化学必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课后练习题

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第3章  铁 金属材料培优提升卷可能用到的相对原子质量：H-1  C-12  N-14  O-16  Na-23  Mg-24  Al-27  S-32  Cl-35.5  Fe-56  Cu-64第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过H2O。以下叙述正确的是(    )A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物B．检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤是：样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3D．明矾属于硫酸盐，是混合物2．下列实验现象叙述正确的是(    )A．滴入硝酸酸化的BaCl2 溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在SO42-B．硫粉在纯氧中燃烧：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体C．铁粉加入稀硫酸，银白色固体表面有气泡产生，固体减少，放热，溶液由无色变浅绿色D．水通电：两极均有气体生成，正极多，负极少，体积比约为1：23．将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是（　　）A．加入足量的铁粉后的FeCl3溶液B．铁丝在足量氯气中燃烧后所得产物的水溶液C．长期暴露在空气中的绿矾溶液D．加入新制氯水后的FeCl2溶液4．向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法错误的是（    ）A．点时溶液中的阳离子为、和B．点时溶液中发生的反应为C．点时溶液中溶质的物质的量浓度为D．原溶液中和的物质的量浓度之比为5．13.6gFe和Fe2O3的混合物，加入150mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12LH2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200mL 3mol/L的NaOH溶液，则该稀H2SO4的物质的量浓度为（   ）A．2.25mol/L B．2mol/L C．3mol/L D．0.6mol/L6．向50mL稀与稀的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，假设C点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是(已知酸性条件下氧化性：)(    )A．参加反应铁粉的总质量B．所用混合溶液中C．开始时产生的气体为D．AB段发生的反应为置换反应7．某学生用NaHCO3和KHCO3组成的某混合物进行实验，测得如下数据（盐酸的物质的量浓度相等），下列分析推理正确的是（  ） 50mL盐酸50mL盐酸50mL盐酸m（混合物）9.2g15.7g27.6g（标况）2.24L3.36L3.36LA．盐酸的物质的量浓度为5.0mol·L－1B．根据表中数据计算出混合物中NaHCO3的物质的量分数为50%C．9.2g混合物中NaHCO3和KHCO3分别为5.0g和4.2gD．15.7g混合物恰好与盐酸完全反应8．由下列实验及现象推出的相应结论正确的是（  ） 实验现象结论A向填有硫酸处理的K2Cr2O7硅胶导管中吹入乙醇蒸气管中固体逐渐由橙色变为绿色乙醇具有还原性B向盐酸酸化的Cu( NO3)2溶液中通少量SO2，然后滴入BaCl2溶液产生白色沉淀Cu2+氧化性大于H2SO4C打磨后的铝片放入Hg(N03)2溶液中片刻，用滤纸吸干后置空气中铝片发烫并逐渐长出白色针状固体汞与氧气反应放热，白色物质为HgOD向2支分别盛有相同浓度的K4Fe( CN)6和CuSO4溶液中分別滴入2 滴H2S 饱和溶液前者无明显现象，后者产生黑色沉淀Ksp(FeS) < Ksp (CuS)9．下列叙述正确的是（   ）A．NaHCO3与石灰水反应，当n(NaHCO3)：n[Ca(OH)2]=2：1时，完全转化为CaCO3B．Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)：n(HNO3)=1：1时，铁元素在溶液中主要以Fe2+形式存在C．AlCl3 溶液与烧碱溶液反应，当体积比为1：4时，铝元素恰好以形式存在D．CO2通入石灰水中，当n(CO2)：n[Ca(OH)2]=2：3时，能得到澄清溶液10．下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是(　　)A．甲向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡B．乙向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡C．丙向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量D．丁向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量11．在硫酸铁溶液中，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a＞c，则下列说法中正确的是（  ）A．残余固体可能为铁和铜的混合物B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋D．残余固体全部是铜12．向100mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是(      )A．a点时溶液中阳离子仅为Cu2+和Fe2+B．b点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶113．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100mL 1mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出 11.2mL（标准状况）气体，所得溶液加入 KSCN 溶液不变红色。用足量的CO 在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为（  ）A．2.8g B．11.2g C．5.6g D．无法计算14．把3.9 g Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是（    ）A．参加反应的Mg为2.4g B．参加反应的HCl为0.4 molC．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D．若与足量的氢氧化钠溶液反应能产生0.15 mol H215．以下物质之间的每步转化中，都能通过一步实现的是（  ）① Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3② Na→Na2O→Na2CO3→NaHCO3→NaOH③ Mg→MgCl2→Mg(OH)2④ Al→Al2O3→Al(OH)3⑤ Al→NaAlO2→Na2CO3A．②③④ B．①③④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤16．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为(   )A．2∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4第Ⅱ卷（非选择题 共52分）二、非选择题：包括第17题~第21题5个大题，共52分。17．（12分）纳米铜是一种性能优质的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图所示。资料：肼(N2H4)无色油状液体，溶于水生成水合肼N2H4·H2O(水合肼有强还原性，生成无污染物质，易挥发)(1)①上述流程中可以加快反应速率的措施有______。A．过滤和萃取      B．升高温度      C．增大压强       D．研磨矿石②用FeCl3溶液浸取辉铜矿中铜元素的反应为：Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S。浸取时，在有氧的环境下可维持Fe3+较高浓度，有关反应的离子方程式为_______。(2)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图所示。当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3+萃取率降低的原因是______。(3)“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，Cu2+的还原率随pH和温度的变化如下表所示：pH6789101112Cu2+还原率(%)34609092959290产物形态砖红色Cu2O铜粉紫黑色纳米铜温度30405060708090Cu2+还原率(%)25457080959085产物形态砖红色Cu2O铜粉紫黑色纳米铜①该反应的离子方程式为_______。②超过70℃时Cu2+的还原率降低的原因是______。③以辉铜矿为原料制备纳米铜粉的工艺条件选择70℃、pH=10的理由是______。(4)“水相1”中加入适量氨水，静置，再经过滤、_____、干燥、______等操作可得到Fe2O3。(5)假设制得纳米铜的质量为akg，则最少投入肼的物质的量是______。18．（10分）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3＞SiO2 等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180 (升华)300 (升华)1023(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为：_________________。(2)步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是___________________(只要求写 出一种)。(3)步骤I中焙烧生成三种固体单质，其中生成非金属单质的反应的化学方程式为：____________________。(4)步骤II生成的尾气中含有Cl2，一定温度下，Cl2 用足量的NaOH溶液吸收，氧化产物只有NaClO和NaClO3，经测定溶液中ClO-和ClO物质的量浓度之比为3：1，则在Cl2被吸收过程中被还原的氯元素和被氧化的氯元素物质的量之比为_________________。(5)结合流程及相关数据分析，步骤II冷却之后得到的氯化铝(粗品)中含有的主要杂质为_________ (填化学式)。(6)工业生产过程中需要控制加入铝粉的量，以提高铝粉的利用率，从而降低生产成本，“废渣”的主要成分有NaCl和___________ (填化学式)。  19．（10分）已知A为淡黄色固体，R是地壳中含量最多的金属元素的单质，T为生活中使用最广泛的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C、F是无色无味的气体，H是白色沉淀，W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色。（1）物质A的化学式为___，F化学式为___；（2）B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为___；（3）H在潮湿空气中变成M的实验现象是___，化学方程式为___。（4）A和水反应生成B和C的离子方程式为___，由此反应可知A有作为___的用途。（5）M投入盐酸中的离子方程式___。20．（10分）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：______________、_______________。（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。①仪器B的名称是____________________。②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。a．点燃酒精灯，加热        b．熄灭酒精灯        c．关闭K1和K2d．打开K1和K2，缓缓通入N2        e．称量A        f．冷却到室温③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。①C、D中的溶液依次为_________（填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________。a．品红        b．NaOH        c．BaCl2        d．Ba(NO3)2        e．浓H2SO4②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。21．（10分）硫酸亚铁铵是一种重要的化学试剂，某兴趣小组在课本合成方案的基础上进行了改进，流程如下：(1)下列说法正确的是_________A．废铁屑需用溶液除去表面的油污，通常采用抽滤除去碱液B．实验中使用的蒸馏水均需煮沸除氧C．在加入硫酸铵前，应该把硫酸亚铁溶液的pH值控制在强酸性范围内D．鉴定所得晶体中含有，可以取少量样品于试管中，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空气中，观察现象(2)步骤Ⅲ的具体操作：迅速取滤液置于容器中，沿器壁缓慢加入适量乙醇，使之覆盖在液面上，随着乙醇在溶液中不断扩散，硫酸亚铁铵逐渐结晶析出。该方法的优点是(写出至少两点)________。(3)制得后，需要对晶体进行干燥，课本用干净的滤纸吸干，该兴趣小组同学经过讨论，决定用减压干燥，装置如图所示。将产品放入干燥器后，用水泵抽至盖子推不动即可。干燥结束后，启盖前，必须________，然后启盖。(4)产品中铁含量的测定可以用酸性高锰酸钾滴定的方法。高锰酸钾标准溶液可用性质稳定，摩尔质量较大的基准物质草酸钠进行标定，写出酸性条件下草酸钠溶液与高锰酸钾反应的离子方程式________。实验步骤如下：步骤一：先粗略配制浓度约为的高锰酸钾溶液250mL；步骤二：称取草酸钠固体mg放入锥形瓶中，加入适量水溶解并加硫酸酸化，加热到，立即用滴定，从而标定浓度为；步骤三：称取样品2.031g，放入锥形瓶并用适量水溶解；步骤四：用标准溶液滴定步骤三所配样品溶液，达到终点时消耗标准液45.00mL。①步骤一中至少需要用到的最方便的玻璃仪器有烧杯、________、玻璃棒。②实验过程中需要进行多次滴定，在滴定步骤前要进行一系列操作，请选择合适的编号，按正确的顺序排列________。a. 向酸式滴定管中装入操作液至“0”刻度以上；b. 用蒸馏水洗涤滴定管；c. 将滴定管内装满水，直立于滴定管夹上约2min；d. 用操作溶液润洗滴定管；e. 将活塞旋转180°后，再次观察；f. 将滴定管直立于滴定管夹上，静置1分钟左右，读数；g. 右手拿住滴定管使其倾斜30°，左手迅速打开活塞。