人教版高一上学期化学（必修第一册）《第三章铁、金属材料》单元测试卷（带答案）

第页人教版高一上学期化学（必修第一册）《第三章铁、金属材料》单元测试卷（带答案）可能用到相对原子质量H-1C-12N-14O-16F-19Na-23Mg-24Al-27Si-28P-31S-32Cl-35.5Fe-56Cu-64一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。1、下列有关物质的分类，不正确的是()A.氧化亚铁：碱性氧化物 B.苏打(Na2CO3)：碱C.磁石(主要成分Fe3O4)：混合物 D.倭铅(Zn)：金属单质2、下列物质露置于空气中的稳定性及变质原因分析正确的是()A.FeSO4：不稳定，被空气中的氧气氧化B.漂白粉：不稳定，CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3C.Na2O：不稳定，与CO2发生氧化还原反应D.NaHCO3：不稳定，易分解生成二氧化碳3、纳米Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料。以FeCl3为原料制备纳米Fe3O4的流程如下。下列说法错误的是A．纳米Fe3O4属于胶体B．滤液的主要成分是CaCl2C．①中的反应需在隔绝空气条件下进行D.反应釜②离子反应为4CaO+6H2O+4Fe2++O2=4Fe(OH)3+4Ca2+4、在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应B．b和c可分别与水反应生成e和dC．e在潮湿的空气中容易转化为dD．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂5、向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入过量的氯气，溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示，已知：b-a=5，线段Ⅳ表示一种含氧酸，且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法错误的是A．线段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表I-、Fe2+、Br-、HIO3的变化情况B．Fe2+、I-和Br-的物质的量之比为1∶2∶3C．根据图像可计算b=11D．线段Ⅳ对应的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是5∶16、下列说法正确的是()①向氯化铜和氯化亚铁溶液中加入少量锌粉，一定发生反应：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu②铁可以与热水反应生成四氧化三铁和氢气③高性能环氧涂层有效阻止了氧气、海水等对钢铁的侵蚀④人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高⑤钛属于金属元素，钛合金材料具有强度高、密度小、抗腐蚀的优点⑥长征五号火箭的箭体蒙皮材料2219－铝合金，可在一定程度上减轻火箭的质量A.①②③④ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.①③④⑤⑥7、下列实验操作正确且能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的A向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸酸化的H2O2，溶液变黄验证氧化性：H2O2＞Fe3＋B向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀C向固体中加入过量NaOH溶液后，过滤、洗涤、干燥除去Fe2O3中的Al2O3D向溶液中加入过量铁粉，充分反应后，过滤除去FeCl3溶液中的Cu2＋8、如图是某些常见金属及其化合物的转化图，下列说法不正确的是()A.金属B的氧化物是碱性氧化物B.溶液F与溶液D反应也能得到红褐色沉淀HC.溶液G与金属C的反应中只有一种元素价态发生改变D.气体甲是一种清洁能源9、如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验用品：铁屑、稀H2SO4溶液、NaOH溶液。下列说法不正确的是()A.装置A中应预先加入铁屑B.实验开始时应先将弹簧夹K关闭C.装置A中溶液进入装置B后，应拔去装置B中的橡皮塞D.Fe(OH)2被氧化的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)310、下列实验操作及现象能推出相应结论的是()选项实验操作现象结论A将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性B用水浸过的棉花包裹铁粉放入试管并加热，将气体通入水中产生气泡铁粉与水蒸气在加热下一定产生氢气C将铜粉加入到1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中铜粉溶解，溶液变蓝金属铁比铜活泼D向2mL0.1mol·L－1的FeCl2溶液中滴加新制氯水，振荡，加1滴KSCN溶液溶液变黄，加KSCN溶液后溶液变红Cl－的还原性强于Fe2＋11、下列有关金属及其合金的说法不正确的是A．合金的熔点一般比各组分金属的熔点低B．钢是我国用量最大且使用最早的合金C．在合金中加入稀土金属，能大大改善合金的性能D．某些储氢合金能大量吸收H2形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解放出H212、为除去括号内的杂质，所选用的试剂错误的是A．Fe(Al)：NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入二氧化碳气体C．FeCl3溶液(FeCl2)：酸性KMnO4溶液D．