第三章 铁 金属材料 单元同步测试题(含解析)-2026-2027学年高一化学上学期人教版必修第一册_第1页
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第三章铁金属材料单元同步测试题

一、单选题

1.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是

实验现象结论

某粉末用酒精润湿后,用伯丝蘸取

A火焰呈黄色该粉末一定为钠盐

做焰色试验身

电流表指针不偏

B用熔融氯化铝做导电性实验氯化铝属于非电解质

将铁粉加入过量稀硝酸中,充分反有气体生成,溶液稀硝酸将Fe氧化为

C

应后滴加KSCN溶液呈浅绿色Fe2+

白色粉末变成了Na2cO3与H2O发生了

D向碳酸钠固体中加入少量水

晶体化学反应

A.AB.BC.CD.D

2.设N八为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是

A.常温、常压下,1.4g环丁烷与环丙烷混合气体中含有的氢原子数为0.2N,、

B.标准状况下,22.4L氯气、氢气和一氧化碳的混合气体中含有2N,、个原子

C100g32%的甲醉溶液中含有的氢原子数为4NA

D.两份质量均为5.6g的铁粉分别与足量硫粉、碘单质充分反应,转移的电子数均

为0.2N、

3.下列反应的离子方程式书写正确的是

+

A.钠与水反应:2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2T

2+

B.用白醋除水垢:CaCO3+2H^=CO21+H2O+Ca

2<

C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:Ba+SOj-=BaSO4i

D.用KSCN溶液检验Fc"的存在;Fe3++3SCN-=Fe(SCN)J

4.下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是

A.Fe—>Fe^Os-FsSO4B.H2。?~H2O

C.NaClfNa2c0,fNaOHD.CuSO4^Cu->CuO

5.某强酸性无色溶液中可能含表中离子中的若干种原子。.

阳离子Mg2+、NH:、Ba2\A13+、Fe2+

阴离子SiO:、MnO;、C「、NO;、CO3"

实验I:取少量该强酸性溶液A进行如图实验。

气体X

无沉淀II溶液Y|

沉淀Z|

实验H:为了进一步确定该溶液的组成,取100mL原溶液A,向该溶液中滴加lmol・L」

的NaOH溶液,产生.沉淀的质量与氢虱化钠溶液体积的关系如图所示。

(1)不进行实验就可以推断出,表中的离子一定不存在的有种。

(2)气体X的电子式为,沉淀Z的化学式为。

(3)写出实验II的图示中BC段对应反应的离子方程式:o

(4)A点对应的固体质量为go

(5)通过实验I可以确定该溶液中一定存在的阴离子是。推算该溶液中阴离子的浓

度为mokLL

6.某铁的氧化物(Fe,0)5.52?溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mLe%

恰好将Fc"完全氧化。X值为

A.0.70B.0.75C.0.80D.0.85

7.下列反应的离子方程式中,正确的是

2+

A.氢氧化钢溶液和稀硫酸Ba+OH+HUSO;-=BaSO41+2H2O

B.氯化铁溶液中加佚粉Fe3rFe=2Fe"

C.少量CO2通入NaOH溶液中CO2+2OH-=CO;_+H2O

2+

D.澄清石灰水与稀盐酸反应Ca(OH)2+2H*=Ca+2H2O

8.下列物质中属于碱性氧化物的是

A.COzB.Na2O2C.FeOD.AI2O3

9.等物质的量的钠和铁分别与足量的水反应,下列说法正确的是

A.反应条件相同B.金属单质都作氧化剂

C.转移电子的数目相同D.反应的还原产物相同

10.向2L的H2so4和Fc(NOa)3的混合稀溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,该气体

