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人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料课时作业
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料课时作业，共15页。试卷主要包含了5 K 31 Fe 56， 某铁的氧化物，用7，1 L×7，2 gD．16，24 L,22等内容，欢迎下载使用。
（能力提高篇）
说明：本试卷分选择题非选择题，满分100分，考试时间90分钟。
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 K 31 Fe 56
Cu 64 Zn 65
选择题：本题共20个小题，每小题2分。共40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。
用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列做法不正确的是
试管中的还原铁粉可用绕成团的干净细铁丝代替
可将试管底部的湿棉花移到试管口
用铁丝网罩罩住酒精灯火焰
点燃肥皂泡验证氢气的生成
【答案】B
【解析】
铁粉易堵塞导管口，而绕成团的铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，故A正确；
湿棉花在加热时提供水蒸气，若湿棉花移到试管口部，加热产生的水蒸气不能与铁丝充分反应，故B错误；
铁丝网罩罩住酒精灯火焰，提高温度，则能使该反应在高温下进行，故C正确；
该反应生成氢气，能燃烧，所以点燃肥皂泡验证氢气的生成，故D正确；
有关铁的氧化物的说法中，不正确的是
A. 赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B. Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2 价，的铁显+3 价
C. FeO、Fe2O3 都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D. FeO 不稳定,在空气中加热迅速被氧化成 Fe2O3
【答案】D
【解析】
A. 赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确；
B. Fe3O4可以是Fe2O3FeO,其中的铁显+2 价，的铁显+3 价，故B正确；
C. FeO、 Fe2O3都不溶于水属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确；
D. FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误；
3. 某铁的氧化物，用7.0 ml·L－1的盐酸100 mL在一定条件下恰好完全溶解，所得溶液中再通入0.56 L标况下的氯气时，刚好使溶液中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，则该氧化物中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为
A． 1∶4 B． 2∶1 C． 4∶1 D． 3∶4
【答案】A
【解析】设铁的氧化物用盐酸溶解生成的Fe2＋物质的量为x，Fe3＋物质的量为y，由溶液中离子电荷守恒可知：2x＋3y＝0.1 L×7.0 ml·L－1，由2Fe2＋＋ Cl2===2Fe3＋＋ 2Cl－可知x＝0.56 L÷22.4 L·ml－1×2＝0.05 ml,x＝0.05 ml，则y＝0.2 ml，该氧化物中x∶y＝ 0.05 ml∶0.2 ml＝1∶4。
4. 有关铁的化合物的说法中，错误的是
Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
由图标操作可制取Fe(OH)2
Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
【答案】A
【解析】
Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；
B. 煤油可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触，故B正确；
C. 铁在氧气中燃烧可生成，可通过，化合反应制取，故C正确；
D. 胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象，故D正确。
某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
【答案】D
【解析】
稀硝酸会将铁氧化为Fe3＋，故A错误；
实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排尽，故B错误；
反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；
由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。
选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是
【答案】B
【解析】甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液的紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是
【答案】B
【解析】
A项体现了Fe2＋的还原性，错；
离子方程式不正确，应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
D项，体现了Fe3＋的氧化性，错误。
下表中对离子方程式书写的评价正确的是
【答案】B
【解析】
A应为：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；
B应为：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
C项离子方程式正确，评价错误；
D项稀硝酸将Fe2＋氧化为Fe3＋。
已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【答案】B
【解析】由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体B”为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。⑤的离子方程式可为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式可为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和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
2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【答案】C
【解析】氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比变为1∶2∶4,说明溶液中Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的铁粉仅与Fe3+反应。设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 ml、2 ml、1 ml,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1 ml、2 ml、4 ml,故反应的Fe3+的物质的量为2 ml,参加反应的Fe的物质的量为1 ml,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1 ml∶3 ml=1∶3。
某合金与铁的物理性质比较如下：
从以上性能看，该合金不适合制成
A．导线B．门窗
C．炉具D．飞机外壳
【答案】A
【解析】从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。
美国“海狼”级潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)做载热介质。下列有关说法不正确的是
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小
【答案】D
【解析】
金属性：Na>Al，A项正确；
铝钠合金投入水中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)，B项正确；
铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯化铜溶液反应有铜析出，C项正确；
铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 ml氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到的氢气越多，D项错误。
钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门
【答案】A
【解析】
由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误；
由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；
