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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课时作业
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课时作业，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章 单元过关检测
时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)
1．下面有关金属的说法中正确的是( )
A．金属元素的单质在常温下都是固体
B．易失电子的物质一定是金属
C．原子核外的最外层只有一个电子的元素一定是金属元素
D．铝是地壳中含量最多的金属元素
答案 D
解析 常温下汞是液体，A错误；大多数金属易失电子，但易失电子的不一定是金属，如H2也是很常见的还原剂，所以B错误；原子核外最外层只有一个电子的还有H元素，所以C错误；地壳中元素含量居前四位的是氧、硅、铝、铁，所以D正确。
2．下列说法正确的是( )
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
答案 D
解析 不锈钢中通常还含有碳、硅等非金属元素；我国流通的硬币材质都是合金(铝、铁、镍、铜等)；电解法制铝的工艺1886年才被发明，所以明代沉船上不可能有大量铝制餐具；合金的性能优于它的成分金属。
3．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
答案 D
解析 A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
4．金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的良好途径
D．Cu和稀盐酸不发生化学反应
答案 D
解析 由现象可知Mg比Ti活泼，A错误；加入盐酸，Ti也会溶解，B错误；工业上制Cu不用价格昂贵的钛，C错误；铜为氢后金属不能与盐酸反应，D正确。
5．欲除去铁粉中混有的少量铝粉，应选用的试剂是( )
A．稀盐酸 B．硫酸铜溶液
C．氨水 D．氢氧化钠溶液
答案 D
解析 铁粉和铝粉均能与稀盐酸、硫酸铜溶液反应，A、B错误；铁粉和铝粉均不能与氨水反应，C错误；铁粉不能与氢氧化钠溶液反应，而铝粉能与氢氧化钠溶液反应，D正确。
6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
答案 B
解析 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
7．下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②③ B．①②④
C．①②③④ D．②③④
答案 B
解析 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①、②都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；④中FeSO4溶液液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；③由于未采取任何措施，氧气能迅速将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，因而不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
8．用铝箔包裹0.1 ml金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后用排水法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)( )
A．O2和H2的混合气体 B．1.12 L H2
C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2
答案 C
解析 从钠和铝的性质入手，首先Na与H2O反应生成NaOH和H2，由Na反应生成的H2：V(H2)＝0.05 ml×22.4 L/ml＝1.12 L，Al再与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生H2之和，故选C。
9．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，则溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Fe3＋ B．Mg2＋ C．Fe2＋ D．Al3＋
答案 C
解析 加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，Fe3＋转化为Fe(OH)3，Mg2＋转化为Mg(OH)2，Al3＋转化为AlOeq \\al(－,2)，Fe2＋最终转化为Fe(OH)3。再加入过量的盐酸，Fe(OH)3、Mg(OH)2、AlOeq \\al(－,2)与盐酸反应生成的金属阳离子分别为Fe3＋、Mg2＋和Al3＋，故溶液中大量减少的阳离子是Fe2＋。
10．将Cu片放入0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为( )
A．3∶2 B．3∶4 C．3∶5 D．4∶3
答案 B
解析 根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中c(Cu2＋)＝eq \f(1,2)c(Fe2＋)，故c(Cu2＋)∶c(Fe3＋)＝eq \f(1,2)c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶4，即n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶4。
11．在浓度均为6 ml·L－1的盐酸和硫酸各100 mL溶液中，分别加入等质量的铁粉，充分反应后生成气体体积比为2∶3，则加入铁粉的质量是( )
A．11.2 g B．25.2 g C．16.8 g D．33.6 g
答案 B
解析 若铁粉过量，则生成气体的体积比为1∶2，若充分反应后生成气体的体积比为2∶3，则可知与盐酸反应时铁粉过量，与硫酸反应时铁粉不足，铁与盐酸反应生成氢气为0.3 ml，则与硫酸反应生成氢气0.45 ml，参加反应的铁的物质的量为0.45 ml，质量为0.45 ml×56 g·ml－1＝25.2 g，答案选B。
12．现有一块已知质量的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：
①镁铝合金eq \(――→,\s\up7(盐酸))测定生成的气体在标准状况下的体积
②镁铝合金eq \(――→,\s\up7(NaOH溶液))测定生成的气体在标准状况下的体积
③镁铝合金eq \(――→,\s\up7(盐酸))溶液eq \(――→,\s\up7(过量NaOH溶液))过滤、洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量
