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1、第三章 铁金属材料 测试题一、单选题（共15题）1中华传统文化与化学紧密相关，下列有关物质成分的叙述错误的是A柴窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磐”的瓷器，其主要原料为硅单质B华阳国志中“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，产生“井火”的气体主要成分为C“自古书契多编以竹简，其用缣帛(丝织品)者谓之为纸”，文中“纸”的主要成分为纤维素D“司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南”中的“杓”含2a g Al2O3和CuO组成的混合物全部溶于20mL、物质的量浓度为0.1molL的盐酸中，反应后向所得溶液中加入10mL NaOH溶液，恰好使Cu2+、Al3+完全沉淀，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为A0
2、.1molLB0.2 molLC0.4molLD0.8molL3下列有关物质应用的说法不正确的是A钠的还原性很强，可以用来冶炼金属B次氯酸钙可用于游泳池的消毒剂C铁粉用作食品抗氧化剂D纯碱可以做面包发酵粉4下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是ANaNaClBFeFeCl2CNa2CO3NaHCO3DFe2O3Fe(OH)35在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是AMnO2Cl2HClBFeFeCl2Fe(OH)2CAlCl3Al(OH)3 NaAlO2DKBr KIKCl6下列说法不正确的是AAl2O3的熔点高，可用作耐火材料BNaHCO3与盐酸反应，可用于治疗胃酸过多CS
3、O2可污染环境，不可用于杀菌、消毒D二氧化氮、氨气、氯气和二氧化硫都是易液化的气体7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强酸性溶液中：、B澄清透明溶液中：、C能与Al产生的溶液中：、D滴入酚酞显红色的溶液中：、8完全中和10mL 0.1mol/L的NaOH溶液，需要A5mLB10mLC20mLD40mL9用相同的铝片、6 molL-1稀盐酸、3 molL-1稀硫酸、6 molL-1氢氧化钠溶液、试管等分别进行表中实验：实验方案实验现象实验原理(化学方程式)(1)铝片与足量盐酸反应铝片开始无现象，一段时间后逐渐溶解，并有大量气泡产生Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2A
4、l+6HCl=2AlCl3+3H2(2)铝片与足量硫酸反应铝片开始无现象，一段时间后反应缓慢，铝片表面有少量气泡产生Al2O3+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2O2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2(3)铝片与足量氢氧化钠溶液反应铝片开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，并有大量气泡产生Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2对上述实验的相关说法不正确的是A对比(1)、(2)、(3)中Al2O3参与的反应可得出：Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质B对比(1)、(2)、(3)中气体产生现象和
5、酸碱挥发性可得出：实验(3)最适宜于实验室制备H2C对比实验(1)、(2)后来产生气泡的现象，可得出：c(H+)浓度对气泡产生的多少无影响D对比实验(1)、(2)后来产生气泡的现象，可得出：对Al与H+的反应可能有阻碍作10明矾可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量、等)制备明矾的流程如图所示。下列说法正确的是A向明矾中加入氢氧化钠溶液可以生成胶体，吸附水中杂质可净水B中反应的离子方程式是C试剂调换，实验结果一样D操作a用蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等仪器进行蒸发结晶操作11历史文物本身蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是A三星堆出土的“青铜神树”的主要材质是铜合金B龟甲的成分之一
