第三章 铁金属材料 测试题
一、选择题
1．下列溶液中，一定能大量共存的离子组是
A．无色透明溶液中：、、、
B．能溶解的溶液：、、、
C．含有的溶液：、、、
D．使酚酞变红的溶液：、、、
2．下列各组离子一定能大量共存的是
A．在澄清透明强酸性溶液中：、、Fe2+、、
B．在含大量的溶液中：、、、
C．在强酸性溶液中：、、、
D．在强碱性溶液中：、、、、Fe3+
3．下列物质不能通过化合反应直接制备的是
A．FeCl2 B．Al2O3 C．Fe(OH)2 D．NaHCO3
4．部分被氧化的合金样品(氧化产物为)共5.76g，经如下处理：
下列说法不正确的是
A．滤液A中的阳离子为
B．样品中氧原子的物质的量为0.02mol
C．溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04mol
D．
5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．钠的金属活泼性强，可用于制作高压钠灯
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．碳酸氢钠受热易分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
6．在日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述正确的是
①生铁是中国历史上使用最早的合金
②合金的熔点一般比各成分金属熔点高
③合金往往比各成分金属的物理、化学或机械性能好
④合金的性质是各成分金属性质之和
A．③④ B．③ C．①② D．①②③④
7．当28gFe在71gCl2中点燃时
A．Fe和Cl2恰好完全反应 B．生成63.5g产物
C．会有9.33gFe过量 D．会有17.75gCl2过量
8．设NA表阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．6.72 L H2与足量 N2反应生成NH3的分子数为0.2NA
B．5.6 g铁与足量稀硝酸反应转移的电子数为0.2NA
C．32 g氧气与32 g硫所含的质子数相等
D．1 molNa2O2中含有阴离子数为2NA
9．某溶液中含有下列离子Na+、Fe3+、Cl-、Fe2＋、Al3+，向其中先加入足量的NaOH溶液，然后微热并搅拌，再加入足量的稀盐酸原溶液中离子基本不变的为
A．Al3+ B．Cl- C．Fe2+ D．Na+
10．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法最好是
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀
D．只需滴加KSCN溶液
11．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)，加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 883 1090 2327 2567 2750
A．铁铜合金 B．镁铁合金 C．钠铝合金 D．铁铝合金
12．纳米是长度单位，1nm=10-9m，当物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如将铁制成“纳米铁”时具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列关于“纳米铁”的叙述正确的是
A．常温下“纳米铁”比铁片的金属性强
B．常温下“纳米铁”比铁片更易失去电子
C．常温下“纳米铁”的还原性与铁片相同
D．常温下“纳米铁”比铁片的氧化性强
二、非选择题
13．中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质，F为黄绿色气体单质，I为红褐色固体，P为淡黄色固体。回答下列问题：
(1)B的化学式为 ；C溶液的颜色为： ；
(2)N长期置于空气中，最后形成的物质是： (填化学式)
(3)H生成I的化学方程式为： 。
(4)C和F在溶液中反应生成B的离子方程式为 。
(5)C、D在溶液中反应的实验现象(在空气中) 。
(6)P可以做供氧剂，其原理是 。(用方程式表示)
14．有以下物质：①KCl、②Cl2、③H2O、④NaOH、⑤CO2、⑥NaHCO3、⑦Al
(1)属于电解质的是 ；
(2)写出①的电子式 ；
(3)写出④与⑦反应的离子方程式 ；
(4)在焙制糕点时常需加入以上中的某种物质作膨松剂，写出该过程发生反应的化学方程式 。
15．铁的氧化物的组成与性质差异明显，在化工生产等领域有着广泛的应用。补全下列表格。
化学式
颜色
铁元素的化合价
与稀硫酸反应的离子方程式
16．将200mL CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份，向其中一份加入足量铁粉，充分反应后测得固体质量保持不变；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到23.3g白色沉淀。请计算：
（1）原溶液中c（SO42-） = 。