其中能测定出镁的质量分数的是( )
A．①②③ B．都不能
C．仅②③ D．仅①
答案 A
解析 已知镁铝合金的质量，①中依据氢气的体积可计算出镁的质量、铝的质量，从而可以得出镁的质量分数；②中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出镁的质量，进而可以计算出镁的质量分数；③中沉淀为氢氧化镁，由元素守恒可知镁的质量，由此可得出镁的质量分数。因此三个实验方案均可测定出镁的质量分数。
13．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：(1)取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标准状况下)；(2)另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L(标准状况下)。则c∶b等于( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4
答案 C
解析 该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝热反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式：
2Al～Fe2O3～2Fe
3H2 2H2
b c
故b∶c＝3∶2。
14．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋> Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
答案 B
解析 加入Fe2＋后，溶液颜色无变化，加入新制氯水后，把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变红，说明原溶液中含有SCN－，故A、D说法正确；Cl2把Fe2＋氧化成Fe3＋，说明Cl2的氧化性强于Fe3＋，故B说法错误；原溶液中含有SCN－，加入Fe2＋后，溶液不变红，说明Fe2＋不与SCN－反应，故C说法正确。
15．当今潜艇上的核反应堆内使用液体铝钠合金(单质铝和单质钠熔合而成)作载热介质，下列有关说法不正确的是( )
A．核潜艇漏水可能发生严重的爆炸
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金的熔点低于金属钠的
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸，放出的H2越多，铝的质量分数越小
答案 D
解析 核潜艇漏水，H2O与铝钠合金反应产生H2，可能导致爆炸，A正确；铝钠合金与水反应得到无色溶液，说明Na、Al完全反应，根据反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故有n(Al)≤n(Na)，B正确；一般合金的熔点低于成分金属的熔点，C正确；根据Na→eq \f(1,2)H2、Al→eq \f(3,2)H2，放出H2越多，Al的质量分数越大，D错误。
16．在硫酸铁溶液中，加入a g铜完全溶解后再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a>c，则下列说法中正确的是( )
A．残余固体可能为铁和铜的混合物
B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋
D．残余固体全部是铜
答案 D
解析 加入的a g铜由于发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋而全部溶解，如果这部分铜在加入b g铁后恰好被全部还原出来，则c应与a相等，从题给条件中知a>c，说明加入的a g铜没有全部被还原，溶液中还有Cu2＋，同时也说明加入的铁不足(否则a g铜将会被全部还原出来)，加入的铁被氧化成Fe2＋；而Fe3＋由于不能与单质铜共存，在溶液中已经不再存在；综上所述，可知c g残余固体是铜，溶液中还存在Cu2＋、Fe2＋这2种金属阳离子，D正确。
二、非选择题(本题包括5个小题，共52分)
17．(10分)用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为____________________________；加入稀盐酸时发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)溶液B中阴离子除OH－外还有________，溶液D中存在的金属离子为________。
答案 (1)过滤
(2)H2(或氢气)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(4)AlOeq \\al(－,2) Fe2＋
解析 (1)进行操作X后得到溶液和固体，故操作X为过滤。
(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，故气体A为H2。
(3)混合物中加入足量NaOH溶液，Al与NaOH溶液反应；固体C为铁，加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应。
(4)溶液B中阴离子有OH－、AlOeq \\al(－,2)，溶液D中金属离子为Fe2＋。
18．(10分)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是______________________，B中反应的化学方程式为________________________。
(2)D装置的作用是__________________________________________。
(3)E装置中的现象是__________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是__________________。
答案 (1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(2)除去未反应的水蒸气，干燥H2
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
解析 (1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)装置D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E装置中发生的反应为H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，故现象为黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯前要先收集H2，检验其纯度。
19．(12分)某研究小组利用下图装置探究CO还原Fe2O3所得到的一种黑色粉末的成分(固定装置略去)。(已知：Fe2＋遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀)
