人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课后复习题

本章复习提升

易混易错练

易错点1　混淆Fe2+、Fe3+的检验与除杂方法

1.下列有关除杂的操作中不正确的是(　　)

A.FeSO4溶液中含少量CuSO4杂质:加入过量的Fe粉,过滤

B.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2:加入新制氯水

C.除FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤

D.除FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加入过量铁粉

2.(2022浙江温州期中)欲证明某溶液中不含Fe3+而含有Fe2+,下列实验操作顺序正确的是(　　)

①加入适量新制氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液

A.①③　　B.③②　　C.③①　　D.①②③

易错点2　不能正确理解“铁三角”中的相互转化

3.(2022山东泰安一中月考)下列过程最终能生成含三价铁的化合物的是(　　)

①过量Fe与氯气在加热条件下反应　②铁丝在硫蒸气中燃烧　③向FeBr2溶液中通入足量Cl2　④铁与CuCl2溶液反应　⑤Fe(OH)2露置于空气中

A.①②③　B.①②③　C.③④　D.①③⑤

4.验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。

下列分析不合理的是(　　)

A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe 3Fe2+

B.实验②与③可以调换顺序

C.溶液变红涉及的反应:Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+

D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+

易错点3　铝与酸、碱溶液的反应与计算

5.取两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,标准状况下均产生5.6 L气体,则两份铝片的质量之比(　　)

A.一定为1∶1　　　　

B.可能为2∶3

C.一定为3∶2　　　　

D.可能为1∶6

6.(2021江西南昌十中月考)在标准状况下进行如下实验:甲、乙、丙三个烧杯中各盛有30 mL相同浓度的盐酸,分别加入质量不同、组成相同的镁铝合金粉末,有关数据如下表所示。

(1)甲、乙、丙三组实验中,盐酸不足的是　　　。 

(2)盐酸物质的量浓度为　　　　mol/L。 

(3)合金中镁、铝物质的量之比为　　　　　　。 

思想方法练

利用“一般与特殊”“定性与定量”的化学思想解答框图推断题

方法概述

一般与特殊思想:在无机框图推断中要运用已学的知识去认识掌握一般的规律,而且要分析制约一般规律的因素和成立的条件,熟悉常见物质的“特性”,寻求突破口。

定性与定量思想:定性分析是对研究对象进行“质”的分析,主要解决“有什么”或“是什么”的问题;定量分析是对研究对象进行“量”的分析,主要解决“有多少”的问题。定性与定量相结合既是化学的重要思想,也是研究物质组成的重要方法。

1.现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)。

请回答下列问题:

(1)A的化学式为　　　　,F的化学式为　　　　。 

(2)写出C溶液与Al反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 

(3)写出C溶液与黄绿色气体乙反应的化学方程式:　　　　　　。 

2.(2022湖南雅礼中学月考)已知A是一种红棕色金属氧化物,B、D是金属单质,C是两性金属氧化物,J是一种难溶于水的白色化合物,受热后容易发生分解。

(1)写出下列物质的化学式:A　　　　　　、C　　　　　　。 

(2)按要求写方程式:

①A+B C+D的化学方程式:　　　　　　　　　　　; 

②F→G的化学方程式:　　　　　　　　　　　; 

③C→I的离子方程式:　　　　　　　　　　　; 

④B与NaOH溶液反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 

(3)同温同压下,相同质量的金属B和D分别与足量的盐酸反应,所生成的气体体积比为　　　　。 

3.(2021甘肃兰州一中期末)A、B、C、D、E五种物质之间有如图所示的转化关系:

已知:A是红棕色粉末,由E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;甲为黄绿色气体。回答问题:

(1)写出下列物质的化学式:A　　　,B　　　　,D　　　　,甲　　　　。 

(2)写出B→C反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　。 

(3)写出E→C反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。 

4.(2022浙江温州十校期中联考)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。如图所示物质转化关系为高铁酸钠的一种制备方法及有关性质实验(部分反应产物已略去)。已知A、F为非金属单质气体,B为常见金属单质,E为生活中最常见的调味品,F在标准状况下密度为0.090 g·L-1。

请回答下列问题:

(1)D的名称是　　　　　,E的俗称是　　　　;Na2FeO4中Fe元素的化合价为　　　　。 

(2)写出反应②的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 

(3)反应③,F在A中点燃的反应现象为　　　　　　　　　　。 

(4)反应④中各物质的反应比例关系如下,请填入相应的反应物和生成物的化学式,并用双线桥法标明电子转移的方向和数目。

3　　+2　　+10NaOH 2Na2FeO4+9　　+5H2O

(5)写出反应⑤的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 

5.(2021黑龙江大庆中学月考)已知A为淡黄色固体,T、R为两种常见的用途很广的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀,且在潮湿空气中迅速变为灰绿色,最终变为红褐色固体M。

