第三章 铁 金属材料 单元测试题
一、单选题
1．下列离子能大量共存的是
A．滴加KSCN溶液显红色的溶液中：NH、K+、Cl－、I－
B．能与Al反应产生H2的溶液：K+、NH、NO、HCO
C．使石蕊变红的溶液中可能大量存在：Na+、NO、SO、Fe2+
D．无色透明的溶液：Na+、Ca2+、ClO－、Cl－
2．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．向铜粉加入氯化铁溶液：3Cu+2Fe3+=3Cu2++2Fe
B．在强碱溶液中NaClO与FeCl3反应生成Na2FeO4：3ClO-+2Fe3++5H2O=2FeO+3Cl-+10H+
C．NaHCO3与过量Ba(OH)2浴液反应：HCO+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
D．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：Al3++4NH3 H2O=AlO+4NH+2H2O
3．氮是粮食作物生长必需的元素，20世纪初德国化学家哈伯在实验室首次利用氮气和氢气合成了氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ mol-1。从此人类进入了新的农业时代，化肥的使用大大提高了粮食产量。实验室以废铁屑、氨气和稀硫酸为原料，可制备少量摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O]。如图所示装置和原理能达到实验目的的是
A．用装置甲制取FeSO4溶液
B．用装置乙制取NH3
C．用装置丙将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液中
D．用装置丁蒸干溶液得到(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O
4．下列除杂试剂选用不合理的是
选项 物质 杂质 除杂试剂
A HCl 饱和NaCl溶液
B 溶液 足量铁粉
C 足量HCl溶液
D 酸性溶液
A．A B．B C．C D．D
5．化学反应通常受到外界因素的影响。在下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是
A．铁在硫蒸气中燃烧 B．硫酸与锌粉反应
C．二氧化硫与氨水反应 D．硝酸与铜反应
6．下列反应的离子方程式正确的是
A．往FeBr2溶液中通入过量Cl2 ：2Fe2+ + 4Br- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-
B．刻制印刷电路时用FeCl3溶液作为“腐蚀液”：2Fe3+ + 3Cu = 3Cu2+ + 2Fe
C．往FeCl2溶液中滴入H2O2溶液：2Fe2+ + H2O2 = 2Fe3++ H2O
D．铁粉和水蒸气反应：2Fe + 3H2O(g)Fe2O3 + 3H2
7．化学与生活息息相关，以下说法正确的是
A．漂白粉、漂白液和漂粉精可用于游泳池等场所的消毒剂
B．Cl2具有漂白性，所以可以漂白有色布条
C．铁生锈过程中未涉及到氧化还原反应
D．铝表面容易生成一层致密的氧化膜，所以铝制品可以长期存放酸性或碱性食物。
8．元素化合物的性质是我们学习化学的基石，下列有关于元素化合物的性质说法正确的是
A．铝和NaOH溶液反应：Al+2OH-=AlO+2H2↑
B．二氧化硅是酸性氧化物，可溶于水制得硅酸
C．一定条件下，石墨转化成金刚石要吸收能量，所以石墨比金刚石更稳定
D．SO2和Cl2同时通入到品红溶液中，漂白效果将增强
9．实验室对某铁的氧化物(FexO)进行如下实验。下列说法错误的是
A．
B．溶液A为和混合溶液
C．反应②生成标准状况下1.12 L
D．Zn至少参加了3个氧化还原反应
10．下列离子方程式正确的是
A．向溶液中加入过量铁粉：
B．碳酸钙溶于醋酸：
C．次氯酸钙溶液通入：
D．向稀硝酸中加入铜片：
11．下列说法正确的是
①酸雨的pH小于7.0 ②机动车尾气中的NO是燃料燃烧产生的
③使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害
④使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害
⑤金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
⑥铝制或铁制容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸
⑦NH3易液化，液氨常用作制冷剂 ⑧水晶、玻璃、水泥都是硅酸盐材料
⑨燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 ⑩可用澄清石灰水检验SO2气体
A．②③④⑦⑨ B．①④⑤⑥⑧ C．②③⑤⑦⑨⑩ D．③④⑤⑦
12．下列离子方程式书写正确的是
A．铝粉投入氢氧化钠溶液中：Al+4OH-=AlO+2H2O
B．氢氧化钡溶液中通入过量SO2气体：Ba2++2OH-+SO2=BaSO3↓+H2O
C．常温下，将氯气通入氢氧化钠溶液制备漂白液：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
D．向FeBr2溶液中通入少量的Cl2：2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
13．下列除杂方案错误的是
选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂 除杂方法
A Mg(s) Al(s) 足量NaOH溶液 过滤
B NO NO2 水 洗气
C Cl2 O2 灼热的铜丝网 灼烧
D Na2CO3(s) NaHCO3(s) — 灼烧
A．A B．B C．C D．D
14．铁黄广泛用于建筑、塑料、文教用品等工业，工业上以硫酸渣(含、、等)为原料制备铁黄的一种工艺流程如下，下列说法错误的是
A．“酸溶”工序适当加热可加快反应速率
B．加入黄铁矿粉的工序为还原的工序
C．“沉铁”发生反应的离子方程式为：
D．此工艺流程的副产物可作氮肥
二、非选择题
15．回答下列问题：