CO2气体(HCl)：饱和NaHCO3溶液、浓硫酸13、下列对实验装置图的分析中正确的是A．用甲图装置可鉴别纯碱与小苏打固体B．用乙图装置制备C．丙图中充分光照后，量筒中液体漂白性增强D．用丁图装置制取氯气14、某工业废液中含有，为实现资源的再利用，现回收铜并制备氯化铁晶体()的流程如下。下列说法正确的是A．试剂a、b依次可以是锌粉和稀盐酸B．加入试剂a过程中，有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全C．滤液X的溶质为和未反应的D．用酸性溶液可检验溶液W中是否含有15、下列物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化关系的是XYZAHClHClOBAlCNaOHDA．A B．B C．C D．D二、非选择题：本题共4小题，共55分16、某工业金属废料为含有Al、Fe、Cu的合金材料，化学实验小组设计如下流程实现废旧金属的再利用。据图回答下列问题：(1)写出步骤Ⅰ发生反应的化学方程式：__________________________________________。(2)气体X为______(填化学式，后同)，加入试剂Y后不引入杂质，则Y为________。(3)由Fe(OH)3固体生成Na2FeO4的离子方程式为__________________________________。(4)Na2FeO4是一种绿色无污染的净水剂，工业上常用“滤液D”经一系列操作制得，若不考虑损耗，通过该方法制得49.8gNa2FeO4需消耗________L0.1mol·L－1的“滤液D”。(5)若要由“溶液G”制得CuSO4·5H2O晶体，需进行的操作为____________、____________、过滤、洗涤、干燥。17、某硫酸亚铁晶体的化学式可表示为FeSO4·xH2O，该晶体可在高温下分解，为探究其热分解的产物，某学习小组取晶体样品，进行如图1所示的实验(夹持装置略)。图1图2(1)反应开始前，应先______________________________，再点燃酒精喷灯。(2)反应进行一段时间后，装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，说明分解产物中含有________(填化学式，后同)，样品完全分解后，装置A中还残留一些红棕色粉末________，测得装置B的质量增加，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中存在SO2气体，写出装置C中发生反应的离子方程式：___________________________________________。(3)查阅资料可知，FeSO4的分解产物还有SO3(熔点为16.8℃，沸点为46.8℃)，写出FeSO4·xH2O分解的化学方程式：______________________________________________。(4)该小组为测定该晶体的x值，利用热重分析法对该晶体进行热分解，得到固体质量与分解温度的关系如图2，根据图2中有关数据，可计算出FO4·xH2O中的x＝____________(用含a的代数式表示)。18、从元素化合价和物质类别两个角度研究物质的性质是一种行之有效的方法。如图是由铁元素组成的物质的部分信息。（1）写出X的化学式：。（2）FeO与稀硫酸反应的离子方程式：。Y物质在空气中变化的化学方程式并标出电子转移。（3）FeCl2既具有氧化性也具有还原性，分别写出体现其氧化性、还原性的离子方程式（一个即可）。离子方程式氧化性还原性（4）某同学猜测Fe3+可以与S2-发生反应，为验证其猜测，他结合资料信息，选择了两种试剂进行实验，确认了Fe3+与S2-能发生反应。资料：部分硫化物的溶解性表（室温）化学式溶解性Na2S可溶Fe2S3不溶，在热水或酸中分解FeS不溶选取的试剂是和；可能发生的两种不同原理的反应的离子方程式是、。19、氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：（1）试写出吸收塔中吸收剂Q(FeCl2)反应的离子方程式：。（2）六水合氯化铁在水中的溶解度如下：温度/℃01020305080100溶解度(g/100gH2O)74.481.991.8106.8315.1525.8535.7从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是：加入少量盐酸、、、过滤、洗涤、干燥。（3）常温下，若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀，pH＝4时，溶液中c(Fe3+)＝mol·L－1。（常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39）。（4）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取mg无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉指示剂并用cmol·L―1Na2S2O3溶液滴定用去VmL。（已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）①滴定终点的现象是：。②样品中氯化铁的质量分数为（用字母m、C、V来表示）参考答案1、BNa2CO3属于盐，故选B。2、AFeSO4中的Fe2＋具有还原性，易被空气中的O2氧化生成性质较为稳定的Fe3＋，A正确；漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2，在空气中久置与CO2反应生成CaCO3，B错误；Na2O＋CO2=Na2CO3不属于氧化还原反应，C错误；NaHCO3受热易分解，但常温下性质稳定，不易变质，D错误。3、AFeCl2溶液分别进入反应釜①和反应釜②在隔绝空气和通入空气的条件下加入氧化钙反应生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，产物在反应釜③中调节pH使铁进一步沉淀，加压过滤后，氢氧化铁、氢氧化亚铁经过后处理得Fe3O4。