由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；
由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确。
下列有关物质的性质与其应用不相对应的是
A. MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料
B. NaHCO3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂
C. Al具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品
D. 利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透雾能力强的黄光
【答案】B
【解析】
耐高温材料应具有熔点高的特点，因MgO、Al2O3熔点高，硬度大，则可用于耐高温材料，故A正确；
B．碳酸氢钠不稳定，加热或与酸反应都可生成二氧化碳气体，则可用于焙制糕点的膨松剂，但不是和碱反应的原因，故B错误；
Al具有良好的延展性，可制成铝箔，且在表面能生成一层致密的氧化物膜，则具有抗腐蚀性，故C
正确；
D．钠的焰色反应为黄色，因黄色光射程远、透雾能力强，则可用于自造高压钠灯，故D正确。
下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是
A．除去Mg粉中的Al粉：加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加入过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去NaHCO3溶液中的Na2CO3：加入适量稀盐酸
D．除去Al2O3中的少量Fe2O3：加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
【答案】A
【解析】
Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO2和H2，A项正确；
加入盐酸会将BaCO3溶解，BaSO4不溶于盐酸，B项错误；
加入适量盐酸可能发生的反应有Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，一方面盐酸的量难以控制，另一方面引入新杂质NaCl，同时NaHCO3可能减少，C项错误；
加入过量NaOH会将Al2O3溶解转化为NaAlO2，Fe2O3与NaOH溶液不反应，不能将杂质除去，D项错误。
在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c(OH－)增大
【答案】B
【解析】左边中的铝球与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成偏铝酸钠；右边铁球浸在硫酸铜溶液中发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。
等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是
A．1∶1B．3∶4
C．2∶3D．4∶3
【答案】B
【解析】根据反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1 ml Fe与盐酸反应生成1 ml H2，与水蒸气反应生成eq \f(4,3) ml H2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。
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、Al共0.2 ml
B．参加反应的HCl为0.4 ml
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 ml电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 ml H2
【答案】A
【解析】反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝eq \f(4.48 L,22.4 L/ml)＝0.2 ml，则参加反应的n(H＋)＝0.4 ml。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 ml H2，故B、D正确。由2H＋～H2～2e－可知，得电子总数为0.2 ml×2＝0.4 ml，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 ml Mg提供0.4 ml电子，0.2 ml Al提供0.6 ml电子，则0.2 ml Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 ml、小于0.6 ml，故A不正确。
有Fe和Fe2O3的混合物27.2 g，溶于100 mL的稀硫酸中，恰好完全反应，放出2.24 L(标准状况下)H2，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见红色。混合物中单质Fe的质量为
A．5.6 gB．8.4 g
C．11.2 gD．16.8 g
【答案】C
【解析】Fe和Fe2O3的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色，且无固体剩余，则最终溶液中的溶质为FeSO4，反应生成H2的物质的量为eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1)＝0.1 ml，则：
Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑
0．1 ml 0.1 ml 0.1 ml
设原混合物中Fe2O3的物质的量为x ml，则：
Fe ＋ Fe2O3＋3H2SO4===3FeSO4＋3H2O
x ml x ml 3x ml
由题意可知，(x＋0.1) ml×56 g·ml－1＋x ml×160 g·ml－1＝27.2 g，解得x＝0.1，混合物中m(Fe2O3)＝0.1 ml×160 g·ml－1＝16 g，m(Fe)＝27.2 g－16 g＝11.2 g。
将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 ml·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法正确的是
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 ml·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
【答案】B
【解析】
Al与NaOH溶液的反应：
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 ml 2 ml 3 ml
n(Al) 0.1 L×2 ml·L－1 n(H2)
eq \f(2 ml,0.1 L×2 ml·L－1)＝eq \f(3 ml,n（H2）)，解得n(H2)＝0.3 ml，
eq \f(2 ml,0.1 L×2 ml·L－1)＝eq \f(2 ml,n（Al）)，解得n(Al)＝0.2 ml，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得eq \f(3V L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 ml，HCl的物质的量为0.2 ml，则c(HCl)＝eq \f(0.2 ml,0.1 L)＝2 ml·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
非选择题：本题共5个题，共60分。
（10分）
已知有以下物质相互转化：
试回答下列问题：
(1)写出B的化学式：________，D的化学式：________。
(2)写出由E转变成F的化学方程式：____________________________________________。
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：_____________________________________；
向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为______________________________________。
【答案】
(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
【解析】 解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G溶液，即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3。
D和硝酸银反应生成白色沉淀H，H不溶于稀硝酸，所以H是氯化银，则D中含有氯离子，D和硝酸银混合溶液进行焰色反应呈紫色，则D中含有钾元素，所以D是氯化钾，白色沉淀E和氧气反应生成红褐色沉淀F，则F是氢氧化铁，E是氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液，所以G是氯化铁，氯化铁和A反应生成B，B和C反应生成氯化钾和氢氧化亚铁，所以A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化钾。