6、羟基磷灰石属于无机物C古修复陶瓷所用的熟石膏，其主要成分为Ca(OH)2D敦煌莫高窟壁画颜料中所用的铁红，其主要成分为Fe2O312化学与生活密切相关。下列叙述错误的是A氢氟酸可用于雕刻玻璃B铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性和咸的食物C超市中售卖的“苏打水”是因添加了而获名D农村推广风力发电、光伏发电有利于国家实现“碳达峰、碳中和”13根据下列实验目的进行的实验操作和观察到的现象及得出的结论均正确的是选项实验目的实验操作现象结论A检验溶液中是否含有向溶液中滴加氯水后，再滴入KSCN溶液溶液变红色原溶液中含有B比较和氧化性强弱向溶液中滴加淀粉碘化钾溶液溶液变蓝色氧化性：C比较金属镁和铝的活泼性强
7、弱分别向两只盛有等体积等浓度的NaOH溶液的烧杯中加入打磨过的同样大小的镁片和铝片镁片上产生的气泡比铝片快活泼性：MgAlD检验未知溶液中是否含有用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色试验观察到火焰呈黄色原溶液中无AABBCCDD14将铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成的原因是A铝与NaOH溶液不反应B铝条表面钝化生成Al2O3C铝条不纯含有杂质MgDNaOH溶液中含有NaAlO215某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是A标号处发生的反应均为氧化还原反应B
8、标号处加入的相应物质是稀硝酸C标号处发生的离子反应最多有三个D铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料二、填空题（共8题）16某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下：已知反应原理为：Fe2+2OH-=Fe(OH)23Fe(OH)2=Fe+2Fe(OH)3Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O(1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为 。(2)当pHI2，使用KBr与I2不能反应，D错误；故合理选项是C。6C【解析】A. Al2O3是离子化合物，由于离子之间以强烈的离子键结合，断裂离子键需消耗较高的
9、能量，因而Al2O3难溶于水，具有较高的熔点，故Al2O3可用作耐火材料，A正确；B. 胃酸就是盐酸，由于NaHCO3与盐酸反应，对人的胃无刺激作用，所以可用于治疗胃酸过多，B正确；C. SO2是大气污染物，会造成污染环境，但由于其是有毒气体，因此可用于工业上杀菌消毒，C错误；D. 二氧化氮、氨气、氯气和二氧化硫沸点较高，易变为液体，都是易液化的气体，D正确；故合理选项是C。7B【解析】A强酸性溶液中含有大量H+，与不能大量共存，且H+、Cl-、ClO-之间会发生氧化还原反应，故A错误；B各种离子之间不反应，能大量共存，故B正确；C能与Al反应生成H2的溶液可能呈强碱性或为非氧化性酸溶液，碱性
10、条件下，不能大量共存，故C错误；D滴入酚酞显红色的溶液呈碱性，OH-与反应而不能大量共存，故D错误；故选：B。8A【解析】NaOH的物质的量为0.01L0.1mol/L=0.001mol，根据NaOH和H2SO4反应的化学方程式：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，0.001molNaOH需要0.0005molH2SO4中和，所以需要0.1mol/LH2SO4的体积为：=0.005L=5mL，故选A。9DAl的表面只氧化膜，其成分是Al2O3，Al2O3能与酸反应、也能与强碱反应，Al与酸、强碱反应均能生成氢气，据此结合题中信息分析。【解析】A对比(1)、(2)、(3) 中反应可知
11、：Al2O3能与酸反应、也能与强碱反应，既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质，A正确；B(1)和(3)反应生成氢气的速率较快，但是(1)中HCl易挥发，所以实验(3 )最适宜于实验室制备H2，B正确；C实验(1)、(2)中氢离子的浓度相同，不能根据c(H+)越判断相同时间内产生气泡的多少，C正确；D实验(1)、(2)中氢离子浓度相同，阴离子不同，而生成氢气的速率不同，可能是对Al与H+的反应可能有阻碍作用;或者Cl-对Al与H+的反应可能有促进作用，D错误；故合理选项是D。10B【解析】A向明矾中加入氢氧化钠溶液先生成沉淀，过量氢氧化钠加入生成偏铝酸钠，无法形成胶体，A错误；B铝
12、和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，B正确：C溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，试剂调换，无法完成实验结果，C错误；D从溶液中获取结晶水合物，应进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，不能蒸发结晶，D错误；故选B。11C【解析】A青铜是铜锡合金，A正确；B羟基磷灰石又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，属于无机物，B正确；C熟石膏的主要成分为2CaSO4H2O，Ca(OH)2为熟石灰的主要成分，C错误；DFe2O3为红色，常被用作无机颜料，用于油漆、涂料、油墨和橡胶等的着色，俗称铁红，D正确；本题选C。12C【解析】A氢氟酸在常温下能和玻璃
