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1、第三章 铁 金属材料 单元同步训练题一、单选题1为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计不合理的是ABCD210月31日15时37分，中国空间站梦天实验舱在海南文昌航天发射场由长征五号B运载火箭发射升空。中科院金属所钛合金氢泵涡轮、高温合金管材和锻件、镁合金表面处理技术应用于此次梦天实验舱任务中。下列关于合金的说法中错误的是A合金具有许多优良的物理、化学和机械性能B一般来说，合金的熔点比它的成分金属的低C钛合金、镁合金硬度大，耐酸碱D钢是用量最大、用途最广的合金3如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是
2、选项WXYZASSO2SO3H2SO4BNaNa2O2NaOHNaClCFeFeCl3Fe(OH)2FeCl2DAlAlCl3NaAlO2Al2(SO4)3AABBCCDD4将11.2g铁粉加入250mL2 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是A铁有剩余，溶液呈浅绿色，浓度基本不变B往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色CFe2+与Fe3+的物质的量之比为6：1D氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：55将Cu片放入0.1mol/LFeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3)：c(Fe2)=2：3，则Cu2与Fe3的物质的量之比为A3：2B3：5C4：3D3：46下列溶液中加入铁
3、粉，不能发生化学反应的是ANaHCO3BFeCl3CCuSO4DNaHSO47已知氧化性：。向的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在。下列判断中正确的是A剩余固体中可能没有铜B反应后的溶液中可能含有C反应后的溶液中一定含有D反应后的溶液中一定含有8在含有的溶液中加入铁粉，充分反应后，溶液中所剩的固体可被磁铁吸引，此时溶液中的阳离子是ABCD9据报道，某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作热介质。下列有关说法不恰当的是A铝钠合金的熔点低于铝的熔点B若将铝钠合金投入一定量的水中可得到无色澄清溶液，则合金中C将不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中，若放出越多，则合金中铝的质量分数越大D将铝钠
4、合金投入足量溶液中肯定有沉淀生成，不可能有铜析出10能够在人体血管中通行的药物分子运输车“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是A包装上印“OTC”标识的药物为非处方药B油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物C分散质粒子直径在1100nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体D该“运输车”中铁元素的价态为+3价11用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是A实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯B反应中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+
5、3H2C干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙D收集反应产生的气体选用装置12用如图装置可以制备沉淀，下列说法不正确的是A该实验应该先打开C，一段时间后再关闭CB实验完成时，在A容器中得到白色沉淀C如果将NaOH溶液直接滴入溶液中，最终得到红褐色沉淀D本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态13宋代著名法医学家宋慈的洗冤集录中有关于银针验毒的记载，“银针验毒”的原理是，下列说法不正确的是AX的化学式为Ag2SB银针验毒时，空气中氧气得到电子C反应中Ag和均是还原剂D每生成1molX，反应转移2mol14已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2
6、的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl(浓)=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I-=2Fe2I215下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A铁粉具有还原性，可用作食品保存的抗氧化剂B纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料CFeCl3溶液呈酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的CuD聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于自来水的消毒16以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图，下列说法正确的是A取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明废铁屑中不含+3价铁元素B人体血
7、红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血C过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水D实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO4水解生成Fe(OH)2二、非选择题17铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属（如图）。（1）自然界一共存在四种稳定的铁原子，分别是54Fe、56Fe、57Fe和58Fe，其中58Fe原子中子数与质子数之差为 。计算铁元素的近似相对质量的计算式为：54a1%+56a2%+57a3%+58a4%，其中a1%、a2%是指各同位素的 。（2）铁原子中有 种能量不同的电子，铁原子次外层的电子云有 种不同的伸展方向。（3）与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最