请回答问题：
(1)按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→________→________→g→h→________→________→j→k→________→________。(填字母编号)
(2)证明Fe2O3已被还原的现象是__________________________________________。
(3)研究小组对黑色粉末的成分提出下列猜想：
【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。
【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。
【猜想三】黑色粉末的成分可能是________。
设计并完成实验如下：
根据实验现象，则猜想________成立。
(4)上述装置还有不妥之处，改进措施为______________________________________________________。
答案 (1)c d a b f e
(2)F中的固体由红棕色变黑色，C中溶液变浑浊
(3)Fe3O4 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 三
(4)在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯(其他合理答案均可得分)
解析 (1)用CO还原Fe2O3，根据题干装置，可以由碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳，通过浓硫酸干燥后与碳反应生成CO，再通过碱石灰除去未反应的二氧化碳，最后与样品反应，生成的二氧化碳用澄清的石灰水检验。按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e。
(3)根据反应后得到的黑色粉末的颜色，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO、Fe3O4；根据实验目的，需要检验盐酸溶解后的溶液中是否存在铁离子和亚铁离子，因此步骤3为取步骤1中溶液滴加KSCN溶液；根据实验现象，取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有亚铁离子，取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有铁离子，说明【猜想三】成立。
(4)尾气中含有一定量的CO，会污染空气，改进措施为在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯。
20．(11分)(1)某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1 FeCl3溶液、0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
①用上述所给物质写出体现Fe2＋具有还原性的化学反应方程式：____________________________________。
②设计实验方案，完成下列表格。
③该兴趣小组为探究“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，该反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq \\al(－,4)、H2O和一种未知离子X，已知MnOeq \\al(－,4)在反应中得到电子，则X离子是________，该反应的离子方程式是__________________________________________。
答案 (1)①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(2)Fe2＋ MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
解析 (1)①在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，发生的反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。③向FeCl2溶液中加入锌粉，发生的离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(2)已知MnOeq \\al(－,4)得电子，故MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即X为Fe2＋。该反应中反应物为MnOeq \\al(－,4)、Fe2＋和H＋，生成物为Mn2＋、Fe3＋和H2O，n(MnOeq \\al(－,4))∶n(Fe2＋)＝1∶5。
21．(9分)过氧化钠与铝粉混合物共18.3 g，加入100 mL水，充分反应后混合物完全溶解，并收集到5.6 L气体(标准状况)，请计算分析：
(1)收集到的气体成分及它们的体积比。
(2)计算反应后溶液中各溶质的物质的量浓度(该溶液体积不变，仍为100 mL)。
答案 (1)n(气体)＝eq \f(5.6 L,22.4 L·ml－1)＝0.25 ml
设原混合物中过氧化钠和铝的物质的量分别为x ml和y ml。
由反应：2Na2O2＋H2O===4NaOH＋O2↑
x ml 2x ml eq \f(x,2) ml
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
y ml eq \f(3y,2) ml
可列方程组：
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(78 g·ml－1×x ml＋27 g·ml－1×y ml＝18.3 g,\f(x,2) ml＋\f(3y,2) ml＝0.25 ml))
解得：x＝0.2、y＝0.1，生成的NaOH为0.4 ml，NaOH过量，Al完全反应，与题中数据相符。
收集到的气体成分为氧气和氢气。其中n(O2)＝0.1 ml、n(H2)＝0.15 ml，二者体积比V(O2)∶V(H2)＝2∶3。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
0.2 ml 0.4 ml
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml
反应后溶液中：n(NaOH)＝0.3 ml，n(NaAlO2)＝0.1 ml
所以c(NaOH)＝eq \f(0.3 ml,0.1 L)＝3 ml·L－1；c(NaAlO2)＝eq \f(0.1 ml,0.1 L)＝1 ml·L－1。
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
步骤
操作
现象
1
加入稀盐酸
溶解，无气泡
2
取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
