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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、选择题1．常温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是A．A B．B C．C D．D2．打印机使用的墨粉中含有一种有磁性的铁的化合物，这种铁的化合物是A． B．C． D．3．下列变化不涉及氧化还原反应的是A．燃烧，放出热量 B．溶于水，溶液显酸性C．电解饱和溶液，产生黄绿色气体 D．向溶液中加入铁粉，溶液颜色变浅4．可用于治疗胃酸过多的物质是A．氢氧化铝 B．氯化钠 C．亚硝酸钠 D．三聚氰胺5．下列混合物，不属于铝热剂的是( )A．Al和Fe3O4 B．Al和MgO C．Al和Cr2O3 D．Al和MnO26．将某份镁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为，则样品中镁、铝物质的量之比为A． B． C． D．7．将7.8gNa2O2固体投入到足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为A．1.12L B．11.2L C．2.24L D．22.4L8．人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(胃酸的主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素C．常温下，铁能与水发生置换反应 D．Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验生成蓝色沉淀9．工业上以镉铁矿(主要成分为、、Fe和)为原料制备分析试剂的流程如图[可溶于水]：下列说法不正确的是A．酸浸过程既有氧化还原反应，也有非氧化还原反应B．是还原镉步骤的还原剂，溶液中可能将其氧化为C．若氧化步骤有气泡生成，说明酸性条件下也能氧化D．沉镉后的滤液仍会残留少量的，排放前需进一步回收处理以防污染环境10．下列解释事实的离子方程式，书写正确的是A．用氢氧化铝治疗胃酸过多：B．铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物：C．溶液中加过量溶液：D．向溶液中通入：11．用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A．与反应，每生成转移的电子数为B．高温下，与足量水蒸气反应，生成的分子数为C．体积为的所含分子数都为D．常温常压下，中含有个电子12．Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2是高炉炼铁的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是A．CO是氧化剂 B．CO得到电子C．Fe3O4被还原 D．Fe3O4发生氧化反应二、非选择题13．2022年11月30日神舟十五号载人飞船与空间站组合体成功对接，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，彰显了我国航天科技创新探索宇宙的新成就。(1)运载火箭和载人飞船上使用了大量铝材，铝材属于 (填“纯金属”或“合金”)，其优点是 (写一条)。(2)在焊接或使用铝材前需要先用氢氧化钠溶液处理表面的氧化膜，发生反应的化学方程式为 。14．下列物质的分离提纯中除杂剂及相应的化学方程式分别为：15．如表是几种家用清洁剂的功能和有效成分。据表回答下列问题：(1)用洁厕灵除水垢(含碳酸钙10克)，生成二氧化碳的质量 ？(2)在盛有少量“活氧彩漂”液体的试管中，加入少量的二氧化锰，观察到有气泡产生，写出相关的化学反应方程式 ；(3)“洁厕灵”与“漂白精”不能混用，二者若混合易产生一种有毒气体，化学方程式为：X的化学式 并计算NaClO中氯元素的化合价 。16．取稀硫酸900克，平均分成6份，分别加入镁粉进行6次实验，记录如下表：(1)上表中m1= ；m2 = 。(2)这种稀硫酸中溶质的质量分数是多少？17．按要求计算(1)个含 氨分子， 氢原子，在标准状况下的体积为 L。(2)某金属氯化物中含有，则的物质的量为 、摩尔质量为 ，金属M的相对原子质量为 ，溶于水配成溶液，所得溶液中的的物质的量浓度为(3)我国海水资源丰富，开发和利用海水资源是当前科学研究的一个重要项目，图是海水综合利用的一个方面：已知反应⑤的化学方程式为：，若需生产标况下的氯气，试计算(写出计算过程)：①消耗食盐的质量 ；②生成烧碱的物质的量 。18．把3.04g某铁的氧化物FexO分成两等份，第一份溶于足量盐酸后向溶液中通入标准状况下Cl2112mL，恰好将Fe2+完全氧化；第二份混合物中加入100mL氢碘酸溶液，恰好完全反应，在反应后的溶液中加KSCN溶液，无现象。试计算：(1)x的值为 。(2)氢碘酸溶液的物质的量浓度c(HI) 。19．已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：请回答：（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式： 、其中Al作 剂。（2）反应④的离子方程式为： 。（3）新配制的C溶液中应加入 ，以防止其转化为D。检验D溶液中阳离子的常用试剂是 （填化学式），实验现象为 。20．A、D是生活中常见的金属单质，B、C、E、F、G、H是中学常见的6种化合物，反应①可用于焊接钢轨，相关物质间的关系如下图所示。(1)H的化学式是 。(2)反应①的化学方程式是 。(3)H转化为G的实验现象是 ；化学方程式为：(4)为了更清楚地观察到生成H的现象，使F的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是 (填下图字母)21．加碘盐的推广让我国基本杜绝了“碘缺乏症”，我国在部分缺铁人群中又推广了“加铁盐”。某学习小组进行实验探究一种加铁盐(成分表中加铁成分为FeSO4，加碘成分为KIO3)的成分。(1)配制溶液：准确称量10.00g该加铁盐，配制100mL加铁盐溶液。需要使用的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、 、 。(2)离子检验：①用洁净的铂丝蘸取溶液，灼烧铂丝，直接观察火焰呈黄色，甲同学认为含Na+，盐中未加KIO3，该加铁盐与宣传不符。“但乙同学进行实验， ，观察到火焰呈紫色，否定了甲同学的观点。②另取适量溶液于试管中，先加入 ，静置，用胶头滴管取上层清液于另一试管中，加足量稀硝酸和几滴 溶液，有白色沉淀，说明溶液中有Cl-。(3)检验加铁成分：实验小组设计了以下实验，请完成表格。(4)加铁盐国标是：含铁量为600-1000毫克每千克，含碘量不小于40毫克每千克。定量测定：取20mL所配溶液，加入足量NaOH溶液，现象是 ，充分反应后过滤，加热固体至质量不再变化，用分析天平称量剩余红色固体2.40mg，通过计算说明该加铁盐含铁量是否达标 (请在答题卡写出计算过程)。