遇到空气变为红棕色,溶液中Fe2+的物质的量和加入Fe粉的物质的量之间的关系如图

A.开始时加入铁粉反应的离子方程式为Fe+NO;+41T=Fe3++NOT+2H2。

B.加入4moi铁粉时,溶液中有3moiFe3+,2molFe2+

C.加入5moi铁粉后的溶液中加入盐酸,不会有NO气体产生

D.原溶液中H2s04和Fe(NO3)3的物质的量分别为6mol和1mol

II.某实验小组拟用药品铁粉、稀硫酸和氢氧化钠溶液设计如图所示装置制备氢氧化亚

A.装置甲放入药品铁粉、稀硫酸,装置乙盛放氢氧化钠溶液

B.装置甲中铁粉应略为过量,防止Fc2+被氧化

C.实验开始阶段,应把弹簧夹Ki和K2都打开

D.一段时间后,关闭弹簧夹Ki和K2,在乙中生成白色絮状沉淀

12.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSOj溶液反应,观察Fe(OH)2颜色的实

验。实验时,往100mL的大试管中先加40mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试

管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FcSO,溶液(不含Fe3+)使煤油的液面至橡胶塞,并

夹紧弹簧夹(如图所示)。下列说法错误的是

FeSO4溶液

A.长颈漏斗中的液面上升

B.大试管卜层溶液出现白色沉淀,并可持续较长时间

C.用过氧化钠代苦钠也可以观察到此现象

D.该反应同时也能说明钠不能与硫酸亚铁溶液发生置换反应

13.有关铁的化合物的说法中,错误的是

-NaOH溶液

丰一煤油

手FcSO/容液

A.Fe(OH%胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔现象

B.由图示操作可制取Fe(OH)2

C.FeQ」、Fe(OH%都可以由化合反应制得

D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成FCQ,

14.类比是预测物质结构、性质与化学反应的重要方法之一、下列有关类比合理的是

A.Fe与Cl2反应生成FeCl3,则Fe与S反应生成Fe2S3

B.向AlCh溶液中滴加NaOH溶液先生成白色沉淀后沉淀溶解,则滴加浓氨水也能

出现相同现象

C.A1在空气中缓慢氧化生成致密的氧化膜保护A1,则Fe在空气中也能缓慢氧化

生成致密的氧化膜保护Fe

D.A1(OH)3能溶于NaOH溶液,则Be(OH)2(不溶于水的白色粉末)也能溶于NaOH

溶液

二、非选择题

15.2022年北京冬奥会的首钢滑雪大跳台设计来自敦煌“飞天”的艺术造型,曲线优美,

形象优雅。

⑴跳台主体为钢结构,钢是(填“纯净物”或‘混合物”)。

(2)跳台采用的耐火候钢自带防火和防锈功能,请你再举出一种铁制品防锈的方

法;工业上常用稀盐酸清除铁锈,该反应的化学方程式为。

(3)耐火候钢还含有铜、银(Ni)等金属,资料显示三种金属的活动性顺序为:Fe>Ni>Cuo

使用下列试剂能够验证三种金属的活动性顺序的是(填序号)。

A.FeJ、Ni、CuCl2B.Fe、NiClrCuC.Cu、Ni、FeCI?

16.铁及其化合物是重要的化学物质,如天然磁石中含有较多的Fe3O4、三水合草酸合

铁(III)酸钾{KS[PC(C2O4)3]-3H2O,呈绿色,可溶于水,难溶于乙醇,见光易分解)常序于

化学光最计、绿矶(FeSO4・7H2O)是常用的还原剂。回答下列问题:

(1)电子工业中,常用氯化铁溶液腐蚀铜制造印刷电路板,该原理的离子方程式

为。

⑵根据化合价及元素的性质,Na2s5可以改写为Na2s-4S、Fe3O4可以改写为FeOFezOj,

则Fe3ck可以改写为、FeK8可以改写为。写出化合物FeO(OCH3)