(1)通过以上分析知，B是氯化亚铁，D是氯化钾，B和D的化学式分别是：FeCl2、KCl；
(2)E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁,氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)铁离子和硫氰根离子反应生成硫氰化铁，离子反应方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，铁离子和铁反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
22. （10分）
某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________________________，
金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_____________________________________；操作②包含的步骤有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有_______________________、__________________。
【答案】
(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ eq \a\vs4\al() Al(OH)3
(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4) 冷却结晶(降温结晶)
(3)氢气的体积 镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)
【解析】
(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑；镁的原子结构示意图为eq \a\vs4\al()；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。
(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。
23. （14分）
某小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了系列实验。
(1)用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。
反应一段时间，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当________________________时(填实验现象)，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。
(2)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解，过滤。写出有关的化学方程式：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向滤液中滴加KSCN溶液，观察到溶液的颜色有两种可能，如表。在表中填写与现象相对应的结论与解释(可以不填满)。
(4)可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入________，可能②中，加入________可以使溶液变成红色。
【答案】
(1)肥皂泡有爆鸣声
(2)Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O，
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑， Fe+2FeCl3===3FeCl2
(3)
(4)铁粉 氯水
【解析】
铁与水蒸气发生反应：3Fe+4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(△))Fe3O4+4H2，故用点燃的火柴靠近肥皂泡，当肥皂泡有爆鸣声，证明已有氢气生成，反应已开始；
反应后的固体混合物可能是①Fe3O4；②Fe、Fe3O4。加入足量的盐酸，溶解，过滤，发生反应：Fe3O4+8HCl===
FeCl2+2FeCl3+4H2O、Fe+2FeCl3===3FeCl2、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑，向滤液中滴加KSCN溶液，现象①溶液由浅绿色变红色，则说明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，因为Fe3+遇到KSCN溶液时变成红色；
现象②溶液仍然为浅绿色，则说明反应后的溶液中没有Fe3+，可能是铁粉有剩余，剩余铁粉会与Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+；
可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入铁粉；可能②中，加入氯水可以使溶液变成红色。
（16分）
小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是
________________________________________________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1 ml·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应和现象是___________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为__________色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选____________________滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现______________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为________________。
(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？
①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成__________(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成__________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是______________，相关反应的离子方程式：____________________________。
【答案】
(1)因为Fe2＋中铁元素化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低
(2)①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 棕黄
②KSCN溶液 红 ③Zn＞Fe＞Cu
(3)①Fe Fe3＋ ②加入适量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
【解析】
(1)元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，处于中间价态既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有还原性；故答案为：因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；
(2)①在0.1 ml·L－1 FeCl2溶液滴入新制氯水,氯气具有强氧化性能源和亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+===2Cl−+2Fe3+；溶液颜色从浅绿色变为棕黄(黄)色；故答案为：Cl2+2Fe2+===2Cl−+2Fe3+；棕黄(黄)；
②通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。需要的试剂为硫氰酸钾溶液,发生反应,Fe3++3SCN−===Fe(SCN)3，溶液变血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液呈血红；
③金属单质都具有还原性,分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小,发生反应Zn+Fe2+===Fe+Zn2+；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，
故答案为：Zn、Fe、Cu(或Zn>Fe>Cu)；
(3)①若Fe2+在反应中表现出氧化性,化合价降低做氧化剂,只能降到0价为金属铁,若Fe2+在反应中表现出还原性，铁元素化合价升高为三价，应转化成三价铁离子；故答案为：Fe Fe3+；
②实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质,为反之亚铁离子的氧化,需要加入还原铁粉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+，所以避免亚铁离子的氧化，需加入过量铁粉，过滤，故答案为：加入过量铁粉,过滤;2Fe3++Fe===3Fe2+.