22．某小组设计如下实验探究铁与水蒸气反应。回答下列问题：(1)写出铁和水蒸气反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目 。(2)A、B、C三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，点燃C处酒精灯之前应进行的操作是 。(3)检验固体中是否存在和：取少量固体，先用足量稀硫酸溶解，将所得溶液分成两份，一份加入试剂 (填字母，下同)可检验，另一份加入试剂 可检验。可选择试剂：A．溶液 B．新制氯水 C．溶液 D．酸性溶液(4)工业上用废磁铁(主要成分为，含少量的与)制取绿矾的流程图如下。①与分别为 (填化学式)。②加入过量溶液发生反应的离子方程式为 。③写出流程图中溶解的离子方程式 。 选项探究方案探究目的A将一块用砂纸仔细打磨过的铝片放入浓硫酸中，片刻后取出用蒸馏水冲洗后浸入溶液，观察铝片表面的现象常温下，铝遇浓硫酸发生钝化B将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴溶液，观察溶液颜色变化铁锈中含有二价铁C将大理石与盐酸反应产生的气体直接通入硅酸钠溶液产生白色沉淀比较C、Si的非金属性强弱D将铁棒和铜棒用导线连接起来，插入盛浓硝酸的烧杯中，观察现象比较Fe、Cu金属性强弱混合物成分除杂试剂化学方程式（i）铜粉中混有铁粉 （ii）铁粉中混有铝粉 （iii）Al2O3中混有Al（OH）3 （iv）FeCl3溶液中混有FeCl2 清洁剂名称洁厕灵活氧彩漂漂白水功能清除污垢、除异味漂洗衣物，使色彩鲜艳漂除衣物污渍有效成分HClH2O2NaClO实验次序123456加入镁粉的质量/克123456生成硫酸镁的质量/克5m11518m218步骤操作现象结论步骤1取所配溶液，加入 无明显现象溶液中存在Fe2+，且未变质步骤2继续向溶液中加入 【参考答案】一、选择题1．A解析：A．将一块铝片放入浓硫酸中，片刻后取出，用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液，观察铝片表面的现象，若未观察到明显现象，可判断铝遇浓硫酸发生钝化，A正确；B．将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴KMnO4洛液，观察溶液颜色变化，高锰酸钾与Fe2+和浓盐酸都能反应，无法说明有Fe2+，B错误；C．盐酸挥发产生的HCl与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀，无法证明与硅酸钠反应产生的沉淀是HCl还是CO2，故不能比较C、Si的非金属性强弱，C错误；D．铁遇浓硝酸钝化，浓硝酸与铜能反应，故不能比较Fe、Cu金属性强弱，D错误；故答案为：A。2．C解析：铁的氧化物中具有磁性，被称为磁性氧化铁，故C正确；故选：C。3．B解析：A．燃烧被氧气氧化生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应，A不符合题意；B．溶于水，水解方程式为：+H2ONH3·H2O+H+，溶液呈酸性，但化合价没有发生变化，不涉及氧化还原反应，B符合题意；C．电解饱和食盐水反应为：2NaCl+H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，属于氧化还原反应，C不符合题意；D．溶液中加入铁粉发生氧化还原反应：2Fe3+ +Fe=3Fe2+，D不符合题意；故选B。4．A解析：解：氢氧化铝能与盐酸反应，常用来做胃药，故A正确；B.氯化钠与盐酸不反应，故B错误；C.亚硝酸钠有毒，故C错误；D.三聚氰胺对人体有害，故D错误；故选：A。5．B【分析】铝热反应是铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应，化合物中对应的金属的活泼性应比铝弱，该反应将会放出大量的热，其中铝粉和金属氧化物作为铝热剂，镁条和氯酸钾作为引燃剂。解析：A．Fe比Al的活泼性弱，Fe3O4+Al属于铝热剂，故A不选；B．Mg比Al活泼，二者不反应，故B选；C．Cr比Al的活泼性弱，Al+Cr2O3属于铝热剂，故C不选；D．Mn比Al的活泼性弱，Al+MnO2属于铝热剂，故D不选；故选B。6．C解析：根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2mol，则加入盐酸产生的H2为3mol，根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物质的量为mol，由于2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多，故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1mol，根据反应方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Mg，故样品中铁、铝物质的量之比为1：=3：4，故答案为：C。7．A解析：7.8gNa2O2的物质的量为0.1mol，根据反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ，生成氧气的物质的量为0.05mol，所以产生的气体在标准状况下的体积为 ；故选A。8．C解析：A．Fe粉可以失电子，具有还原性，故A正确；B．铁是合成血红蛋白的，所以铁是人体必需的微量元素，故B正确；C．高温条件下，铁和水蒸气发生置换反应，故C错误；D．可用溶液有蓝色沉淀，故D正确；故选：C。9．C【分析】镉铁矿加入稀硫酸酸浸，得到滤渣1主要成分为等，滤液加入甲醇还原镉，再加入双氧水氧化，调节pH得到滤渣2,加入碳酸钾溶液沉镉，去掉滤液，得到的碳酸镉加入溴酸转化，蒸发结晶得到；解析：A．酸浸过程、与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水，属于非氧化还原反应，Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气属于氧化还原反应，选项A正确；B．是还原镉步骤的还原剂，溶液中可能将其氧化为，转化为，选项B正确；C．气泡可能是等催化下双氧水的分解产生的，选项C不正确；D．镉为重金属，沉镉后的滤液仍会残留少量的，排放前需进一步回收处理以防污染环境，选项D正确；答案选C。10．C解析：A．离子方程式中不能拆成形式，，A错误；B．O原子不守恒，正确的离子方程式为，B错误；C．溶液中加过量溶液反应生成碳酸钡沉淀和水：，C正确；D．溶液与不反应，D错误；故选C。11．D解析：A．与发生歧化反应生成碳酸钠和氧气，其中-1价的O元素升高到0价，生成氧气，所以每生成转移的电子数为2，A错误；B．高温下，与足量水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，其化学方程式为：，则与足量水蒸气反应，生成的分子数为，B错误；C．