第三章《铁金属材料》测试题 高中化学人教版（2019）必修第一册

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第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题（共12题）
1．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，要得到高纯度的Al2O3，下列操作顺序正确的是
①加NaOH溶液溶解　②通入过量的CO2　③过滤　④加盐酸酸化　⑤灼烧
A．①②③⑤ B．①③②③⑤ C．①③④③⑤ D．①④③⑤
2．下列对物质用途的描述中，错误的是（　　）
A．浓硫酸可用于干燥NH3、H2、O2等气体
B．二氧化硫可用来漂白纸浆、毛、丝等
C．氟化钠可用于预防龋齿
D．铝可用于冶炼某些熔点较高的金属
3．下列关于铁及其化合物的说法中正确的是
A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3
B．Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
4．下列药品和装置合理且能完成相应实验的是

A．喷泉实验 B．实验室制取并收集氨气 C．制备氢氧化亚铁 D．制取并收集二氧化硫
5．下列金属长期露置在空气中，最终生成物所属物质种类相同的是
A．Na和Al B．Na和Mg C．Mg和Al D．Na和Fe
6．化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法不正确的是
A．在食品袋中放入盛有CaO和硫酸亚铁的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质
B．MgO、Al2O3的熔点很高工业上用于制作耐高温材料，也用与冶炼铝和镁
C．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
D．利用ClO2对自来水消毒主要是因为ClO2具有氧化性
7．将铁屑溶于过量盐酸后，再加下列物质，会有三价铁生成的是（      ）
A．稀硫酸 B．氯气 C．氯化锌 D．氯化铜
8．下列物质性质与用途不相应的是
A．是一种红棕色粉末，可用作涂料
B．液氮的沸点较低，可为超导材料提供低温环境
C．石墨具有良好的润滑性，可用作电池电极材料
D．与水混合成糊状后会很快凝固，可用作石膏绷带
9．下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)
A．常温下Cu和浓硫酸反应生成CuSO4
B．过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2
C．光照条件下，甲苯和Cl2反应生成邻氯甲苯
D．加热条件下，溴乙烷与NaOH水溶液反应生成乙烯
10．下列有关实验原理、方法和结论都正确的是：（   ）
A．取少量溶液X，向其中加入适量新制氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2＋
B．某无色溶液滴加氯水和CCl4，振荡、静置分层后，下层溶液显紫红色，则原溶液中有I－
C．向某溶液中滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀，再滴加足量稀HNO3，若沉淀不溶解，则说明原溶液中一定含SO42—
D．某无色溶液用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，则原溶液含有Na+无K+
11．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．
B．
C．
D．工业制漂白粉：
12．一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m属于无机高分子化合物，可应用于生活和工业用水的处理。其中，铁元素的化合价为
A．+2 B．+3
C．+4 D．+6
二、非选择题（共10题）
13．物质的量的相关计算
(1)1mol NH含___________mol N，___________个H，约含有___________个e-；
(2)1molH2SO4与标况下体积为___________SO2具有相同的氧原子数；
(3)标况下VL的某气体的质量为16g，该气体的摩尔质量为___________(列出式子，不用简化)；
(4)室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室，分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气，此时活塞的位置如图所示。

