人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试同步训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试同步训练题，共9页。试卷主要包含了金属重要性质的多角度考查，铁的重要化合物的综合等内容，欢迎下载使用。
1．(2019·南京市金陵中学月考)下列关于钠、铝、铁、铜和氧气的反应，不正确的是( )
A．铁在氧气中燃烧，产物为四氧化三铁
B．铝表面很容易被氧气氧化，生成致密的氧化物保护膜
C．钠常温下和氧气反应，生成淡黄色的过氧化钠
D．铜可以在加热的条件下和氧气反应，生成氧化铜
答案 C
解析 钠在常温下和氧气反应，生成白色的氧化钠。
【考点】 金属的化学性质
【题点】 金属的氧化反应
2．(2019·大庆市铁人中学期中)下列关于金属的说法正确的是( )
A．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
B．Na在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体
C．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
D．铝制餐具不能用来盛装酸、碱、咸的食物
答案 D
解析 铝箔表面被氧化为氧化铝，氧化铝的熔点高于铝的熔点，所以不会发生剧烈燃烧，A错误；Na在空气中燃烧生成黄色固体过氧化钠，B错误；铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe3O4，C错误。
【考点】 金属的化学性质
【题点】 金属发生氧化反应的现象
3．(2019·云南省新平一中月考)金属单质四兄弟W、X、Y、Z不小心掉到稀盐酸池中，反应如图所示，则它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A．X>W>Z>Y B．Z>X>W>Y
C．W>X>Y>Z D．Y>Z>X>W
答案 B
解析 Y没有发生反应，Y的活动性最弱。其他三个可以根据反应的剧烈程度来判断，Z最剧烈，最活泼；X比W反应剧烈些，故X的活动性大于W，则活动性：Z>X>W>Y，故选B。
【考点】 金属的活泼性
【题点】 通过金属与酸反应现象判断金属活泼性
4．(2020·延边二中高一检测)以下8种化合物中，不能通过化合反应直接生成的有( )
①Fe3O4 ②Fe(OH)3 ③FeCl2 ④Cu2(OH)2CO3 ⑤Al(OH)3 ⑥Na2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧Na2O2
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
答案 A
解析 ①铁在氧气中燃烧生成Fe3O4：3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4，属于化合反应；②氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，属于化合反应；③FeCl3与Fe反应能生成FeCl2，其化学方程式为：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，属于化合反应；④铜在潮湿的空气中与二氧化碳、氧气和水反应生成Cu2(OH)2CO3，属于化合反应；⑤氧化铝和水不反应，不能通过化合反应生成；⑥氧化钠和二氧化碳反应可生成碳酸钠：Na2O ＋CO2===Na2CO3，属于化合反应；⑦Na2CO3和二氧化碳、水反应生成NaHCO3：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，属于化合反应；⑧钠与氧气在加热的条件下反应生成Na2O2：2Na＋O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2，属于化合反应；只有⑤不能通过化合反应直接生成，故选A。
【考点】 金属及其化合物的制备
【题点】 金属化合物的制备与反应类型的综合考查
5．(2020·南昌十中期末)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。提示：黄绿色气体乙是氯气。
请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：B________，丙________，H________。
(2)根据要求回答：
①D溶液和F溶液在空气中混合的现象：____________________________________________；
②反应③的离子方程式：__________________________________________________________；
③反应⑦的离子方程式：__________________________________________________________；
④反应⑥的化学方程式：__________________________________________________________。
答案 (1)Al HCl Fe(OH)2 (2)①产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 ②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ ③2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ ④4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析 由以上推断可知A是Na，B是Al，C是Fe，D是NaOH，E是盐酸，F是FeCl2，G是FeCl3，H是Fe(OH)2，I是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知B为Al，丙为HCl，H为Fe(OH)2。
(2)①D是NaOH，F是FeCl2，二者发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁沉淀，因此在空气中混合的现象为：产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；②反应③是Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑；③FeCl2具有还原性，Cl2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应产生FeCl3，所以反应⑦的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；④Fe(OH)2不稳定，容易被氧气氧化产生Fe(OH)3，所以反应⑥的化学方程式为4Fe(OH)2＋ O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