（2）原溶液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量比为 。
17．过氧化钙CaO2·nH2O中含有部分杂质CaO
(1)称取0.542g过氧化钙样品灼烧发生反应：2 CaO2·nH2O 2CaO+ O2↑ +2nH2O，得到O2，氧气在标态下的体积为67.2mL，求该样品中CaO2物质的量 ；
(2)另取同一样品0.542g溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中的Ca2+全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 0.70g， 计算样品中CaO的质量以及CaO2·nH2O中n的值 。
18．(1)下列图象表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是 。
A． B． C． D．
(2)某分子筛类催化剂(H+交换沸石)催化NH3脱除NO、NO2的反应机理如图所示。
按如图反应机理，NH3脱除NO、NO2总反应的化学方程式是 。
(3)室温时，在容积为amL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入bmLO2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为cmL，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是 。
(4)下列三组混合气体体积比为①NO2∶O2=1∶1；②NH3∶O2=2∶1；③NO2∶NO∶O2=1∶1∶1，将分别盛满上述各种气体的试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内溶液浓度比为 。
(5)将充满NO2和O2混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是 。
19．A、B、C为中学常见单质。通常状况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。已知：二价铁离子与铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，三价铁离子与铁氰化钾溶液无明显现象，请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A 、X 。
(2)反应⑦的化学方程式是 。
(3)检验D的溶液中是否含有G中阳离子的方法是 。
(4)A的一种含氧酸根AO具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有可使带火星的木条复燃的无色气体生成。该反应的离子方程式是 。
(5)向0.02molA的氧化物中加入45mL4mol/L硫酸溶液恰好完全反应，所得溶液中A2+能恰好被标准状况下672mL氯气氧化。则该铁的氧化物与酸反应的离子方程式为： 。
(6)向G溶液中加入氢氧化钠溶液的现象是 。
20．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题。
(1)填写下列标号所代表的物质(主要成分的化学式，注意用量)或操作方法：
① ；② ；③ ；④ ；
⑤ ；⑥ ；⑦ ；⑧ ；
(2)鉴别溶液④中的金属阳离子时，应滴加的试剂依次是 ，现象依次是 ；请写出该鉴别过程中属于氧化还原反应的离子方程式： 。
(3)若取2mL溶液④加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，产生的现象是 ；此过程涉及反应的化学方程式是 。
21．高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(1)实验室里欲用KMnO4固体来配制250.00 mL 0.1000 mol L-1的KMnO4酸性溶液。
①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、 、 。
②下列关于“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是 (填序号)。
A．使用前必须检查是否漏水
B．能配制一定体积准确浓度的标准溶液
C．可用来长期贮存溶液
D．能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
③下列操作对实验结果的影响偏高的是 (填序号)。
A．加水定容时俯视刻度线
B．未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒
C．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线，没有加水补到刻度线
D．未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容
(2)已知酸性条件下，可将还原为。将标准状况下的气体通入足量酸性溶液中，
①写出该反应的离子方程式 。
②被还原的的物质的量为 。