①A室混合气体的物质的量为___________，标况下体积为___________。
②实验测得A室混合气体的质量为34 g，则该混合气体的密度是同温同压条件下氦气密度的___________倍。若将A室H2、O2的混合气体点燃引爆，恢复原温度后，最终活塞停留的位置在___________刻度，容器内气体压强与反应前气体压强之比为___________。
(5)同温同压下，某容器充满O2重132g，若充满CO2重144g，现充满某气体重176g，则某气体的摩尔质量为___________。
14．含有下列离子的五种溶液①Ag+②Mg2+③Fe2+④Al3+⑤Fe3+试回答下列问题：
(1)既能被氧化又能被还原的离子是_______(填离子符号，下同)
(2)向③中加入NaOH溶液，现象是_______有关化学方程式为_______。
(3)加入过量NaOH溶液无沉淀的是_______；离子方程式是：_______。
(4)加铁粉溶液质量增重的是_______，溶液质量减轻的_______。
(5)遇KSCN溶液呈红色的是_______。
(6)能用来检验Cl-的是：_______。
15．Ⅰ．Fe、Al分别与盐酸反应(结果化简成最简单整数比，否则不给分)：
(1)若盐酸足量，与等物质的量的Fe、Al反应产生H2的质量之比为_____________。
(2)若盐酸足量，与等质量的Fe、Al反应产生H2的质量之比为_________________。
(3)若盐酸不足，与足量Fe、Al反应产生H2在同温同压下的体积比为___________。
Ⅱ．铝分别与盐酸、NaOH溶液反应(结果化简成最简单整数比，否则不给分)：
(4)若盐酸、NaOH溶液足量，与等质量的两份铝反应产生H2的体积之比是_______。
(5)若盐酸、NaOH溶液等体积、等物质的量浓度，与足量的两份铝反应产生H2的体积之比是________。
(6)若HCl、NaOH溶液与足量的两份铝反应，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量之比是________。
(7)若甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)：V(乙)=1：2，则加入铝粉的质量为________g。
16．某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组对该催化剂中铁元素的价态进行了探究。请回答下列实验方案中的有关问题：
(一)实验仪器与试剂
仪器：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；
试剂：3mol·L-1H2SO4、6mol·L-1HNO3、0.01mol·L-1KMnO4、NaOH稀溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。
(二)实验原理
Fe2+能使酸性KMnO4溶液紫色褪去；Fe3+溶液中滴加KSCN溶液变红色。
(1)一位同学将少许样品溶于稀硝酸中，取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出为铁元素为+3价的结论。该结论是否合理并说明理由___。
(三)实验设计
(2)提出合理假设。
假设1：催化剂中铁元素全部为+3价；
假设2：催化剂中铁元素全部为+2价；
假设3：___。
(3)设计实验证明假设。请完成下表中的实验操作步骤，预期现象与结论。
实验操作步骤
预期现象与结论
步骤1：用滴管取一定量3mol·L-1H2SO4于试管中，___数分钟以出去溶于其中的氧气。
无明显现象
步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入除氧的3mol·L-1H2SO4，并加热，充分反应后得A溶液。
固体溶解，溶液颜色发生变化
步骤3：取少许A溶液于试管中___
若溶液不呈红色，则假设2成立；若___
步骤4：另取少许A溶液于试管中，___
结合③，若___

17．某同学按下图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验探究。实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色。请回答：

(1)仪器C的名称为_________________________________________。
(2)该同学据实验得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论不严密，理由是_________。