（10分）
将6 g 铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，充分反应得到200 mL 0.5 ml/L FeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物。试计算：
(1)反应后生成铜的质量；
(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。
【答案】
(1)铜质量为2.56 g
(2)原溶液中Fe2(SO4)3物质的量浓度为0.1 ml/L
【解析】
解：Fe ＋ Fe2(SO4)3 ＝ 3FeSO4 Δm
1 ml 1 ml 3 ml 56 g
n1 n1 3n1
Fe ＋ CuSO4 ＝ FeSO4 ＋ Cu Δm
1 ml 1 ml 1 ml 64 g－56 g＝8 g
n2 n 2 n 2
3n1＋n2＝0.5 ml/L×0.2 L＝0.1 ml
56n1 g/ml－8n2 g/ml＝6 g－5.2 g＝0.8 g
n1＝0.02 ml n2＝0.04 ml
m(Cu)＝0.04 ml×64 g/ml＝2.56 g
原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度＝0.02 ml÷0.2 L＝0.1 ml/L
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋具有氧化性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
铁单质具有还
原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
棕黄色溶液变成蓝色溶液
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋具有还原性
选项
化学反应与离子方程式
评价
A
将铜屑加入含Fe3＋溶液中：
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
正确
B
Na2O2与H2O反应：
Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
错误，氧元素不守恒
C
NaOH溶液与氧化铝反应：
Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
错误，产物应该是Al(OH)3
D
向Fe(OH)2中加入足量稀硝酸：
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
正确
eq \f(熔点,℃)
eq \f(密度,g·cm－3)
硬度(金
刚石为100)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐腐蚀
现象
结论与解释
可能①
溶液由浅绿色变红色
可能②
溶液仍然为浅绿色
现 象
结论与解释
可能
①
溶液由浅绿色变红色
反应后的固体混合物中含有+3价的Fe。因为Fe3+遇到KSCN溶液时变成红色
可能
②
溶液仍然为浅绿色
反应后的固体混合物中可能含有+3价的Fe，也可能不含+3价的Fe。因为如果铁粉有剩余，剩余铁粉会与Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+
（能力提高篇）
说明：本试卷分选择题非选择题，满分100分，考试时间90分钟。
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 K 31 Fe 56
Cu 64 Zn 65
选择题：本题共20个小题，每小题2分。共40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。
用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验，下列做法不正确的是
试管中的还原铁粉可用绕成团的干净细铁丝代替
可将试管底部的湿棉花移到试管口
用铁丝网罩罩住酒精灯火焰
点燃肥皂泡验证氢气的生成
【答案】B
【解析】
铁粉易堵塞导管口，而绕成团的铁丝与水蒸气反应的接触面积也较大，故A正确；
湿棉花在加热时提供水蒸气，若湿棉花移到试管口部，加热产生的水蒸气不能与铁丝充分反应，故B错误；
铁丝网罩罩住酒精灯火焰，提高温度，则能使该反应在高温下进行，故C正确；
该反应生成氢气，能燃烧，所以点燃肥皂泡验证氢气的生成，故D正确；
有关铁的氧化物的说法中，不正确的是
A. 赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B. Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2 价，的铁显+3 价
C. FeO、Fe2O3 都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D. FeO 不稳定,在空气中加热迅速被氧化成 Fe2O3
【答案】D
【解析】
A. 赤铁矿主要成分是 Fe2O3，Fe2O3是红棕色的固体，可以用作红色油漆和涂料，故A正确；
B. Fe3O4可以是Fe2O3FeO,其中的铁显+2 价，的铁显+3 价，故B正确；
C. FeO、 Fe2O3都不溶于水属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，故C正确；
D. FeO在空气中被氧化生成四氧化三铁，故D错误；
3. 某铁的氧化物，用7.0 ml·L－1的盐酸100 mL在一定条件下恰好完全溶解，所得溶液中再通入0.56 L标况下的氯气时，刚好使溶液中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，则该氧化物中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为
A． 1∶4 B． 2∶1 C． 4∶1 D． 3∶4
【答案】A
【解析】设铁的氧化物用盐酸溶解生成的Fe2＋物质的量为x，Fe3＋物质的量为y，由溶液中离子电荷守恒可知：2x＋3y＝0.1 L×7.0 ml·L－1，由2Fe2＋＋ Cl2===2Fe3＋＋ 2Cl－可知x＝0.56 L÷22.4 L·ml－1×2＝0.05 ml,x＝0.05 ml，则y＝0.2 ml，该氧化物中x∶y＝ 0.05 ml∶0.2 ml＝1∶4。
4. 有关铁的化合物的说法中，错误的是
Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
由图标操作可制取Fe(OH)2
Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
【答案】A
【解析】
Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；
B. 煤油可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触，故B正确；
C. 铁在氧气中燃烧可生成，可通过，化合反应制取，故C正确；
D. 胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象，故D正确。
某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
【答案】D
【解析】
稀硝酸会将铁氧化为Fe3＋，故A错误；
实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排尽，故B错误；
反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；
由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。
选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是
【答案】B
【解析】甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液的紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是
【答案】B
【解析】
A项体现了Fe2＋的还原性，错；
离子方程式不正确，应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
D项，体现了Fe3＋的氧化性，错误。
下表中对离子方程式书写的评价正确的是
【答案】B
【解析】
A应为：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；
B应为：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