(3)维生素C的水溶液能使高锰酸钾溶液褪色，根据这一原理，常用高锰酸钾测定蔬菜或水果中的维生素C的含量。上述实验原理体现了维生素C具有 (填氧化性、还原性)。
(4)用上述酸性KMnO4溶液来测定FeSO4溶液中Fe2+的物质的量浓度。原理如下：FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O(未配平)，实验时应测定的数据有：量取FeSO4溶液的体积和 。该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
22．在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。高温下Fe与水蒸气的反应实验应使用如图所示的装置，在硬质玻璃管中放入铁粉和石棉绒的混合物，通入水蒸气并加热。请回答实验的相关问题。
(1)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 。
(2)圆底烧瓶中装的是水，该装置的主要作用是 ；烧瓶底部放了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。
(3)B装置的名称是 ，B中盛装的物质碱石灰，作用是 。
(4)酒精灯和酒精喷灯的点燃顺序是先点燃 再点燃 ，原因是 。
(5)如果要在A处玻璃管口点燃该气体，则必须对该气体进行 。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．无色透明溶液中，Fe3+与SCN 产生红色络合物，不能共存，A错误；
B．能溶解Al2O3的溶液，可能为酸性，也可能为碱性， K+、Mg2+、Cl 、几种离子在酸性溶液中可以共存，碱性溶液中与Mg2+产生氢氧化镁沉淀，不共存，B错误；
C．含有NaHSO4的溶液电离出H+，溶液显酸性， ClO 与H+生成弱电解质HClO，不能共存，C错误；
D．使酚酞变红的溶液呈碱性， K+、Na+、可以大量共存，D正确；
故答案为：D。
2．C
解析：A．强酸性溶液中H+、Fe2+、发生氧化还原反应，不能共存，A不符合题意；
B．在含大量的溶液中，与不能大量共存，B不符合题意；
C．在强酸性溶液中：各离子之间不反应，能大量共存，C符合题意；
D．在强碱性溶液中：OH-、或Fe3+之间反应，不能大量共存，D不符合题意；
故答案为：C。
3．C
解析：A．由反应2FeCl3+Fe=3FeCl2可知，FeCl2可通过化合反应制备，A不符合题意；
B．铝和氧气反应得到氧化铝，属于化合反应，B不符合题意；
C．Fe(OH)2通常由FeSO4、NaOH发生复分解反应FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4制得， 不能通过化合反应直接制得，C符合题意；
D．NaHCO3可由Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3反应制得，D不符合题意；
故选C。
4．A
【分析】部分被氧化的合金样品(氧化产物为)共5.76g，与足量稀硫酸反应，先是金属氧化物和硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铜，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，硫酸铜与铁反应生成铜和硫酸亚铁，剩余的铁与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，因此滤渣是铜单质，滤液加入足量氢氧化钠溶液得到氢氧化亚铁沉淀，过滤，在空气中充分灼烧得到氧化铁3.2g。
解析：A. 铁离子的氧化性大于氢离子的氧化性，由于样品中铁和稀硫酸反应生成了氢气，则说明溶液中没有铁离子，故A错误；
B. 滤渣3.2g是铜的质量，最后得到固体3.2g是氧化铁的质量，则铁元素的质量为，则金属总质量为5.44g，样品中氧原子的质量为5.76g 5.44g＝0.32g，则氧原子的物质的量为0.02mol，故C正确；
C. 最后得到固体3.2g是氧化铁的质量，则样品中铁的物质的量为，反应后溶液中的溶质为硫酸和硫酸亚铁，根据质量守恒分析，消耗的硫酸物质的量等于生成的硫酸亚铁的物质的量，则溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04mol，故C正确；
D. 利用质量守恒分析消耗的硫酸的氢一部分变为了氢气，一部分和氧化物反应变为了水，根据氧化物中氧的物质的量为0.02mol，则生成水物质的量为0.02mol，则生成氢气的物质的量为0.04mol 0.02mol＝0.02mol，则标准状况下体积为0.448L即，故D正确。
综上所述，答案为A。
5．D
解析：A．钠的焰色反应为黄色，透雾性强，单质钠可以做高压钠灯，性质和用途不对应，故A不符合题意；
B．氧化铝熔点高，可以做耐火材料，氧化铝是离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，性质和用途不对应，故B不符合题意，
C．碳酸氢钠可以和盐酸反应，可用于中和过多的胃酸，性质和用途不对应，故C不符合题意；
