第三章 铁 金属材料 单元训练卷
一、单选题
1．下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向稀硝酸中加入少量铜粉：
B．锂在氧气中燃烧：
C．向溶液中滴几滴NaClO溶液：
D．用烧碱溶液除去铁粉中的少量铝粉：
2．下图为铝的生产原理示意图，下列相关说法不正确的是
A．冰晶石做助熔剂
B．氧化铝属于过渡晶体
C．金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D．铝在工业上是一种很好的还原剂
3．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是
A．NH3NO B．FeFe3O4
C．SiO2Na2SiO3 D．CuNO2
4．下列物质的性质与用途均正确且具有对应关系的是
A．可以与酸反应，可以用作红色颜料
B．具有氧化性，其溶液可以腐蚀覆铜板
C．Fe粉可以被磁铁吸引，可以用作抗氧化剂
D．热稳定性好，可以用于灭火
5．下列实验操作和现象得出的实验结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 将通入滴有酚酞的NaOH溶液的试管中 溶液红色褪去 有漂白性
B 常温下，将铁片、铜片分别插入浓硝酸中 铁无明显变化、铜片剧烈反应 金属活动性：
C 取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 溶液中含有
D 取少量待测液于试管中，滴加几滴溶液 产生白色沉淀 溶液中含有
A．A B．B C．C D．D
6．人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(胃酸的主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是
A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素
C．常温下，铁能与水发生置换反应 D．Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验生成蓝色沉淀
7．工业上制一元弱酸——硼酸常采用硼镁矿(含、及少量、)经溶液溶浸后通过一系列反应制得。下列有关反应及离子方程式均正确的是
A．硼酸的解离反应方程式：
B．用溶液检验溶浸后溶液是否含有：
C．溶于溶液：
D．溶于溶液：
8．有一种优良的磁性合金材料，经查阅相关资料得知：主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片，进行如下探究性实验，其中现象、结论均正确的是
(已知：Si不和盐酸反应)
选项 实验方案 现象 结论
A 加入过量盐酸充分反应 有少量固体不溶 含有金属铜
B 加入过量盐酸充分反应 有气体产生 含有金属镁
C 加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水 产生白色沉淀 含有金属铝
D 用盐酸溶解后滴加少量氯水，再加入KSCN溶液 溶液呈红色 含有铁元素
A．A B．B C．C D．D
9．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．的溶液：、、、
B．加入铝粉生成的溶液：、、、
C．无色溶液：、、、
D．能使紫色石蕊试液变红的溶液：、、、
10．化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应制得液态金属(或合金)，凝固后，除去焊接点表面的焊渣，实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A．Al与Fe2O3也能发生类似反应
B．焊渣的主要成分是Al(OH)3
C．焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D．若在反应体系中加入低熔点金属，则可形成低熔点液态合金便于焊接
11．将某份镁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为，则样品中镁、铝物质的量之比为
A． B． C． D．
12．下列离子方程式中正确的是
A．过量的与溶液反应：
B．溶液与过量溶液反应：
C．溶液中加入过量的氨水：
D．溶液中通入等物质的量的：
13．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．pH＝1(酸性)的溶液中：Na＋、、Cl－、K＋
B．无色酸性溶液中：Fe2+、K＋、 、
C．含有I－ 的溶液中：H +、Na＋、Cl－、
D．pH＝14(碱性)的溶液中：K＋、、ClO－、Cl－
二、多选题
14．向等物质量浓度的和的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是
A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色
B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有、
C．若溶液Y呈蓝色，则固体X中一定不含铁元素
D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉
三、非选择题
15．黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩尔质量为480 g·mol-1]。Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。
根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为_______。
16．利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，图中甲~戊均含铁元素。回答下列问题：
(1)Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe(NO3)3、NaOH制备：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(2)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是______(填标号)。
A．有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物
B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应
C．Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1：2
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4
(3)维生素C易溶于水，可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+，设计如下实验：取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中，加入过量维生素C片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。该设计方案能否检验Fe2+并说明理由______。