C项离子方程式正确，评价错误；
D项稀硝酸将Fe2＋氧化为Fe3＋。
已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【答案】B
【解析】由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体B”为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。⑤的离子方程式可为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式可为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和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
2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【答案】C
【解析】氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比变为1∶2∶4,说明溶液中Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的铁粉仅与Fe3+反应。设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 ml、2 ml、1 ml,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1 ml、2 ml、4 ml,故反应的Fe3+的物质的量为2 ml,参加反应的Fe的物质的量为1 ml,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1 ml∶3 ml=1∶3。
某合金与铁的物理性质比较如下：
从以上性能看，该合金不适合制成
A．导线B．门窗
C．炉具D．飞机外壳
【答案】A
【解析】从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。
美国“海狼”级潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)做载热介质。下列有关说法不正确的是
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小
【答案】D
【解析】
金属性：Na>Al，A项正确；
铝钠合金投入水中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)，B项正确；
铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯化铜溶液反应有铜析出，C项正确；
铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 ml氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到的氢气越多，D项错误。
钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门
【答案】A
【解析】
由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误；
由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；
由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；
由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确。
下列有关物质的性质与其应用不相对应的是
A. MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料
B. NaHCO3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂
C. Al具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品
D. 利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透雾能力强的黄光
【答案】B
【解析】
耐高温材料应具有熔点高的特点，因MgO、Al2O3熔点高，硬度大，则可用于耐高温材料，故A正确；
B．碳酸氢钠不稳定，加热或与酸反应都可生成二氧化碳气体，则可用于焙制糕点的膨松剂，但不是和碱反应的原因，故B错误；
Al具有良好的延展性，可制成铝箔，且在表面能生成一层致密的氧化物膜，则具有抗腐蚀性，故C
正确；
D．钠的焰色反应为黄色，因黄色光射程远、透雾能力强，则可用于自造高压钠灯，故D正确。
下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是
A．除去Mg粉中的Al粉：加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加入过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去NaHCO3溶液中的Na2CO3：加入适量稀盐酸
D．除去Al2O3中的少量Fe2O3：加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
【答案】A
【解析】
Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO2和H2，A项正确；
加入盐酸会将BaCO3溶解，BaSO4不溶于盐酸，B项错误；
加入适量盐酸可能发生的反应有Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，一方面盐酸的量难以控制，另一方面引入新杂质NaCl，同时NaHCO3可能减少，C项错误；
加入过量NaOH会将Al2O3溶解转化为NaAlO2，Fe2O3与NaOH溶液不反应，不能将杂质除去，D项错误。
在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c(OH－)增大
【答案】B
【解析】左边中的铝球与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成偏铝酸钠；右边铁球浸在硫酸铜溶液中发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。
等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是
A．1∶1B．3∶4
C．2∶3D．4∶3
【答案】B
【解析】根据反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1 ml Fe与盐酸反应生成1 ml H2，与水蒸气反应生成eq \f(4,3) ml H2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。
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、Al共0.2 ml
B．参加反应的HCl为0.4 ml
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 ml电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 ml H2
【答案】A
【解析】反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝eq \f(4.48 L,22.4 L/ml)＝0.2 ml，则参加反应的n(H＋)＝0.4 ml。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 ml H2，故B、D正确。由2H＋～H2～2e－可知，得电子总数为0.2 ml×2＝0.4 ml，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 ml Mg提供0.4 ml电子，0.2 ml Al提供0.6 ml电子，则0.2 ml Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 ml、小于0.6 ml，故A不正确。
有Fe和Fe2O3的混合物27.2 g，溶于100 mL的稀硫酸中，恰好完全反应，放出2.24 L(标准状况下)H2，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，未见红色。混合物中单质Fe的质量为