D．明矾溶于水能电离出铝离子，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的小颗粒，起到净水作用，性质与用途具有对应关系，故D符合题意；
答案选D。
6．B
解析：①我国最早使用的是青铜，不是生铁，故①错误；
②合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，故②错误；
③合金与各组成金属相比，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,硬度比它的各成分金属的大，机械性能好，有些金属具有较强的抗腐蚀性，故③正确；
④合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀,机械性能好，不是各成分金属性质的总和，故④错误；
故答案选B。
【点睛】本题考查合金与组成金属的性能比较，对于合金的知识仅限于了解，本题难度不大。
7．D
【分析】n(Fe)==0.5mol，n(Cl2)==1mol，点燃时，2Fe+3Cl22FeCl3。
解析：A．根据分析可知，，Cl2过量，因此二者不是恰好完全反应，A错误；
B．可知铁已经完全反应，根据系数之比等于参加反应的各物质物质的量之比，结合n(Fe)=0.5mol，列出比例关系式，，所以生成物的质量为m(FeCl3)=0.5mol×162.5g·mol-1=81.25g，B错误；
C．根据，可知Cl2过量，Fe没有剩余，C错误；
D．可知反应过程中消耗氯气0.75mol，剩余氯气的物质的量为1mol-0.75mol=0.25mol，剩余氯气的质量为m(Cl2)=0.25mol×71g·mol-1=17.75g，因此会有17.75gCl2过量， D正确；
故选D。
8．C
解析：A．氢气和氮气所处的状态不明确，气体摩尔体积不确定，且反应是可逆反应，则生成NH3的分子数无法计算，故A错误；
B．5.6 g铁的物质的量为n==0.1mol，而铁与足量稀硝酸反应生成，转移的电子书为0.3NA，故B错误；
C．32 g氧气的物质的量为1mol，含质子16mol，32g硫的物质的量为1mol，含质子也为16mol，所含质子数相等，故C正确；
D．一个Na2O2分子中含有1个阴离子，则1 molNa2O2中含有阴离子数为NA，故D错误；
答案选C。
9．A
解析：溶液中含有下列离子Na+ 、Fe3+、Cl－、Fe2＋、Al3+，向其中先加入足量的NaOH溶液，Fe3+和Fe2＋生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，氢氧化亚铁会被氧化为氢氧化铁，Al3+与过量的NaOH反应生成偏铝酸根离子，再加入足量的稀盐酸，氢氧化铁、偏铝酸钠与盐酸反应生成金属阳离子为Fe3+和Al3+，溶液中Fe2+减少，Fe3+增多，Cl－增多，Na+增多，Al3+基本不变。
故答案选A。
10．B
解析：A．先加氯水，若有Fe2＋会被氧化为Fe3＋，滴加KSCN变红，若无Fe2＋有Fe3＋也会看到相同的现象，故不能证明只含有Fe2＋而不含有Fe3＋，A错误；
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，说明没有Fe3＋，再滴加氯水后显红色说明有Fe2＋，B正确；
C．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀，说明有Fe3＋，C错误；
D．滴加KSCN溶液不变红，说明不含Fe3＋，不能说明是否含有Fe2＋，D错误；
故选B。
11．B
【分析】当某一金属的熔点超过另一金属的沸点时，该金属变成蒸气，不能形成合金；
解析：A．铁的熔点1535℃，低于铜的沸点2567摄氏度，可以形成铁铜合金，故A不选；
B．铁的熔点1535℃，高于镁的沸点1090摄氏度，不能形成镁铁合金，故B选；
C．铝的熔点660℃，低于钠的沸点883摄氏度，可以形成钠铝合金，故C不选；
D．铁的熔点1535℃，低于铝的沸点2327摄氏度，可以形成铁铝合金，故D不选；
故选B。
12．C
解析：A．金属性属于元素的性质，“纳米铁”和铁片都为铁元素，金属性相同，故A错误；
B．纳米铁之所以具有较强的化学活性是由于纳米材料的颗粒较小，表面积较大，与氧气的接触面积较大而能在空气中的燃烧，失电子能力相同，故B错误；
C．纳米铁之所以具有较强的化学活性是由于纳米材料的颗粒较小，表面积较大，与氧气的接触面积较大而能在空气中的燃烧，失电子能力相同，“纳米铁”的还原性与铁片相同，故C正确；
D．金属Fe不具有氧化性，故D错误；
故选C。
二、非选择题
13．(1) FeCl3 浅绿色
(2)Na2CO3
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(5)先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
(6)