未指明是否是标准状况，所以体积为的所含分子数不一定为，C错误；D．常温常压下，的物质的量为，则其中含有的电子数为，D正确；故选D。12．C解析：A．该反应CO中C失电子生成CO2，CO为还原剂，A错误；B．该反应CO中C失电子生成CO2，B错误；C．Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原，C正确；D．Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原，发生还原反应，D错误；故答案选C。二、非选择题13．(1) 合金 密度小(2)解析：（1）合金较纯金属硬度大、抗腐蚀性好、性能优良，铝航天工业中的铝材属于合金，其硬度大、密度小；（2）氢氧化钠能和氧化铝生成偏铝酸钠和水，反应为。14． 稀盐酸 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ NaOH溶液 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 加热 2Al（OH）3Al2O3+3H2O 氯水 Cl2+2FeCl2=2FeCl3解析：(i)Cu中混有Fe，可以用稀盐酸除去Fe，稀盐酸和Fe反应生成可溶性的盐，但Cu不反应，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；(ii)Fe和NaOH溶液不反应，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，所以可用NaOH溶液除去杂质，反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；(iii)加热条件下氢氧化铝分解为氧化铝，所以采用加热的方法除去氢氧化铝，反应方程式为：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；(iv)氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，所以可以用氯水除去氯化亚铁，反应方程式为：Cl2+2FeCl2=2FeCl3。15．(1)4.4g(2)(3) +1解析：（1）CaCO3的物质的量为10g÷100g/mol=0.1mol，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，；由化学方程式可知，生成CO2的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×44g/mol=4.4g；（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气和水，；（3）根据质量守恒可知，反应后1个X分子中含有2个氯原子，则化学式为Cl2；化合物中正负化合价代数和为零，NaClO中钠、氧元素化合价为+1、-2，则氯元素的化合价+1。16．(1) 10 18(2)9.8%解析：（1）观察并对比表格中的数据可知：第3次实验中的数据为第一次实验的3倍，而第3次生成硫酸镁的质量是第一次的三倍，据此可推算出加入2克镁时生成硫酸镁的质量为10克；加入4克镁与加入6克镁生成硫酸镁的质量都为18克，说明此时硫酸已完全反应，由此可知，5次实验中镁也有剩余，即可推出第五次生成硫酸镁的质量应与第4次相同，也为18克。故答案为10，18；（2）设第56次实验中样品中参加反应的硫酸的质量为x，，＝，解之得：x=14.7g，稀硫酸中溶质的质量分数是：×100%=9.8%，故答案为9.8%17．(1) 2 6 44.8(2) 0.5mol 95g/mol 24 1mol/L(3) 解析：（1）个的物质的量为；1个NH3中含有3个H原子，因此2mol NH3中含有2mol×3=6mol氢原子，2mol NH3在标准状况下的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，故答案为：2；6；44.8。（2）1个MCl2中含有2个Cl-，因此1mol Cl-对应0.5mol MCl2；；金属M的摩尔质量为95g/mol-35.5g/mol×2=24g/mol，原子摩尔质量的数值与相对原子质量相等，因此金属M的相对原子质量为24；0.5mol MCl2溶于水配成溶液，所得溶液中的的物质的量浓度为，故答案为：0.5mol；95g/mol；24；1mol/L。（3）①标准状况下672L Cl2的物质的量，化学方程式中，参与反应物质的物质的量之比等于其计量数之比，因此需要消耗食盐的物质的量为，其质量为。②根据化学方程式可知，每生成30mol Cl2，生成NaOH的物质的量为30mol×2=60mol。18．(1)0.8 (2)0.1mol/L解析：FexO分成两等份，氧化物中氧元素的化合价为-2价，则Fe的化合价为+，与氯气发生氧化还原反应，根据得失电子数目守恒，计算出x；然后再利用得失电子数目守恒，计算出HI的物质的量，据此分析；(1)氧化物中氧元素的化合价为-2价，则Fe的化合价为+，根据得失电子数目守恒，=，解得x=0.8；故答案为0.8；(2)+的Fe将I-氧化成I2，本身被还原成+2价，氧化物分成两等份，每份的质量为1.52g，根据得失电子数目守恒，有=n(HI)×1，解得n(HI)=0.01mol，则c(HI)=0.1mol/L；故答案为0.1mol/L。19．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 还原剂 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 铁粉（屑） KSCN（或NH4SCN） 溶液变红（或呈现血红色）【分析】氧化铁与铝单质在高温下发生铝热反应，生成A，则A为Fe，铁和水蒸气在高温下反应生成B，B为黑色磁性氧化物，则B为Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价含有+2、+3价，与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2，铁与过量盐酸反应生成FeCl2，则C为FeCl2，FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，则D为FeCl3，据此分析解答。解析：(1)反应①称为铝热反应(属于置换反应)，该反应的化学方程式：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，反应中Al有0价变为+3价，化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂；(2)反应④为FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(3)C为FeCl2，D为FeCl3，亚铁离子具有还原性，易被氧化，新配制的FeCl2溶液中应加入铁粉(屑)，以防止其转化为FeCl3。