(3)经检验，反应生成的固体具有磁性，写出铁与水蒸气反应的化学方程式：_______________。
18．某氧化铁样品中含有少量的杂质。某同学要测定其中铁元素的质量分数，设计了如下实验方案。

请回答：
（1）操作Ⅰ中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有___________（填仪器名称）。
（2）反应①中加入足量溶液，反应的离子方程式为_________。
（3）检验沉淀中是否洗涤干净的操作是__________。
（4）将沉淀加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为，再次加热并冷却至室温称其质量为，若，还应进行的操作是__________。
（5）若坩埚的质量为，最终坩埚与加热后固体的总质量为，则样品中铁元素的质量分数为_______。
19．（1）等质量的①H2②O2③N2④CO2所含分子数最多的是___。
（2）要使NH3与CH4含有相同数目的H原子，则NH3与CH4的物质的量之比为___。
（3）在一定的条件下，56.0gM单质与1.50molCl2恰好完全反应，生成1.00molMClx，则x=___，M的摩尔质量为___。
（4）已知铵盐与碱混合加热时可生成NH3，如：NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O。将100mL(NH4)2SO4与NH4Cl的混合液分两等份，一份需要用0.5mol烧碱恰好把NH3赶出，另一份与0.2molBaCl2恰好反应，则原溶液中Cl-的物质的量浓度为___。
20．将一定量的氯气通入250mL溴化钾溶液中，然后将所得的溶液蒸干，并将残渣灼烧，得到干燥的残渣40g，分析残渣，其中含25%的化合态的溴。
（1）通入氯气(无剩余)的质量是___。
（2）原溴化钾溶液含溴化钾的质量是__。
21．填空。
(1)8.4gN2与9.6g某单质Rx所含原子数相同，且分子数之比为3：2，则R的相对原子质量是_______，x值是_______。
(2)相同质量的SO2和SO3所含硫原子的个数之比为_______。
(3)将0.1mol·L-1的Al2(SO4)3溶液由a mL稀释至b mL，稀释后溶液中SO的物质的量浓度是_______mol·L-1。
(4)现用Zn与实验室中的盐酸反应制取6.72LH2(标准状况)。
①如果选用所贴标签为3.0mol·L-1的盐酸，至少需该盐酸_______mL。
②该盐酸密度为1.052g·mL-1，则该盐酸溶质的质量分数是_______(保留三位有效数字)。
22．中学化学中几种常见物质的转化关系如下：

A为常见金属单质，将D的浓溶液滴入沸水中可以得到E为分散质的红褐色液体。请回答下列问题：
（1）写出物质F、试剂X的化学式_______________、________________。
（2）B、F都可用于工业上冶炼金属铁，用B为原料冶炼铁的原理（用化学方程式表示）是_________________________________________，若有1.5 mol B参加反应，转移电子的物质的量是__________________；写出F的另一种用途__________________。
（3）用离子方程式表示上述流程中的变化：A→C_____________，D→E______________。
（4）制造电路板工艺中，用 D溶液刻蚀铜箔，用离子方程式表示该反应原理：______________________________________。
（5）在D溶液中加入Na2O2，恰好使D转化为E，写出该反应的离子方程式：__________________。

参考答案：
1．B
铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，要得到高纯度的Al2O3，首先利用氢氧化钠溶液溶解，将氧化铝转化为偏铝酸钠，过滤，向滤液中通入过量的CO2，将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤，然后将氢氧化铝灼烧即可得到氧化铝，即操作顺序为①③②③⑤，答案选B。
2．A
A．浓硫酸与氨气反应，不能干燥氨气，可以干燥H2、O2等气体，故A符合题意；
B．二氧化硫具有漂白性，则可用来漂白纸浆、毛、丝等，故B不符合题意；
C．氟化钠中含F，可抑制牙釉质的溶解，所以氟化钠可用于预防龋齿，故C不符合题意；
D．Al具有还原性，且铝热反应放出大量的热，则铝热反应用来冶炼熔点较高的金属，故D不符合题意；
故答案为：A。
3．C
A．FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，产物主要是SO2而不是SO3，A说法错误；