(1)高铁酸钾()是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。与KClO在强碱性条件下反应可制取，同时生成KCl，其反应的离子方程式为___________。
(2)bmL溶液中含有ag，若把此溶液取一半加水稀释至2bmL，则稀释后溶液中的物质的量浓度为___________mol/L。
(3)向一定量的Fe、FeO、、的混合物中加入100mL的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2L(标准状况)气体，所得溶液中加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的该混合物，所得铁的质量为___________克。
(4)a克碳酸钠与碳酸氢钠的混合物，加热灼烧，固体质量为b克，求碳酸钠的质量分数___________。
(5)0.2mol/L60mL，恰好与含0.1mol/L的溶液40mL完全反应，试推测元素M在还原产物中的化合价___________价。
16．将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
(1)原混合物中Mg和Al的质量之比为_______；
(2)生成的H2在标准状况下的体积为_______；
(3)加入NaOH溶液的物质的量浓度为_______。
(4)稀硫酸的物质的量浓度为_______。
17．在化学学习中，了解知识的发展历程，可以促进我们正确理解科学本质
(1)十八世纪，化学家发现某些金属与酸反应能生成一种气体，该气体被称为“会制造水的物质”，写出该气体燃烧制造水的化学方程式：_______
(2)俄国化学家贝开托夫于1865年发表了金属活动性顺序；某同学将铝片放入氯化铜溶液中，发现有红色固体和无色气体生成
①写出生成红色固体的化学方程式：_______.
②利用温度传感器和传感器监测实验过程中的相关数据(如图所示).
说明该过程_______(“放热”或“吸热”)，溶液的酸性_______(“增强”或“减弱”)；推测铝与溶液中的反应生成无色气体是_______(填物质化学式)
18．铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示：
I.回答下列有关问题：
(1)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，形成该分散系的微粒大小范围是_______nm。
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，生成FeCl2和CuCl2，制造印刷电路板。写出FeCl3溶液腐蚀铜的化学反应方程式： _______。检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是_______。
II.现有五种溶液，分别含下列离子：①Ag+，②Mg2+，③Fe2+，④Al3+，⑤Fe3+。
(3)写出符合下列条件的离子符号：既能被氧化又能被还原的离子是_______，加铁粉后溶液增重的是_______(填写离子符号)
(4)向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液，现象是_______。
(5)欲除去FeCl2中FeCl3选用的试剂是_______， 并写出相应离子方程式：_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+，Fe3+、I－发生氧化还原反应而不能大量共存，故A错误；
B．能与Al反应生成氢气的溶液呈酸性或强碱性，HCO都不能大量共存，且碱性条件下NH不能大量共存，故B错误；
C．使石蕊试液变红色的溶液呈酸性，溶液中含有大量氢离子，H+、Fe2+、NO发生氧化还原反应而不能大量共存，故C错误；
D．无色溶液中不含有色离子，这几种离子都无色且离子之间不反应，所以能大量共存，故D正确。
综上所述，答案为D。
2．C
【详解】A．铜可以和三价铁反应生成铜离子和二价铁离子，离子方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，A错误；
B．碱性溶液中不会生成氢离子，正确离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－=2FeO＋3Cl－＋5H2O，B错误；
C．NaHCO3与过量Ba(OH)2浴液反应生成氢氧化钠、水和碳酸钡，离子方程式为：HCO+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O，C正确；
D．氢氧化铝只能和强碱反应，不能和氨水反应，离子方程式为：，D错误；
故选C。
3．A
【详解】A．用装置甲制取FeSO4溶液，铁粉过量，可以防止Fe2+被氧化成Fe3+，A正确；
B．用装置乙制取NH3，收集气体时试管口放棉花，不能带胶塞，B错误；
C．用装置丙将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液中，应用倒置漏斗，防止倒吸，C错误；
D．用装置丁浓缩溶液，降温结晶得到(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O，蒸干溶液，(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O结构会被破坏，D错误；
故答案为：A。
4．C
【详解】A．难溶于饱和食盐水，用饱和NaCl溶液除中的HCl杂质，故A正确；
B．铁粉能把还原为，用铁粉除中的杂质，故B正确；
C．、都能溶于盐酸，不能用足量HCl溶液除中的杂质，故C错误；
D．能被酸性溶液氧化为，用酸性溶液除中的杂质，故D正确；
选C。
5．A
【详解】A．铁在硫蒸气中燃烧只能生成硫化亚铁，选项A符合；
B．浓硫酸与锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气，选项B不符合；
C．二氧化硫与少量氨水反应生成亚硫酸氢铵，二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵，选项C不符合；