检验三价铁离子常用试剂是KSCN(或NH4SCN)，三价铁离子遇SCN-变为血红色溶液。20．(1)Fe(OH)2(2)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(3) 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(4)B【分析】A、D是生活中常见的金属单质，反应①可用于焊接钢轨，则反应①为铝热反应，所以A为Al，D为Fe，C为Al2O3，B为铁的氧化物，D与硫酸反应生成F为FeSO4，由转化关系可知，F为FeSO4、H为Fe(OH)2、G为Fe(OH)3，故B为Fe2O3、E为Fe2(SO4)3。解析：（1）根据上面的分析可知，H的化学式是Fe(OH)2，故答案为：Fe(OH)2；（2）反应①的化学方程式是：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，故答案为：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；（3）H是Fe(OH)2，G是Fe(OH)3，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化产生Fe(OH)3，该反应的化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，看到的现象是产生的沉淀由白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故答案为：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；（4）为了更清楚地观察到生成Fe(OH)2的现象，使FeSO4的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是：在FeSO4溶液的液面上覆盖一层煤油，以隔绝空气，然后将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸到液面以下再滴加NaOH溶液，这样就可以减少与氧气接触，从而可防止Fe(OH)2被氧化产Fe(OH)3，因此合理选项是B，故选：B。21．(1) 100mL容量瓶 胶头滴管(2)透过蓝色钴玻璃 足量的硝酸钡溶液 硝酸银(3) KSCN溶液 氯水 溶液呈红色(4)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 2.40mg的Fe2O3的物质的量为0.015mmol，则铁元素的质量为0.015mmol×2×56mg/mmol=1.68mg，则在1000g加铁盐中含有铁元素的质量为1.68mg××=840mg，达到标准解析：（1）配制100mL加铁盐溶液，需要用到100mL容量瓶，还需要用到胶头滴管；（2）①钠的焰色是黄色，会掩盖住钾的紫色，直接观察火焰呈黄色，不能证明未加KIO3。需要透过蓝色钴玻璃，滤去钠的黄光的干扰观察；②通常用硝酸银溶液检验Cl-，但Ag2SO4也是微溶于水的物质，所以需要先将除去，可以先加入足量的Ba(NO3)2溶液，生成BaSO4沉淀，然后再加足量的稀硝酸和几滴硝酸银溶液，有白色沉淀，说明溶液中有Cl-；（3）检验加铁成分，取所配溶液，加入KSCN溶液，无明显现象，再加氯水或其他有氧化性的物质，若观察到溶液变红，则说明溶液中存在Fe2+，且未变质；（4）加铁盐中有FeSO4，向所配溶液中加入足量NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，但Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，能看到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。充分反应后过滤，加热固体至质量不再变化，用分析天平称量剩余红色固体为Fe2O3，2.40mg的Fe2O3的物质的量为0.015mmol，则铁元素的质量为0.015mmol×2×56mg/mmol=1.68mg，则在1000g加铁盐中含有铁元素的质量为1.68mg××=840mg，达到标准。22．(1)(2) A 收集H2，并检验其纯度(3) C D(4) Fe；H2SO4 Al2O3+2OH-=2AlO+H2O Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+【分析】实验目的是探究铁与水蒸气反应，实验原理是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑，装置A提供水蒸气，装置B是铁与水蒸气反应，碱石灰的作用是吸收水蒸气，装置C的作用是除去H2或验证H2，据此分析；根据废铁锈中成分，氧化铁为碱性氧化物，Cu是金属，不与碱反应，氧化铝为两性氧化物，能与酸、碱反应，废铁锈中加入过量的NaOH溶液，发生Al2O3+2OH-=2AlO+H2O，过滤，滤渣成分是氧化铁和Cu单质，滤渣中加入过量硫酸，发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，废铁锈中主要成分是氧化铁，含少量的Cu，因此混合溶液中含有阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+，根据流程，加入X为铁粉，主要发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，滤渣为Cu和Fe，滤渣中加入稀硫酸，除去Cu中的Fe，过滤得到铜单质，据此分析解答；解析：（1）铁与水蒸气的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑，则反应中Fe的化合价由0价升高到+，H2O中H化合价由+1降低为0价，3molFe参与反应转移8mole－，用双线桥表示电子转移的方向和数目：；（2）整个装置中有空气，铁与水蒸气反应产生H2，H2是可燃性气体，为防止Fe与氧气反应，以及防止发生危险，先通一段时间的水蒸气，排除装置中的空气，因此先点燃A处的酒精灯；氢气是可燃性气体，点燃装置C中酒精灯时，先验证H2的纯度，即收集H2，并检验其纯度；故答案为A；收集H2，并检验其纯度；（3）检验，可以用溶液，两者相遇溶液变为红色，故选C；了证明Fe2＋的存在，利用Fe2＋的还原性，需要加入酸性高锰酸钾溶液，利用酸性高锰酸钾溶液的氧化性，如果紫(红)色褪去，说明有Fe2＋，故选D；（4）①根据上述分析，试剂X为Fe；试剂Y为H2SO4；故答案为Fe；H2SO4；②氧化铝为两性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O；故答案为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O；③用铁盐溶解Cu，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