B．Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3+反应，生成Mg2+和Fe2+，若Mg过量，Mg与Fe2+继续反应生成Mg2+和Fe，但由于反应中FeCl3过量，Mg已消耗完，所以无Mg和Fe2+反应，所以不会生成Fe，B说法错误；
C．钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，C说法正确；
D．室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，D说法错误。
故选C。
4．C
A．NO与水不反应，且不溶于水，不能形成喷泉，故A错误；
B．为防止试管炸裂，应将试管口应向下倾斜，故B错误；
C．氢氧化亚铁易与空气中氧气反应而变质，应将硫酸亚铁的溶液滴管插入到液面以下，故C正确；
D．SO2的密度比空气大，收集时导管应长进短出，故D错误；
故答案为C。
【点睛】对实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确的判断。主要从以下几个方面考虑：①实验原理是否正确、可行；②实验操作是否完全、合理； ③实验步骤是否简单、方便；④实验装置及连接方式是否正确；⑤反应原料是否易得、安全、无毒；⑥有无化学安全隐患，如倒吸、爆炸、吸水、泄漏、着火、溅液、破损等。
5．C
A.Na长期露置在空气中，最终生成物为Na2CO3，Al长期露置在空气中，最终生成物为氧化铝，生成物种类不同，A不符合题意；
B.Na长期露置在空气中，最终生成物为Na2CO3，Mg长期露置在空气中，最终生成物为氧化镁，生成物种类不同，B不符合题意；
C.Mg 长期露置在空气中，最终生成物为MgO，Al长期露置在空气中，最终生成物为氧化铝，生成物种类相同，C符合题意；
D.Na长期露置在空气中，最终生成物为Na2CO3，Fe 长期露置在空气中，最终生成物为铁锈，生成物种类不同，D不符合题意；
答案选C。
6．B
A．CaO与水反应，可用于吸水，硫酸亚铁具有还原性，可用于防止食品氧化变质，故A正确；
B．氧化镁的熔点很高，冶炼镁需要电解氯化镁，故B错误；
C．碳酸氢钠易与酸或在加热条件下生成二氧化碳气体，使焙制出的糕点疏松多孔，故C正确；
D．ClO2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，并且效果好于氯水，故D正确；
故答案选B。
7．B
A.因为稀硫酸不具备强氧化性，不能氧化二价铁离子，所以，没有三价铁离子生成，故A错误；
B.将铁加入过量的盐酸中，铁反应完全后氢离子还有剩余，加入氯气后，氯气具有强氧化性，可以将二价铁氧化为三价铁离子，故B正确；
C.氯化锌溶解，电离出氯离子，与过量的氢离子在同一溶液，相当于稀盐酸，而稀盐酸不具备强氧化性，不能氧化二价铁离子，故C错误；
D.氯化铜溶于水，电离出铜离子，铜离子不能把二价铁离子氧化，故D错误.
故答案为B。
【点睛】铁屑溶于盐酸后，溶液中主要是H+、Cl-、Fe2+，若要将Fe2+变为Fe3+，需要强氧化性物质。
8．C
A．Fe2O3为红棕色固体，可用作涂料，A正确；
B．液氮沸点低，气化吸收大量热量，可为超导材料提供低温环境，B正确；
C．石墨具有良好的导电性，可用作电池电极材料，与其润滑性无关，C错误；
D．与水混合成糊状后会很快凝固，可用于石膏绷带，D正确；
故答案选C。
9．B
A．铜与浓硫酸需要加热才能反应，故A错误；
B．硝酸可以氧化Fe生成Fe3+，当Fe过量时，过量的Fe会与Fe3+反应生成Fe2+，故B正确；
C．光照条件下，氯原子取代甲苯中甲基上的氢原子，不能取代苯环上的氢原子，故C错误；
D．溴乙烷与NaOH水溶液加热发生水解反应生成乙醇，故D错误；
故答案为B。
【点睛】卤代烃在强碱水溶液、加热的条件下水解生成醇；当与卤原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢时（苯环除外），可以在强碱醇溶液中发生消去反应生成碳碳双键。
10．B
A．X溶液中可能存在Fe3+，检验亚铁离子应先加几滴KSCN溶液，再滴加新制氯水，故A错误；
B．因氯气氧化碘离子生成碘单质，碘在四氯化碳中为紫色，则某无色溶液滴加氯水和CCl4，振荡、静置后，下层溶液显紫色，则原溶液中一定含有I-，故B正确；
C．向某溶液中滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀，再滴加足量稀HNO3，若沉淀不溶解，则说明原溶液中可能含Ag+或SO42-，但不能同时存在，故C错误；
D．观察钾元素的焰色反应时要透过蓝色的钴玻璃，防止钠元素造成干扰，故无法排除K元素，故D错误；
故答案为B。
11．D
