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1、第三章铁 金属材料检测卷一、单选题(共15小题) 1.等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀硫酸和硫酸铜溶液里(如图所示)，一段时间后杠杆将会()A 左端上翘B 右端上翘C 仍然平衡D 无法判断2.在一定条件下，等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气充分反应，则在相同的条件下产生氢气的体积比是()A 11B 34C 23D 433.把11.2 g铁加入到500 mL盐酸中，在标准状况下放出氢气的体积是3.36 L，盐酸的物质的量浓度是()A 0.2 molL1B 0.3 molL1C 0.4 molL1D 0.6 molL14.神农本草经记载：“神农尝百草
2、，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()A 将茶叶灼烧灰化，选用、和B 用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用、和C 过滤得到滤液，选用、和D 检验滤液中的Fe3，选用、和5.将5 g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40 mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8 L，则这三种金属的物质的量之和为()A 0.25 molB 0.125 molC 0.1 molD 0.5 mol6.所谓合金，必须是()通过熔合而成由两种或两种以上金属(或金属与非金属)耐腐蚀耐高温具有金属特性铸造性能好A B C D 7.已知
3、下述三个实验均能发生化学反应：下列判断正确的是()A 实验中铁钉只作还原剂B 实验中Fe2既显氧化性又显还原性C 实验中发生的是置换反应D 上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu28.向硫酸铁溶液中加入ag 铜，完全溶解后再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且ac，则下列说法正确的是()A 残余固体是铜和铁B 最后得到的溶液中一定含有Cu2C 将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D 最后得到的溶液中可能含有Fe39.下列关于明矾净水的说法中不正确的是()A 明矾溶于水后，电离产生的铝离子能生成氢氧化铝胶体B 氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷C 氢氧化铝胶粒能吸附水中杂质，并使这些杂
4、质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降D 天然水经明矾处理后可除去水中的杂质和细菌，就可以饮用了10.下列说法正确的是()A 所有不锈钢都只含有金属元素B 我国流通的硬币材质是金属单质C 广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D 镁合金的硬度和强度均高于纯镁11.已知铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。下列说法正确的是()A 铝在反应中失去电子被氧化B 水和氢氧化钠中的氢元素得到电子被还原C 由水还原生成的氢气与氢氧化钠还原生成的氢气质量比为21D 此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱12.将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体
5、通入到过量石灰水中得沉淀1.4 g。则此铁碳合金是()A 生铁B 高碳钢C 中碳钢D 低碳钢13.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 ()A 铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl基本不变B 向溶液中滴入无色硫氰化钾溶液，仍无色C 溶液中Fe2与Fe3物质的量之比为61D 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2514.关于明矾可以净水的原因，下列叙述正确的是()A 明矾中的硫酸根离子与水中的阳离子结合生成沉淀B 明矾中的金属铝离子能生成氢氧化铝沉淀C 明矾溶于水后，生成氢氧化铝胶体，起到净水作用D 明矾溶于水后，电离产生的金属阳离子吸附能力强15.由Na