第三章 铁金属材料 测试题一、选择题1．常温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是A．A B．B C．C D．D2．打印机使用的墨粉中含有一种有磁性的铁的化合物，这种铁的化合物是A． B．C． D．3．下列变化不涉及氧化还原反应的是A．燃烧，放出热量 B．溶于水，溶液显酸性C．电解饱和溶液，产生黄绿色气体 D．向溶液中加入铁粉，溶液颜色变浅4．可用于治疗胃酸过多的物质是A．氢氧化铝 B．氯化钠 C．亚硝酸钠 D．三聚氰胺5．下列混合物，不属于铝热剂的是( )A．Al和Fe3O4 B．Al和MgO C．Al和Cr2O3 D．Al和MnO26．将某份镁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为，则样品中镁、铝物质的量之比为A． B． C． D．7．将7.8gNa2O2固体投入到足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为A．1.12L B．11.2L C．2.24L D．22.4L8．人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(胃酸的主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素C．常温下，铁能与水发生置换反应 D．Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验生成蓝色沉淀9．工业上以镉铁矿(主要成分为、、Fe和)为原料制备分析试剂的流程如图[可溶于水]：下列说法不正确的是A．酸浸过程既有氧化还原反应，也有非氧化还原反应B．是还原镉步骤的还原剂，溶液中可能将其氧化为C．若氧化步骤有气泡生成，说明酸性条件下也能氧化D．沉镉后的滤液仍会残留少量的，排放前需进一步回收处理以防污染环境10．下列解释事实的离子方程式，书写正确的是A．用氢氧化铝治疗胃酸过多：B．铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物：C．溶液中加过量溶液：D．向溶液中通入：11．用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A．与反应，每生成转移的电子数为B．高温下，与足量水蒸气反应，生成的分子数为C．体积为的所含分子数都为D．常温常压下，中含有个电子12．Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2是高炉炼铁的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是A．CO是氧化剂 B．CO得到电子C．Fe3O4被还原 D．Fe3O4发生氧化反应二、非选择题13．2022年11月30日神舟十五号载人飞船与空间站组合体成功对接，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，彰显了我国航天科技创新探索宇宙的新成就。(1)运载火箭和载人飞船上使用了大量铝材，铝材属于 (填“纯金属”或“合金”)，其优点是 (写一条)。(2)在焊接或使用铝材前需要先用氢氧化钠溶液处理表面的氧化膜，发生反应的化学方程式为 。14．下列物质的分离提纯中除杂剂及相应的化学方程式分别为：15．如表是几种家用清洁剂的功能和有效成分。据表回答下列问题：(1)用洁厕灵除水垢(含碳酸钙10克)，生成二氧化碳的质量 ？(2)在盛有少量“活氧彩漂”液体的试管中，加入少量的二氧化锰，观察到有气泡产生，写出相关的化学反应方程式 ；(3)“洁厕灵”与“漂白精”不能混用，二者若混合易产生一种有毒气体，化学方程式为：X的化学式 并计算NaClO中氯元素的化合价 。16．取稀硫酸900克，平均分成6份，分别加入镁粉进行6次实验，记录如下表：(1)上表中m1= ；m2 = 。(2)这种稀硫酸中溶质的质量分数是多少？17．按要求计算(1)个含 氨分子， 氢原子，在标准状况下的体积为 L。(2)某金属氯化物中含有，则的物质的量为 、摩尔质量为 ，金属M的相对原子质量为 ，溶于水配成溶液，所得溶液中的的物质的量浓度为(3)我国海水资源丰富，开发和利用海水资源是当前科学研究的一个重要项目，图是海水综合利用的一个方面：已知反应⑤的化学方程式为：，若需生产标况下的氯气，试计算(写出计算过程)：①消耗食盐的质量 ；②生成烧碱的物质的量 。18．把3.04g某铁的氧化物FexO分成两等份，第一份溶于足量盐酸后向溶液中通入标准状况下Cl2112mL，恰好将Fe2+完全氧化；第二份混合物中加入100mL氢碘酸溶液，恰好完全反应，在反应后的溶液中加KSCN溶液，无现象。试计算：(1)x的值为 。(2)氢碘酸溶液的物质的量浓度c(HI) 。19．已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：请回答：（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式： 、其中Al作 剂。（2）反应④的离子方程式为： 。（3）新配制的C溶液中应加入 ，以防止其转化为D。检验D溶液中阳离子的常用试剂是 （填化学式），实验现象为 。20．A、D是生活中常见的金属单质，B、C、E、F、G、H是中学常见的6种化合物，反应①可用于焊接钢轨，相关物质间的关系如下图所示。(1)H的化学式是 。(2)反应①的化学方程式是 。(3)H转化为G的实验现象是 ；化学方程式为：(4)为了更清楚地观察到生成H的现象，使F的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是 (填下图字母)21．加碘盐的推广让我国基本杜绝了“碘缺乏症”，我国在部分缺铁人群中又推广了“加铁盐”。某学习小组进行实验探究一种加铁盐(成分表中加铁成分为FeSO4，加碘成分为KIO3)的成分。(1)配制溶液：准确称量10.00g该加铁盐，配制100mL加铁盐溶液。需要使用的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、 、 。(2)离子检验：①用洁净的铂丝蘸取溶液，灼烧铂丝，直接观察火焰呈黄色，甲同学认为含Na+，盐中未加KIO3，该加铁盐与宣传不符。“但乙同学进行实验， ，观察到火焰呈紫色，否定了甲同学的观点。②另取适量溶液于试管中，先加入 ，静置，用胶头滴管取上层清液于另一试管中，加足量稀硝酸和几滴 溶液，有白色沉淀，说明溶液中有Cl-。(3)检验加铁成分：实验小组设计了以下实验，请完成表格。(4)加铁盐国标是：含铁量为600-1000毫克每千克，含碘量不小于40毫克每千克。定量测定：取20mL所配溶液，加入足量NaOH溶液，现象是 ，充分反应后过滤，加热固体至质量不再变化，用分析天平称量剩余红色固体2.40mg，通过计算说明该加铁盐含铁量是否达标 (请在答题卡写出计算过程)。22．