(1)写出下列物质的化学式:A　　　　,D　　　　,R　　　　。 

(2)按要求写下列方程式:

①H在潮湿空气中变成M的化学方程式:　　　　　　　　　; 

②B和R反应生成N的离子方程式:　　　　　　　　　; 

③D与盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)向W溶液中加入一定量T后,为检验所得溶液中金属阳离子,甲、乙两位同学做了如下实验:甲同学取出少量反应后溶液,加入少量H2O2,再滴加几滴KSCN溶液,发现溶液显红色,由此得出结论:原溶液中有Fe2+;乙同学取出少量反应后溶液,加入少量酸性KMnO4溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,由此得出结论有Fe2+。丙同学看了实验过程后认为甲、乙同学的结论都有问题,你觉得丙同学判断甲、乙同学结论的依据是:

甲同学:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

乙同学:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

易混易错练

1.D　加入过量的铁粉,发生反应Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,再经过过滤,能够除去杂质,A正确;新制氯水与FeCl2反应:2FeCl2+Cl2 2FeCl3,可以除去杂质,B正确;向含有少量FeCl3的FeCl2溶液中加入过量Fe粉:2FeCl3+Fe 3FeCl2,过滤即可除杂,C项正确;Fe与氯化铁反应,将原物质除去,不能除杂,应向该溶液中通入足量的氯气,D错误。

易错分析

　　Fe2+既有氧化性又有还原性,Fe2+主要体现还原性,能被氧化剂氧化为Fe3+;Fe3+具有较强的氧化性,能够被还原剂还原为Fe2+。在进行除杂时,要熟练掌握Fe3+和 Fe2+的性质,否则容易出错。

2.C　向待检溶液中先加入KSCN溶液,未出现红色,证明溶液中不含Fe3+;再滴入适量新制氯水后,溶液变成红色,说明滴入的新制氯水将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,即2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,溶液中含有Fe2+。故C项加入试剂顺序正确。

3.D　Fe和Cl2在加热时生成FeCl3,与二者的用量无关,①正确;S的氧化性较弱,只能将Fe氧化至+2价,生成FeS,②错误;Cl2具有较强的氧化性,能将FeBr2中Fe2+氧化为Fe3+,Cl2足量,则发生反应2FeBr2+3Cl2 2FeCl3+2Br2,③正确;Fe与CuCl2发生置换反应,即Fe+CuCl2 FeCl2+Cu,④错误;Fe(OH)2露置于空气中发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,⑤正确。综合上述分析D项正确。

易错分析

　　解答本题需注意遇到强氧化剂时Fe、Fe2+均能被氧化为Fe3+,而遇到弱氧化剂时,Fe能被氧化为Fe2+;当Fe3+遇到还原剂时,可被还原为Fe2+或Fe。

4.B　A项,氯化铁能氧化铁生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+,正确;B项,实验②与③不可以调换顺序,否则不能排除铁离子的影响,错误;C项,溶液变红是因为氯气将亚铁离子氧化为铁离子,所以涉及的反应为Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+,正确;D项,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,正确。

5.A　酸、碱均足量,则Al完全反应,且生成氢气的量相同,则H得到的电子数相同,故Al失去的电子数也相同,即参加反应的Al的量相同,两份铝片的质量之比为1∶1。

易错分析

　　在进行化学计算时,如果题目信息中已知多种反应物的用量,应首先根据化学方程式分析各反应是否恰好完全反应,进行过量分析,利用完全反应的物质进行计算。

6.答案　(1)乙、丙　(2)1　(3)1∶1

解析　(1)盐酸浓度、体积一定,甲中合金质量小于乙中合金质量,且甲中生成气体体积小于乙中气体体积,说明甲中盐酸过量、金属完全反应,乙中合金质量是甲中合金质量的≈2.48倍,而乙中生成的氢气体积是甲中生成氢气体积的=2倍,则说明乙中盐酸完全反应,合金过量,故甲、乙、丙三组实验中,乙和丙实验盐酸均不足。

(2)乙、丙中盐酸完全反应,反应生成氢气的物质的量为=0.015 mol,根据氢原子守恒可知n(HCl)=2n(H2)=2×0.015 mol=0.03 mol,故盐酸的物质的量浓度为=1 mol/L。

(3)甲中盐酸有剩余,金属完全反应,生成氢气的物质的量为=0.007 5 mol,令镁、铝的物质的量分别为a mol、b mol,根据二者质量有:24a+27b=0.153,根据得失电子守恒有:2a+3b=0.007 5×2,联立方程解得:a=0.003、b=0.003,故合金中镁与铝的物质的量之比为0.003 mol∶0.003 mol=1∶1。

思想方法练

1.答案　(1)Na　FeCl3

(2)2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑

(3)Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O

解析　金属A的焰色为黄色,则A为金属钠,Na与水反应生成氢气和NaOH,由此得出C为NaOH,甲为H2;黄绿色气体乙为Cl2,丙为HCl,D为盐酸。红褐色沉淀为Fe(OH)3,则B为Fe,E为FeCl2,F为FeCl3。