【分析】F为黄绿色气体单质，说明F为Cl2，I为红褐色固体，I是Fe(OH)3，H和O2反应生成Fe(OH)3，H为Fe(OH)2，C与Cl2反应生成B、B与金属单质M反应生成C，说明C中含有Fe2+，与Cl2反应生成的B中含有Fe3+，则D为碱，常见活泼金属单质N与水在常温下反应生成碱，N为Na，D为NaOH、E为H2，H2与Cl2反应生成的G为HCl，HCl与Fe(OH)3反应的B为FeCl3，FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2，所以金属单质M为Fe，Fe与水蒸气在高温下反应生成A为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3；钠与氧气在点燃条件下反应生成的P为过氧化钠。
解析：（1）B的化学式为FeCl3；C是FeCl2，含有Fe2+，溶液的颜色为浅绿色，答案为：FeCl3，浅绿色；
（2）N是Na，长期置于空气中时，Na与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠，最后形成的物质是Na2CO3，答案为：Na2CO3；
（3）H为Fe(OH)2，I是Fe(OH)3，H生成I的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3；
（4）FeCl2和氯气在溶液中反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（5）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，实验现象为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，答案为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 ；
（6）P可以做供氧剂，其原理是。
14． ①、③、④、⑥ 2Al+2H2O+2OH-=2+3H2↑ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
解析：①KCl在溶液中能导电，属于电解质；
②Cl2是单质，不是化合物，既不是电解质也不是非电解质；
③H2O是极弱的电解质；
④NaOH在溶液中能导电，属于电解质；
⑤CO2在水溶液里和熔融状态下自身均不导电，属于非电解质；
⑥NaHCO3在溶液中能导电，属于电解质；
⑦Al是单质，既不是电解质也不是非电解质；
(1)属于电解质的是①、③、④、⑥；
(2)KCl为离子化合物，电子式为；
(3)NaOH与Al反应生成NaAlO2和H2，离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2+3H2↑；
(4)NaHCO3在日常生活中作为发酵粉或膨松剂的主要成分，在焙制糕点时常需加入NaHCO3，高温下受热分解生成二氧化碳，使面包变得膨松，该过程发生反应的化学方程式2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
15． 黑色 红棕色 黑色 +2 +3 +2、+3 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
解析：、、分别为黑色、红棕色、黑色；、、中铁元素价态分别为：+2，+3，+2、+3；、、分别与稀硫酸反应的离子方程式为：FeO+2H+=Fe2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。
16．00 mol/L 7:1
【分析】(1)每一份溶液体积为100mL，由SO42-+Ba2+=BaSO4↓可知：n(SO42-)=n(BaSO4)，根据c=计算硫酸根离子浓度。
(2)Fe+Cu2+=Fe2++Cu使固体的质量增加而2Fe3++Fe=3Fe2+使固体质量减小，固体质量保持不变，说明前者增加量等于后者减少量。
解析：(1)根据上述分析：每份溶液的体积为100mL，每份溶液中n(SO42-)=n(BaSO4)==0.1mol，则原溶液中c(SO42-)=，故答案为：1.00 mol/L。
(2)设生成Cu的质量为64g，则Fe+Cu2+=Fe2++Cu，使固体增重64g-56g=8g，则2Fe3++Fe=3Fe2+中参加反应的Fe为8g，由方程式可知，n(Cu2+)=nCu)==1mol，n(Fe3+)=2=，故CuSO4和Fe2(SO4)2的物质的量比为1mol:()=7:1，故答案为：7:1。
17．006mol 0.5
解析：(1)设样品中CaO2·nH2O的物质的量为x，则：
2CaO2·nH2O 2CaO +O2↑+2n H2O
2mol 22400mL
x mol 67.2mL
列方程解得：x = 0.006mol
(2)设CaO的质量为y g
Ca2+ → CaCO3
1mol 100g
z mol 0.7g
列方程解得：z = 0.007mol
则 y= (0.007-0.006)×56=0.056(g)
又：水的质量：0.542-0.056-0.006×72=0.054(g)
CaO2·nH2O → nH2O
1mol 18n g
0.006mol 0.054g 列方程解得：n=0.5
18． B NO+NO2+2NH32N2+3H2O a=4b+3c 12：15：10 4：11