3
____________________________________
变红
第三章 单元过关检测
时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)
1．下面有关金属的说法中正确的是( )
A．金属元素的单质在常温下都是固体
B．易失电子的物质一定是金属
C．原子核外的最外层只有一个电子的元素一定是金属元素
D．铝是地壳中含量最多的金属元素
答案 D
解析 常温下汞是液体，A错误；大多数金属易失电子，但易失电子的不一定是金属，如H2也是很常见的还原剂，所以B错误；原子核外最外层只有一个电子的还有H元素，所以C错误；地壳中元素含量居前四位的是氧、硅、铝、铁，所以D正确。
2．下列说法正确的是( )
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
答案 D
解析 不锈钢中通常还含有碳、硅等非金属元素；我国流通的硬币材质都是合金(铝、铁、镍、铜等)；电解法制铝的工艺1886年才被发明，所以明代沉船上不可能有大量铝制餐具；合金的性能优于它的成分金属。
3．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
答案 D
解析 A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
4．金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的良好途径
D．Cu和稀盐酸不发生化学反应
答案 D
解析 由现象可知Mg比Ti活泼，A错误；加入盐酸，Ti也会溶解，B错误；工业上制Cu不用价格昂贵的钛，C错误；铜为氢后金属不能与盐酸反应，D正确。
5．欲除去铁粉中混有的少量铝粉，应选用的试剂是( )
A．稀盐酸 B．硫酸铜溶液
C．氨水 D．氢氧化钠溶液
答案 D
解析 铁粉和铝粉均能与稀盐酸、硫酸铜溶液反应，A、B错误；铁粉和铝粉均不能与氨水反应，C错误；铁粉不能与氢氧化钠溶液反应，而铝粉能与氢氧化钠溶液反应，D正确。
6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
答案 B
解析 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
7．下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②③ B．①②④
C．①②③④ D．②③④
答案 B
解析 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①、②都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；④中FeSO4溶液液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；③由于未采取任何措施，氧气能迅速将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，因而不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
8．用铝箔包裹0.1 ml金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后用排水法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)( )
A．O2和H2的混合气体 B．1.12 L H2
C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2
答案 C
解析 从钠和铝的性质入手，首先Na与H2O反应生成NaOH和H2，由Na反应生成的H2：V(H2)＝0.05 ml×22.4 L/ml＝1.12 L，Al再与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生H2之和，故选C。
9．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，则溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Fe3＋ B．Mg2＋ C．Fe2＋ D．Al3＋
答案 C
解析 加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，Fe3＋转化为Fe(OH)3，Mg2＋转化为Mg(OH)2，Al3＋转化为AlOeq \\al(－,2)，Fe2＋最终转化为Fe(OH)3。再加入过量的盐酸，Fe(OH)3、Mg(OH)2、AlOeq \\al(－,2)与盐酸反应生成的金属阳离子分别为Fe3＋、Mg2＋和Al3＋，故溶液中大量减少的阳离子是Fe2＋。
10．将Cu片放入0.1 ml·L－1 FeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为( )
A．3∶2 B．3∶4 C．3∶5 D．4∶3
答案 B
解析 根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中c(Cu2＋)＝eq \f(1,2)c(Fe2＋)，故c(Cu2＋)∶c(Fe3＋)＝eq \f(1,2)c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶4，即n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶4。
11．在浓度均为6 ml·L－1的盐酸和硫酸各100 mL溶液中，分别加入等质量的铁粉，充分反应后生成气体体积比为2∶3，则加入铁粉的质量是( )
A．11.2 g B．25.2 g C．16.8 g D．33.6 g
答案 B
解析 若铁粉过量，则生成气体的体积比为1∶2，若充分反应后生成气体的体积比为2∶3，则可知与盐酸反应时铁粉过量，与硫酸反应时铁粉不足，铁与盐酸反应生成氢气为0.3 ml，则与硫酸反应生成氢气0.45 ml，参加反应的铁的物质的量为0.45 ml，质量为0.45 ml×56 g·ml－1＝25.2 g，答案选B。
12．现有一块已知质量的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：
①镁铝合金eq \(――→,\s\up7(盐酸))测定生成的气体在标准状况下的体积
②镁铝合金eq \(――→,\s\up7(NaOH溶液))测定生成的气体在标准状况下的体积
③镁铝合金eq \(――→,\s\up7(盐酸))溶液eq \(――→,\s\up7(过量NaOH溶液))过滤、洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量
其中能测定出镁的质量分数的是( )
A．①②③ B．都不能
C．仅②③ D．仅①
答案 A