6、、Mg、Al三种金属中的两种组成的混合物共10 g，跟足量的盐酸反应，产生0.5 g 标准状况下的氢气，则此混合物中必定含有()A AlB MgC NaD 都不可能含有二、实验题(共3小题) 16.如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化，实验中使用的试剂为铁屑和6 molL1的硫酸。填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_，A中反应的离子方程式是_。(2)简述生成Fe(OH)2的操作过程：_。(3)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为_。17.某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验，并
7、检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_。(2)装置B中发生反应的化学方程式是_，该反应中氧化剂是_，氧化产物是_。(3)D的作用是_。(4)E中的实验现象是_。(5)A、B两个装置中应先点燃_处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_。18.某研究小组同学欲探究某袋敞口放置一段时间的名为“硫酸亚铁家庭园艺精品肥料”的化肥的主要成分及相关性质。首先对该化肥的成分进行了如下假设：a只含有FeSO4b含有FeSO4和Fe2(SO4)3c只含有Fe2(SO4)3将化肥固体粉末溶于水中得到溶液(记为X)，进行如下实验：(1)对实验的预期现象是产生白色
8、沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀，预期产生该现象的依据是(用化学方程式或离子方程式表达)_、_。(2)由实验得出的结论是_。为进一步验证假设，小组同学进行了以下实验：(3)实验中氯水参加反应的离子方程式是_。(4)通过以上实验，可得到的结论是_。三、计算题(共3小题) 19.将一块质量为8.5 g的铁合金放入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸，恰好使铁合金中的铁完全反应(碳不溶于稀硫酸，铁合金中其他元素含量很低，可忽略不计)，测得生成氢气的质量为0.3 g。试列式计算回答：(1)8.5 g的铁合金中铁的质量是多少？(2)反应后所得溶液的溶质质量是多少？(3)生铁和钢都是铁的合金，请根据表中含
9、碳量判断这8.5 g铁合金是生铁还是钢？20.在一定条件下，钠与O2反应可生成1.5 g固体，若将相同质量的钠与80 mL 0.50 molL1的盐酸反应，钠恰好完全转化为NaCl，则1.5 g固体的成分可能是()ANa2OBNa2O2CNa2O和Na2O2D无法确定21.(1)等物质的量的钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，产生的氢气在相同条件下的体积比为_。(2)等质量的钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，产生的氢气在相同条件下的体积比为_。(3)将物质的量均为0.2 mol的钠、镁、铝分别投入100 mL 1 molL1的盐酸中，三者产生的氢气在相同条件下的体积比为_。四、填空题(共3小题) 22.
10、将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比是_。23.氧化铝是一种典型的两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱溶液反应。(1)氧化铝与硫酸反应的化学方程式是_，离子方程式是_。(2)氧化铝与烧碱溶液反应的化学方程式是_，离子方程式是_。(3)若使等质量的氧化铝溶解，消耗硫酸与氢氧化钠的物质的量之比是_。24.氢氧化亚铁的制备：在一支试管中加入少量的硫酸亚铁溶液，然后滴入氢氧化钠溶液。(1)观察到的实验现象是_。(2)用化学方程式表示产生上述现象的原因：_。(3)在制取氢氧化亚铁时，可将吸有氢氧化钠溶液的
11、长胶头滴管伸入到硫酸亚铁液面下，再挤出氢氧化钠溶液的其目的是_。答案解析1.【答案】A【解析】铁与稀硫酸、硫酸铜溶液反应的化学方程式：FeH2SO4=FeSO4H2、FeCuSO4=FeSO4Cu。铁与稀硫酸反应，因铁不断溶解而使铁球的质量减小；铁与硫酸铜溶液反应，因溶解铁的质量小于析出铜的质量(铜覆盖在铁球表面)，而使铁球的质量增加，即左边质量减小，右边质量增加，杠杆会左端上翘。2.【答案】B【解析】根据Fe2HCl=FeCl2H2、3Fe4H2O(g)Fe3O44H2可知，1 mol Fe与足量盐酸反应生成1 mol H2、1 mol Fe与足量水蒸气反应生成43mol H2，故相同条件下
12、产生H2的体积比是34。3.【答案】D【解析】铁与盐酸反应的化学方程式为Fe2HCl=FeCl2H2铁的物质的量为0.2 mol，完全反应时在标准状况下生成氢气0.2 mol，反应实际生成氢气3.36 L22.4 Lmol10.15 mol0.2 mol，铁过量，按氢气的量计算盐酸的物质的量浓度0.15 mol20.5 L0.6 molL1。4.【答案】B【解析】将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，、和都能用到，A项不符合；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用和，用不到，B符合；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，、和都能用到，C不符合；检验滤液中的Fe3，可用胶头