【考点】 铁、铝及其化合物的相互转化
【题点】 物质推断、离子方程式书写
二、铁的重要化合物的综合
6．(2019·河南省封丘一中月考)在CuO和铁粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸并微热。当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，确定下列结论中正确的是( )
A．不溶物一定是Cu
B．不溶物一定含铜，但不一定含铁
C．不溶物一定是Fe
D．溶液中一定含有Fe2＋，但不一定含有Cu2＋
答案 B
解析 CuO和Fe粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，可能发生的反应有：氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，当反应停止后，滤液不能与铁钉发生反应，说明滤液中没有硫酸和硫酸铜，滤液是硫酸亚铁，不溶物一定含有铜，可能含有铁，故选B。
【考点】 金属及其氧化物与酸的反应
【题点】 金属与其氧化物与酸反应溶液、剩余固体的分析
7．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．只需滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色
答案 C
解析 先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3＋，故A错误；只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法验证Fe2＋存在，故B错误；KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2＋作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液含有Fe2＋，故C正确；加酸性高锰酸钾后溶液褪色，只能证明溶液中含有Fe2＋，无法证明是否含有Fe3＋，故D错误。
【考点】 铁离子、亚铁离子的性质
【题点】 铁离子、亚铁离子的检验
8．(2019·六安一中月考)向一定质量FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐渐加入足量的锌粒，下列图像不能正确反映对应关系的是( )
答案 D
解析 金属的活动性是锌＞铁＞铜，故锌先与氯化铜反应，当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应：
Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2 溶液增量
65 64 65－64＝1
Zn＋FeCl2===Fe＋ZnCl2 溶液增量
65 56 65－56＝9
锌先与氯化铜反应，铜的质量不断增加，直至氯化铜反应完全，A正确；由上述分析可知，前者溶液增加的幅度小于后者，B正确；随着锌与氯化亚铁反应，氯化亚铁的质量逐渐减小，完全反应后为0，故C正确；原溶液中不存在氯化锌，起始点应为0，故D错误。
【考点】 金属与盐溶液的置换反应
【题点】 金属与盐溶液反应后产物的定量分析
9．向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 ml·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)的气体，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是( )
A．11.2 g B．5.6 g C．2.8 g D．无法计算
答案 B
解析 盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝eq \f(1,2)n(HCl)＝eq \f(1,2)×0.1 L×2 ml·L－1＝0.1 ml；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.1 ml，质量为0.1 ml×56 g·ml－1＝5.6 g，故选B。
【考点】 物质的量在化学反应中的应用
【题点】 铁的氧化物的定量计算
10．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．② B．③⑤
C．③④ D．①②③④⑤
答案 C
解析 铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，①正确；铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，②正确；硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不是铁离子的性质，④错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，⑤正确。
【考点】 铁盐、亚铁盐
【题点】 铁离子性质探究
三、物质的量在化学方程式计算中的应用
11．将一定质量的锌、铝混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.8 L(标准状况)氢气，原混合物的质量可能是( )
A．2 g B．1 g C．8 g D．10 g
答案 C
解析 标况下，n(H2)＝eq \f(2.8 L,22.4 L·ml－1)＝0.125 ml，如果全部由锌生成，设需要锌的质量为x，则：
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
65 g 1 ml
x 0.125 ml
解得x＝8.125 g
如果全部由铝生成，设需要铝的质量为y ，则：
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
54 g 3 ml
y 0.125 ml
y＝2.25 g
根据平均值原理，如果由锌和铝混合组成，则质量介于2.25～8.125 g之间。
【考点】 物质的量在化学反应中的应用
【题点】 锌、铝与酸反应的定量计算
12．已知Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS，FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O，一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9 g水，则加入的铁粉质量为( )
A．14 g B．42 g C．56 g D．28 g
答案 D
解析 根据各步反应的定量关系，可列出关系式：
Fe→FeS(铁守恒)→H2S(硫守恒)→H2O(氢守恒)
推出：Fe～H2O
56 18
x g 9 g