解析 已知镁铝合金的质量，①中依据氢气的体积可计算出镁的质量、铝的质量，从而可以得出镁的质量分数；②中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出镁的质量，进而可以计算出镁的质量分数；③中沉淀为氢氧化镁，由元素守恒可知镁的质量，由此可得出镁的质量分数。因此三个实验方案均可测定出镁的质量分数。
13．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：(1)取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标准状况下)；(2)另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L(标准状况下)。则c∶b等于( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4
答案 C
解析 该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝热反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式：
2Al～Fe2O3～2Fe
3H2 2H2
b c
故b∶c＝3∶2。
14．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋> Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
答案 B
解析 加入Fe2＋后，溶液颜色无变化，加入新制氯水后，把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变红，说明原溶液中含有SCN－，故A、D说法正确；Cl2把Fe2＋氧化成Fe3＋，说明Cl2的氧化性强于Fe3＋，故B说法错误；原溶液中含有SCN－，加入Fe2＋后，溶液不变红，说明Fe2＋不与SCN－反应，故C说法正确。
15．当今潜艇上的核反应堆内使用液体铝钠合金(单质铝和单质钠熔合而成)作载热介质，下列有关说法不正确的是( )
A．核潜艇漏水可能发生严重的爆炸
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金的熔点低于金属钠的
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸，放出的H2越多，铝的质量分数越小
答案 D
解析 核潜艇漏水，H2O与铝钠合金反应产生H2，可能导致爆炸，A正确；铝钠合金与水反应得到无色溶液，说明Na、Al完全反应，根据反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故有n(Al)≤n(Na)，B正确；一般合金的熔点低于成分金属的熔点，C正确；根据Na→eq \f(1,2)H2、Al→eq \f(3,2)H2，放出H2越多，Al的质量分数越大，D错误。
16．在硫酸铁溶液中，加入a g铜完全溶解后再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a>c，则下列说法中正确的是( )
A．残余固体可能为铁和铜的混合物
B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋
D．残余固体全部是铜
答案 D
解析 加入的a g铜由于发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋而全部溶解，如果这部分铜在加入b g铁后恰好被全部还原出来，则c应与a相等，从题给条件中知a>c，说明加入的a g铜没有全部被还原，溶液中还有Cu2＋，同时也说明加入的铁不足(否则a g铜将会被全部还原出来)，加入的铁被氧化成Fe2＋；而Fe3＋由于不能与单质铜共存，在溶液中已经不再存在；综上所述，可知c g残余固体是铜，溶液中还存在Cu2＋、Fe2＋这2种金属阳离子，D正确。
二、非选择题(本题包括5个小题，共52分)
17．(10分)用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为____________________________；加入稀盐酸时发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)溶液B中阴离子除OH－外还有________，溶液D中存在的金属离子为________。
答案 (1)过滤
(2)H2(或氢气)
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(4)AlOeq \\al(－,2) Fe2＋
解析 (1)进行操作X后得到溶液和固体，故操作X为过滤。
(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，故气体A为H2。
(3)混合物中加入足量NaOH溶液，Al与NaOH溶液反应；固体C为铁，加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应。
(4)溶液B中阴离子有OH－、AlOeq \\al(－,2)，溶液D中金属离子为Fe2＋。
18．(10分)某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是______________________，B中反应的化学方程式为________________________。
(2)D装置的作用是__________________________________________。
(3)E装置中的现象是__________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是__________________。
答案 (1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(2)除去未反应的水蒸气，干燥H2
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
解析 (1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)装置D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E装置中发生的反应为H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，故现象为黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B中的Fe会与空气中的O2反应；点燃E处酒精灯前要先收集H2，检验其纯度。
19．(12分)某研究小组利用下图装置探究CO还原Fe2O3所得到的一种黑色粉末的成分(固定装置略去)。(已知：Fe2＋遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀)
请回答问题：
(1)按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→________→________→g→h→________→________→j→k→________→________。(填字母编号)
