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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--铁金属材料
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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--铁 金属材料一、单选题1.(2023春·广东汕头·高三校考阶段练习)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是A.B.C.D.2.(2023秋·青海西宁·高三统考期末)下列离子方程式书写正确的是A.钠放入水中:B.氯化铁溶液与铜反应:C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:D.NaHCO3溶液与稀盐酸混合:3.(2023·全国·高三假期作业)下列有关铁和铁的化合物的叙述中,正确的是A.铁的化学性质比较活泼,它能与许多物质发生化学反应,因此铁在自然界中只能以化合态存在B.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化,如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀D.往某溶液中先加入氯水,再加入KSCN溶液,发现溶液变成红色,证明原溶液中含有Fe3+4.(2023春·四川乐山·高三四川省乐山沫若中学校考阶段练习)由一种工业废渣(主要成分为、少量Fe、Al的氧化物,其他杂质酸浸时不反应)为原料制备的实验过程如下。下列说法不正确的是A.将废渣粉碎同时酸浸时不断搅拌可以加快酸浸时反应速率B.“酸浸”时发生反应的离子方程式为C.“氧化”后的溶液中存在的阳离子为、、、D.操作X为萃取分液,使用的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯5.(2023·上海·高三专题练习)可用于检验溶液是否少量变质的试剂A.NaOH B.Fe C. D.KSCN6.(2023春·云南·高三校联考阶段练习)用溶液蚀刻铜箔回收铜的一种流程如图所示。下列叙述正确的是A.蚀刻液呈中性 B.试剂X可以是稀硝酸C.滤液Y可以使溶液变红 D.试剂Z可能是氯气7.(2023春·辽宁大连·高三大连二十四中校考期中)向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是A. B.a表示的关系曲线C.P点时, D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4g8.(2023·河北·统考模拟预测)中国是世界上最早使用鎏金技术的国家,汉代的长信宫灯采用了鎏金技术。《本草纲目・水银条》引梁代陶弘景的话说:水银“能消化金银使成泥,人以镀物是也”。下列说法正确的是A.“能消化金银使成泥”,即水银与金反应形成化合物B.鎏金技术中将水银用作在器物上镀金银的电镀液C.鎏金技术应用了合金的熔点低于成分金属的性质D.长信宫灯表面有鎏金,破损后不易被腐蚀9.(2023春·河南南阳·高三校联考阶段练习)下列关于铝和盐酸、氢氧化钠溶液的反应说法正确的是A.等质量的分别与足量的盐酸、溶液反应,消耗酸和碱的物质的量之比为B.等体积、等浓度的盐酸与溶液分别与足量的反应,生成的物质的量之比为C.向一定量的溶液中逐滴加入溶液,现象为先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解D.的转化能通过一步直接完成10.(2023秋·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期末)下列“实验操作、现象”与“结论”不相符的一组是选项实验操作和现象结论A将钠放入热坩埚中加热燃烧,生成淡黄色固体反应有Na2O2生成B将Al2O3固体加入盐酸中,固体溶解得到无色溶液Al2O3是碱性氧化物C向KI-淀粉溶液中滴加氯水,溶液变成蓝色氧化性:Cl2>I2D向某溶液中加入H2O2,然后再加入KSCN溶液变红色不能确定原溶液中是否含有Fe2+ A.A B.B C.C D.D11.(2023秋·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期末)“价类二维图”是学习元素化合物知识的高效模型。如图为铁元素的“价类二维图”,图中字母代表含铁元素的物质。下列判断错误的A.赤铁矿的主要成分为Z B.M、Q、P都可以通过化合反应制得C.Y不稳定,在空气中加热迅速被氧化为Z D.X的一种氧化物常用作红色油漆和涂料12.(2023秋·重庆九龙坡·高三统考开学考试)学习元素化合物知识时,利用“价类二维图”构建知识网络,有助于建立系统的知识体系。如图所示是铁及其化合物的“价类二维图”,下列有关叙述正确的是A.A和水蒸气反应可得到BB.D受热分解能生成BC.A中加入足量的溶液可得到ED.向F的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液可以转化成G溶液13.(2023·全国·高三专题练习)下列有关物质检验方法中,不合理的是A.用带火星木条检验过氧化钠与水反应产生的气体B.取某溶液做焰色反应,观察到火焰呈黄色,则可确定该溶液含钠离子,不含钾离子C.检验硫酸亚铁溶液是否已氧化变质,滴加溶液,再观察溶液是否变红D.向某溶液中加入溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有14.(2023·全国·高三专题练习)下列有关铁元素的叙述中,正确的是A.自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石,说明铁的氧化物与水难以直接化合B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C.氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 二、非选择题15.(2023秋·内蒙古包头·高三统考期末)利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,图中甲~戊均含铁元素。回答下列问题:(1)Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe(NO3)3、NaOH制备:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。(2)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4,下列关于Fe3O4的说法正确的是______(填标号)。A.有磁性,是FeO与Fe2O3的混合物B.属于两性氧化物,与酸、碱都能反应C.Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2D.Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4(3)维生素C易溶于水,可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+,设计如下实验:取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中,加入过量维生素C片振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去。该设计方案能否检验Fe2+并说明理由______。(4)丁与烧碱溶液反应可生成乙,在空气中放置一段时间后乙转化为丙。乙转化为丙的现象为______,发生反应的化学方程式为______。(5)若用丁溶液经一系列反应来制备Fe2O3。不考虑过程损失,若100mL丁溶液最终制得1.6gFe2O3,变质前丁溶液的物质的量浓度为______。16.(2023·全国·高三专题练习)铁的氧化物的比较化学式俗名 铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价_____________________稳定性不稳定稳定稳定与反应的离子方程式______________与的反应(炼铁原理) 17.(2023春·广东广州·高三统考开学考试)元素的“价一类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价一类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系。请回答以下问题:(1)中Fe的化合价为_______。(2)是否为碱性氧化物_______(填是或否),理由:_______。(3)制备氢氧化亚铁时,现象由白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀,请用化学方程式解释现象:_______。(4)已知在强碱溶液中稳定存在,PH越小稳定性越差;则制备时需要在_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行:也可以作为净水剂,能与水反应生成具有吸附性的胶体,写出其中离子方程式:_______。其中检验溶液中的试剂是_______。(5)FeO、是合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分。某FeO、混合物中,铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5,其中FeO、的物质的量之比为_______。18.(2022秋·陕西西安·高三高新一中校考期末)某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%),设计如图装置在室温下进行实验。(1)铝合金样品与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_______。(2)反应前先第一次读取量气管液面刻度,然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应,待反应停止后,体系温度恢复到室温,调节量气管和水准管的高度,使两液面相平,第二次读取量气管液面刻度。计算两次液面差,并将气体体积折算成标准状况下的体积,为VmL。若a=0.038,V=44.8,请计算该合金中铝的百分含量:_______。
参考答案:1.C【详解】A.Fe、Cl2在点燃的条件下生成FeCl3而不是FeCl2,A错误;B.S和O2在点燃条件下反应生成SO2不能直接生成SO3,B错误;C.CaCO3高温分解生成CaO,CaO与SO2反应生成CaSO3,C正确;D.Al在氧气中点燃反应生成Al2O3,Al2O3无法与水反应生成氢氧化铝,D错误;故答案选C。2.D【详解】A.钠放入水中,生成氢氧化钠和氢气:,A不正确;B.氯化铁溶液与铜反应,生成氯化亚铁和氯化铜:,B不正确;C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应,生成硫酸钡和水:,C不正确;D.NaHCO3溶液与稀盐酸混合,发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体:,D正确;故选D。3.C【详解】A.铁虽然化学性质比较活泼,能与许多物质发生化学反应,但是自然界中陨石中还存在单质铁,A错误;B.Fe3O4为黑色粉末,铁红为Fe2O3,B错误;C.①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解,铁粉能防止亚铁离子被氧化,且导管口插入到水中外界空气无法进入试管内,滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化能较长时间存在,②中因为苯的存在NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气,不会被氧化从而能较长时间存在,C正确;D.