A．5.6 gB．8.4 g
C．11.2 gD．16.8 g
【答案】C
【解析】Fe和Fe2O3的混合物中加入稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气，反应后的溶液中滴加KSCN溶液不显红色，且无固体剩余，则最终溶液中的溶质为FeSO4，反应生成H2的物质的量为eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1)＝0.1 ml，则：
Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑
0．1 ml 0.1 ml 0.1 ml
设原混合物中Fe2O3的物质的量为x ml，则：
Fe ＋ Fe2O3＋3H2SO4===3FeSO4＋3H2O
x ml x ml 3x ml
由题意可知，(x＋0.1) ml×56 g·ml－1＋x ml×160 g·ml－1＝27.2 g，解得x＝0.1，混合物中m(Fe2O3)＝0.1 ml×160 g·ml－1＝16 g，m(Fe)＝27.2 g－16 g＝11.2 g。
将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 ml·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法正确的是
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 ml·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
【答案】B
【解析】
Al与NaOH溶液的反应：
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 ml 2 ml 3 ml
n(Al) 0.1 L×2 ml·L－1 n(H2)
eq \f(2 ml,0.1 L×2 ml·L－1)＝eq \f(3 ml,n（H2）)，解得n(H2)＝0.3 ml，
eq \f(2 ml,0.1 L×2 ml·L－1)＝eq \f(2 ml,n（Al）)，解得n(Al)＝0.2 ml，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得eq \f(3V L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 ml，HCl的物质的量为0.2 ml，则c(HCl)＝eq \f(0.2 ml,0.1 L)＝2 ml·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
非选择题：本题共5个题，共60分。
（10分）
已知有以下物质相互转化：
试回答下列问题：
(1)写出B的化学式：________，D的化学式：________。
(2)写出由E转变成F的化学方程式：____________________________________________。
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：_____________________________________；
向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为______________________________________。
【答案】
(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
【解析】 解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G溶液，即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3。
D和硝酸银反应生成白色沉淀H，H不溶于稀硝酸，所以H是氯化银，则D中含有氯离子，D和硝酸银混合溶液进行焰色反应呈紫色，则D中含有钾元素，所以D是氯化钾，白色沉淀E和氧气反应生成红褐色沉淀F，则F是氢氧化铁，E是氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液，所以G是氯化铁，氯化铁和A反应生成B，B和C反应生成氯化钾和氢氧化亚铁，所以A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化钾。
(1)通过以上分析知，B是氯化亚铁，D是氯化钾，B和D的化学式分别是：FeCl2、KCl；
(2)E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁,氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)铁离子和硫氰根离子反应生成硫氰化铁，离子反应方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，铁离子和铁反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
22. （10分）
某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________________________，
金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_____________________________________；操作②包含的步骤有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有_______________________、__________________。
【答案】
(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ eq \a\vs4\al() Al(OH)3
(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4) 冷却结晶(降温结晶)
(3)氢气的体积 镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)
【解析】
(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑；镁的原子结构示意图为eq \a\vs4\al()；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。
(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。
23. （14分）
某小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了系列实验。
(1)用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料，不与水反应)。
反应一段时间，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当________________________时(填实验现象)，说明“铁与水蒸气”能够进行反应。
(2)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解，过滤。写出有关的化学方程式：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向滤液中滴加KSCN溶液，观察到溶液的颜色有两种可能，如表。在表中填写与现象相对应的结论与解释(可以不填满)。
(4)可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入________，可能②中，加入________可以使溶液变成红色。
【答案】
(1)肥皂泡有爆鸣声
(2)Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O，
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑， Fe+2FeCl3===3FeCl2
(3)
(4)铁粉 氯水
【解析】
铁与水蒸气发生反应：3Fe+4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(△))Fe3O4+4H2，故用点燃的火柴靠近肥皂泡，当肥皂泡有爆鸣声，证明已有氢气生成，反应已开始；
反应后的固体混合物可能是①Fe3O4；②Fe、Fe3O4。加入足量的盐酸，溶解，过滤，发生反应：Fe3O4+8HCl===