与稀盐酸反应的化学力程式:o

(3)可通过卜.列两个步骤制备三水合草酸合铁(III)酸钾晶体。

步骤i:向盛有3.00g黄色晶体FeC2O2H2。的烧杯中,加入lO.OOmLK2c2。4溶液,加

热至40C左右,缓慢滴入过量的H2O2,一段时间后,出现红褐色沉淀。

步骤ii:加热至沸腾,分两次缓慢加入8.00~9.00mLHC04溶液,至沉淀溶解,得到绿

色溶液。加热浓缩、加入无水乙醇、结晶,抽滤干燥得7.860g三水合草酸合铁(HI)酸钾

晶体。

①步骤i中,生成三草酸合铁酸钾与另一种铁的化合物,该化合物为(填化学

式)。

②步骤ii加入无水乙醇的目的是o

③实验小组完成实验后发现产率偏低,其主要原因可能是。

(4)8.34gFeSO4-7H2O(Mr=278)样品隔绝空气受热分解生成多种化合物过程的热重曲线

(残留样品质量随温度变化的曲线)如图所示。

质里/g

&4FeSO4-7H.O

M

82

N

0P

6

Q

2.40

078159373633樵度/T

①温度为100C时,固体物质M的化学式为o

②在隔绝空气的条件下.由P得到Q的化学方程式为。

17.元素的“价一类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它

指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图

为铁元素的‘'价一类''二维图,箭头表示部分物质间的转化关系。

化介价

单痂氧化物域盐物膜类别

请回答以下问题:

(l)Na2FcO4中Fe的化合价为。

(2)Fe2O3是否为碱性氧化物(填是或否),理由:o

⑶制备氢氧化亚铁时,现象由白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀,请用化学方程式解

释现象:o

(4)己知NazFeCh在强碱溶液中稳定存在,pH越小稳定性越差:则制备NaFeCh时需要

在(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行;NazFeCh也可以作为净水剂,能与水反

应生成具有吸附性的Fc(0H)3胶体,写出其中离子方程式:。其中检验溶液中电+

的试剂是。

18.2021年1()月16日,载有三名航天员的神舟十三号载人飞船顺利进入太空。运载

火箭和载人飞船使用了大量铝材,实现了多项科技创新。

(1)运载火箭和载人飞船上使用的铝材属于(填“纯铝”或“铝合金”),其优点是一

(写一条)。

(2)生产铝材时,可用NaOH溶液除去铝材表面的天然氧化膜,反应的离子方程式

是o

(3)除去单质铁中含有的少量铝涉及到的离子方程式是。

(4)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学进行如卜.实验。补全下表。

序离子方程实验结

实验操作实验现象

号式论

将一段打磨过的铁丝放入CUSO4溶液蓝色变浅,铁丝Fe具有

I—

溶液中,充分反应表面析出红色固体还原性

向Fe03溶液中加入过量铁粉——

Fe3+具有

向盛有FeCb溶液的试管中滴加3溶液棕黄色加深,滴

II

氧化性

滴KI溶液,然后滴加2滴淀粉溶加淀粉溶液后变蓝—

液色

向FeCb溶液中加入过量光亮的浅绿色溶液变无色,Fe2++Zn=

III—

锌片,充分反应锌片表面变暗Fe+Zn2+

浅绿色溶液变棕黄Fe2+具有

IV向FeCb溶液中滴加新制的氯水—

色还原性

参考答案:

1.D

【详解】A.钠元素的焰色为黄色,某粉末用酒精润湿后,用伯丝蘸取做焰色试验身,该粉

末中一定含有钠元素,但不一定为钠盐,故A错误;

B.用熔融氯化铝做导电性实验,电流表指针不偏转,说明氯化铝是共价化合物,氯化铝的

水溶液能导电,氯化铝属于电解质,故B错误;

C.将铁粉加入过量稀硝酸中,充分反应后滴加KSCN溶液,有气体生成,溶液呈红色,稀

硝酸将Fe氧化为Fe3+,故C错误;

D,向碳酸钠固体中加入少量水,白色粉末变成了晶体,Na2c03与H?0发生了化学反应生

成Na2c0310H20,故D正确。

选D。

2.C

【详解】A.环丁烷与环丙烷的最简式都为CH-所以含有的氢原子数为

LG

^XNAX2=0.2NA,所以A正确;

14g/mol

B.每个氯气、氢气和一氧化碳分子都含有两个原子,标准状况下,22.4L混合气体中含有

224L

二.L「2'凡=2'个原子,故B正确;