A．二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，和稀盐酸不反应，故A不符合题意；
B．钠在氧气中点燃生成过氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，故B不符合题意；
C．铁在氯气中点燃生成氯化铁，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，故C不符合题意；
D．工业制漂白粉是电解饱和食盐水得到氯气，再将氯气通入到石灰乳中反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
12．B
据在化合物中正负化合价代数和为零，可设高效净水剂中铁元素的化合价为x，则有（+3）+x+（-1）×n+（-1）×（6-n）=0，解得 x=+3；A、C、D项错误，B项正确。
答案选B。
13．(1) 1 4NA 6.02×1024
(2)44.8L
(3)
(4) 2mol 44.8L 4.25 2 1:2
(5)76g/mol
(1)
由离子符号知，1mol NH含1mol N，4NA个H，1个铵离子含10个电子，1mol NH约含有10×6.02×1023=6.02×1024个e-；
(2)
1molH2SO4含4molO，含4molO的SO2物质的量为2mol、标况下体积为22.4L/mol×2mol=44.8L，则1molH2SO4与标况下体积为44.8L的SO2具有相同的氧原子数；
(3)
标况下VL的某气体的质量为16g、物质的量为，则该气体的摩尔质量为 (列出式子，不用简化)；
(4)
①同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比：，，则A室混合气体的物质的量为2mol，标况下体积为。
②实验测得A室混合气体的质量为34 g，则混合气体的平均摩尔质量为，该混合气体的密度是同温同压条件下氦气密度倍。A室混合气体共2mol、质量为34 g，设n(H2)=x、n(O2)=y，，解得x=y=1mol，若将A室H2、O2的混合气体点燃引爆，发生反应，消耗氢气、氧气分别为1mol、0.5mo，多余氧气0.5mol，恢复原温度即室温后，水呈液态，AB两室最终压强相等、气体体积之比等于其物质的量之比，所以AB两室气体体积之比为0.5mol:1mol= 1:2，最终活塞停留的位置在2刻度、则反应后该条件下0.5mol气体占体积与反应前1mol气体的体积相同，则反应后容器内气体压强与反应前气体压强之比为1:2。
(5)
同温同压下，某容器充满O2重132g，若充满CO2重144g，现充满某气体重176g，由阿伏伽德罗定律可知三种气体的物质的量相同，，解得某气体的摩尔质量M=76g/mol。
14．(1)Fe2+
(2) 出现白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3
(3) Al3+ Al3++4OH﹣=AlO+2H2O
(4) Fe3+ Ag+
(5)Fe3+
(6)Ag+
【解析】（1）
只有Fe2+的化合价处于中间价态，则既能被氧化又能被还原的离子是Fe2+。
（2）
向③中加入NaOH溶液，现象是出现白色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为红褐色；有关化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
（3）
向④中先加入少量的NaOH溶液，会产生Al(OH)3沉淀，继续加入NaOH溶液，沉淀会溶解，故加入过量NaOH溶液无沉淀的是Al3+，离子方程式是Al3++4OH﹣=+2H2O。
（4）
加铁粉溶液质量增重的是Fe3+，发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+；加铁粉溶液质量减轻的是Ag+，发生反应的离子方程式是Fe+2Ag+=Fe2++Ag。
（5）
遇KSCN溶液呈红色的是Fe3+，发生反应的离子方程式是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
（6）
能用来检验Cl-的是Ag+，发生反应的离子方程式是Ag++Cl-=AgCl↓。
15．(1)2：3
(2)9：28
(3)1：1
(4)1：1
(5)1：3
(6)3：1
(7)5.4
有关反应的化学方程式分别为：Ⅰ．根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；Ⅱ．根据2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑分析解答。