某小组设计如下实验探究铁与水蒸气反应。回答下列问题：(1)写出铁和水蒸气反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目 。(2)A、B、C三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，点燃C处酒精灯之前应进行的操作是 。(3)检验固体中是否存在和：取少量固体，先用足量稀硫酸溶解，将所得溶液分成两份，一份加入试剂 (填字母，下同)可检验，另一份加入试剂 可检验。可选择试剂：A．溶液 B．新制氯水 C．溶液 D．酸性溶液(4)工业上用废磁铁(主要成分为，含少量的与)制取绿矾的流程图如下。①与分别为 (填化学式)。②加入过量溶液发生反应的离子方程式为 。③写出流程图中溶解的离子方程式 。 选项探究方案探究目的A将一块用砂纸仔细打磨过的铝片放入浓硫酸中，片刻后取出用蒸馏水冲洗后浸入溶液，观察铝片表面的现象常温下，铝遇浓硫酸发生钝化B将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴溶液，观察溶液颜色变化铁锈中含有二价铁C将大理石与盐酸反应产生的气体直接通入硅酸钠溶液产生白色沉淀比较C、Si的非金属性强弱D将铁棒和铜棒用导线连接起来，插入盛浓硝酸的烧杯中，观察现象比较Fe、Cu金属性强弱混合物成分除杂试剂化学方程式（i）铜粉中混有铁粉 （ii）铁粉中混有铝粉 （iii）Al2O3中混有Al（OH）3 （iv）FeCl3溶液中混有FeCl2 清洁剂名称洁厕灵活氧彩漂漂白水功能清除污垢、除异味漂洗衣物，使色彩鲜艳漂除衣物污渍有效成分HClH2O2NaClO实验次序123456加入镁粉的质量/克123456生成硫酸镁的质量/克5m11518m218步骤操作现象结论步骤1取所配溶液，加入 无明显现象溶液中存在Fe2+，且未变质步骤2继续向溶液中加入 【参考答案】一、选择题1．A解析：A．将一块铝片放入浓硫酸中，片刻后取出，用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液，观察铝片表面的现象，若未观察到明显现象，可判断铝遇浓硫酸发生钝化，A正确；B．将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴KMnO4洛液，观察溶液颜色变化，高锰酸钾与Fe2+和浓盐酸都能反应，无法说明有Fe2+，B错误；C．盐酸挥发产生的HCl与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀，无法证明与硅酸钠反应产生的沉淀是HCl还是CO2，故不能比较C、Si的非金属性强弱，C错误；D．铁遇浓硝酸钝化，浓硝酸与铜能反应，故不能比较Fe、Cu金属性强弱，D错误；故答案为：A。2．C解析：铁的氧化物中具有磁性，被称为磁性氧化铁，故C正确；故选：C。3．B解析：A．燃烧被氧气氧化生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应，A不符合题意；B．溶于水，水解方程式为：+H2ONH3·H2O+H+，溶液呈酸性，但化合价没有发生变化，不涉及氧化还原反应，B符合题意；C．电解饱和食盐水反应为：2NaCl+H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，属于氧化还原反应，C不符合题意；D．溶液中加入铁粉发生氧化还原反应：2Fe3+ +Fe=3Fe2+，D不符合题意；故选B。4．A解析：解：氢氧化铝能与盐酸反应，常用来做胃药，故A正确；B.氯化钠与盐酸不反应，故B错误；C.亚硝酸钠有毒，故C错误；D.三聚氰胺对人体有害，故D错误；故选：A。5．B【分析】铝热反应是铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应，化合物中对应的金属的活泼性应比铝弱，该反应将会放出大量的热，其中铝粉和金属氧化物作为铝热剂，镁条和氯酸钾作为引燃剂。解析：A．Fe比Al的活泼性弱，Fe3O4+Al属于铝热剂，故A不选；B．Mg比Al活泼，二者不反应，故B选；C．Cr比Al的活泼性弱，Al+Cr2O3属于铝热剂，故C不选；D．Mn比Al的活泼性弱，Al+MnO2属于铝热剂，故D不选；故选B。6．C解析：根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2mol，则加入盐酸产生的H2为3mol，根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物质的量为mol，由于2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多，故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1mol，根据反应方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Mg，故样品中铁、铝物质的量之比为1：=3：4，故答案为：C。7．A解析：7.8gNa2O2的物质的量为0.1mol，根据反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ，生成氧气的物质的量为0.05mol，所以产生的气体在标准状况下的体积为 ；故选A。8．C解析：A．Fe粉可以失电子，具有还原性，故A正确；B．铁是合成血红蛋白的，所以铁是人体必需的微量元素，故B正确；C．高温条件下，铁和水蒸气发生置换反应，故C错误；D．可用溶液有蓝色沉淀，故D正确；故选：C。9．C【分析】镉铁矿加入稀硫酸酸浸，得到滤渣1主要成分为等，滤液加入甲醇还原镉，再加入双氧水氧化，调节pH得到滤渣2,加入碳酸钾溶液沉镉，去掉滤液，得到的碳酸镉加入溴酸转化，蒸发结晶得到；解析：A．酸浸过程、与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水，属于非氧化还原反应，Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气属于氧化还原反应，选项A正确；B．是还原镉步骤的还原剂，溶液中可能将其氧化为，转化为，选项B正确；C．气泡可能是等催化下双氧水的分解产生的，选项C不正确；D．镉为重金属，沉镉后的滤液仍会残留少量的，排放前需进一步回收处理以防污染环境，选项D正确；答案选C。10．C解析：A．离子方程式中不能拆成形式，，A错误；B．O原子不守恒，正确的离子方程式为，B错误；C．溶液中加过量溶液反应生成碳酸钡沉淀和水：，C正确；D．溶液与不反应，D错误；故选C。11．D解析：A．与发生歧化反应生成碳酸钠和氧气，其中-1价的O元素升高到0价，生成氧气，所以每生成转移的电子数为2，A错误；B．高温下，与足量水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，其化学方程式为：，则与足量水蒸气反应，生成的分子数为，B错误；C．