22.4L/inol

C.100g32%的甲醇溶液中含有水和甲醇,所以含有的氢原子数为

IPO”2%—।100gx(l—32%)

x2xNA=l4+-lNA(故C错误;

32g/mol18gImol

D.铁与硫粉、碘单质反应都生成Fe?"所以5.6g的铁粉充分反应转移的电子数均为

&x2xNAmor'=0.2N故D正确;

5.6o/mol人A

故选C。

3.A

【详解】A.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为

+

2Na+2H2O=2Na+2OH+H2T,A正确;

B.醋酸是弱酸,不能拆,B错误;

C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式应为2H'+2OH+Ba'+SO;=BaSO4J+2Hq,

C错误;

D.硫氟化铁不是沉淀,D错误;

故选Ao

4.D

【详解】A.铁和氧气化合生成四氧化三铁,得不到氧亿铁,A错误;

B.双氧水不能直接转化为氢气,B错误:

C.氯化钠不能直接转化为碳酸钠,C错误;

D.硫酸铜和锌发生置换反应生成铜,铜和氧气化合生成氧化铜,D正确;

答案选D。

5.(1)4

H

⑵H:N:HM8(°H)2

••

(3)A1(OII)3IOH=A1O2i2IhO或AI(OII)3»OII=[Al(On)4]-

(4)0.136

(5)NO;0.08

【分析】本题考杳化合物性质、离子检验和推断。由于溶液呈强酸性且无色,则Fe2\SiO;、

MnO,、CO:一定不存在,试液中加入AgNCh不会出现白色沉淀,所以一定不含C「,加入

稀硫酸无沉淀产生,一定不含Ba?,加入过量的NaOH溶液,加热,产生沉淀、气体,则

一定存在Mg2+、NH;,为了进一步确定该溶液的组成,取100mL原溶液,向该溶液中滴

加ImoLL「的NaOH溶液,根据产生沉淀的质量与加入的氢氧化钠溶液体积的关系,可知

一定含有AP+,根据电荷守恒可知一定含有

【详解】(1)由于溶液呈强酸性且无色,则Fe2,SiO;、MnO.1.CO;4种离子一定不存

在;

(2)气体X和沉淀Z是加入过量的NaOH溶液后生成的产物,气体X为氨气,其电子式

H

为.,沉淀Z是氢氧化镁,化学式为Mg(OH)2:

H•N•H

(3)根据实验H的图像可知,BC段是A1(OH)3溶于过量NaOH溶液的过程,对应的离子

方程式为A1(OH)3+OH-=A1O;+2H2O或Al(OH)3+OH-=[AI(OH)4r;

(4)BC段A1(OH)3消耗的n(NaOH)=lmolLrx(9-8)xl0-3L=0.001mol,所以试液中含

有n(AP+)=0.001mol,沉淀Mg?+和Ap+一共消耗n(NaOH)=0.(X)5mol,所以n(Mg2^)=

0.001mol,A点的固体是0.001molMg(OHh和0.001molA1(OH”,故固体质量是0.001molx58

g-mol1+0.001molx78gmol1=0.136g;

(5)根据上述分析可知,溶液中一定存在Mg2+、NH;,根据溶液呈电中性可知该溶液中

一定存在的阴离子是NO;;图像开始阶段NaOH中和H+,则溶液中n(H+)=0.001mol,AB

段NaOH与N”;反应产生NH3,则n(N”;)=0.002mol,n(A13+)=n(Mg2+)=0.001mol,根

据电荷守恒,n(NO;)=0.901moH-0.002mol+0.002mol-|-0.003mol=0.008mol,则该溶液中

阴离子的浓度为().08mol・LL

6.A

2

【详解】FexO中Fe的平均化合价为+上价,Fe元素的化合价升高、。元素的化合价降低,

x

由得失电子守恒可知,0.005molx2x(l-0尸xx(3--),解得x=0.7,故A正

(56x+16)g/molxx

确。

答案选A。

7.C

【详解】A.氢氧化钢溶液和稀硫酸的离子反应为Ba2++2OH+2H++SO:=BaSO4l+2H2O,故

A错误;