则eq \f(56,x)＝eq \f(18,9)，x＝28，即加入铁粉的质量为28 g。
【考点】 物质的量在化学反应中的应用
【题点】 关系式法在连续反应中的应用
13．(2020·西安二中高一检测)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )
A.eq \f(84w2－53w1,31w1) B.eq \f(84w1－w2,31w1)
C.eq \f(73w2－42w1,31w1) D.eq \f(115w2－84w1,31w1)
答案 A
解析 根据方程式可知
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Δm
2×84 106 62
m(NaHCO3) w1－w2
m(NaHCO3)＝eq \f(84w1－w2,31)
则该样品的纯度是eq \f([w1－\f(84w1－w2,31)],w1)＝eq \f(84w2－53w1,31w1)。
【考点】 物质的量在化学反应中的应用
【题点】 差量法在定量计算中的应用
14．(2019·大庆市铁人中学期中)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 1.5 ml·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7 g的铝粉，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶2
答案 B
解析 盐酸和氢氧化钠的物质的量均是0.1 L×1.5 ml·L－1＝0.15 ml，铝的物质的量是eq \f(2.7 g,27 g·ml－1)＝0.1 ml，根据方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，盐酸不足，氢氧化钠过量，则与盐酸反应生成的氢气是0.075 ml，与氢氧化钠反应生成的氢气是0.15 ml，则根据相同条件下气体体积之比等于物质的量之比可知，反应结束后，甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是0.075 ml∶0.15 ml＝1∶2。
【考点】 物质的量在化学反应中的应用
【题点】 铝与酸碱反应的定量计算
15．(2020·北京顺义区高一期末)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
Ⅰ.(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是________(填字母，下同)。
A．Fe B．FeCl3
C．FeSO4 D．Fe2O3
(2)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，药品美蓝是其有效的解毒剂，下列说法中正确的是______________________________________________________。
A．NaNO2被氧化
B．药品美蓝是还原剂
C．NaNO2是还原剂
D．药品美蓝被还原
(3)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。写出FeCl3溶液与铜发生反应的离子方程式：__________________________________________________。
Ⅱ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。
(4)干法制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，该反应中Na2O2是________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(5)湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeOeq \\al(2－,4)、Cl－、H2O。
①碱性条件下，氧化剂和还原剂的物质的量的比为3∶2发生反应，写出并配平湿法制高铁酸钾的离子方程式：________________________________________________________________。
②若反应过程中转移了0.3 ml电子，则还原产物的物质的量为________ ml。
答案 (1)C (2)B (3)Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ (4)氧化剂、还原剂 (5)①2Fe(OH)3＋3ClO－＋ 4OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O ②0.15
解析 (1)铁元素的最高化合价是＋3、最低化合价是0，单质Fe的化合价为0，只有还原性； FeCl3 中Fe的化合价为＋3，只有氧化性； FeSO4中Fe的化合价为＋2，既有氧化性又有还原性； Fe2O3中Fe的化合价为＋3，只有氧化性，故选C。
(2)NaNO2具有氧化性，被还原，故A错误；NaNO2具有氧化性，能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，药品美蓝是其有效的解毒剂，所以药品美蓝具有还原性，药品美蓝是还原剂，故B正确；NaNO2具有氧化性， NaNO2是氧化剂，故C错误；药品美蓝是还原剂，被氧化，故D错误。
(3)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式是Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
(4)反应2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑中，Na2O2中部分氧元素化合价由－1升高为0，部分化合价由－1降低为－2，所以Na2O2既作氧化剂又作还原剂。
(5)①湿法制备高铁酸钾，FeOeq \\al(2－,4)为产物，Fe(OH)3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO－为反应物，Cl－为生成物，化合价降低共2价，化合价升降最小公倍数为6，故Fe(OH)3的系数为2，FeOeq \\al(2－,4)的系数为2，ClO－的系数为3，Cl－的系数为3，根据电荷守恒可知，OH－为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5，所以反应的离子方程式是2Fe(OH)3＋3ClO－＋ 4OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O。
②反应过程中氯元素化合价由＋1降低为－1，Cl－是还原产物，若反应过程中转移了0.3 ml电子，还原产物的物质的量为eq \f(0.3 ml,1－－1)＝0.15 ml。
【考点】 铁盐、亚铁盐的性质、氧化还原
【题点】 铁盐、亚铁盐与氧化还原的综合考查