若原溶液中没有Fe3+只有Fe2+,先加氯水Fe2+被氯气氧化成Fe3+,再加入KSCN溶液变红色,但是原溶液中没有Fe3+,D错误;故答案选C。4.B【分析】废渣主要成分为MgCO3和少量Fe、Al的氧化物,加入硫酸酸溶,过滤后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁以及硫酸铝,加入H2O2氧化亚铁离子,然后加入有机萃取剂萃取Fe3+,分液后可除去溶液中的Fe3+,分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+,经系列措施,可得到MgCO3•3H2O;【详解】A.废渣粉碎可以增大反应的接触面积,从而加快反应速率,同时搅拌也有利于反应充分混合接触,增大反应速率,选项A正确;B.为微溶物,应写化学式,离子方程式为:,选项B不正确;C.、少量Fe、Al的氧化物加酸时均溶于硫酸得到相应的硫酸盐,再加双氧水将亚铁离子氧化成三价铁,“氧化”后的溶液中存在的阳离子为、、、,选项C正确;D.操作X为萃取分液,萃取需要用到分液漏斗,烧杯,选项D正确;答案选B。5.D【详解】易被氧化为Fe2(SO4)3,只需检验是否含有Fe3+即可说明溶液是否变质,Fe3+能和SCN-生成络合物硫氰化铁,使溶液呈现血红色,因此可用KSCN检验溶液是否少量变质;故答案选D。6.D【分析】铜箔加入蚀刻液FeCl3溶液处理后加入过量铁粉反应,过滤,所得固体加入试剂X得到铜和滤液Y,试剂X稀盐酸,滤液Y主要成分为氯化亚铁,加入试剂Z为氧化剂,反应得到氯化铁;【详解】A.为强酸弱碱盐,溶液水解呈酸性,选项A错误;B.由题意可知分离的固体为铁和铜,试剂X为稀盐酸,选项B错误;C.滤液Y中不含,不能使溶液变红,选项C错误;D.试剂Z应为氧化剂,将氯化亚铁氧化为氯化铁,可能是氯气,选项D正确;答案选D。7.D【分析】向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,首先发生反应:,当铁过量时发生:,点时和的物质的量相同,据此计算有关的量的多少。【详解】A.向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,首先发生反应:,1mol 和1mol 中含有3mol ,1mol 完全反应需消耗4mol ,不足量,则产生的物质的量为,即,A错误;B.向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,首先发生反应:,后铁过量发生反应:,a是表示的关系曲线,则b是表示的关系曲线,B错误;C.当铁过量,会发生反应:,设被还原的物质的量x mol,则反应产生物质的量为1.5x mol,点时和的物质的量相同,0.75-x=1.5x,解得x=0.3mol,此时溶液中的物质的量,即P点时,,C错误;D.向P点溶液中加Cu,发生反应:,设加入铜的质量是y g,根据方程式可知:2mol 反应消耗64g Cu,而P点溶液中含有的物质的量是0.45mol,则其反应消耗Cu的质量为,D正确;故合理选项是D。8.C【详解】A.金银可溶化于汞中形成合金,但不能汞反应,错误;B.古代鎏金技术指火法镀金,不是电镀原理,B错误;C.合金的熔,点低于成分金属,鎏金技术将熔融的金汞合金涂于器物表面,再加热除去汞,C正确;D.长信宫灯是表面有鎏金的青铜器,破损后易发生电化腐蚀,D错误;故选C。9.B【分析】铝和盐酸、氢氧化钠溶液的反应方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。【详解】A.等质量的分别与足量的盐酸、溶液反应,设铝的物质的量为,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量分别为和,二者之比为,A错误;B.由化学方程式可知,等物质的量的盐酸与溶液分别与足量的反应,消耗铝的物质的量之比为,两个反应中均有,因此生成的物质的量之比为,B正确;C.与不反应,C错误;D.不溶于水,不能直接与水反应生成,D错误;故选B。10.B【详解】A.金属钠在加热与氧气反应生成Na2O2,Na2O2为淡黄色固体,故A正确;B.氧化铝是两性氧化物,故B错误;C.溶液变成蓝色,表明发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2,则氧化性Cl2>I2,故C正确;D.向某溶液中滴加H2O2,然后再滴加KSCN溶液后溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+,不能确定原溶液中是否含有Fe2+,故D正确;选B。11.C【详解】A.Z为+3价铁元素的氧化物Fe2O3,赤铁矿的主要成分是Fe2O3,故A正确;B.M为+3价铁元素的碱Fe(OH)3,可以通过化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得,Q为+2价铁元素的盐如FeCl2,可以通过化合反应2FeCl3+Fe=3FeCl2制得,P为+3价铁元素的盐如FeCl3,可以通过化合反应2Fe+3Cl22FeCl3制得,故B正确;C.Y为+2价铁元素的氧化物FeO,FeO在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4,故C错误;D.X为Fe单质,Fe的一种氧化物Fe2O3,常用作红色油漆和涂料,故D正确;故选C。12.B【分析】由图可知该图为铁元素的价类二维图。根据铁元素的化合价和物质类别,可以得知A为Fe,B为Fe2O3,C为FeO,D为Fe(OH)3,E为Fe(OH)2,F为铁盐,G为亚铁盐。【详解】A.Fe和水蒸气反应可得到四氧化三铁,而B为Fe2O3,A错误;B.D为Fe(OH)3,受热分解能生成Fe2O3,B正确;C.Fe与NaOH溶液不反应,C错误;D.F为铁盐,G为亚铁盐,向G的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液可以转化成F溶液,D错误;故选B。