B.氯化铁溶液中加铁粉的离子反应为2Fe»+Fe=3Fe2+,故B错误;

C.少量CCh通入NaOH溶液中的离子反应为CO2+2OH-=CO;+H2O,故C正确;

D.澄清石灰水中的氢氧化钙需要拆开;澄清石灰水与稀盐酸反应,离了方程式:OH-+H+-H2O,

故D错误;

故选:Co

8.C

【详解】A.CO?属于酸性氧化物,故A不选;

B.Na?。?不属于碱性氧化物,故B不选;

C.FeO能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故C选;

D.川2。3既能和酸反应也能和碱反应生成盐和水,属于两性氧化物,故D不选;

故选C。

9.D

【详解】A.钠和水反应在常温下进行,铁和水需要在高温下反应,故A错误;

B.两个反应金属单质都做还原剂,故B错误:

C.等物质的量的钠失去日子数目比铁少,故C错误;

D.两者反应的还原产物都是氢气,故D正确;

故选D。

10.B

【详解】A.由实验现象和图像可知开始加入铁粉产生NO和Fe",故开始时加入铁粉发生

的离子方程式为Fe+NOjMir二Fe"+NOT+2H9,A正确;

B.加入4moi铁粉时,其中Imol铁粉消耗2moiFe3+,产生3moiFe?+,此时溶液中

n(Fe3,)=4mol-2mol=2mol,n(Fe2+)=3mol,B错误;

C.加入铁粉3moi时,硝酸根离子恰好反应完全,加入5moi铁粉后的溶液中溶质的主要成

分为硫酸亚铁,加入盐酸后不发生反应,不会放出NO气体,C正确:

D.加入3moi铁粉时发生的离子方程式为Fe十NO3+4H'=Fe"+NOT+2HQ,消耗3molNO.

和12moiH性成3molFe",加入铁粉3mol至5moi时,发生的离子反应为2Fe"+Fe=3F/,

则2mol的铁消耗4molF铲,加入3moi铁粉时生成3molFe3+,故原溶液中含1molFF+[即

含1molFe(NO3)3],5mol后加入铁粉不再产生Fe2+,则原溶液中仅含12molH+(即含

6molH2so4),故原溶液中H2sO4和Fe(NO3)3的物质的量分别为6moi和Imol,D正确;

故选B。

II.D

【分析】用右图装置制备氢氧化亚铁,甲中药品为:铁粉和稀硫酸,B中为氢氟化钠溶液,

结合装置分析可知,实验开始阶段,应把弹簧夹Ki和K?都打开,利用反应生成氢气排净装

置中的空气,可以收集K?处的气体检验是否是纯净的氢气,将仪器中的空气排尽后,然后

关闭Ki,利用生成的氢气在装置甲中压强增大,把硫酸亚铁溶液压入装置乙的氢氧化钠溶

液中,反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀,可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀,以此解

答该题;

【详解】A.结合装置分析可知,甲中药品为:铁粉和秸硫酸,乙中为氢氧化钠溶液,A正

确;

B.装置甲中铁粉路过量,防止被氧化,B正确;

C.实验开始阶段,应把弹簧夹Ki和K2都打开,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,

待装置中的空气排尽后,关闭Ki,C正确;

D.一段时间后生成的氢气使甲中压强增大,把硫酸亚铁溶液压入乙中,反应生成白色氢氧

化亚铁沉淀,关闭弹簧夹Ki,但不能关闭弹簧夹K2,防止装置内压强过大发生爆炸,D错

误;

故答案为:Do

12.C

【详解】A.钠与溶液中的水反应牛成氧气,将试管中的液体压入长颈漏斗,因此长颈漏斗

中的液面上升,A正确;

B.钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,由于没

有氧气的存在,所以可以长时间观察到白色沉淀,B正确;

C.过氧化钠与水反应可以生成氧气,氧气能将氢氧化亚铁氧化生成氢氧化铁而不能长时间

观察到白色沉淀,c错误:

