2025人教版高中化学必修第一册练习题-第三章 铁 金属材料

2025人教版高中化学必修第一册

第三章铁金属材料

注意事项

1.全卷满分100分。考试用时75分钟。

2.可能用到的相对原子质量:H-lC-12N-140-16Na-23Mg-24Al-27S-32

Fe-56Cu-64

一、选择题（本题共15小题,每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合题目要求的）

1.下列图片所展示的物品不是用合金材料制成的是

A.杭州亚运会B.青铜器

C.液晶显示屏D.不锈钢餐盘

“湖山”金属奖牌“四羊方尊”

2.五千年中华文化不仅能彰显民族自信，还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是

（）

A.“金（即铜）柔锡柔，合两柔则钢”，体现了合金硬度的特性

B.“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”体现出金的化学性质不活泼

C.“两编千片白雪茧，六百二斗青铜钱”中的“青铜钱”属于铜的合金

D.“司南之杓，投之于地，其柢指南”，司南的“杓”中含有Fe2O3

3.新材料问世常常带动新科技、新技术的应用和发展，下列有关说法不正确的是（）

A.中国航空铝材处于世界领先行列,该铝材是一种铝合金，铝合金的密度小,强度高

B.稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性

C.我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出486.1公里的世界列车最高时速，得益

全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨，钢的熔点比铁的熔点高，比铁用途更广泛

D.2017年8月我国成功完成某超级钢的研制，该超级钢强度大,能够实现钢板轻薄化

4.室温下,下列离子组在给定条件下能大量共存的是（）

A.无色溶液中:K+、Cu2\Cl，S0l-

B.能使酚配变红的溶液中:Na+、K+、SO：Cr

C.FeCb溶液中:K+、Na\SCN\S0/

D.加入铝粉能产生H2的溶液中:C&2+、Mg2+、HCO］、Cl-

5.向集满CO2的铝制易拉罅中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪;再

过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是)

A.CO2+2OH-^=COI-+H2O

B.A1+4OH==fAI（0H）4]-

C.AI2O3+2OH+3H2O==2[A1（OH）4]-

==

D.2A1+2OH+6H2O2[A1（OH）4]+3H2T

6.下列混合物分离（或除杂）的方法正确的是（）

A.除去NaHCCh溶液中的Na2co3：加入适量稀盐酸

B.除去BaC03固体中混有的BaSCU:加入过量盐酸后,过滤、洗涤

C.除去FeCh溶液中的FeCb:加入足量酸性高锌酸钾溶液

D.除去FezCh中的少量AbCh:加入过量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤

7.Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素，它们的单质及其化合物之间有很八

多转化关系，如表所列物质不能按如图关系（“一”表示一步完成）相互转化的是I乙一

()

选项ABCD

aNaAlFeCuCh

bNaOH

Na[Al(OH)4]FeChCU(OH)2

cNaClAI2O3rcC12CuO

8.下列反应对应的离子方程式正确的是（）

=3+24

A.将FeSCh溶液与酸性KMnCh溶液混合:5Fe2++2MnO[+16H+5Fe+2Mn+8H2O

==3+2+

B.向稀硫酸中加入少量四氧化三铁:Fe3O4+8H+2Fe+Fe+4H2O

==3+

C.向稀盐酸中加入少量铁粉:6H++2Fe2Fe+3H2t

D.向氢氧化钠稀溶液中加入适量氧化铝:AbCh+2Na++2OH-+3H2。：：2Na[Al（OH）4]

9.向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的是（）

[固体质量伞f溶液质量企

稀硫酸质及/g°稀硫酸质粒年

AB

溶液中铁元素水的质量依

质量/g

°稀硫限质量伙°稀硫酸质址/g

D

10.某混合物可能含有Al、Cu、Fe2O3>AI2O3,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)

蓝绿色

固体N过上盐酸溶液

混合物M过1NaOH溶液m2g步骤II

固体

/g步骤］P

溶液、

A.固体P一定是纯净物

B.若〃22Vmi，则原混合物中可能含有A1

C.蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2\Fe2+

D.溶液N中含有AH+和Na+

11.钢铁制品经常要进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4o某化学兴趣

小组为了研究烤蓝铁片，进行了以下实验操作：

I.把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末；

II.取一定量的粉末，放入28.00mL1mol/L的盐酸中，二者恰好完全反应，生成0.006molH2,

再向溶液中滴入KSCN溶液，无现象。

己知:①不考虑空气对反应的影响;②杂质不参与反应。下列说法错误的是()

