①联立，解得x=0.04mol，y=0.01mol，故m(Fe)=0.04mol×56g·mol-1=2.24g，m(Fe2O3)=0.01mol×160g·mol-1=1.6g；（2）通过分析可知，溶解完混合物的溶液中仅有FeCl2一种溶质，又因为溶解过程Cl-没有减少，所以溶液中Cl-的物质的量即为原盐酸溶液中HCl的物质的量为：n(HCl)=2n(FeCl2)=2[n(Fe)+2n(Fe2O3)]=2×(0.04+0.01×2)mol=0.12mol，c(HCl)===1.0mol·L－1。17．Mg+2HCl=MgCl2+H2↑0.2mol2.24L解析：(1)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；(2)2.4g镁的物质的量为n(Mg)==0.1mol，盐酸足量，则镁完全反应，根据反应方程式可知，反应消耗的HCl的物质的量是0.2mol；(3)根据反应方程式可知，0.1molMg完全反应生成氢气的物质的量为0.1mol，在标准状况下氢气的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L。18．(1)2.24L(2)1mol/L解析：锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2↑。6.5gZn投入稀硫酸中，恰好完全反应，则：，则n(ZnSO4)=0.1mol，V(H2)=2.24L。（1）由以上分析可知，反应产生的氢气在标准状况下的体积为2.24L。（2）所得溶液中ZnSO4的物质的量浓度为0.1mol÷0.1L=1mol/L。19．(1)生成白色沉淀，后变灰绿色，最后变红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2)2Al+Fe2O3Fe2O3+2FeAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe=3Fe2+2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【分析】粉末化合物A是红棕色，粉末单质B是金属单质，粉状单质B能与强碱溶液反应产生单质F说明B为铝，F为氢气，结合转化关系可知，A为Fe2O3，C为Fe，D为Al2O3，铝和氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁；铁和盐酸L生成氯化亚铁和氢气F，氯化亚铁和氯气生成氯化铁，氯化铁和铁生成氯化亚铁，故E为FeCl2，G为FeCl3；铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气，氧化铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠和水，则H为NaAlO2；解析：（1）溶液E为FeCl2溶液，向FeCl2溶液中加入氢氧化钠溶液先生成氢氧化亚铁，后迅速被氧化为氢氧化铁，现象是生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（2）由分析可知，A+B→C+D的反应为铝热反应，化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；D→H的化学方程式：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；（3）E＋Cl2→G为氯化铁和铁生成氯化亚铁，离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；G＋C→E为氯化铁和铁生成氯化亚铁，离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+；B→F＋H为铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气，2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑。20．(1)Fe5C(2)排水法或向下排空气法(3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN--=Fe(SCN)3【分析】无色无味气体B通入澄清石灰水中产生白色沉淀5.0g，故B为CO2，沉淀为碳酸钙，物质的量为，黑色固体为C，根据C元素守恒，C的质量为；合金与稀硫酸反应得到无色气体A，A为氢气，溶液加NH4SCN溶液无现象，再加H2O2溶液后变红，说明含亚铁离子，故合金中含Fe，铁的质量为：14.6g-0.6g=14.0g，Fe的物质的量为0.25mol，故合金X的化学式为：Fe5C。解析：（1）根据分析，合金X的化学式为：Fe5C；（2）无色气体A为氢气，氢气难溶于水且密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集；（3）亚铁离子被H2O2氧化为铁离子，铁离子与硫氰根反应得到血红色物质，涉及到的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN--=Fe(SCN)3。21．N2、O2偏低酸性高锰酸钾溶液或溴水×100％b、c、e、g或b、e、g或c、e、g解析：(1)混合气体进入反应管中，其中SO2与I2发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI不产生气体，剩余的气体仅有N2和O2，量气管内增加的水的体积等于N2和O2的总体积；(2)根据反应：SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI可求出吸收的SO2的体积：V(SO2)=Vm×n(I2)，SO2的体积百分含量φ(SO2)=式中V(SO2)的量是由n(I2)的物质的量决定的，而“没有及时停止通气”就会使得V(混合