13、滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、装KSCN溶液的细口瓶、胶头滴管等，、和都能用到，D不符合。5.【答案】B【解析】Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式RH2SO4=RSO4H2，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量，为2.8L22.4Lmol10.125 mol。6.【答案】C【解析】根据合金的定义，必须符合，而其他性能是通过调整合金的成分及制造工艺等来改变的。7.【答案】A【解析】实验中铁钉作还原剂，氧化性Cu2Fe2；实验中Fe2只表现还原性；实验中反应为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，不是置换反应，分析可知：氧化性
14、：Fe3Cu2，综上可知氧化性Fe3Cu2Fe2，故A正确，B、C、D错误。8.【答案】B【解析】向硫酸铁溶液中加入铜、铁，充分反应后残余固体可能是铜，也可能是铜和铁，且溶液中一定没有Fe3，根据ac可知，残余固体是铜且溶液中一定含有Cu2，则将残余固体加入稀硫酸中，不会有气泡产生。9.【答案】D【解析】明矾溶于水后，电离产生的铝离子生成氢氧化铝胶体，能吸附悬浮于水中的杂质，并使其从水中沉降下来，达到净水的目的。但明矾无法除去水中的细菌和微生物。10.【答案】D【解析】不锈钢中含有非金属碳，A项不正确；我国流通的硬币材质是合金，B项不正确；铝的冶炼方法在十九世纪才被发现，明朝时不可能有大量铝制
15、餐具，C项不正确；合金的机械加工性能一般优于其成分金属，D项正确。11.【答案】A【解析】铝与氢氧化钠溶液反应中的电子转移可表示为反应中铝失去电子被氧化，只有水中的氢元素得到电子被还原；此反应可说明铝具有两性，但并不能论证铝与其他金属的金属活泼性强弱，如铁只有金属性，但铝比铁活泼。12.【答案】B【解析】铁碳合金中碳的物质的量1.4 g100 gmol10.014 mol，碳的质量0.014 mol12 gmol10.168 g，铁碳合金中碳的质量分数0.168g10g100%1.68%，属于高碳钢。13.【答案】C【解析】铁的物质的量1.12 g56 gmol10.02 mol，氯化铁的物质
16、的量0.0252 molL10.05 mol，由Fe2Fe3=3Fe2可知，氯化铁过量0.01 mol，滴入无色硫氰化钾溶液，溶液显红色，铁粉全部溶解，反应生成Fe20.06 mol ，氧化生成的Fe2和还原生成的Fe2的物质的量之比为12。14.【答案】C【解析】明矾溶于水后，电离产生的铝离子生成氢氧化铝胶体，能吸附悬浮于水中的杂质，并使其从水中沉降下来，达到净水的目的。15.【答案】C【解析】本题运用“极限”的思维方法，先求出Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应，产生0.5 g H2所需的质量：得m(Na)11.5 g，m(Mg)6 g，m(Al)4.5 g；再根据“平均值”的思维方法，比1
17、0 g大的只有钠，而推知一定含钠，C正确。16.【答案】(1)铁屑Fe2H=Fe2H2(2)首先打开a，让分液漏斗中酸液流下，使A中产生的H2通入B中，排出B中的氧气，一段时间后关闭a，烧瓶中压强增大，A中液体沿导管流入B中，产生少量白色沉淀(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【解析】A为氢气的发生装置，B为产生Fe(OH)2沉淀装置，当a打开时，H2通过a进入B中排出B内氧气，a关闭时，A内气体压强增大，使A中FeSO4、H2SO4混合液进入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2沉淀。17.【答案】(1)产生水蒸气防止加热时液体暴沸(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2
18、H2OFe3O4(3)吸收未反应的水蒸气（或干燥H2)(4)黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成(5)A收集H2并检验其纯度【解析】(1)B中发生反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，A装置为B提供水蒸气；在加热过程中为了防止液体剧烈沸腾可加入碎瓷片。(3)D的作用是干燥H2。(4)E中的反应为H2CuOCuH2O，实验现象是黑色固体变红，且玻璃管内壁上有水珠生成。(5)应先点燃A处的酒精灯，排出B中的O2，再点燃B处的酒精喷灯。进行H2还原CuO的实验前，应首先检验H2的纯度。18.【答案】(1)Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)化肥中肯