解析：(1)铁与硝酸反应先生成硝酸铁，离子方程式如下：，当铁有剩余时，继续和三价铁反应如下：，根据反应方程式可知两个反应消耗的单质铁之比为：2：1，可知图象B正确，答案为：B；
(2)根据反应机理图示可知，NH3脱除NO、NO2最终生成N2和H2O，反应的化学方程式为：NO+NO2+2NH32N2+3H2O，答案为：NO+NO2+2NH32N2+3H2O；
(3)容积为amL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止，再通入bmLO2，则管内液面又继续上升，此时发生反应为：，剩余气体不支持燃烧，则不可能为氧气，若二氧化氮过量则剩余气体为：，氧气全部参与反应，所以消耗，剩余，剩余二氧化氮和水反应如下：，生成，所以，即：a=4b+3c，答案为：a=4b+3c；
(4)①设NO2和O2各1mol，发生反应如下：，氧气过量，生成硝酸溶液的浓度为：；②设NH3和O2的物质的量分别为：2mol和1mol，氧气不参与反应，生成的氨水的浓度为：，③设NO2、NO和O2的物质的量分别为1mol，发生如下反应：，生成硝酸的浓度为：，最后试管内溶液浓度比为：12：15：10；
(5)设量筒内气体为3mol，水进入至量筒体积的处停止，剩余气体为：2mol，剩余气体可以为一氧化氮或者氧气，当剩余气体为一氧化氮时，需要二氧化氮3mol ，不符合题意，只能剩余氧气，发生反应如下：，则，，原混合气体中NO2和O2的体积比是4：11，答案为： 4：11。
19．(1) Fe HCl
(2)
(3)取少量D的溶液于试管中，向其中加入几滴铁氰化钾溶液，若出现蓝色沉淀，则证明D溶液中含有Fe2+
(4)4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O
(5)Fe7O9+18H+=3Fe2++4Fe3++9H2O
(6)白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
解析：依据转化关系的特征和物质性质分析判断，单质A和H反应生成E为黑色晶体，E黑色固体和X酸反应生成D、G、H，其中D，G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，和C在点燃条件下生成黑色固体E为Fe3O4， C为O2，依据D+A=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，推断为KSCN溶液，G为含Fe2+离子的化合物，H为H2O；依据G+B=D分析判断B是强氧化剂，B为黄绿色气体，证明为Cl2，所以推断D为FeCl3，得到G为FeCl2； X为HCI；
（1）由上述分析可知，A为Fe，X为HCl，故答案为：Fe；HCl ；
（2）反应⑦是铁在水蒸气中发生的反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：；
（3）Fe2+和铁氰化钾相遇时会生成蓝色沉淀，故检验FeCl3溶液中是否有FeCl2 的方法是：取少量D的溶液于试管中，向其中加入几滴铁氰化钾溶液，若出现蓝色沉淀，则证明D溶液中含有Fe2+；
（4）高铁酸根离子酸性环境下反应生成三价铁离子、氧气和水，离子方程式：；
（5）硫酸的物质的量为4mol/L ×0.045L = 0.18mol，因所得溶液中A2+可知氧化物中含O为0.18mol，Fe2+能恰好被标准状况下672mL氯气氧化，由电子守恒可知，铁的氧化物中正负化合价的代数和为0，设n(Fe3+)=x，则3x+ 0.06×2=0.18×2 ，解得x= 0.08mol ，该固体中铁原子和氧原子的个数之比为(0.06mol + 0.08mol) ： 0.18mol= 7：9 ，则该铁的氧化物的化学式为Fe7O9，该氧化物与酸反应的离子方程式为Fe7O9+18H+=3Fe2++4Fe3++9H2O；
（6）G为FeCl2，向G溶液中加入氢氧化钠溶液会生成氢氧化亚铁，然后被氧化为氢氧化铁，现象为：白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
20．(1) Fe、Cu FeSO4 Cu FeSO4 过量Fe 过滤 适量H2SO4 过滤
(2) KSCN溶液、氯水 先加入KSCN溶液无明显现象，后滴加氯水溶液变为血红色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(3) 产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
解析：工业废水中含大量FeSO4、Cu2+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，向废水中加入过量的Fe，与Cu2+发生置换反应产生Cu和Fe2+，经过滤后分离得到的滤渣中含有Fe、Cu，滤液中含有FeSO4；向滤渣中加入适量稀H2SO4，Fe与硫酸反应产生FeSO4和H2，Cu不能发生反应，仍然以固体形式存在，经过滤后，滤液与第一次过滤得到的滤液合并，然后经蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO4·7H2O，以此来解答。