（1）若盐酸足量，等物质的量的Fe、Al完全反应，假设金属的物质的量都是1 mol，根据反应方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知：1 mol Fe反应产生1 mol H2，1 mol Al反应产生1.5 mol H2，则二者反应产生H2的物质的量的比是n(H2)Fe：n(H2)Al=1 mol：1.5 mol=2：3。根据m=n·M可知：气体的质量比等于气体的物质的量的比为2：3；
（2）若盐酸足量，等质量的Fe、Al完全反应，反应产生H2的物质的量取决于金属的多少。假设金属的质量都是1 g，通过化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑中物质反应质量关系可以看出：56 g Fe反应产生2 g H2，则1 g Fe反应产生H2的质量为；通过化学方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知：54 g Al反应产生6 g H2，则1 g Al生成 H2，所以等质量的Fe、Al与足量盐酸反应产生H2的质量之比为：=9：28；
（3）Fe、Al与盐酸反应，若盐酸不足，与足量Fe、Al反应产生的H2的物质的量取决于不足量的盐酸，由于盐酸的物质的量相等，则反应产生H2的物质的量也相等，二者的物质的量的比为1：1。根据V=n·Vm可知：同温同压下气体的物质的量之比等于体积之比，故Fe、Al与不足量的盐酸反应，反应产生的氢气的体积比为1：1；
（4）Al与HCl、NaOH溶液反应的化学方程式分别为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
根据化学反应方程式可知：等质量的两份铝与足量盐酸、NaOH溶液反应时， 金属Al不足量，反应生成氢气的物质的量相等，故根据阿伏伽德罗定律可知反应产生H2的体积之比是1：1；
（5）Al与HCl、NaOH溶液反应的化学方程式分别为：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，HCl和NaOH是不足量的，反应产生H2的物质的量由不足量的NaOH、HCl计算。假设两种物质的物质的量都是1 mol，通过化学方程式可知：1 molHCl反应生成0.5 mol H2；1 mol NaOH钠会生成1.5 mol H2，则二者反应产生H2的体积之比是1：3；
（6）足量的两份铝分别投入到HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等,通过化学方程式可以看出，生成1 mol的氢气需要盐酸中HCl的物质的量是2 mol，需要氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量是mol，所以制取等物质的量的H2，反应需消耗HCl和NaOH的物质的量之比是3：1；
（7）在100 mL3 mol/L盐酸和NaOH溶液中的溶质的物质的量均为n=3 mol/L×0.1 L=0.3 mol，若加入的金属对于HCl、NaOH溶液足量，则二者反应产生H2的体积比是1：3。而向两个烧杯中加入金属Al时测得生成的气体体积比为V(甲): V(乙)=1：2，则根据V=n·Vm可知生成的氢气物质的量之比是1：2，说明加入的金属Al对于酸来说过量，而对于碱来说不足量。设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为x，根据反应方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知0.3 molHCl 与Al完全反应时产生H2的物质的量是0.15 mol，则NaOH和铝反应生成的氢气的物质的量为n(H2)=0.15 mol×2=0.3 mol，碱与金属完全反应时，设碱与金属反应的物质的量为y，根据反应方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑中物质反应转化关系可知：反应产生0.3 mol H2时需要Al的物质的量是y=0.2 mol，则铝的质量为m(Al)=0.2 mol×27 g/mol=5.4 g。
16．(1)不合理。因为HNO3会氧化催化剂中可能存在的二价铁，而不能确定样品中铁元素的价态
(2)催化剂中铁元素同时存在+2与+3价
(3) 加热煮沸 滴加1~2滴20%KSCN溶液，振荡 若溶液呈红色，则假设1或假设3成立 滴加1~2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，振荡 若溶液呈紫红色，则假设1成立；若溶液紫红色褪去，则假设3成立
【解析】(1)
稀硝酸有强氧化性，若铁的化合价为+2价，则加入稀硝酸铁会被氧化为+3价，同样可以使KSCN溶液变红，所以该结论不合理。