A.由实验可知,反应后所得的溶液中一定无Fe3+

B.样品中氧原子的物质的量为0.008mol

C.样品中铁元素的含量约为70%

D.钢铁制品表面进行烤蓝处理可以防止钢铁制品生锈

12.利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如下，已知:Zn溶于强碱时生成易溶于水

的［Zn(OH)4］2-,下列有关说法正确的是()

NaOH溶液过址稀硫酸适量H/)?N,NaOH溶液

翦普~耀胶体

伴铁及_厂'n——4--y--H和十

液液

A.用氢氧化钠溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是处理表面的油污

+==3+

B.“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3+3HFe+3H2O

C.“氧化”后溶液中含有的阳离子有HIFe2\Fe3+

D.FC3O4胶体粒子可通过过滤操作得到

13.向200mL某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生气体量随铁粉质量增加

的变化如图所示（已知Fe被HNCh氧化为Fe3+,HNO3只被还原为NO气体）。下列说法正

确的是（）

=2+

A.QA段发生反应的离子方程式为Fe+2H+Fe+H2t

B.OA段和8c段生成气体的物质的量之比为2：1

C.溶液中H2s04与HNCh的物质的量浓度之比为1:2

DC点时溶液的溶质为FeSCh和Fe（NO3）2

14.高铁酸钾（KzFeCh）是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：

足量新制氯水NaCK）NaOH饱和

一向士l-Mt'KOH溶液粗K,FeO4

铁屑.反？HfN%Fe（L溶液—过滤a篇体」

尾气NaCl固体

下列叙述正确的是（）

A.反应I生成物中含有Fe2+

B.反应I［生成的FeO厂中Fe元素为+3价

C.该生产条件下，物质的溶解性:Na2FeO>K2FeO4

D.该流程中涉及的化学反应均为氧化还原反应

15.为确定Fe?。?和Cu混合物的组成（假设混合均匀）,某兴趣小组称取五份不同质量的样

品，分别投入30.0mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后,每组样品剩余固体的质量与原样品

质量的关系如图所示。下列说法不正确的是（）

A.各组样品均发生反应:Fc2O3+6tT：：2FC3，+3H2OA2Fe3，+Cu：2Fe2,+Cu21

B.1.76g样品充分反应后，溶液中一定存在Fe?+和Cd：一定不存在Fe3+

C.该混合物中H(FC2O3)：n(Cu)=l：3

D.稀硫酸中溶质的浓度为3.00mol-L-1

二、非选择题(本题共4小题，共55分)

16.(12分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：

⑴分别取一定量FeCb、FeCb固体，均配制成0.1mol/L的溶液。为防止Fe?+被氧化,FeCb

溶液中需加入，反应的化学方程式为

(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入1滴KSCN溶液，再加入几滴氯水，溶液变红.说明Ch

可将可2+氧化。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCh溶液中先加入0.5mL煤油,

再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用

是O

(4)丙组同学取5mL0.1mol/LKI溶液，加入6mLO.lmol/LFeCb溶液充分混合。分别取2

mL此溶液于3支试管中进行如卜实验：

①第一支试管中加入1滴淀粉溶液,溶液显色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是(填离子符号);写出KI与FeCb反应的离子方程

式:。

17.(14分)铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的

三位同学为测定某含镁3%〜5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列实

验方案进行探究。填写下列空白：

探究一

Na()H溶液

实验方案:铝镁合金-----------"测定剩余固体质量。

(1)实验中发生反应的化学方程式是O

实验步骤：

⑵称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入体积为V、浓度为2.0mol-L-'的NaOH溶液中，充分

反应。为保证合金充分反应,NaOH溶液的体积论_______o

(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将(填

“偏大”或“偏小

探究二

盐酸

实验方案:铝镁合金一"测定生成气体的体积(实验装置如图所示)。

(4)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个除酸雾的装置。你的意见是

(填“需要”或“不需要

⑸为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有(写出两

点):①，②O

18.(10分)为验证氧化性Cb>Fe3+>SO2,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中

加热装置已省略，气密性已检验;70%硫酸溶液与Na2sCh反应生成SO2)o

实验过程：

I.打开止水夹KI~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中，继续通入N2,然后关闭Ki、

K3、K4O

n.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸，给A加热。

in.当B中溶液变黄时，停止加热，待不再产生气体时，关闭K2O

IV.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。

V.打开K3和活塞c,加入适量70%的硫酸溶液，一段时间后关闭Kso

VL更换试管D,打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。

(1)过程］的目的是o

(2)若过程HIB中的黄色溶液中含有Fe3+和Fe2+,向其中通入H2s气体,会观察到有淡黄色沉

淀(S)生成,写出该反应的化学方程式:O

⑶若将制取的S02通入硫酸酸化的高锯酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式

为。

(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。他们的检测结果一定能够

讦明氧化件Cb>Fe3+>SO?均是(填“甲”“乙”或“丙”