D．浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，选项D不符合；
答案选A。
6．A
【详解】A．亚铁和溴离子均有还原性，往FeBr2溶液中通入过量Cl2亚铁和溴离子按固有比例完全反应生成铁离子和溴单质：2Fe2+ + 4Br- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-，A正确；
B．刻制印刷电路时用FeCl3溶液作为“腐蚀液”：2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+，B错误；
C．往FeCl2溶液中滴入H2O2溶液：2H++2Fe2+ + H2O2 = 2Fe3++ 2H2O，C错误；
D．铁粉和水蒸气反应：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2，D错误；
故选A。
7．A
【详解】A．漂白粉、漂白液和漂粉精的主要成分是次氯酸盐，水溶液具有强氧化性可以杀菌消毒，可用于游泳池等场所的消毒剂，故A正确；
B．Cl2不具有漂白性，不能漂白干燥的有色布条，故B错误；
C．铁生锈过程中铁单质发生了价态改变最终转化为氧化铁，涉及到了氧化还原反应，故C错误；
D．铝表面尽管容易生成一层致密的氧化膜，但氧化铝是两性氧化物能与酸或者碱发生反应，故不能用铝制品长期存放酸性或碱性食物，故D错误；
故选A。
8．C
【详解】A．铝和NaOH溶液反应离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；故A错误；
B．SiO2是一种特殊的酸性氧化物，其不能溶于水；故B错误；
C．一定条件下，石墨转化成金刚石要吸收能量，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定；故C正确；
D．SO2和Cl2将发生氧化还原反应，从而失去漂白效果，故D错误；
故答案选C。
9．B
【分析】反应①为硫酸和铁的氧化物反应，根据硫酸的物质的量n(H2SO4)=0.15L×1mol/L=0.15mol结合O原子守恒可知，FexO的物质的量小于等于0.15mol，故有n(FexO)×(56x+16)=6.08g，解得n(FexO)=0.1mol时，x=0.8，设FexO中+2价的铁为a个，则+3价的铁为(0.8-a)个，根据化合价之和等于0可知，2a+3(0.8-a)=2，解得a=0.4，即含有Fe2+为0.4，Fe3+为0.4，故6.08gFexO中含有Fe2+为0.04mol，Fe3+为0.04mol，反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol，故反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，，A正确；
B．由分析可知，反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，根据硫酸根守恒可知，若溶液A为ZnSO4溶液则溶解的Zn的质量为0.15mol×65g/mol=9.75g，即Zn过量，说明溶液A中不可能含有FeSO4，B错误；
C．由分析可知，反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol，反应②中：，解得V=1.12L，即生成标准状况下1.12 L ，C正确；
D．由分析可知，反应②为Zn+Fe3+=Zn2++Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，Zn至少参加了3个氧化还原反应，D正确；
故答案为：B。
10．D
【详解】A．向溶液中加入过量铁粉生成，离子方程式为：，故A错误；
B．醋酸是弱酸，在离子方程式中不能拆，故B错误；
C．次氯酸钙具有氧化性，具有还原性，次氯酸钙溶液通入会发生氧化还原反应生成CaSO4，故C错误；
D．向稀硝酸中加入铜片生成硝酸铜和一氧化氮，离子方程式为：，故D正确；
故选D。
11．D
【详解】①正常雨水的pH为5.6，酸雨的pH小于5.6，错误；②汽车内燃机内燃料燃烧产生的高温,会使空气中的N2与O2在电火花的作用下反应生成NO，错误；③二氧化硫有毒，使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害，正确；④消毒过程中氯气能与有机物发生加成或取代反应，生成有机氯化物，有机氯化物可能对人体有害，正确；⑤金属钠与氯气反应生成氯化钠是放热的过程，氯化钠的稳定性增强，体系能量降低，物质的能量越低越稳定，正确；⑥常温下，浓硫酸、浓硝酸都能使铁、铝钝化，但浓盐酸与铁、铝都能反应，错误；⑦NH3易液化，液氨常用作制冷剂，正确；⑧玻璃、水泥都是硅酸盐材料，水晶的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐材料，错误；⑨燃煤中含有S元素，燃烧是产生SO2，容易引起酸雨，加入CaO，发生CaO＋SO2=CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，虽然产生的CO2，也能与CaO反应，生成CaCO3，CaCO3受热易分解成CaO和CO2，因此CaO不能减少CO2的排放，即不能减少温室气体的排放，错误；⑩SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能用澄清石灰水检验SO2气体，错误；故选D。
12．C
【解析】略
13．C
【详解】A．Mg和氢氧化钠溶液不反应，Al和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和氢气，用氢氧化钠溶液除Mg中含有的杂质Al，故A正确；
B．NO2和水反应生成硝酸和NO，用水除NO中的NO2气体，故B正确；
C．Cl2、O2都能与热的铜丝反应，不能用灼热的铜丝网除Cl2中的杂质O2，故C错误；
D．NaHCO3(s)加热分解为Na2CO3(s)、二氧化碳、水，用加热法除Na2CO3(s)中的杂质NaHCO3(s)，故D正确；
选C。
14．C