(2)证明Fe2O3已被还原的现象是__________________________________________。
(3)研究小组对黑色粉末的成分提出下列猜想：
【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。
【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。
【猜想三】黑色粉末的成分可能是________。
设计并完成实验如下：
根据实验现象，则猜想________成立。
(4)上述装置还有不妥之处，改进措施为______________________________________________________。
答案 (1)c d a b f e
(2)F中的固体由红棕色变黑色，C中溶液变浑浊
(3)Fe3O4 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 三
(4)在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯(其他合理答案均可得分)
解析 (1)用CO还原Fe2O3，根据题干装置，可以由碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳，通过浓硫酸干燥后与碳反应生成CO，再通过碱石灰除去未反应的二氧化碳，最后与样品反应，生成的二氧化碳用澄清的石灰水检验。按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e。
(3)根据反应后得到的黑色粉末的颜色，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO、Fe3O4；根据实验目的，需要检验盐酸溶解后的溶液中是否存在铁离子和亚铁离子，因此步骤3为取步骤1中溶液滴加KSCN溶液；根据实验现象，取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有亚铁离子，取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有铁离子，说明【猜想三】成立。
(4)尾气中含有一定量的CO，会污染空气，改进措施为在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯。
20．(11分)(1)某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1 FeCl3溶液、0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
①用上述所给物质写出体现Fe2＋具有还原性的化学反应方程式：____________________________________。
②设计实验方案，完成下列表格。
③该兴趣小组为探究“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，该反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq \\al(－,4)、H2O和一种未知离子X，已知MnOeq \\al(－,4)在反应中得到电子，则X离子是________，该反应的离子方程式是__________________________________________。
答案 (1)①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(2)Fe2＋ MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
解析 (1)①在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，发生的反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。③向FeCl2溶液中加入锌粉，发生的离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(2)已知MnOeq \\al(－,4)得电子，故MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋，即X为Fe2＋。该反应中反应物为MnOeq \\al(－,4)、Fe2＋和H＋，生成物为Mn2＋、Fe3＋和H2O，n(MnOeq \\al(－,4))∶n(Fe2＋)＝1∶5。
21．(9分)过氧化钠与铝粉混合物共18.3 g，加入100 mL水，充分反应后混合物完全溶解，并收集到5.6 L气体(标准状况)，请计算分析：
(1)收集到的气体成分及它们的体积比。
(2)计算反应后溶液中各溶质的物质的量浓度(该溶液体积不变，仍为100 mL)。
答案 (1)n(气体)＝eq \f(5.6 L,22.4 L·ml－1)＝0.25 ml
设原混合物中过氧化钠和铝的物质的量分别为x ml和y ml。
由反应：2Na2O2＋H2O===4NaOH＋O2↑
x ml 2x ml eq \f(x,2) ml
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
y ml eq \f(3y,2) ml
可列方程组：
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(78 g·ml－1×x ml＋27 g·ml－1×y ml＝18.3 g,\f(x,2) ml＋\f(3y,2) ml＝0.25 ml))
解得：x＝0.2、y＝0.1，生成的NaOH为0.4 ml，NaOH过量，Al完全反应，与题中数据相符。
收集到的气体成分为氧气和氢气。其中n(O2)＝0.1 ml、n(H2)＝0.15 ml，二者体积比V(O2)∶V(H2)＝2∶3。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
0.2 ml 0.4 ml
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
0.1 ml 0.1 ml 0.1 ml
反应后溶液中：n(NaOH)＝0.3 ml，n(NaAlO2)＝0.1 ml
所以c(NaOH)＝eq \f(0.3 ml,0.1 L)＝3 ml·L－1；c(NaAlO2)＝eq \f(0.1 ml,0.1 L)＝1 ml·L－1。
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
步骤
操作
现象
1
加入稀盐酸
溶解，无气泡
2
取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
3
____________________________________
变红
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