19、定有Fe2(SO4)3(假设a不成立)(3)Cl22Fe2=2Cl2Fe3(4)化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假设b成立)【解析】(1)FeSO4溶液与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，所以预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀。(2)Fe3遇KSCN溶液变红，溶液X加入1滴KSCN溶液，溶液显红色，说明含有Fe2(SO4)3，则假设a不成立。(3)实验：溶液X中加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL氯水，颜色比深，说明Fe2被氯水氧化为Fe3，反应的离子方程式是Cl22Fe2=2Cl2Fe3。(4)实验，溶液X中加入1滴KSCN溶液
20、，再加入1 mL水，溶液显红色，说明含有Fe3，综合实验、，可得到的结论是化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假设b成立)。19.【答案】(1) 8.4 g (2) 22.8 g (3) 钢【解析】(1)由FeH2SO4=FeSO4H2可知，铁合金中的铁的质量0.3 g2 gmol156 gmol18.4 g。(2)生成硫酸亚铁的质量0.3 g2 gmol1152 gmol122.8 g。(3)铁合金中碳的质量分数8.5g8.4g8.5g100%1.2%2%，该铁合金属于钢。20.【答案】C【解析】钠与盐酸反应最后所得溶液为NaCl溶液，根据溶液中的电荷守恒及反应前后元素守恒可知，n(
21、Na)n(Cl)n(HCl)0.50 molL10.08 L0.04 mol。若固体为Na2O，则其质量应为0.02 mol62 gmol11.24 g；若固体为Na2O2，则其质量应为0.02 mol78 g mol11.56 g。而固体质量为1.5 g，故该固体可能为Na2O和Na2O2的混合物。21.【答案】(1)123(2)(或366992)(3)211【解析】(1)金属完全反应，令金属的物质的量均为1 mol，根据得失电子守恒，Na反应生成氢气的物质的量为0.5 mol，Mg反应生成氢气的物质的量为1 mol，Al反应生成氢气的物质的量为1.5 mol，相同条件下，气体体积之比等于物
22、质的量之比，则等物质的量的Na、Mg、Al生成氢气体积之比0.5 mol1 mol1.5 mol123。(2)金属完全反应，令金属的质量均为1 g，则利用反应关系式：列比例式可得：mg；同理可得1 g Mg、Al反应产生氢气的质量分别为g、g，即质量相同的Na、Mg、Al生成氢气的质量之比ggg366992。相同条件下，氢气的体积之比等于其质量之比。(3)100 mL 1 molL1的盐酸中H物质的量为0.1 L1 molL10.1 mol，若将0.2 mol金属钠、镁、铝分别投入到100 mL 1 molL1的盐酸中，可知三种金属都过量，盐酸不足，但金属钠能与水继续反应生成氢气，所以镁、铝反
23、应生成的氢气一样多，其生成氢气的物质的量为0.05 mol，而钠反应生成的氢气最多，其生成氢气的物质的量为0.1 mol，故Na，Mg，Al生成氢气的体积比为0.1 mol0.05 mol0.05 mol211。22.【答案】23 或27【解析】氧化钠量不足，溶液中铝元素应为铝离子，依题意，若溶液中剩余1 mol Al3，则c(AlCl3)c(NaOH)n(AlCl3)n(NaOH)(11) mol3 mol23。若氢氧化钠过量，氯化铝完全反应，生成的氢氧化铝部分溶解，溶液中铝元素的存在形式为偏铝酸钠，假设有2 mol铝离子反应，依题意有关系式：则c(AlCl3)c(NaOH)n(AlCl3)
24、n(NaOH)(11) mol(3 mol4 mol)27。23.【答案】(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O Al2O36H=2Al33H2O(2)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O Al2O32OH=2AlO2H2O(3)32【解析】氧化铝是一种典型的两性氧化物，既能与盐酸反应生成氯化铝和水，又能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水。24.【答案】(1)试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(2) FeSO42NaOH= Fe(OH)2Na2SO4、4Fe(OH)2O22H2O= 4 Fe(OH)3(3)防止氢氧化钠溶液加入时带入空气，将生成的氢氧化亚铁氧化成氢氧化铁【解析】硫酸亚铁溶液能与氢氧化钠溶液反应，生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁具有还原性，在空气中极易被氧化为氢氧化铁红褐色沉淀。学科网（北京）股份有限公司