过程IV,B溶液中含有的离了过程VLB溶液中含有的离了

甲有Fe3+无Fe2+有Fe?+

乙既有Fe3+又有Fe2+有so/

内有Fe3+无Fe2+有sor

(5)将B中的FeCb溶液换成100mLFeBn溶液并向其中通入2.24LCb(标准状况下)，若溶

液中有：的Br被氧化成单质Br2,则原FeBn溶液中FeBr2的物质的量浓度

为。

19.(19分)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，回答下列问题。

I.某学习小组同学研究铁与水蒸气的反应，分别进行了如图实验。

请回答下列问题：

⑴实验①中肥皂液作用是;实验①中能观察到肥皂液中持续产生

肥皂泡，当用燃烧着的火柴靠近肥皂泡时，气泡破裂，气体燃烧，火焰呈黄色，并发出轻微的

爆鸣声，解释火焰呈黄色的原因:

实验①中反应的化学方程式是。

⑵实验②前押同学对其反应及现象进行预测:向反应后固体中加入稀硫酸发生反应的离

子方程式为；实验②中溶液B呈现红色,其中发生反应的离子

方程式为o

(3)实验②中，乙同学观察到溶液B未呈现红色，检验B溶液中金属离子(不考虑K。的方法

为°

II.我国具有5000年文化，文物是活的历史。某博物馆修复出土铁器包括:检测锈蚀产物-

分析腐蚀原理一脱氯一形成保护层等过程。

(4)锈蚀产物的主要成分为Fe3O4＞氏2。3、a0、FcO(OH)、FeOCL研究发现，出土文物

Fe3O4保护层被02氧化为FeO(OH)而引起腐蚀。FcO(OH)中铁的化合价为价。

(5)利用在NaOH溶液中，溶解度FeOCl大于FeO(OH),对固体FeOCl进行脱氯，离子方程式

为o

(6)用Na2sCh把脱氯产物FeO(OH)还原为FeeO%生成1molFe.G需要mol

Na2so3。

答案全解全析

1.C2.D3.C4.B5.B6.D7.B8.B

9.D10.D11.C12.C13.B14.C15.D

l.C液晶显示屏不是由合金制成的。

2.D司南的“杓”中含有FesO4,D错误。

3.C铝合金的密度小,强度高，抗腐蚀能力强,A正确;稀土元素加入钢中，可改变合金的结

构，增加钢的韧性、抗氧化性,B正确;钢是由铁、碳等元素构成的合金，钢的熔点比铁的熔

点低,C错误;超级钢是通过各种工艺方法将普通碳素结构钢的晶粒细化，使其强度大幅度

提高，能够实现钢板轻薄化,D正确。

4.B含C/+的溶液呈蓝色,A项错误;能使酚配变红的溶液呈碱性，在碱性溶液中Na+、K+、

SO/、Cr可大量共存,B项正确;Fe3+和SCN-不能大量共存,C项错误;加入铝粉能产生H2

的溶液可能为酸性溶液,也可能为碱性溶液,HCOI在酸性或碱性溶液中均不能大量存在,D

项错误。

==

5.B向集满C02的铝罐中加入过量NaOH浓溶液，先发生反应CO2+2OH-

==

CO歹+H2。,使铝罐变瘪；然后过量NaOH与铝罐发生反应AI2O3+2OH+3H2O

2[AI(OH)4]>2A1+2OH+6H2O==2[A1(OH)41+3H2T，生成H2,使罐壁重新凸起;由以上分

析可知，没有发生的反应为B。

6.DNaHCCh、Na2co3都能和稀盐酸反应，且会生成NaCl杂质,A错误;盐酸与BaCCh反

3

应，与BaSCh不反应,B错误;Fe2+和MnO1反应生成Fe\MI[2+,引入新杂质,C错误;AbCh

能和NaOH反应，而Fe2O3与NaOH不反应，加入足量NaOH溶液,经过滤分离出固体、洗

涤、干燥可实现除杂,D正确。

7.B钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融的氯化钠生成

金属钠，均可一步实现转化,A不符合题意;铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，四

羟基合铝酸钠溶液与适量强酸或二氧化碳作用生成氢氧化铝，不能直接转化为氧化铝,B

符合题意;铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与锌反应