(2)
铁的化合价有+2价、+3价，所以催化剂中铁元素化合价有三种情况：催化剂中铁元素全部为+3价、催化剂中铁元素全部为+2价、催化剂中铁元素同时存在+2价与+3价。
(3)
氧气具有氧化性，能氧化二价铁离子，因此步骤1中应将溶液加热煮沸数分钟除去溶有的氧气；依据步骤3的结论：若溶液不呈红色，则假设2成立可知，向A溶液中加入的是20%的KSCN溶液，若溶液不变红，则溶液中全为亚铁离子，若溶液变红，则溶液中可能全为铁离子，也可能既有铁离子又有亚铁离子；结合步骤3中溶液变红的情况，步骤4是为了确定溶液A中是全为铁离子，还是既有铁离子又有亚铁离子，而亚铁离子有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，铁离子不能，因此步骤4为向溶液A中滴加1~2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，振荡，结论为：若溶液呈紫红色，则没有亚铁离子，假设1成立；若溶液紫红色褪去，则有亚铁离子，假设3成立。
17． 干燥管或球形干燥管 产物中含+3铁的物质与稀硫酸反应生成Fe3+，过量的Fe与Fe3+反应生成Fe2+ 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
分析：（1）仪器C为干燥管或球形干燥管。
（2）根据反应现象知，溶液中没有铁离子,原因是部分铁未被氧化,导致剩余的铁和铁离子反应生成亚铁离子。
（3）四氧化三铁具有磁性。
详解：（1）仪器C的名称为干燥管或球形干燥管；正确答案：干燥管或球形干燥管。
（2）铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，根据反应现象知，该反应中部分铁未参加反应导致剩余的铁和铁离子反应生成二价铁离子，离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+，所以说不严密；正确答案：产物中含+3铁的物质与稀硫酸反应生成Fe3+，过量的Fe与Fe3+反应生成Fe2+ 。
（3）反应生成的固体具有磁性，该物质为四氧化三铁，铁与水蒸气反应的化学方程式： ；正确答案：。
18． 容量瓶 取适量最后一次洗涤液于试管中，加入（或）溶液，若无白色沉淀生成，则证明沉淀洗涤干净；若有白色沉淀生成，则证明沉淀未洗涤干净 继续加热，冷却至室温后称量，直至连续两次称量的质量差不超过 80%
（1）操作Ⅰ还需要容量瓶，故答案为：容量瓶；
（2）反应①中加入足量溶液，目的是将氧化为，反应的离子方程式为，故答案为：；
（3）检验沉淀中是否洗涤干净，可以向最后一次洗涤液中加入溶液或溶液，观察是否有沉淀产生，故答案为：取适量最后一次洗涤液于试管中，加入（或）溶液，若无白色沉，则沉淀洗涤干净；
（4）继续将沉淀物加热，冷却至室温后称量，直至连续两次称量的质量差不超过，故答案为：0.1g；
（5）加热后得到的固体为，则铁元素的质量分数为，故答案为：80%。
19． ① 4：3 3 56g·mol-1 2mol·L-1
(1)设质量均为mg，则①H2物质的量；②O2物质的量；③N2物质的量；④CO2物质的量；则①H2物质的量最大所含分子数最多，故答案为：①；
(2)设NH3与CH4物质的量分别为xmol，ymol，要使NH3与CH4含有相同数目的H原子，则3x=4y，则x：y=4:3，故答案为：4:3；
(3)56.0gM单质与1.50molCl2恰好完全反应，生成1.00molMClx，根据反应前后氯原子守恒可得，解得x=3；根据反应前后M原子守恒可知56.0gM单质物质的量为1mmol，则M的摩尔质量，故答案为：3；56g·mol-1；
(4)设50mL中(NH4)2SO4与NH4Cl物质的量分别为xmol，ymol，一份需要用0.5mol烧碱恰好把NH3赶出，由反应：可知含有铵根0.5mol，；另一份与0.2molBaCl2恰好反应，由反应可知x=0.2mol，则y=0.1mol，则原溶液中Cl-的物质的量浓度为，故答案为：2mol·L-1。
20． 11.97g 55.01g
溴化钾溶液中通入氯气，必然会产生氯化钾和溴，由已知25%的化合态的溴可设法求出溴化钾的质量，从而求出40 g残渣中氯化钾的质量，再根据化学反应方程式将氯化钾当成已知量以求算通入的氯气是多少克，并求原溶液中的溴化钾为多少克。搞清残渣成分和正确换算是关键。
溴化钾溶液中通入氯气，必然会产生氯化钾和溴，由已知25%的化合态的溴可设法求出溴化钾的质量，从而求出40 g残渣中氯化钾的质量，再根据化学反应方程式将氯化钾当成已知量以求算通入的氯气是多少克，并求原溶液中的溴化钾为多少克。搞清残渣成分和正确换算是关键。