D.该反应中无铁单质生成,即不能发生置换反应,D正确。

选C。

13.D

【详解】A.氢氧化铁胶体呈红褐色、透明,胶体能发生丁达尔现象,选项A正确;

B.Fe(OH”易被氯化,煤油可以隔绝空气,选项B正确;

C.铁和氯气化合生成四氧化三铁,氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁,选项C正确:

D.FcO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成F/O4,选项D错误:

答案选D。

14.D

【详解】A.Fe与CL反应生成高价态的FeCl,,而Fe与S反应生成低价态的FeS,故A错误:

B.A1(OH)3能溶于NaOH溶液,故向AIC1溶液中滴加NaOH溶液先生成白色沉淀后沉淀溶

解:而A1(OH)3不能溶于氨水,则滴加浓氨水只生成白色沉淀,不会溶解,故B错误:

C.氧化铝为致密的结构,氧化铁为疏松的结构,则A1能与02缓慢氧化生成致密氧化膜保

护AL而Fe与02也缓慢氧化生成氧化膜不能保护Fe,故C错误;

D.Be元素与AI元素处于对角线位置,根据“对角线规则“,A1(OH)3和Be(OH)2都能溶于

NaOH溶液,故D正确。

答案选D。

15.(1)混合物

(2)刷油漆、进行烤蓝处理Fe2O3+6HCl=2FeCh+3H2O

(3)B

【详解】(I)跳台主体为钢结构,钢是由铁和碳等组成的物质,属于混合物。

(2)铁制品防锈的方法有刷油漆、进行烤蓝处理等;工业上常用稀盐酸清除铁锈(主要成

分氧化铁),该反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCh+3H2Oo

(3)根据活泼性强的金属可以置换溶液中活动性弱的金属的离子,金属的活动性顺序为:

Fe>Ni>Cu,则铁可以置换溶液中的银离子,银可以置换溶液中的铜离子,铜不能转换银

离子,则可以验证的为Fe、NiClrCu,故选B。

16.(l)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(2)FeCl2-2FeCl3SFehhFeO(OCHj+3HCl=FeCl.+CH.OH+H,O

(3)Fe(OHh降低三水合草酸合铁酸钾晶体的溶解度,促进晶体析出光照使

K3[Fe(C2O4)3]-3H2O分解

(4)FeSO4-4H2O2FeSO4"空Fe2O3+SO,T+S02T

【详解】(1)电子工业中,常用氯化铁溶液腐蚀铜制造卬刷线路板,该原理的反应方程式:

apmpcucuci22;

3+

(2)FeCh>FeCh均存在,由化合价及原子守恒确定Fe3ck可改写成FeCl2-2FeCl3,Fe

会氧化I",即Feb不存在,因此会3人只能是Feb和h,改写成3FeI2I2。FeO(OCH3)

中Fe的化合价为+3价,易写出其与稀盐酸反应生成FeCb、CHQH、H20,方程式为

FeO(OCH3)+3HCl?『FeQ+CHpH;

(3)由题干信息可知红褐色沉淀为Fe(0H)3,三水合草酸合铁酸钾晶体可溶于水,难溶于

乙醇,加入无水乙醇有利于晶体的析出,光照易分解造成产率降低;

(4)8.34gFeSO4-7H2O的物质的量为0.03mol,加热先生成物质M6.72g,质量减少1.

62g,减少的质量为水的质量,即减少0.09molH2O,故M的化学式为FeSO4-4H2O,生

成N的质量为5.10g,减少的质最为1.62g,此时减少的质量仍为水的质量,减少0.09

molH2O,故N的化学式为FeSO4H2O,生成P质量为4.56g,减少质量为0.54g,此

时减少的质量为水的质量,减少0.03molH2O,P的化学式为FcSCh,最后生成2.4gQ,

此时Q中Fe有0.03mol,Fe质量为1.68g,剩余0.72g为O的质量,有0().045mol,

则Q的化学式为Fe2O3,Fe化合价升高,则硫的化合价降低,同

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