13、中的SiO2反应，所以氢氟酸可用于雕刻玻璃，故A正确；B铝能和酸、碱反应，在NaCl溶液中，铝会被腐蚀，所以铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性和咸的食物，故B正确；C超市中售卖的“苏打水”是因添加了 NaHCO3 而获名，碳酸钠碱性过强，不能添加到水中，故C错误；D农村推广风力发电、光伏发电，减少燃煤发电，有利于国家实现“碳达峰、碳中和”，故D正确；故选C。13B【解析】A检验，不需要氯水，防止被氧化为，应直接向待测溶液中加KSCN溶液，若溶液变红，则含有铁离子，A错误；B向溶液中滴加淀粉碘化钾溶液后溶液变蓝色，说明被氧化成，氧化性：，B正确；C铝能和NaOH溶液反应而镁不能，镁片上不会产生气泡
14、，C错误；D观察的焰色试验需要透过蓝色的钴玻璃，滤去黄光的干扰，D错误。答案选B。14B【解析】A铝能与NaOH溶液反应生成氢气：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，故A错误；B铝很活泼，在空气中易被氧化，表面生成氧化铝，或为了更好地保护铝，用某种方法使其表面覆盖钝化膜，所以铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成，故B正确；CMg的存在不影响铝和NaOH溶液生成氢气，故C错误；DNaOH溶液中含有NaAlO2不影响铝和NaOH溶液反应生成氢气，故D错误；故选B。【点睛】铝条中含有杂质镁，可以形成原电池，反而能加快铝和碱溶液的反应速率。15C由工艺流程图示知，E为铁元素的离子
15、，而A为铜、金的混合物，通过过滤将铁元素与活泼性比它弱的铜、金分离出来，因此处加入的物质为铁屑，发生的反应为Fe+2H+=Fe2+H2，2Fe3+Fe=3Fe2+，Cu2+Fe=Cu+Fe2+，2Au3+3Fe=2Au+3Fe2+；处发生反应：Fe+2H+=Fe2+H2。加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含Fe2+的E溶液相混合；处发生反应：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开；处发生反应：Cu2+2OH-=Cu(OH)2；将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀，从而再受热分解为氧化铜；处发生反应：Fe2+2
16、OH-=Fe(OH)2；加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红(氧化铁)，以此解答。【解析】根据上述分析可知为铁屑，为稀硫酸，为稀硝酸，为NaOH，为NaOH。A中含有Fe、Cu、Au，B中含有Cu、Au，C为Cu(NO3)2，D为Cu(OH)2，E中含有FeSO4，F中为Fe(OH)3，A.由以上分析可知，标号处发生的反应有元素化合价的变化，均为氧化还原反应，A正确；B.标号处加入的相应物质是稀硝酸，目的是分离铜和金单质，B正确；C.由以上分析可知，标号处发生的离子反应有：Fe+2H+=Fe2+H2，2Fe3+Fe=3Fe2+，Cu2
17、+Fe=Cu+Fe2+，2Au3+3Fe=2Au+3Fe2+；最多有四个，C错误；D. Fe2O3的俗名是铁红，工业上常用作红色颜料，D正确；故合理选项是C。【点睛】本题考查常见金属及其化合物的性质及转化，掌握金属活动性顺序表的应用及铁、铜元素的单质及化合物的化学性质本是本题解答的关键，注意铁与多种氧化剂反应的顺序以及氢氧化亚铁易被氧化的性质。16(1)(2)氢氧根离子浓度小，难以生成Fe(OH)2(3)Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O反应速率慢(4) 升高 NO被Fe2+还原为，和NO发生归中反应生成氮气【解析】（1）FeCl2溶液和KOH溶液在100条件下反应生成Fe
18、/Fe3O4、KCl、H2O，反应的离子方程式为；（2）当pH2时，氢氧根离子浓度小，难以生成Fe(OH)2，所以Fe/Fe3O4产率极低；（3）Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O反应速率慢，所以回流1h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质；（4）用该法处理废水的反应方程式为，反应消耗氢离子，溶液的pH升高；过程是发生氧化还原反应生成N2，反应的离子方程式是 ；反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为NO被Fe()还原为，和NO发生归中反应生成氮气。17 防止被氧化 隔绝空气（排除氧气对实验的影响）【解析】（1）具有还原性，溶液易被氧化而变质，配制溶液时加入少量铁屑，目