未指明是否是标准状况，所以体积为的所含分子数不一定为，C错误；D．常温常压下，的物质的量为，则其中含有的电子数为，D正确；故选D。12．C解析：A．该反应CO中C失电子生成CO2，CO为还原剂，A错误；B．该反应CO中C失电子生成CO2，B错误；C．Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原，C正确；D．Fe3O4中Fe得电子作氧化剂被还原，发生还原反应，D错误；故答案选C。二、非选择题13．(1) 合金 密度小(2)解析：（1）合金较纯金属硬度大、抗腐蚀性好、性能优良，铝航天工业中的铝材属于合金，其硬度大、密度小；（2）氢氧化钠能和氧化铝生成偏铝酸钠和水，反应为。14． 稀盐酸 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ NaOH溶液 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 加热 2Al（OH）3Al2O3+3H2O 氯水 Cl2+2FeCl2=2FeCl3解析：(i)Cu中混有Fe，可以用稀盐酸除去Fe，稀盐酸和Fe反应生成可溶性的盐，但Cu不反应，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；(ii)Fe和NaOH溶液不反应，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，所以可用NaOH溶液除去杂质，反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；(iii)加热条件下氢氧化铝分解为氧化铝，所以采用加热的方法除去氢氧化铝，反应方程式为：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；(iv)氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，所以可以用氯水除去氯化亚铁，反应方程式为：Cl2+2FeCl2=2FeCl3。15．(1)4.4g(2)(3) +1解析：（1）CaCO3的物质的量为10g÷100g/mol=0.1mol，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，；由化学方程式可知，生成CO2的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×44g/mol=4.4g；（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气和水，；（3）根据质量守恒可知，反应后1个X分子中含有2个氯原子，则化学式为Cl2；化合物中正负化合价代数和为零，NaClO中钠、氧元素化合价为+1、-2，则氯元素的化合价+1。16．(1) 10 18(2)9.8%解析：（1）观察并对比表格中的数据可知：第3次实验中的数据为第一次实验的3倍，而第3次生成硫酸镁的质量是第一次的三倍，据此可推算出加入2克镁时生成硫酸镁的质量为10克；加入4克镁与加入6克镁生成硫酸镁的质量都为18克，说明此时硫酸已完全反应，由此可知，5次实验中镁也有剩余，即可推出第五次生成硫酸镁的质量应与第4次相同，也为18克。故答案为10，18；（2）设第56次实验中样品中参加反应的硫酸的质量为x，，＝，解之得：x=14.7g，稀硫酸中溶质的质量分数是：×100%=9.8%，故答案为9.8%17．(1) 2 6 44.8(2) 0.5mol 95g/mol 24 1mol/L(3) 解析：（1）个的物质的量为；1个NH3中含有3个H原子，因此2mol NH3中含有2mol×3=6mol氢原子，2mol NH3在标准状况下的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，故答案为：2；6；44.8。（2）1个MCl2中含有2个Cl-，因此1mol Cl-对应0.5mol MCl2；；金属M的摩尔质量为95g/mol-35.5g/mol×2=24g/mol，原子摩尔质量的数值与相对原子质量相等，因此金属M的相对原子质量为24；0.5mol MCl2溶于水配成溶液，所得溶液中的的物质的量浓度为，故答案为：0.5mol；95g/mol；24；1mol/L。（3）①标准状况下672L Cl2的物质的量，化学方程式中，参与反应物质的物质的量之比等于其计量数之比，因此需要消耗食盐的物质的量为，其质量为。②根据化学方程式可知，每生成30mol Cl2，生成NaOH的物质的量为30mol×2=60mol。18．(1)0.8 (2)0.1mol/L解析：FexO分成两等份，氧化物中氧元素的化合价为-2价，则Fe的化合价为+，与氯气发生氧化还原反应，根据得失电子数目守恒，计算出x；然后再利用得失电子数目守恒，计算出HI的物质的量，据此分析；(1)氧化物中氧元素的化合价为-2价，则Fe的化合价为+，根据得失电子数目守恒，=，解得x=0.8；故答案为0.8；(2)+的Fe将I-氧化成I2，本身被还原成+2价，氧化物分成两等份，每份的质量为1.52g，根据得失电子数目守恒，有=n(HI)×1，解得n(HI)=0.01mol，则c(HI)=0.1mol/L；故答案为0.1mol/L。19．2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 还原剂 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 铁粉（屑） KSCN（或NH4SCN） 溶液变红（或呈现血红色）【分析】氧化铁与铝单质在高温下发生铝热反应，生成A，则A为Fe，铁和水蒸气在高温下反应生成B，B为黑色磁性氧化物，则B为Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价含有+2、+3价，与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2，铁与过量盐酸反应生成FeCl2，则C为FeCl2，FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，则D为FeCl3，据此分析解答。解析：(1)反应①称为铝热反应(属于置换反应)，该反应的化学方程式：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，反应中Al有0价变为+3价，化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂；(2)反应④为FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(3)C为FeCl2，D为FeCl3，亚铁离子具有还原性，易被氧化，新配制的FeCl2溶液中应加入铁粉(屑)，以防止其转化为FeCl3。检验三价铁离子常用试剂是KSCN(或NH4SCN)，三价铁离子遇SCN-变为血红色溶液。20．