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．下列含Fe元素的物质反应的离子方程式书写正确的是A．铁与盐酸反应：B．钠与氯化铁溶液反应：C．氧化铁与稀硫酸反应：D．氯化亚铁溶液与氯气反应：2．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是A．氯气通入水中的反应：B．打磨过的铝片与氢氧化钠溶液反应：C．碳酸钙溶于醋酸溶液中：D．澄清石灰水与稀硝酸反应：3．物质A～D的转化关系如图所示(部分生成物未标出)，下列判断不合理的是A．①和②是置换反应，③④是化合反应B．反应②生成气体B的同时还生成一种具有磁性的黑色晶体C．红棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料D．溶液D中含有C杂质可以加入适量H2O2除杂4．下列物质的化学式不正确的是A．明矾——KAl(SO4)2⋅12H2O B．生石灰——CaOC．苏打——NaHCO3 D．磁铁矿——Fe3O45．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为FeD．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物6．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．2：17．下列关于物质间的转化说法不正确的是A．“金属单质→金属的过氧化物”的转化可能一步实现B．将钠单质充分暴露在空气中最终可以生成钠盐C．CO是酸性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应D．Al2O3是两性氧化物，与强酸、强碱溶液都能反应8．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型的铁营养强化剂。实验室制备甘氨酸亚铁部分装置如下图(部分夹持装置省略，气密性已检查)。已知：ⅰ.2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O。ⅱ.柠檬酸易溶于水和乙醇，有弱酸性和还原性。ⅲ.(H2NCH2COO)2Fe易溶于水，难溶于乙醇。下列说法错误的是A．发生反应ⅰ的操作：先打开K1、K3，一段时间后关闭K1、K3，再打开K2、K4B．加入柠檬酸的作用是调节溶液的pH使反应充分发生C．反应结束后向反应混合液中加入乙醇，目的是降低甘氨酸亚铁的溶解度D．洗涤甘氨酸亚铁粗产品最好选择乙醇9．将表面已完全氧化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．氯化铜 D．氢氧化钠10．在铝制易拉罐中收集CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是A．Al(OH)3与H+反应 B．CO2与OH－的反应C．Al与OH－、H2O的反应 D．Al2O3与OH－的反应11．下列实验过程能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D12．劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是A．A B．B C．C D．D二、非选择题13．氨是一种重要的化工原料。氨催化氧化制硝酸的过程中涉及到反应：4NH3+5O24NO+6H2O。该反应中，作为氧化剂的物质是 ，被氧化的物质是 ，若反应中消耗了4molNH3 ，则生成NO的物质的量是 mol。14．现有下列4种与生产生活相关的物质① 碳酸氢钠 ②浓硫酸 ③ 氧化铁 ④次氯酸钠请回答：（1）常用作油漆、涂料的红色颜料的是（填序号）（2）用作治疗胃酸的是（填序号）（3）84消毒液的主要成分是（填序号）（4）能做干燥剂的是（填序号）15．1774年，瑞典化学家舍勒发现软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸在一定条件下能反应产生一种黄绿色气体，命名为氯气。 实验室也可以用高锰酸钾和盐酸反应制氯气。(1)写出该反应的离子方程式： 。(2)当质量分数80%的高锰酸钾7.9g完全反应时，计算理论上生成标准状况下氯气体积 (假设杂质不参与反应)。16．取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到1g白色沉淀．①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比____________。②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2gH2的体积为22.4L）请根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数_______。③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）17．回答下列问题(1)在Al2(SO4)3溶液中SO的质量m克，则该溶液中Al2(SO4)3的的物质的量为 mol，Al3+的物质的量为 mol。(2)在标准状况下，4.8 g甲烷(CH4)所占的体积为 L，在标准状况下CH4密度 g/L(保留两位有效数字)，同温同压下，质量相等的CH4和H2S体积之比为 。(3)已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中含CO g，混合气体的平均摩尔质量为(4)9.2 g金属钠与足量水反应()，生成的氢氧化钠的物质的量为 mol，生成H2在标准状况的体积为 L。(5)实验室可将氧气通过高压放电制取臭氧：将8 LO2通过放电后，恢复到原状况得到混合气体6.5 L，其中O3的体积为 L，6.5 L混合气体的平均相对分子量为 (保留小数点后一位)18．绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂。工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。(1)98% 1.84g/cm3的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm3，50%的硫酸物质的量浓度为 (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为 (填>、 32 0.2 0.66(或66%) 22.35g【分析】(1)根据c=计算出密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度；假设密度相同，混合后质量分数为40%，由于硫酸的质量分数越大，溶液中含有的硫酸的质量越大，所以混合后硫酸的质量分数大于40%；(2)发生 ，结合n=及反应计算；(3)先根据溶液的pH计算剩余硫酸的物质的量，再根据方程式计算氧化铁的质量，根据质量分数公式计算氧化铁的质量分数；(4)根据原子守恒计算生成硫酸亚铁的物质的量及莫尔盐的物质的量，根据析出的晶体计算溶液中莫尔盐的质量，再根据，计算其溶解度。