（1）根据分析可知①为Fe、Cu；②为FeSO4；③为Cu；④为FeSO4；⑤为过量Fe；⑥为过滤；⑦为适量H2SO4，⑧为过滤；
（2）④是FeSO4溶液，检验Fe2+的方法是：取少量④溶液，先滴加2滴KSCN溶液，无明显现象，然后再向其中滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色，就证明溶液中含有Fe2+，其中氧化还原反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（3）若取2mL溶液④加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，发生反应：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，Fe(OH)2不稳定，容易被溶解在溶液中的氧气氧化产生Fe(OH)3，化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以看到的实验现象是：产生白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
21．(1)胶头滴管 250mL容量瓶 AB AD
(2) 0.2mol
(3)还原性
(4) 消耗高锰酸钾溶液的体积 5∶1
解析：（1）①根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀可知需要的仪器有：天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250 mL 的容量瓶；
②A．容量瓶使用前必须检查是否漏水，故A正确；
B．容量瓶能配制一定体积准确浓度的标准溶液，故B正确；
C．容量瓶能暂时放置配制好的溶液，但是不能长期贮存溶液，故C错误；
D．容量瓶不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器，需要在烧杯中溶解好，冷却至室温后再转移到容量瓶中，故D错误；
故选AB；
③A．加水定容时俯视刻度线，会导致溶液体积偏小，浓度偏高，故A选；
B．未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒，会导致溶质物质的量偏小，浓度偏低，故B不选；
C．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线，对实验结果没有影响，故C不选；
D．未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容，会导致溶液体积偏小，浓度偏高，故D选；
故选AD。
（2）①酸性条件下，可将还原为，Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，S元素化合价由+4价升高为+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
②将标准状况下的气体通入足量酸性溶液中完全反应，反应的物质的量为=0.5mol，由离子方程式可知，消耗的物质的量为0.5mol=0.2mol。
（3）维生素C的水溶液能使高锰酸钾溶液褪色，说明转化为，Mn元素化合价降低，作氧化剂，则维生素C作还原剂，具有还原性。
（4）用上述酸性KMnO4溶液来测定FeSO4溶液中Fe2+的物质的量浓度，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为：10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O，实验时应测定的数据有：量取FeSO4溶液的体积和消耗高锰酸钾溶液的体积，该反应中Fe元素化合价上升，FeSO4是还原剂，Mn元素化合价降低，KMnO4是氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为5:1。
22．(1)3Fe+4H2OFe3O4+4H2
(2)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气 防止暴沸
(3)干燥管 除去反应产生的H2中的水蒸气
(4)酒精灯 酒精喷灯 先点燃酒精喷灯会导致铁与氧气发生反应
(5)验纯
【分析】由实验装置可知，加热圆底烧瓶提供水蒸气，试管中发生3Fe+4H2OFe3O4+4H2，经装置B的碱石灰干燥后，装置A中收集氢气；
解析：（1）硬质玻璃管中铁与水蒸气发生氧化还原反应，生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2；
（2）加热圆底烧瓶提供水蒸气，烧瓶里放置碎瓷片，其作用是防止暴沸；
（3）B装置的名称是干燥管，硬质玻璃管中发生反应生成氢气，还混有水蒸气杂质，B中盛装的物质碱石灰，作用是除去反应产生的H2中的水蒸气；
（4）先用水蒸气充满整个装置以排尽空气，再与铁粉发生反应，则应先点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯，原因是先点燃酒精喷灯会导致铁与氧气发生反应；
（5）点燃A处的氢气前，应先验纯，以防出现实验事故。