(1)A的化学式为Na,F的化学式为FeCl3。

(2)NaOH溶液与Al反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑。

(3)C(NaOH)溶液与黄绿色气体乙(Cl2)反应,生成NaClO、NaCl、H2O,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O。

方法点津

　　解答本题的关键是提取出关键信息,如“焰色为黄色”“黄绿色气体”“红褐色沉淀”等,根据关键信息初步判断,然后推导验证,其具体思路如下:

2.答案　(1)Fe2O3　Al2O3

(2)①2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3　②4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3　③Al2O3+2OH- 2Al+H2O　④2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑

(3)28∶9

解析　结合题干信息可知红棕色金属氧化物A是Fe2O3,两性氧化物C为Al2O3,金属单质B为Al;据图转化可知H为AlCl3,I为NaAlO2;Al和Fe2O3在高温下发生置换反应生成的金属单质D为Fe,则E是FeCl2,F和G分别为Fe(OH)2和Fe(OH)3。(3)设Al和Fe的质量均为a g,其物质的量分别为 mol和 mol,结合2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑和Fe+2HCl FeCl2+H2↑,可知生成H2的物质的量分别为( ×) mol和 mol,由于相同条件下体积之比等于物质的量之比,即生成H2的体积比为( ×)∶ =28∶9。

方法点津

　　解答这类无机推断题关键是抓住题中关键信息,能快速找到解题的突破口,可根据物质的特殊颜色、特殊反应现象或特殊反应条件等分析。如本题由“白色沉淀F在空气中最终变为红褐色沉淀G”可知是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3,还有根据“两性金属氧化物”可确定C为Al2O3。根据这些明显的信息可快速找到解题的突破口,根据题图转化可完成各物质的推断,从而顺利解题。这类试题既体现了“一般与特殊”的化学思想,也体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。

3.答案　(1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2

(2)Fe3++3OH- Fe(OH)3↓

(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3

解析　E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3;A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,A与盐酸反应生成B,B为FeCl3,B与Fe反应生成D,D为FeCl2,故乙为NaOH等碱;甲为黄绿色气体,则甲为Cl2,由B与丙溶液反应形成红色溶液可知,丙为KSCN。

方法点津

　　解答框图类物质推断题,首先要从“特殊”物质的性质、现象等入手,如根据“由E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色”可推出E和C分别是什么,再根据题图中的转化关系,进行一一判断。

4.答案　(1)次氯酸钠　食盐　+6价

(2)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O

(3)安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口出现白雾

(4)+5H2O

(5)2Na2FeO4+16HCl 4NaCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O

解析　结合E为生活中最常见的调味品,可知为NaCl;由A、B分别为非金属和金属单质,可确定A为Cl2,B为Fe;结合图示转化可知C为FeCl3,D为NaClO;根据F的密度可确定F为H2,则G为HCl。(1)Na2FeO4中Na元素为+1价、O元素为-2价,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可知Fe元素为+6价。(2)反应②为Cl2与NaOH溶液的反应,其离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(3)H2在Cl2中可以安静地燃烧,发出苍白色火焰生成HCl气体,瓶口HCl与水蒸气形成盐酸小液滴,产生大量白雾。(4)FeCl3、NaClO在碱性条件下反应生成Na2FeO4,其化学方程式为3NaClO+2FeCl3+10NaOH 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,结合反应中Fe、Cl元素化合价变化,利用双线桥法可标出电子转移方向和数目为+5H2O。(5)反应⑤的化学方程式为2Na2FeO4+16HCl 4NaCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O。

5.答案　(1)Na2O2　Fe3O4　Al

(2)①4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3　②2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2↑　③Fe3O4+8H+ Fe2++2Fe3++4H2O

(3)原溶液中可能有未反应完的Fe3+　Cl-也能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色

解析　A为淡黄色固体,且A能和水反应生成无色无味气体C,则A是Na2O2,C是O2,B是NaOH;金属T在氧气中燃烧生成的D是具有磁性的黑色晶体,则T是Fe,D是Fe3O4,四氧化三铁与盐酸、足量的Fe反应得到E,E与B(NaOH)反应得到白色沉淀H,则E为FeCl2,H是Fe(OH)2,H在潮湿的空气中得到M,M为Fe(OH)3,M与HCl反应生成W,W是FeCl3;金属R和氧气反应生成氧化物Q,R与Q都能和NaOH溶液反应生成N,则R是Al,Q是Al2O3,N是NaAlO2。检验亚铁离子,应避免铁离子的干扰,应先加入KSCN溶液,若溶液不变色,再加入过氧化氢,若此时溶液变红,说明有亚铁离子;Cl-也能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,因此检验时需要排除Cl-的干扰。