解析：(1)密度为1.4g/cm3、质量分数为50%的硫酸物质的量浓度为c=mol/L≈7.14mol/L；假如50%的硫酸与30%的硫酸密度相同，则混合后硫酸的质量分数为40%，由于50%的硫酸的密度大于30%的硫酸，所以混合后溶液中硫酸的质量偏大，硫酸的质量分数大于40%；(2)n(FeSO4∙7H2O)==0.4mol，由可知，生成Fe2O3的质量为0.4mol××160g/mol=32g，SO2为0.4mol×=0.2mol；(3)根据题意知，稀释溶液至100mL，测得其pH=1，溶液中还有酸剩余，剩余的n(H2SO4)=0.1mol/L××0.1L=0.005mol，则参加反应的n(H2SO4)=0.025L×3mol/L-0.005mol=0.07mol。设铁的物质的量是m，氧化铁的质量是n，发生反应的方程式Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知，56m+160n=4.88，m−n+3n=0.07，解得n=0.02mol，m=0.03mol，所以铁屑中Fe2O3的质量分数是×100%=0.66(或66%)；(4)根据以上结合原子守恒知，n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=(0.03+0.04)mol=0.07mol，根据莫尔盐的化学式知，n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]= n(FeSO4)=0.07mol，溶液中莫尔盐的质量为0.07mol×392g/mol-12.360g=15.08g，设莫尔盐的溶解度为x，则=，解得x=22.35g。19．(1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O(2) 生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3) 胶体 Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应【分析】Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应可知①是盐酸，三氯化铁有氧化性可以和铁单质反应生成氯化亚铁；另外把三氯化铁滴入沸水中可以制得氢氧化铁胶体，据此解题；解析：（1）Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O ；故答案为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；（2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；故答案为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应。20．(1) Fe FeCl3(2)有红褐色沉淀生成(3) Fe +2H+=Fe 2++H2↑ 置换反应(4) Fe3O4 不是 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe 3++4H2O解析：已知A、B、C、D四种物质都含有一种共同元素，A是常见的金属，在潮湿的空气中易生锈，C的溶液呈黄色，则A为Fe单质，Fe与氯气在加热的条件下反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2和氢气，FeCl2可被氧化为FeCl3，FeCl3被Fe还原为FeCl2，FeCl3遇KSCN溶液变为血红色溶液。（1）由以上分析知，A是Fe，C是FeCl3。（2）FeCl3溶液与NaOH溶液混合后，反应生成氢氧化铁沉淀，故现象是有红褐色沉淀生成。（3）Fe与盐酸反应生成FeCl2和氢气，故反应①的离子反应方程式为：Fe +2H+=Fe 2++H2↑，反应类型是置换反应。（4）A在空气中燃烧的产物为Fe3O4，不是碱性氧化物，其与酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe 3++4H2O。21．(1) 氯化氢(2)防止铁与空气中的氧气反应产生杂质 2Fe + 3Cl2 2FeCl3(3)产品易潮解 在B和C之间连接装有干燥剂的装置【分析】装置A反应前有空气，空气中的氧气能在加热条件下与铁粉反应，用纯净干燥的氯气排除装置中的空气后，再开始加热A，铁在加热条件下与氯气反应生成氯化铁，因FeCl3遇冷易凝华，收集氯化铁固体时要防止导管被产品堵塞，氯气有毒要进行尾气处理，氯化铁易潮解，尾气处理时要保证B瓶内干燥，据此分析回答问题。解析：（1）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，化学方程式为；用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，之后除去水蒸气；（2）由以上分析可知，A中的反应开始前，需排除装置中的空气目的是防止铁与空气中的氧气反应产生杂质；铁在加热条件下与氯气反应生成氯化铁，2Fe + 3Cl2 2FeCl3；（3）氯化铁易潮解，而装置(Ⅱ)中无干燥氯气的装置，改进措施是在B和C之间连接装有干燥剂的装置。22．(1) 点燃A处酒精灯一段时间后再点燃B处酒精灯 利用生成的氯化氢气体排出装置中的空气，防止铁被氧气氧化 先打开分液漏斗的活塞 在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置(2)2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑[或NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑](3)易发生倒吸(4) 有一部分铁先被空气氧化为+3价铁，然后再与HCl反应得到FeCl3 向Q试管中加入K3[Fe(CN)6]溶液得到蓝色沉淀，说明含有Fe2+；向P试管中加入KSCN溶液，若溶液变红色，说明有Fe3+，若溶液不变红色，说明没有Fe3+【分析】向炽热的铁屑中通入氯化氢的方法来生产无水氯化亚铁，图中装置B是生成无水氯化亚铁，则装置A是制取氯化氢气体，装置C是尾气处理。解析：（1）装置中含有氧气，防止氧气跟铁反应，故点燃A、B 两处酒精灯加热相应仪器的顺序是点燃A处酒精灯一段时间后再点燃B处酒精灯；这样做的目的是利用生成的氯化氢气体排出装置中的空气，防止铁被氧气氧化；为了让氯化氢与铁粉反应，先打开分液漏斗的活塞后再给烧瓶加热；由于从A出来的气体含有水蒸气，故应在A、B和B、C之间各添加一个干燥装置以除去水蒸气。（2）A中反应的化学方程式为2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑[或NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑]。（3）C装置无防倒吸装置，故容易发生倒吸。（4）形成 FeCl3 的可能原因是原装置有一部分铁先被空气氧化为+3价铁，然后再与HCl反应得到FeCl3。Fe2+离子的检验：向Q试管中加入K3[Fe(CN)6]溶液得到蓝色沉淀，说明含有Fe2+。Fe3+离子的检验：向P试管中加入KSCN溶液，若溶液变红色，说明有Fe3+，若溶液不变红色，说明没有Fe3+。