8、强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为 。（4）要用铁片、锌片、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验，铁片应置于阴极，电解质溶液是 。 （5）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe3+，配平制取高铁酸钠的化学方程式： Fe（NO3）3+ NaOH+ Cl2 Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl+ H2O；高铁酸钠除了能消毒杀菌外，还能吸附水中的悬浮物，其原因是 。（6）0.03mol的铁加到过量的 HNO3中，加热，铁完全溶解，若生成 NO、NO2的混和气体共1.12L（标准状况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，
9、通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体全部溶于水生成HNO3，则通入O2的体积 L。18电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。检验溶液中Fe3+存在的试剂是 ，证明Fe3+存在的现象是 。写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式： 。3Cl2 + 6NaOH =5NaCl + NaClO3 + 3H2O氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，氧化产物是 。19在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验均各取30mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，加入合金质量与产生气体有关数据见下表：实验序号甲乙丙合金质量/mg255385459生成气体体积/mL2
10、80336336（1）甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？ (填“甲”或“乙”)，理由是 。（2）要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作为计算依据的数据是 ，求得的盐酸的物质的量浓度为 。（3）求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作为计算依据的数据是 ，求得的Mg、Al物质的量之比为 。20已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系：(1)确定A、B、C、F的化学式，A为 ，B为 ，C为 ，F为 。(2)写出的化学方程式，、的离子方程式。 。 。 。试卷第5页，共6页学科网（北京）股份有限公司参考答案：1C【详解】Fe3与铁反应生成Fe2，使溶液显浅绿色，体现了Fe3的氧化性，合理； Fe
11、3与硫氰化钾反应使溶液显红色，据此能够检验Fe3，合理；硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无色，不合理；氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，由于实际上Fe3没有参与反应，该现象不能体现Fe3的性质，不合理； Fe3与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在Fe3，合理。综上所述，不合理的是两项，C符合题意。故选C。2C【详解】A之所以把金属制造为合金，就是因为合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，A正确；B一般来说合金熔点比它的成分金属的低，B正确；C钛合金、镁合金硬度大，合金的化学性质为成分金属的性质总和，如镁合金能与酸反应，C错误；D目前钢是用
12、量最大、用途最广、产量最大的合金，D正确；故答案为：C。3D【详解】AS燃烧生成二氧化硫， S不能一步转化为 SO3、H2SO4，则常温下不能发生图中转化，A错误；BNa在氧气中燃烧生成Na2O2，Na在常温下反应生成 Na2O，则常温下不能发生图中转化，故B错误；CFe在氯气中点燃生成FeCl3，Fe在常温下不能一步生成 Fe(OH)2。，则常温下不能发生图中转化，故C错误；D常温下，Al溶于盐酸生成AlCl3，溶于氢氧化钠生成NaAlO2，溶于硫酸生成Al2(SO4)3，AlCl3和过量NaOH生成NaAlO2，NaAlO2和过量硫酸生成Al2(SO4)3，Al2(SO4)3和BaCl2生
13、成AlCl3，常温下能实现图示转化，D正确；故答案选D。4C【分析】铁的物质的量为mol，氯化铁的物质的量为，二者反应的方程式为Fe+2FeCl3=3FeCl2，铁完全反应，消耗氯化铁的物质的量为0.4mol，剩余0.5-0.4=0.1mol，反应生成氯化亚铁的物质的量为0.6mol。【详解】A 铁没有剩余，故A错误；B溶液中有铁离子，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，故B错误；C Fe2+和Fe3+的物质的量之比=0.6mol:0.1mol=6:1，故C正确；D 0.2mol铁发生氧化反应、0.4mol氯化铁发生还原反应，反应生成氯化亚铁，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为12，故D错
14、误；故选C。5D【详解】设原溶液的体积为vL，设取出Cu后溶液中c(Fe3)：c(Fe2)=2：3=k，则有：c(Fe3)=2kmolL，c(Fe2)=3kmolL，原溶液中n(Fe3)=0.1molLvL=0.1vmol，取出Cu后，n(Fe3)1=2kmolLvL=2kvmol，n(Fe2)=3kmolLVL=3kvmol，根据化学方程式列方程：2Fe3CuCu22Fe2、n(Fe3)=n(Fe3)1n(Fe2)，0.1vmol=2kvmol3kvmol，得：k=0.02vmol，则反应后溶液中n(Fe3)1=0.04vmol，反应前n(Fe3)=0.1vmol，再根据方程式得n(Cu2)