(1)Fe(OH)2(2)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(3) 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(4)B【分析】A、D是生活中常见的金属单质，反应①可用于焊接钢轨，则反应①为铝热反应，所以A为Al，D为Fe，C为Al2O3，B为铁的氧化物，D与硫酸反应生成F为FeSO4，由转化关系可知，F为FeSO4、H为Fe(OH)2、G为Fe(OH)3，故B为Fe2O3、E为Fe2(SO4)3。解析：（1）根据上面的分析可知，H的化学式是Fe(OH)2，故答案为：Fe(OH)2；（2）反应①的化学方程式是：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，故答案为：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；（3）H是Fe(OH)2，G是Fe(OH)3，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化产生Fe(OH)3，该反应的化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，看到的现象是产生的沉淀由白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故答案为：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；（4）为了更清楚地观察到生成Fe(OH)2的现象，使FeSO4的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是：在FeSO4溶液的液面上覆盖一层煤油，以隔绝空气，然后将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸到液面以下再滴加NaOH溶液，这样就可以减少与氧气接触，从而可防止Fe(OH)2被氧化产Fe(OH)3，因此合理选项是B，故选：B。21．(1) 100mL容量瓶 胶头滴管(2)透过蓝色钴玻璃 足量的硝酸钡溶液 硝酸银(3) KSCN溶液 氯水 溶液呈红色(4)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 2.40mg的Fe2O3的物质的量为0.015mmol，则铁元素的质量为0.015mmol×2×56mg/mmol=1.68mg，则在1000g加铁盐中含有铁元素的质量为1.68mg××=840mg，达到标准解析：（1）配制100mL加铁盐溶液，需要用到100mL容量瓶，还需要用到胶头滴管；（2）①钠的焰色是黄色，会掩盖住钾的紫色，直接观察火焰呈黄色，不能证明未加KIO3。需要透过蓝色钴玻璃，滤去钠的黄光的干扰观察；②通常用硝酸银溶液检验Cl-，但Ag2SO4也是微溶于水的物质，所以需要先将除去，可以先加入足量的Ba(NO3)2溶液，生成BaSO4沉淀，然后再加足量的稀硝酸和几滴硝酸银溶液，有白色沉淀，说明溶液中有Cl-；（3）检验加铁成分，取所配溶液，加入KSCN溶液，无明显现象，再加氯水或其他有氧化性的物质，若观察到溶液变红，则说明溶液中存在Fe2+，且未变质；（4）加铁盐中有FeSO4，向所配溶液中加入足量NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，但Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，能看到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。充分反应后过滤，加热固体至质量不再变化，用分析天平称量剩余红色固体为Fe2O3，2.40mg的Fe2O3的物质的量为0.015mmol，则铁元素的质量为0.015mmol×2×56mg/mmol=1.68mg，则在1000g加铁盐中含有铁元素的质量为1.68mg××=840mg，达到标准。22．(1)(2) A 收集H2，并检验其纯度(3) C D(4) Fe；H2SO4 Al2O3+2OH-=2AlO+H2O Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+【分析】实验目的是探究铁与水蒸气反应，实验原理是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑，装置A提供水蒸气，装置B是铁与水蒸气反应，碱石灰的作用是吸收水蒸气，装置C的作用是除去H2或验证H2，据此分析；根据废铁锈中成分，氧化铁为碱性氧化物，Cu是金属，不与碱反应，氧化铝为两性氧化物，能与酸、碱反应，废铁锈中加入过量的NaOH溶液，发生Al2O3+2OH-=2AlO+H2O，过滤，滤渣成分是氧化铁和Cu单质，滤渣中加入过量硫酸，发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，废铁锈中主要成分是氧化铁，含少量的Cu，因此混合溶液中含有阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+，根据流程，加入X为铁粉，主要发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，滤渣为Cu和Fe，滤渣中加入稀硫酸，除去Cu中的Fe，过滤得到铜单质，据此分析解答；解析：（1）铁与水蒸气的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑，则反应中Fe的化合价由0价升高到+，H2O中H化合价由+1降低为0价，3molFe参与反应转移8mole－，用双线桥表示电子转移的方向和数目：；（2）整个装置中有空气，铁与水蒸气反应产生H2，H2是可燃性气体，为防止Fe与氧气反应，以及防止发生危险，先通一段时间的水蒸气，排除装置中的空气，因此先点燃A处的酒精灯；氢气是可燃性气体，点燃装置C中酒精灯时，先验证H2的纯度，即收集H2，并检验其纯度；故答案为A；收集H2，并检验其纯度；（3）检验，可以用溶液，两者相遇溶液变为红色，故选C；了证明Fe2＋的存在，利用Fe2＋的还原性，需要加入酸性高锰酸钾溶液，利用酸性高锰酸钾溶液的氧化性，如果紫(红)色褪去，说明有Fe2＋，故选D；（4）①根据上述分析，试剂X为Fe；试剂Y为H2SO4；故答案为Fe；H2SO4；②氧化铝为两性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O；故答案为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O；③用铁盐溶解Cu，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
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