生成铁，均可一步实现转化C不符合题意;氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，氢氧化铜

受热分解生成氧化铜，氧化铜和盐酸反应生成氯化铜，均可一步实现转化,D不符合题意。

8.BA项，该离子方程式不符合得失电子守恒、电荷守恒，正确的离子方程式应为

5Fe2++MnO；+8H+：5Fe3++Mn2++4H2O;B项,F63O4中Fe2+filFe3+的物质的量之比为

1：2,即用稀硫酸溶解后溶液中Fc2+和Fc3+物质的量之比仍为1:2,离子方程式正确;C项,

盐酸和Fe反应生成FeCh和H2,离子方程式应为2H++Fe==Fe2++H2：;D项,Na[Al(OH)4]

是易溶于水、易电离的物质，其离子方程式应为AI2O3+2OH+3H：2[A1(OH)4]O

9.DFe2O3和稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水，随着稀疏酸的滴入，固体质量逐渐减少，至完

全反应，固体质量减少为0,A错误;随着稀硫酸的滴入，溶液的质量逐渐增加，至完全反应，继

续加入稀硫酸，溶液的质量还会继续增加,B错误;随着稀硫酸的滴入,溶液中铁元素的质量

逐渐增加，至完全反应，不再发生改变C错误;Fe2O3和稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水，随着

稀硫酸的滴入，水的质量逐渐增加，至完全反应，继续加入稀硫酸，水的质量仍在增加，第二

个过程中水增加的质量不如第一个过程多,D正确。

10.DAl、AbCh均和NaOH溶液反应，若如，则混合物中含有AKAhOs中至少一种,

溶液N中含Na[AI(OH)4],若侬=阳,混合物中不含Al、AI2O3;固体N加入过量盐酸，得到蓝

绿色溶液,说明有CV+,铜和盐酸不反应,HC1和FezCh反应生成FeCh.FeChCu反应生成

CuCL和FeCh,由于盐酸过量，固体P是单质Cu,则混合物中一定含Cu、FezOso由上述分

析可知，固体P为纯净物,A正确;若加2<〃21,则混合物中可能含有Al、AI2O3中至少一种,B

正确;蓝绿色溶液中含有的阳离子为Cu2\Fe?+和H+,C正确;溶液N中可能含[A1(OH)41,

一定含Na+,不含A13+,D错误。

11.C取一定量的粉末，放入28.00mL1mol/L的盐酸中，二者恰好完全反应，生成0.006

molH2,再向溶液中滴入KSCN溶液，无现象,说明反应恰好生成氯化亚铁，不存在铁离子,A

正确；反应恰好生成氯化亚铁,根据氯原子守恒可知，铁原子为竺里詈0=0.014

mol,〃(HCl)=0.028mol,生成水的H+为0.028mol-0.006molx?=0.016mol,则样品中氧原子

为0.016mol^-2=0.008mol,B正确；样品中铁元素含量为

…“00%k85.96%,C错误;表面进行烤蓝处理，铁制品的表

0.014molx56g/mol+0.008molxl6g/mol

面生成一层致密的氧化膜，可隔绝空气，防止钢铁制品生锈,D正确。

12.C根据Zn能溶于强碱溶液生成易溶于水的[Zn(OH)4/可知，用氢氧化钠溶液处理废

旧镀锌铁皮，主要目的是除去表面的锌皮,A错误;根据流程图可知,“酸溶”主要是铁和稀硫

+==2+

酸反应，其离子方程式为Fe+2HFe+H2T，B错误;Fe3()4中既有Fe?：又有Fe?:所以

加入的H2O2要适量，部分Fe?+被氧化为Fe3+,则氧化后的溶液中的阳离子有H+、Fe2+、Fe3+,C

正确;胶体粒子能通过滤纸，所以Fe3O4胶体粒子不能通过过滤操作得到，D错误。

13.B氧化性:NO3(H+)>Fe3+>H+,OA段发生的反应为Fe+4H++NO3

Fe3++N0f+2H20/8段发生的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段发生的反应为Fe+2H+