A．胶体是分散系中的一种，属于混合物，纳米Fe3O4是纯净物，则纳米Fe3O4不属于胶体，A项错误；B．反应釜①的化学方程式为FeCl2+CaO+H2O=Fe(OH)2↓+CaCl2，过滤，滤液的主要成分是CaCl2，B项正确；C．反应釜①中反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2具有还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁，则需在隔绝空气条件下进行，C项正确；D．反应釜②中通入CaO和水反应生成Fe(OH)2，通入空气，氧气能将Fe(OH)2氧化为氢氧化铁，离子反应为4CaO+6H2O+4Fe2++O2=4Fe(OH)3+4Ca2+，D项正确。4、B由题中信息可知，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素是Fe元素，则a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，h为高铁酸盐，f为亚铁盐，g为铁盐，据此解答。5、B向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气，由于还原性I-＞Fe2+＞Br-，首先发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-，I-反应完毕，再反应反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe2+反应完毕，最后发生反应2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，故线段I代表I-的变化情况，线段Ⅱ代表Fe2+的变化情况，线段Ⅲ代表Br-的变化情况；通入氯气，根据反应离子方程式可知溶液中n（I-）=2n（Cl2）=2mol，溶液中n（Fe2+）=2n（Cl2）=2×（3mol-1mol）=4mol，Fe2+反应完毕，根据电荷守恒可知n（I-）+n（Br-）=2n（Fe2+），故n（Br-）=2n（Fe2+）-n（I-）=2×4mol-2mol=6mol，线段IV表示一种含氧酸，且I和IV表示的物质中含有相同的元素，该元素为I元素，已知碘单质的物质的量为1mol，反应消耗氯气的物质的量为5mol，根据电子守恒，则该含氧酸中碘元素的化合价为+5价，则该含氧酸为HIO3，即线段Ⅳ表示HIO3的变化情况，据此分析解答。6、D铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，②错误，故选D。7、CHNO3也具有强氧化性，Fe2＋不一定是被H2O2氧化，因此不能证明氧化性：H2O2＞Fe3＋，A错误；向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，生成的Fe(OH)2会迅速被空气氧化为Fe(OH)3，无法得出Fe(OH)2沉淀，B错误；Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]，Fe2O3与NaOH溶液不反应，C正确；Fe会将溶液中的Fe3＋还原成Fe2＋，不能达到除杂目的，D错误。8、A根据“焰色为黄色”可知金属A为Na，钠和水反应生成NaOH(溶液D)和H2(气体甲)，金属B能与NaOH溶液反应产生H2，说明金属B为Al，黄绿色气体乙是Cl2，H2和Cl2反应生成HCl(气体丙)，HCl溶于水生成盐酸(物质E)，Fe(OH)3沉淀为红褐色沉淀，则溶液G中含有Fe3＋，说明金属C为Fe，Fe与盐酸反应生成FeCl2(溶液F)，FeCl2和Cl2反应生成FeCl3溶液(溶液G)。Al2O3是两性氧化物，A错误；FeCl2与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中迅速被氧化生成Fe(OH)3，B正确；向溶液G中投入金属C，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，铁元素的化合价由＋3和0变化为＋2，C正确；H2和O2点燃后会生成水，无污染，是清洁能源，D正确。9、B先打开弹簧夹K，利用装置A产生的氢气排尽装置中的空气，再关闭弹簧夹K，烧瓶内压强增大，将装置A中生成的FeSO4溶液压入装置B内，生成Fe(OH)2，Fe(OH)2遇空气中的氧气和水，反应生成Fe(OH)3，故选B。10、A钠在CO2中燃烧：4Na＋3CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2Na2CO3＋C，CO2被还原，体现氧化性，A正确；加热过程中产生的水蒸气以及加热气体膨胀均可能在水中产生气泡，则该实验不能说明一定产生了氢气，B错误；Cu与硫酸铁溶液发生的反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，不能说明金属铁比铜活泼，只能说明Fe3＋氧化性强于Cu2＋，C错误；根据现象可知，生成了Fe3＋，则Fe2＋被氧化，作还原剂，Cl－是还原产物，因此还原性：Fe2＋＞Cl－，D错误。11、BA．合金的熔点一般比各成分金属的低，如钠钾合金常温下呈液态，A正确；B．钢是用量最大、用途最广的合金，我国最早使用的合金是青铜，不是钢，B错误；C．在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因此稀土元素被称为冶金工业的维生素，C正确；D．实用储氢合金能够吸收大量氢气后形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解释放氢气，是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，D正确；故选：B。12、CA．Fe与NaOH溶液不反应，而Al可溶于NaOH溶液生成Na[Al(OH)4]，因此可用NaOH溶液除去Fe中的Al，A正确；B．