(4)丁与烧碱溶液反应可生成乙，在空气中放置一段时间后乙转化为丙。乙转化为丙的现象为______，发生反应的化学方程式为______。
(5)若用丁溶液经一系列反应来制备Fe2O3。不考虑过程损失，若100mL丁溶液最终制得1.6gFe2O3，变质前丁溶液的物质的量浓度为______。
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。
请回答以下问题：
(1)中Fe的化合价为_______。
(2)是否为碱性氧化物_______(填是或否)，理由：_______。
(3)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：_______。
(4)已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行：也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，写出其中离子方程式：_______。其中检验溶液中的试剂是_______。
(5)FeO、是合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分。某FeO、混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中FeO、的物质的量之比为_______。
18．钠、铝和铁是中学化学常见的三种重要金属。请回答下列问题：
(1)钠在空气中燃烧生成淡黄色的_______(填“Na2O”或“Na2O2”)； Al2O3能溶于酸或强碱溶液生成盐和水，则是一种_______(填“酸性”、“碱性”或“两性”)氧化物；
(2)写出钠与水反应的化学方程式：_______。
(3)写出铝与NaOH溶液反应的化学方程式：_______；
(4)现有下列3种物质：①Na2O2、②NaHCO3、③Na2CO3，请回答：受热易分解的是_______ (填序号，下同)，溶于水显碱性的是_______，与CO2反应产生的气体能使带火星木条复燃的是_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．向稀硝酸中加入少量铜粉发生反应生成NO和硝酸铜，离子方程式为：，故A错误；
B．锂在氧气中燃烧生成Li2O，故B错误；
C．向溶液和少量NaClO溶液会发生氧化还原反应生成硫酸钠和二氧化硫，离子方程式为：，故C错误；
D．Fe不和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂，正确；
B．氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征，因此被称为过渡晶体，正确；
C．工业上用电解熔融的氧化铝，得到金属铝和氧气，而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜，错误；
D．Al为活泼金属，冶金工业中常作还原剂，正确；
故选C。
3．D
【详解】A．NH3与氧气发生催化氧化生成NO和水，转化能够实现，故A不选；
B．铁和水蒸气和高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，故B不选；
C．SiO2是酸性氧化物，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，故C不选；
D．稀硝酸的氧化性弱于浓硝酸，Cu和稀硝酸反应生成硝酸铜、水和NO，不能直接生成NO2，故D选；
故选：D。
4．B
【详解】A．属于碱性氧化物，可以与酸反应，与其用作红色颜料没有对应关系，故A错误；
B．可以氧化金属，体现铁离子氧化性，故B正确；
C．具有还原性，与氧气能反应，可以用作抗氧化剂，故C错误；
D．受热易分解生成水和氧化铝，该分解反应会吸收大量热，生成的氧化铝熔点高，附着在可燃物表面隔绝空气，生成的水会变为水蒸气，隔绝空气，因此可以用于灭火，故D错误；
综上所述，答案为B。
5．C
【详解】A．SO2能与NaOH反应生成Na2SO3，从而使滴有酚酞的溶液碱性减弱或变为中性，因此溶液红色褪去，说明SO2具有酸性氧化物的通性而不能体现其漂白性，A错误；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铜能与浓硝酸反应，但是金属活动性Fe>Cu，B错误；
C．取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明产生了氨气，溶液中含有铵根离子，C正确；
D．取少量待测液于试管中，滴加几滴BaCl2溶液，生成白色沉淀，该白色沉淀可能为BaCO3，溶液中不一定含有硫酸根离子，D错误；
故答案选C。
6．C
【详解】A．Fe粉可以失电子，具有还原性，故A正确；
B．铁是合成血红蛋白的，所以铁是人体必需的微量元素，故B正确；
C．高温条件下，铁和水蒸气发生置换反应，故C错误；
D．可用溶液有蓝色沉淀，故D正确；
故选：C。
7．A
【详解】A．B与Al为同主族相邻元素，性质相似，都为一元弱酸，解离方程式类似，硼酸的解离反应方程式：，A正确；
B．与的反应为可逆反应，应用可逆符号表示，B错误；
C．会与氨水反应生成和，由此可推测难溶于溶液，C错误；
D．B为非金属元素，不存在，应为，D错误；
故答案选A。
8．D
【详解】A．Cu、Si均不和盐酸反应，加盐酸有少量固体不溶，可能是Si，不一定有Cu,故A错误；
B．Mg、Al、Fe均可与盐酸反应，故B错误；
C．加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水，生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀，也可能是氢氧化镁，故C错误；
D．铁单质与稀硝酸反应会生成三价铁离子，铁离子遇KSCN溶液溶液呈红色，所以实验可以证明含有铁元素，故D正确。
故选：D。
9．C
【详解】A．、能与发生氧化还原反应，不可大量共存，故A错误；
B．加入铝粉生成的溶液为强酸或强碱溶液，若为强碱溶液，OH-与反应生成一水合氨，不能共存，故B错误；
C．各离子均为无色，且各离子之间互不反应，能大量共存，故C正确；
D．使紫色石蕊试液变红的溶液，显酸性，H+、能与发生氧化还原反应，H+、结合生成二氧化碳和水，不能共存，故D错误；
故选：C。
10．B
【详解】A．Fe的活泼性弱于Al，在高温条件下可发生铝热反应，故A正确；
B．焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应得到液体金属，结合元素守恒可知，焊渣的主要成分为Al2O3，故B错误；
C．利用还原性气体(如H2，CO等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固，故C正确；
D．一般合金的熔点低于任一组分金属，加入低熔点金属，可在更低温度下得到液态合金，便于焊接，同时还可以保护焊件金属，故D正确；
故答案选B。
11．C
【详解】根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2mol，则加入盐酸产生的H2为3mol，根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物质的量为mol，由于2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多，故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1mol，根据反应方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Mg，故样品中铁、铝物质的量之比为1：=3：4，故答案为：C。