19、的是防止被氧化，故答案为：防止被氧化；（2）溶液变红，说明有生成，则溶液与氯水反应生成，离子方程式为，故答案为：；（3）甲组实验中，易被空气中的氧化，会生成，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响，故答案为：隔绝空气（或排除氧气对实验的影响）。18 HCl+ NaOH=NaCl+ H2O Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体) + 3H+ 2Na + 2H2O = 2 Na + 2 OH+ H2 2Al + 2 OH + 2 H2O = 2AlO2- + 3 H2 【解析】（1）电解质、非电解质都是化合物，根据其定义可判断，其中属于电解质
20、的有，属于非电解质有；（2）根据题干所提供的物质分析，满足离子方程式为H+OH=H2O的条件是强酸强碱生成可溶性盐，则化学方程式为：HCl+ NaOH=NaCl+ H2O；（3）实验室制备少量Fe(OH)3胶体所用的物质有，离子方程式为：Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体) + 3H+；（4）Al和Na的单质同时加入到一定量的水中，钠与水反应生成氢氧化钠，铝与生成的氢氧化钠（过量）生成偏铝酸钠溶液，相应的离子方程式为：2Na + 2H2O = 2 Na + 2 OH+ H2 (7). 2Al + 2 OH + 2 H2O = 2AlO2- + 3 H2 。19(1) 14(2) (3)(4)
21、 纳米铁失去电子生成 吸附在纳米铁表面进一步得电子还原生成或【解析】（1）铁元素26号元素，位于周期表第四周期第VIII族，原子结构示意图为：，最外层2个电子，次外层上有14个电子；（2）铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：；铁、锰合金粉未跟反应的化学方程为：、；溶液跟反应有红褐色沉淀生成，且溶液呈棕黄色，说明生成了氢氧化铁沉淀和铁离子，反应的离子方程式为：；（3）与混合后在缺氧条件下焙烧生成和，化学方程式为：理论上完全反应消耗的16：1；（4）纳米铁还原生成或的过程为：纳米铁失去电子生成Fe2+，吸附在纳米铁表面的得到的电子还原生成，吸附在纳米铁表面进一步得电子还原生成或。20
22、 c c Fe2+ Fe3+ Fe3+Cu2+ 4FeO4-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2 杀菌 净水【解析】试题分析：试题分析：（1）要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成。aKMnO4能氧化Fe2+生成Fe3+ ，但反应后引入了K+和Mn2+新杂质，错误；bHNO3能氧化Fe2+生成Fe3+ ，但溶液中还有NO3杂质离子，错误；cH2O2能氧化Fe2+生成Fe3+ ，同时有水生成，水是原溶液的成分，所以不是杂质，正确。故选c。（2）a合金是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以黄铜矿不是合金，故a错误；bCuFeS2中Cu元素的化
23、合价为+2价，生成物中Cu2+的化合价为+2价，化合价没发生改变，所以Cu2+不是氧化产物，CuFeS2中S元素的化合价为2价，生成物中S的化合价为0价，化合价升高，所以S是氧化产物，故b错误；c根据反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2+5Fe2+2S，在这个反应中转移4mol电子，消耗184g CuFeS2，则转移1mol电子时，有 46g CuFeS2参加反应，故c正确；dCuFeS2中只有S元素的化合价升高，其他元素的化合价不变，所以CuFeS2只作还原剂，故d错误；故选c。（3）向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的铁屑，对应的反应为2FeCl3+Fe=3FeCl2，CuCl2
24、+Fe=FeCl2+Cu。若剩余的固体为铜，则反应后的溶液中含有的阳离子一定有Fe2+，一定不含Fe3+，但不一定含有Cu2+；若剩余的固体为铁和铜的混合物，则反应后的溶液中的阳离子只有Fe2+，一定不含Fe3+、Cu2+。（4）高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒。FeO42-和H2O反应的离子方程式为4FeO4- +10H2O 4Fe(OH)3+ 8OH- + 3O2。考点：铁盐和亚铁盐的相互转化21(1)Na+、H+(2)100(3)4.4从图中可以
25、看出，在A点，曲线出现了拐点，则表明A点时，硫酸与碳酸钠刚好完全反应；在B、C点，硫酸都过量。【解析】（1）向碳酸钠和氯化钠的混合溶液中加入稀硫酸，由于碳酸钠能与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，且由图可知，A点时表示稀硫酸与碳酸钠恰好反应，则B点时稀硫酸过量，则B点时溶液中的溶质有硫酸钠、氯化钠和硫酸，此时溶液中的阳离子有Na+、H+。（2）发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2，由于反应前后物质的总质量不变，则产生的二氧化碳的质量为15g+100g+150g-260.6g=4.4g，m(H2SO4)=9.8g，则硫酸溶液的质量为=100g。答案为：1