FeCl2+2FeCl3+4H2O、Fe+2FeCl3===3FeCl2、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑，向滤液中滴加KSCN溶液，现象①溶液由浅绿色变红色，则说明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，因为Fe3+遇到KSCN溶液时变成红色；
现象②溶液仍然为浅绿色，则说明反应后的溶液中没有Fe3+，可能是铁粉有剩余，剩余铁粉会与Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+；
可能①中，若要使红色又变成浅绿色，又不增加其他的金属离子，可以加入铁粉；可能②中，加入氯水可以使溶液变成红色。
（16分）
小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是
________________________________________________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1 ml·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应和现象是___________________________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为__________色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选____________________滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现______________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为________________。
(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还作氧化剂吗？
①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成__________(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成__________。
②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是______________，相关反应的离子方程式：____________________________。
【答案】
(1)因为Fe2＋中铁元素化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低
(2)①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 棕黄
②KSCN溶液 红 ③Zn＞Fe＞Cu
(3)①Fe Fe3＋ ②加入适量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
【解析】
(1)元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，处于中间价态既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有还原性；故答案为：因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；
(2)①在0.1 ml·L－1 FeCl2溶液滴入新制氯水,氯气具有强氧化性能源和亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+===2Cl−+2Fe3+；溶液颜色从浅绿色变为棕黄(黄)色；故答案为：Cl2+2Fe2+===2Cl−+2Fe3+；棕黄(黄)；
②通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。需要的试剂为硫氰酸钾溶液,发生反应,Fe3++3SCN−===Fe(SCN)3，溶液变血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液呈血红；
③金属单质都具有还原性,分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小,发生反应Zn+Fe2+===Fe+Zn2+；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，
故答案为：Zn、Fe、Cu(或Zn>Fe>Cu)；
(3)①若Fe2+在反应中表现出氧化性,化合价降低做氧化剂,只能降到0价为金属铁,若Fe2+在反应中表现出还原性，铁元素化合价升高为三价，应转化成三价铁离子；故答案为：Fe Fe3+；
②实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质,为反之亚铁离子的氧化,需要加入还原铁粉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+，所以避免亚铁离子的氧化，需加入过量铁粉，过滤，故答案为：加入过量铁粉,过滤;2Fe3++Fe===3Fe2+.
（10分）
将6 g 铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，充分反应得到200 mL 0.5 ml/L FeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物。试计算：
(1)反应后生成铜的质量；
(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。
【答案】
(1)铜质量为2.56 g
(2)原溶液中Fe2(SO4)3物质的量浓度为0.1 ml/L
【解析】
解：Fe ＋ Fe2(SO4)3 ＝ 3FeSO4 Δm
1 ml 1 ml 3 ml 56 g
n1 n1 3n1
Fe ＋ CuSO4 ＝ FeSO4 ＋ Cu Δm
1 ml 1 ml 1 ml 64 g－56 g＝8 g
n2 n 2 n 2
3n1＋n2＝0.5 ml/L×0.2 L＝0.1 ml
56n1 g/ml－8n2 g/ml＝6 g－5.2 g＝0.8 g
n1＝0.02 ml n2＝0.04 ml
m(Cu)＝0.04 ml×64 g/ml＝2.56 g
原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度＝0.02 ml÷0.2 L＝0.1 ml/L
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋具有氧化性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
铁单质具有还
原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
棕黄色溶液变成蓝色溶液
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋具有还原性
选项
化学反应与离子方程式
评价
A
将铜屑加入含Fe3＋溶液中：
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
正确
B
Na2O2与H2O反应：
Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
错误，氧元素不守恒
C
NaOH溶液与氧化铝反应：
Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
错误，产物应该是Al(OH)3
D
向Fe(OH)2中加入足量稀硝酸：
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
正确
eq \f(熔点,℃)
eq \f(密度,g·cm－3)
硬度(金
刚石为100)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐腐蚀
现象
结论与解释
可能①
溶液由浅绿色变红色
可能②
溶液仍然为浅绿色
现 象
结论与解释
可能
①
溶液由浅绿色变红色
反应后的固体混合物中含有+3价的Fe。因为Fe3+遇到KSCN溶液时变成红色
可能
②
溶液仍然为浅绿色
反应后的固体混合物中可能含有+3价的Fe，也可能不含+3价的Fe。因为如果铁粉有剩余，剩余铁粉会与Fe3+反应，将溶液中Fe3+完全还原为Fe2+
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