【分析】硫酸渣用H2SO4溶液酸溶时生成硫酸铁以及硫酸钙，加入黄铁矿粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁，同时有硫单质生成，经过过滤Ⅰ，滤渣为硫以及微溶的硫酸钙和SiO2，加入NH4HCO3后，发生反应生成CO2和Fe(OH)2浆液，再通入空气生成FeOOH，过滤后得到铁黄。
【详解】A．升温可以加快反应速率，因此“酸溶”工序适当加热可加快反应速率，A正确；
B．“过滤Ⅰ”得到的溶液为FeSO4溶液，加入黄铁矿粉可还原为，B正确；
C．“过滤Ⅰ”得到的溶液为FeSO4溶液，“沉铁”发生反应的离子方程式为：，C错误；
D．根据反应过程加入硫酸和碳酸氢铵，此工艺流程的副产物有硫酸铵，可作为氮肥，D正确；
故答案为：C。
15．(1)2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O
(2)
(3)2.8
(4)
(5)+3
【详解】（1）与KClO在强碱性条件下反应可制取，同时生成KCl，Cl元素化合价由+5降低为-1，Fe元素化合价由+3升高为+6，根据得失电子守恒、电荷守恒，配平反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。
（2）bmL溶液中含有ag，，，若把此溶液取一半加水稀释至2bmL，则稀释后溶液中的物质的量浓度为mol/L；
（3）向一定量的Fe、FeO、、的混合物中加入100mL的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出11.2L(标准状况)气体，所得溶液中加入KSCN溶液不变红色，说明溶质为FeCl2，根据氯元素守恒，，用足量的CO在高温下还原相同质量的该混合物，根据铁元素守恒，所得铁的物质的量为0.05mol，铁的质量为2.8克。
（4）a克碳酸钠与碳酸氢钠的混合物，加热灼烧，固体质量为b克，可知碳酸氢钠分解生成水和二氧化碳的质量为(a-b)g，设碳酸氢钠的质量为xg；
x=，碳酸钠的质量分数。
（5）0.2mol/L60mL，恰好与含0.1mol/L的溶液40mL完全反应，被氧化为，设元素M在还原产物中的化合价为x，根据得失电子守恒0.2mol/L×0.06L×(6-4)= 0.1mol/L×0.04L×2×(6-x)，x=+3。
16．(1)2：3
(2)10.08L
(3)5mol/L
(4)1.25mol/L
【分析】由图像可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为0.35mol，溶液中溶质为Na2SO4；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当V(NaOH溶液)=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)2为0.15mol，Al(OH)3为0.35mol 0.15mol=0.2mol。
【详解】（1）由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以镁和铝的质量之比为：0.15mol×24g/mol：0.2mol×27g/mol=2：3，故答案为：2：3；
（2）由A中可知，n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n(H2)=0.45mol，故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L，故答案为：10.08L；
（3）由200 240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，氢氧化钠的浓度为：=5mol/L，故答案为：5mol/L；
（4）沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的倍，所以n(Na2SO4)=×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为：=1.25mol/L，故答案为：1.25mol/L；
17．(1)
(2) 2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu 放热 增强 H2
【解析】（1）
活泼金属和酸反应生成氢气，氢气和氧气点燃生成水，；
（2）
①铝的活动性大于铜，将铝片放入氯化铜溶液中，反应生成铜、氯化铝，化学方程式：2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu；
②由图1可知，反应后温度升高，则反应放热；由图2可知，pH减小，溶液酸性增强；铝和溶液中氢离子反应生成氢气，故为H2。
18．(1)1~100
(2) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 KSCN
(3) Fe2+ Fe3+
(4)生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀
(5) 过量铁粉 2Fe3++Fe=3Fe2+
【详解】（1）向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色即得到氢氧化铁胶体，形成该分散系的微粒大小范围是1～100nm。
（2）FeCl3溶液与铜反应生成FeCl2和CuCl2，反应的化学反应方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2.，检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是KSCN溶液。
（3）亚铁离子中铁元素化合价处于中间价态，既能被氧化又能被还原。单质铁能置换出银，溶液质量减小，铁与铝离子、镁离子不反应，与铁离子反应生成亚铁离子，溶液质量增加；
（4）向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，所以现象是生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀。
（5）欲除去FeCl2中FeCl3选用的试剂是铁粉，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+