26、00；（3）由上面计算可知，m(CO2)=4.4g，则m(Na2CO3)=10.6g，m(NaCl)= 15g-10.6g=4.4g。答案为：4.4。【点睛】利用已知物质进行未知物质的计算时，可建立关系式求解。22 2.00mol/L 1:3 加入适量铁粉 取少量溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液不变色，则未变质；若溶液变红色，则变质 FeO【解析】I.将200mLH2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份。向其中一份中加入足量铁粉，充分反应后测的固体质量减少4.48g；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干 燥、称量，得到46.6g 白色沉淀。则：(1)每份溶液的体积为
27、100mL，生成46.6g沉淀为BaSO4，其物质的量为，原溶液中n()=0.2mol，则原溶液中c()=；(2)固体质量减少的4.48g为Fe，其物质的量为：，设H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量分别为x、y，根据反应2Fe3+Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2+H2可知：x+y=0.08mol，根据硫酸根离子守恒可知：x+3y=0.2mol，联立解得：x=0.02mol、y=0.06mol，溶液具有均一性，则原溶液中H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量之比=0.02mol:0.06mol=1:3；(3)FeSO4溶液常因氧化而变质生成Fe2(SO4)3，由于可发生反应2Fe3
28、+Fe=3Fe2+，则除杂的方法是加入适量铁粉；检验FeSO4溶液是否变质，即检验是否存在Fe3+，方法是取少量溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液不变色，则未变质；若溶液变红色，则变质；II.4g沉淀CaCO3的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol16gmol-1=0.64g，则铁的氧化物中氧元素质量为0.64g，铁元素质量为2.88g-0.64g=2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素物质的量之比为，则化学式为FeO。23(1) Al2O3 Fe2O3+ 6H+=2Fe 3+3H2O(2)把溶液中的亚铁离子
29、氧化为铁离子(3) 得到的是Fe(OH)3和NaAlO2，产率降低(或将铝元素转变为AlO，不利于絮凝剂的制备) 过滤(4)1：5铝土矿和硫铁矿烧渣酸溶后得到含AlCl3、FeCl2、FeCl3的滤液，滤渣I为与盐酸不反应的SiO2；滤液中加入氯水将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入NaOH溶液聚合，静置，经过滤、洗涤、干燥制得聚合碱式氯化铝铁。【解析】（1）配料中的Al2O3属于两性氧化物，Fe2O3、FeO属于碱性氧化物，SiO2属于酸性氧化物；Fe2O3与盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O；答案为：Al2O3，Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O。（2）步骤IV
30、中加入氯水将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；答案为：把溶液中的亚铁离子氧化成铁离子。（3）若NaOH过量，则会发生离子反应Al3+4OH-=+2H2O，使得产率降低，不利于絮凝剂的制备；步骤V加入NaOH溶液聚合后静置，步骤VI包含的操作有过滤、洗涤、干燥；答案为：得到的是Fe(OH)3和NaAlO2，产率降低(或将铝元素转变为AlO，不利于絮凝剂的制备)；过滤。（4）步骤2中加入足量NaOH溶液，过滤，充分洗涤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到的0.8000g固体为Fe2O3，根据Fe守恒，n(Fe)=2n(Fe2O3)=2=0.01mol；步骤1中加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到的3.3500g固体为Fe2O3和Al2O3，根据Al守恒，n(Al)=2n(Al2O3)=2=0.05mol，产品中n(Fe)/n(Al)的比值为0.01mol：0.05mol=1：5；答案为：1：5。学科网（北京）股份有限公司