13.B【详解】A.过氧化钠与水反应产生的气体为氧气,用带火星木条检验,检验方法合理,A不符合题意;B.观察钾离子的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃片,取某溶液做焰色反应,观察到火焰呈黄色,则可确定该溶液含钠离子,无法确定不含钾离子,检验方法不合理,B符合题意;C.硫酸亚铁溶液氧化变质生成三价铁离子,则检验硫酸亚铁溶液是否已氧化变质,滴加溶液,再观察溶液是否变红,检验方法合理,C不符合题意;D.与溶液反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,则向某溶液中加入溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有,检验方法合理,D不符合题意;故选B。14.A【详解】A.Fe元素在自然界的存在形态有赤铁矿、磁铁矿等铁矿石,说明铁的氧化物与水难以直接化合,A正确;B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应时,与I2反应产生FeI2,与其它卤素单质反应的生成物均为FeX3,B错误;C.Fe3+具有强氧化性,I-具有还原性,氢氧化铁与氢碘酸会发生氧化还原反应,产生FeI2、I2、H2O,反应的化学方程式为:,C错误;D.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中,二者发生复分解反应产生Fe(OH)3沉淀和NaCl,应该是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热制取氢氧化铁胶体,D错误;故合理选项是A。15.(1)3:2(2)CD(3)不能,过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法说明一定有Fe2+生成(4) 现象为白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(5)0.2mol•L-1 【详解】(1)反应中,氧化剂为次氯酸钠,氯元素由+1价降低到-1价,铁为还原剂,化合价由+3变为+6,根据电子守恒可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2;(2)A.Fe3O4有磁性,组成固定,是一种纯净物,不是FeO与Fe2O3的混合物,A错误;B.其能和酸反应生成两种盐和水,不与碱反应,不属于两性氧化物,B错误;C.Fe3O4中二价铁、三价铁之比为1:2,与稀盐酸发生复分解反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2,C正确;D.Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气,D正确;故选CD;(3)维生素C易溶于水,可将转化为被人体吸收,说明维生素C具有还原性;亚铁离子也具有强的还原性,亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致高锰酸钾溶液褪色,干扰了亚铁离子的检验,此实验方案设计不严密;(4)丁为亚铁盐与烧碱溶液反应可生成乙氢氧化亚铁,在空气中放置一段时间后乙氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应转化为丙氢氧化铁,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;乙转化为丙的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;(5)的物质的量为=0.01mol,铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol;根据铁元素守恒规律,变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol,则100mL该溶液中,c(FeCl2)= =0.2mol/L。16. 、 【详解】根据化合物中化合价代数和为0可知,中Fe元素化合价为+2价,中Fe元素化合价为+3价,可以看成,故Fe元素化合价为+2、+3价,与氢离子反应的离子方程式为,与氢离子反应的离子方程式为。17.(1)+6(2) 是 与盐酸反应生成了盐和水(3)(4) 碱性 KSCN溶液(5)2:1 【详解】(1)中钠、氧元素化合价分别为+1、-2,根据化合价代数和为零,可知Fe的化合价为+6;(2)能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;与盐酸反应生成了盐和水,故其为碱性氧化物;(3)氢氧化亚铁和空气中氧气、水生成红褐色氢氧化铁,反应为;(4)已知在强碱溶液中稳定存在,PH越小稳定性越差;则制备时需要在碱性环境中进行;也可以作为净水剂,能与水反应生成具有吸附性的胶体,反应中铁化合价由+6变为+3,则反应中氧元素化合价升高得到氧气,根据电子守恒、质量守恒可知,离子方程式:;铁离子能和KSCN溶液变红色,故其中检验溶液中的试剂是KSCN溶液;(5)设FeO、的物质的量之比为a:b,则,故a:b=2:1。18.(1)2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑(2)97.4% 【详解】(1)铝合金样品中的铝与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑;(2)铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积为44.8mL,其物质的量为0.002mol,则合金中铝的质量为,铝的质量分数为。
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