40 g残渣中所含Br- 的质量为：。求KBr的质量：由Br—KBr的质量比：80∶119得KBr的质量。设xgCl2 与yg KBr反应生成了25.13gKCl，则

在250 mL溴化钾溶液中共含KBr的质量：。故答案为：11.97g；55.01g。
【点睛】溴化钾溶液中通入氯气，必然会产生氯化钾和溴，由已知25%的化合态的溴可设法求出溴化钾的质量，从而求出40 g残渣中氯化钾的质量，再根据化学反应方程式将氯化钾当成已知量以求算通入的氯气是多少克，并求原溶液中的溴化钾为多少克。搞清残渣成分和正确换算是关键。
21．(1) 16 3
(2)5：4
(3)
(4) 200 10.4%
（1）设R的相对原子质量为y，，，解得y= 16，x=3；
（2）假设SO2、SO3的质量都是m g，则n(SO2):n(SO3)==5:4，由于SO2、SO3分子中都含有1个S原子，所以SO2、SO3中所含的S原子个数比是5:4；
（3）根据稀释定律可知，0.1mol·L-1的Al2(SO4)3溶液由a mL稀释至b mL，稀释后溶液中Al2(SO4)3的物质的量浓度为，所以SO的物质的量浓度是；
（4）①选用所贴标签为3.0mol·L-1的盐酸，根据元素守恒，，则V=0.2L=200mL，需该盐酸为200mL；
②该盐酸密度为1.052g·mL-1，根据，，则该盐酸溶质的质量分数是10.4%。
22． Fe2O3 Cl2 12mol 红色油漆涂料（或其他合理答案） Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ Fe3+ +3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+ 2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋ 4Fe3+＋6Na2O2＋6H2O＝4 Fe(OH)3＋3O2↑＋12Na+
（1）D的浓溶液滴入沸水中可以得到E为分散质的红褐色液体，可知E为Fe(OH)3，D为FeCl3，从而可知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，C到D中Fe元素的化合价升高，C被氧化，所以X为Cl2，Fe(OH)3不稳定，加热分解，所以F为Fe2O3。.故物质F、试剂X的化学式分别为Fe2O3、Cl2。
（2）工业上用Fe3O4炼铁的化学方程式为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；该反应中Fe元素的化合价从+8/3价降低到0价，故1.5molFe3O4参加反应转移的电子的物质的量为1.5×3×8/3mol=12mol；由上已知F为Fe2O3，Fe2O3为红色粉末，故它的另一个用途是作红色油漆涂料（或其他合理答案）。
（3）A→C的反应为Fe与盐酸的反应，对应的离子方程式为：Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑；D→E发生的反应为Fe3+与氨水的反应，对应的离子方程式为：Fe3+ +3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+。
（4）制造电路板工艺中，用 FeCl3溶液刻蚀铜箔发生的化学方程式为：2FeCl3+Cu =2FeCl2+CuCl2，离子方程式为：2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋。
（5）在FeCl3溶液中加入Na2O2，恰好使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀，可以先考虑Na2O2与水反应生成NaOH和O2，然后再考虑NaOH与FeCl3发生复分解反应，化学方程式分别为：①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、②3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓， ①×3+②×4，可以得到总化学方程式为：4FeCl3＋6Na2O2＋6H2O＝4 Fe(OH)3↓＋3O2↑＋12NaCl，故离子方程式为：4Fe3+＋6Na2O2＋6H2O＝4 Fe(OH)3＋3O2↑＋12Na+。
点睛：本题难点在于部分同学无法一步写出FeCl3溶液与Na2O2反应的化学方程式，类似于Na、Na2O2这些物质与盐溶液的反应，我们可以考虑它们先与水反应生成NaOH，然后再考虑NaOH与盐之间的复分解反应，然后将两个方程式乘以一定的倍数相加即可得到总的化学方程式，注意相加时必须使中间产物抵消掉。当一个过程能连续发生多个反应，而且前一步的产物是下一步的反应物，此时往往可以将几个化学方程式相加，得到一个总的反应方程式，这样可以简化解题的步骤。