15、=0.03vmol，所以n(Cu2)：n(Fe3)1=0.03vmol：0.04vmol=3：4。故选D。6A【详解】A 铁粉与NaHCO3不发生化学反应，故A符合；B 铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2，故B不符合；C 铁粉与CuSO4溶液反应生成FeSO4、Cu，故C不符合；D NaHSO4电离出H，相当于一元强酸，与铁粉反应生成氢气，故D不符合；故选A。7D【详解】A氧化性：，还原性：，加入铁粉后，先与反应，该过程中没有固体生成，反应完后，再与反应生成和，故若充分反应后仍有固体存在，则该固体中一定含有铜，A错误；B能和铁、铜反应，则反应后的溶液中不可能含有，B错误；C若反应后的固体中
16、有铁粉剩余，则反应后的溶液中不含，C错误；D反应后的固体中必有铜，反应后的溶液中一定不含，一定含有，D正确。故选D。8D【详解】A 铁过量会将Fe3+、Cu2+还原，故A错误；B 铁过量会将Cu2+还原，故B错误；C 铁过量会将Fe3+、H+还原，故C错误；D 铁过量会将Fe3+、Cu2+、H+还原，生成Fe2+，故D正确；故选D。9D【详解】A合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，A正确；B铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解，根据、，则，B正确；C根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系：，等质量（如1g）的金属铝和金属钠，产生氢气的物质的量
17、分别为、，金属铝产生的氢气多，所以放出的H2越多，铝的质量分数越大，C正确；D铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，若，金属铝也可能会置换出金属铜，D错误；故选D。10D【详解】A“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；B油脂、蔗糖均含碳元素，不根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；C该纳米药物分子车”的直径为20Onm，而胶体分散质粒子直径为1100nm，所以该纳米药物分子车分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；D由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有+2价和+3价铁，D错误；故选D。11C【详解】A实验时，应先用水蒸气排出
18、装置中的空气，即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯，A错误；B铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；C氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C正确；D收集的是氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置c，D错误；故选C。12B【分析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气排出装置内的空气，关闭止水夹后，利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到B容器中生成白色沉淀。【详解】A该实验应该先打开C，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭C，故A正确；B实验完成时，A容器中没有白色沉淀，白色沉淀在B容器中得到，故B错误；C如果将NaOH溶液直接滴入溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅
19、速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；D本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确。综上所述，答案为B。13C【详解】A根据元素守恒可知，X的化学式为Ag2S，故A正确；B由化学方程式可知，O中元素化合价降低，所以银针验毒时，空气中氧气得到电子，故B正确；C反应时，Ag化合价升高，所以Ag是还原剂，S元素化合价不变，不是还原剂，故C错误；D根据Ag元素的化合价变化，每生成1molAg2S，转移电子的物质的量为2mol，故D正确；故答案选C。14A【分析】根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，以此对下列方程式进行判断。【详解】A由
20、于I-的还原性强于Fe2，所以Cl2应先氧化I-，而不应先氧化Fe2，A错误；BCl2氧化性强于I2，反应方程式正确，B正确；C氧化性Co2O3Cl2，反应方程式正确，C正确；D氧化性Fe3I2，反应方程式正确，D正确；故答案选A。15A【详解】A铁粉具有还原性，能消耗食品包装袋内的氧气，可用作食品保存的抗氧化剂，故选A；BFe3O4具有磁性，所以纳米Fe3O4可用作铁磁性材料，与Fe3O4能与酸反应无关，故不选B；CFeCl3溶液可用于腐蚀印刷电路板上的Cu，是因为Fe3+能把Cu氧化为Cu2+，故不选C；D聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水，不能消毒，故不选D；选A。16B【分析】废铁
21、屑用稀硫酸酸浸后得到FeSO4溶液，FeSO4溶液经结晶、过滤得到硫酸亚铁晶体。【详解】A取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明酸浸后的溶液中不存在Fe3+，但不能说明废铁屑中不含+3价铁元素，因为废铁屑中若含+3价铁元素，在酸浸时会被Fe还原成Fe2+，A项错误；B人体血红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可提供亚铁离子，从而可用于治疗缺铁性贫血，B项正确；C硫酸亚铁晶体溶于水，题给实验过程中是经结晶析出晶体后过滤的，C项错误；D实验过程不直接蒸发结晶的原因是：防止硫酸亚铁被氧化、防止硫酸亚铁晶体失去结晶水，D项错误；答案选B。17 6 丰度 7 9 KOH+HBrO4=H2O+HB