Fe2++H2f,A项错误;。A段〃(Fe)=0.2mol,生成NO的物质的量为0.2mol,BC段

«(Fe)=0.1mol,生成Ph的物质的量为0.1mol,OA段和段生成气体的物质的量之比为

1

2：1,B项正确；溶液中〃(NO3)=n(HNO3)=0.2mol,则c(HNO3)=lmol-f,溶液中

〃(H+)=4x().2mol+2x().lmol=lmol,则〃(H2so4)二空生也吗).4mol,c(H2so4)=2molL”,溶

2

液中H2so4与HNO3的物质的量浓度之比为2：1,C项错误;C点时溶液的溶质为FeSO4,D

项错误。

14.C反应I加入足量新制氯水，产物中不含Fe2+,A错误;FeO/中Fe元素化合价为+6

价,B错误；向Na2FeO4溶液中加入饱和KOH溶液，析出K2FeO4晶体，说明溶解

性:K2FeO4<Na2FeO4,C正确;Na2FeO4+2KOH==QFedl+ZNaOH反应中，没有元素化合

价发生变化,该反应不是氧化还原反应,D错误。

15.DFe2O3和Cu的混合物投入稀硫酸中,先发生反应:Fe2Ch+6H+==2Fe3++3H2。,生成

的Fe3+继续和Cu反应:2Fe-+Cu==2Fe2++Cu2+,«(A正确;由前三组反应数据可知，随着

样品质量的增加剩余固体的质量呈正比例增加,所以前三组中FC2O3全部反应内知a、b、

c三组剩余的固体是Cu,因此溶液中一定存在Fe?+和Cu，一,定不存在Fe3+,故B正确;以a

组数据为例，设1.76g样品中含Cuxmol,含Fe2O?ymol,可列方程

组:64.计160)=1.76,2产2(.001),解得x=0.015,产0.005,所以〃(FezCh)：n(Cu)=l：3,故C正确;

以e组的样品为分析对象，此时硫酸完全反应,FezCh部分反应,Cu部分反应，设H2s的物

+：3+3+=：

质的量为amol,由反应Fe2O3+6H2Fe+3H2O>2Fe+Cu2Fe2++Cu2+,可得

-x160+巴x64=8.80-5.44,解得斫0.045,则H2sCM的浓度为竺竺乎二1.5molL」,故D错误。

660.03L

16.答案(每空2分)

⑴少量铁屑Fe+2FeCh==3FeCh

⑶防止溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响

(4)蓝Fe2+2Fe3++2r==2Fe2++h

解析(1)在FeCb溶液中加入少量铁屑可防止FeCb被氧化;有关反应的化学方程式为

Fe+2FeCh==3FeC12。⑶煤油的密度比水小，且不溶于水，在FeCb溶液上层，可防止溶液

与空气接触,能排除02对实验的影响。(4)实验①中加入淀粉溶液，溶液呈蓝色，可证明有12

生成;实验②中生成蓝色沉淀，可证明溶液中有Fe2+;综合上述分析可知Fe3+与「在溶液中发

3+2+

生氧化还原反应生成F才+和12,离子方程式为2Fe+2I2Fe+I2o

17.答案(除标注外，每空2分)

(l)2AI+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2T

(2)97mL(3)偏大(4)不需要

⑸①冷却至室温再读数(3分)②读数时使量气管左右液面相平(3分)

解析⑴铝和NaOH溶液反应生成Na|Al(OH)41和田淇化学方程式为2Al+2NaOH+6H2。

2Na[Al(OH)4]+3H2to(2)根据化学方程式可知1molAMmolNaOH,含镁3%〜5%

的铝镁合金，其中含铝最多为5.4gx(l-3%)=5.238g,即〃(Al)=5.238g-27g/mol=0.194mol,

此时需要NaOH的物质的量为0.194mol,则NaOH溶液的体积为0.194mol+2.0

mol-L1=0.097L=97mL,为保证合金充分反应,NaOH溶液的体积论97mL0(3)未沆涤固体,

则称得固体质量比实际Mg的质量大，最终测得镁的质量分数偏大。(4)HCI极易溶于水,

挥发的HC1对最终结果影响不大，不需要除酸雾的装置。(5)该反应放热，且读数时要保证

内部气压和大气压相等,故需要冷却后、调整BC液面相平后读数。

18.答案(每空2分)

(1)排出装置中的空气，防止其氧化Fe2+,干扰实验

=

(2)2FeCh+H2S2FeCh+2HCl+S;

(3)2MnOJt5SO2+2H2O==2Mn2II5s0与一+4FT

(4)甲、乙

(5)1m