12．A
【详解】A．过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应的离子反应为，A正确；
B．氢氧化钠溶液是足量的，应该还有碳酸钠生成，正确的为：，B错误；
C．氨水为弱碱，无法溶解氢氧化铝，正确的为：，C错误；
D．FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2，氯气先于碘离子反应，2I－+ Cl2 = I2 + 2Cl－，D错误；
答案选A。
13．A
【详解】A．pH＝1(酸性)的溶液中存在大量的氢离子，氢离子和Na＋、、Cl－、K＋，不反应，且其相互之间不反应，可共存，A正确；
B．二价铁是浅绿色的，另外，酸性条件下硝酸根离子可以将二价铁氧化为三价铁，不能共存，B错误；
C．酸性调价下，硝酸根离子可以将碘离子氧化为单质碘，不能共存，C错误；
D．碱性条件下，氢氧根离子可以和铵根离子反应生成一水合氨，不能共存，D错误；
故选A。
14．BC
【详解】A．若有，锌、铁、铜都会和铁离子反应，则不可能得到固体，A错误；
B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，固体X中可能有Fe或Zn，则溶液Y中一定不含有、，B正确；
C．若溶液Y呈蓝色，有，铁会和铜离子反应，则固体X中一定不含铁元素，C正确；
D．若溶液Y无色透明，证明溶液Y中不含铁元素和铜元素，则固体X中可能含有过量的Zn粉，也可能锌粉恰好反应而不存在，D错误；
故选BC。
15．NH4Fe3(SO4)2(OH)6
【详解】设有480 g物质分解，670 ℃以上为红棕色纯净物Fe2O3，则其物质的量为n(Fe2O3)= =1.5 mol，即y=3；在固体质量400 g→240 g时，分析可知，该产物为SO3和Fe2O3，则n(SO3)= =2 mol，即z=2；化合物中各元素化合价代数和为0，则x+3×(+3)+ 2×(-2)+w×(-1)=0，17x+3×56+2×96+17w=480，解得x=1、w=6，所以该物质的化学式为NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
16．(1)3:2
(2)CD
(3)不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有Fe2+生成
(4) 现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(5)0.2mol L-1
【详解】（1）反应中，氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，铁为还原剂，化合价由+3变为+6，根据电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2；
（2）A．Fe3O4有磁性，组成固定，是一种纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合物，A错误；
B．其能和酸反应生成两种盐和水，不与碱反应，不属于两性氧化物，B错误；
C．Fe3O4中二价铁、三价铁之比为1:2，与稀盐酸发生复分解反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2，C正确；
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，D正确；
故选CD；
（3）维生素C易溶于水，可将转化为被人体吸收，说明维生素C具有还原性；亚铁离子也具有强的还原性，亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，干扰了亚铁离子的检验，此实验方案设计不严密；
（4）丁为亚铁盐与烧碱溶液反应可生成乙氢氧化亚铁，在空气中放置一段时间后乙氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应转化为丙氢氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；乙转化为丙的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；
（5）的物质的量为=0.01mol，铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol；根据铁元素守恒规律，变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol，则100mL该溶液中，c(FeCl2)= =0.2mol/L。
17．(1)+6
(2) 是 与盐酸反应生成了盐和水
(3)
(4) 碱性 KSCN溶液
(5)2:1
【详解】（1）中钠、氧元素化合价分别为+1、-2，根据化合价代数和为零，可知Fe的化合价为+6；
（2）能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物；与盐酸反应生成了盐和水，故其为碱性氧化物；
（3）氢氧化亚铁和空气中氧气、水生成红褐色氢氧化铁，反应为；
（4）已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在碱性环境中进行；也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，反应中铁化合价由+6变为+3，则反应中氧元素化合价升高得到氧气，根据电子守恒、质量守恒可知，离子方程式：；铁离子能和KSCN溶液变红色，故其中检验溶液中的试剂是KSCN溶液；
（5）设FeO、的物质的量之比为a:b，则，故a:b=2:1。
18．(1) Na2O2 两性
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(4) ② ①②③ ①
【详解】（1）钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2，Na2O为白色；Al2O3能溶于酸或强碱溶液生成盐和水，即Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，Al2O3是一种两性氧化物；故答案为：Na2O2；两性；
（2）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
（3）铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，该反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（4）受热易分解的是NaHCO3，方程式为：；碳酸钠和碳酸氢钠溶液均显碱性，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，故其溶于水也显碱性；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，故与CO2反应产生的气体能使带火星木条复燃的是Na2O2；故答案为：②；①②③；①