22、rO4 ZnCl2 2 16 3 2 6 6 8 Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，吸附溶液中的杂质 0.504L【详解】（1）58Fe原子中，质子数为26，中子数为32，两者之差为6。a1%、a2%是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即丰度。（2）根据铁原子的核外电子排布式可知中有7种能量不同的电子，铁原子次外层的电子即第3电子层，电子云有9种不同的伸展方向。（3）与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物是氢氧化钾与酸性最强的化合物 HBrO4，反应的化学反应方程式为KOH + HBrO4H2O + HBrO4。（4）要用铁片、锌片
23、、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验，铁片应置于阴 极，电解质溶液是ZnCl2（Zn 的盐溶液都可以）。（5）根据化合价升降总数相等，进行配平。高铁酸钠除了能消毒杀菌外，还能吸附水中的悬浮物，其原因是 Fe3+水解，吸附溶液中的杂质。（6）NO2、NO的混合气体为0.05mol，与 O2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸，则铁提供的电子物质的量等于氧气获得到达电子到达物质的量，铁失去电子变成三价铁离子，失电子为0.09mol，故氧气物质的量为0.09/4mol,体积为0.504L。18 KSCN溶液 溶液变成血红色 2FeCl3+ Cu = 2FeCl2+ CuCl2 5:1 Na
24、ClO3【详解】（1）检验溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液，取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变红说明Fe3+存在，故答案为KSCN溶液；溶液变红；铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁，反应方程式为：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，故答案为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2；（2）在3Cl2 + 6NaOH =5NaCl + NaClO3 + 3H2O反应中，ClCl-化合价由0变为-1价，表现氧化性，ClClO3-化合价由0变为+5价，表现还原性，根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为5: 1，氧化产物是NaClO3。所以答案：5: 1；NaClO3
25、。19 乙 在乙中继续加合金，气体体积不变，说明酸不足 336mL 1mol/L 甲 1：1【分析】根据表格中数据，甲、乙两组随着合金质量的增大，生成气体体积增大，即甲组中合金不足，盐酸过量，乙、丙两组中随着合金质量增大，气体体积不变，说明丙组中合金过量，盐酸过量，n(HCl)=n(H2)2=3361032L/(22.4Lmol1)=3102mol，c(HCl)=3102mol/(30103)L=1molL1，根据甲组计算合金物质的量，利用24n(Mg)27n(Al)=255103，2n(Mg)3n(Al)=280103L2/22.4Lmol1，n(Al)=n(Mg)=0.005mol。【详解
26、】根据表格中数据，甲、乙两组随着合金质量的增大，生成气体体积增大，即甲组中合金不足，盐酸过量，乙、丙两组中随着合金质量增大，气体体积不变，说明丙组中合金过量，盐酸过量，n(HCl)=n(H2)2=3361032L/(22.4Lmol1)=3102mol，c(HCl)=3102mol/(30103)L=1molL1，根据甲组计算合金物质的量，利用24n(Mg)27n(Al)=255103，2n(Mg)3n(Al)=280103L2/22.4Lmol1，n(Al)=n(Mg)=0.005mol；（1）合金中n(Al)和n(Mg)物质的量之比为1：1，则乙组中n(Al)=n(Mg)8103mol，n
27、(HCl)=30103L1molL1=3102mol，根据2Al6H=2Al33H2、Mg2H=Mg2H2，消耗盐酸物质的量为3n(Al)2n(Mg)=38103mol28103mol=4102mol3102mol，说明盐酸不足；（2）根据上述分析，计算盐酸物质的量浓度，利用丙组数据进行计算，根据元素守恒，利用气体体积为336mL进行计算，n(HCl)=n(H2)2=3361032L/(22.4Lmol1)=3102mol，c(HCl)=3102mol/(30103)L=1molL1，计算得出c(HCl)=1molL1；（3）计算合金物质的量之比，利用甲组数值，即255mg，利用24n(Mg)
28、27n(Al)=255103，2n(Mg)3n(Al)=280103L2/22.4Lmol1，计算得出n(Al)=n(Mg)=0.005mol，n(Mg):n(Al)=1:1。20 Fe Fe3O4 FeCl2 Fe(OH)3 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 2Fe2Cl2=2Cl2Fe3 Fe2Fe3=3Fe2+【分析】红褐色固体为氢氧化铁，说明转化关系中含有铁元素，则A为铁。B为黑色晶体，为四氧化三铁。结合转化关系图解答。【详解】红褐色固体为氢氧化铁，说明转化关系中含有铁元素，则A为铁。B为黑色晶体，为四氧化三铁，B和盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铁，根据转化关系分析，D为氯化铁，C为氯化亚铁，E为氢氧化亚铁。则（1）根据以上分析，A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，F为Fe(OH)3；（2）反应为氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。反应为亚铁离子被氯气氧化生成铁离子，离子方程式为：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl；反应为铁离子变成亚铁离子，离子方程式为：2Fe3+Fe3Fe2+。答案第7页，共7页学科网（北京）股份有限公司