向Na2CO3溶液中通入CO2，可反应生成NaHCO3（Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3），不引入新杂质，B正确；C．酸性KMnO4溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，但会引入Mn2+和K+杂质，且过量KMnO4可能残留，C错误；D．HCl与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，浓硫酸干燥后得到纯净CO2，D正确；故选C。13、BA．纯碱即碳酸钠，小苏打即碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，而碳酸钠受热不分解，但给固体加热时，试管口应略向下倾斜，A错误；B．稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气将装置内的氧气排出后挤压长胶头滴管滴入NaOH溶液与硫酸亚铁反应制备氢氧化亚铁，B正确；C．氯气与水反应生成HCl和HClO，HClO具有漂白性，充分光照后HClO分解为HCl和氧气，液体漂白性减弱甚至丧失，C错误；D．稀盐酸和MnO2不反应，D错误；故选B。14、B向含CuCl2废液中加过量的试剂a铁单质，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁和氯化铜反应置换出铜，过滤，滤渣Y含铜和铁，滤液X为氯化亚铁，滤渣Y中加盐酸溶解铁，过滤得金属铜，滤液Z为氯化亚铁溶液，滤液Z和滤液X混合后通入氯气，得溶液W氯化铁溶液，经过蒸发浓缩冷却结晶得到氯化铁晶体。A．根据以上分析试剂a为铁粉，试剂b为稀盐酸，不能用锌粉，会引入杂质，A错误；B．加入铁，因为氧化性大于，铁先和反应，然后才和氯化铜反应生成红色铜，所以有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全，B正确；C．经分析滤液X的溶质为，C错误；D．溶液W为氯化铁溶液，酸性具有强氧化性，可以将氯离子氧化，不能用酸性溶液检验氯化铁溶液中是否含有，D错误；故选B。15、BA．浓HCl可被KMnO4、KClO3等氧化为Cl2，Cl2和水反应得到HClO，HClO分解得到HCl和氧气，A不符题意；B．Al和Cl2共热或点燃得到AlCl3，AlCl3和弱碱或少量强碱反应得到Al(OH)3，Al(OH)3和HCl反应得到AlCl3，Al(OH)3不能一步反应得到Al，B符合题意；C．NaOH和少量CO2反应得到Na2CO3，Na2CO3和少量HCl可得到，受热分解得到，和氢氧化钙反应可得到NaOH，C不符题意；D．Fe和Cl2共热或点燃得到FeCl3，FeCl3和Fe反应得到FeCl2，FeCl2和Cl2反应得到FeCl3，Zn和FeCl2反应可得到Fe，D不符题意；故选B16、(1)2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(2)CO2H2O2(3)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O(4)3(5)蒸发浓缩冷却结晶【解析】Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4](滤液A)，Na[Al(OH)4]与过量CO2(气体X)发生反应：[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，生成的Al(OH)3(沉淀C)和稀盐酸反应生成AlCl3溶液(溶液F)；Fe、Cu都不与NaOH溶液反应，滤渣B为Fe和Cu的混合物，加入足量稀硫酸，得到的滤液D为FeSO4溶液，经一系列操作可得到Na2FeO4溶液，滤渣E为Cu，Cu不与稀硫酸反应，试剂Y为一种氧化剂，将Cu氧化至＋2价，结合该过程不引入其他杂质可知，试剂Y为H2O2，溶液G为CuSO4。(4)由Fe元素守恒可得关系式：FeSO4～Fe(OH)3～Na2FeO4，n(Na2FeO4)＝eq\f(49.8g,166g·mol－1)＝0.3mol，即n(FeSO4)＝0.3mol，V(FeSO4)＝eq\f(0.3mol,0.1mol·L－1)＝3L。17、(1)通入N2，排尽装置内的空气(2)H2OFe2O35SO2＋2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋2H2O=5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Mn2＋＋4H＋(3)2FeSO4·xH2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋2xH2O(4)eq\f(a－15.2,1.8)(4)固体最终质量为8g，说明m(Fe2O3)＝8g，n(Fe2O3)＝0.05mol，根据铁原子守恒可知，n(FeSO4·xH2O)＝2n(Fe2O3)＝0.1mol，则0.1mol×(56＋96＋18x)g·mol－1＝ag，则x＝eq\f(a－15.2,1.8)18、Fe2O3FeO+H2SO4=FeSO4+H2OZn+Fe2+=Zn2++Fe2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-FeCl3和Na2S2Fe3++3S2-=Fe2S3↓2Fe3++S2-=2Fe2++S↓2Fe3++3S2-=2FeS+S↓(1)X为铁的氧化物，对应铁元素化合价+3价，Y为碱对应铁元素化合价+2价；(2)氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水；氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，反应中铁由+2价升高为+3价；(3)FeCl2既具有氧化性也具有还原性，反应过程中铁元素化合价升高表现还原性，铁元素化合价降低表现氧化性；(4)溶解度表中硫化钠溶于水，铁离子和硫离子反应得到不溶于水的物质，硫离子和亚铁离子反应生成不溶于水的物质