人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试巩固练习

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巩固练习，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下图所示材料中，属于金属材料的是( )
解析：选B。青铜器为铜合金，属于金属材料。
2．化学与生活密切相关，下列说法错误的是( )
A．用黏土焙烧制得的红陶，陶器显红色的原因可能是含有Fe2O3
B．制指南针的磁石主要成分是四氧化三铁
C．蒸煮或存放碱性食物可用铝制餐具
D．硬铝合金可用于制造飞机部件
解析：选C。Fe2O3为红棕色粉末，可用作陶器的着色剂，A项正确；四氧化三铁有磁性，可制成磁石，B项正确；铝和氧化铝均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或存放碱性食物，C项错误；硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，是制造飞机部件的理想材料，D项正确。
3．下列说法错误的是( )
A．钠在空气中燃烧时先熔化，再燃烧，最后所得的产物是Na2O2
B．铝因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜，保护内层金属，故铝不需特殊保护
C．铝制品在生活中非常普遍，是因为铝非常不活泼
D．铁因在潮湿的空气中形成的氧化物疏松，不能保护内层金属，所以易锈蚀
解析：选C。常温下铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止反应继续进行，故具有抗腐蚀性，铝是活泼金属。
4．坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列相关说法中正确的是( )
A．钢铁是铁碳合金，是应用最早的合金
B．钢铁属于新型合金
C．钢铁的硬度和强度都比纯铁的大
D．钢铁能被氢氧化钠溶液腐蚀
解析：选C。铜合金是应用最早的合金；钢铁是铁合金，不是新型合金；钢铁中的铁、碳都不与氢氧化钠溶液反应，不能被腐蚀。
5．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是( )
A．Fe3O4B．Fe2(SO4)3
C．FeCl2D．Fe(OH)3
解析：选C。Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2 和HCl发生复分解反应得到，C正确；Fe(OH)3 可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，D错误。
6．下列关于新型合金材料说法不正确的是( )
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可做储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可做人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于各成分金属这一特点可制得耐热合金
解析：选D。耐热合金的熔点很高，与合金的熔点低于各成分金属这一特点无关。
7．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
解析：选C。Cl2与FeCl2溶液反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2溶液均反应，B错误；D项有新的杂质CuSO4生成，D错误。
8．汞合金是目前使用较多的补牙材料。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是( )
A．汞合金是一种具有金属特性的物质，易导热、导电
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
解析：选C。合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，所以A正确；合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，所以B正确；常温下汞合金为固态，汞为液态，则汞合金的熔点比汞的高，所以C错误；长期使用中未见中毒现象，说明汞合金比汞的毒性要低，所以D正确。
9．将铁粉放入由盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则溶液中含有的大量阳离子是( )
A．Cu2＋和Fe2＋B．H＋和Cu2＋
C．Fe3＋和Fe2＋D．Fe2＋和Mg2＋
解析：选D。铁粉有剩余，说明溶液中一定没有Fe3＋、Cu2＋和H＋，而溶液中的镁离子不会和铁单质发生反应，则溶液中含有的大量阳离子是Fe2＋和Mg2＋。
10．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论中，错误的是( )
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2
②铁露置在空气中一段时间后就会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中
③化合物KCl的焰色为紫色；化合物K2CO3的焰色也为紫色
④钠钾合金的熔点应介于Na和K熔点之间
A．①②B．①④
C．①②③④D．①②④
解析：选D。①钠是活泼金属，与水反应生成NaOH和H2，但铁是在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，即①错误；②铁露置在空气中生成疏松的Fe2O3而生锈，但性质更活泼的铝易被氧化，在表面形成致密的氧化膜而得到保护，所以铝具有较强的抗腐蚀性能，可稳定存在于空气中，即②错误；③焰色试验是用来检验某些金属元素的，所以只要含有钾元素，焰色都是紫色的，即③正确；④合金的熔点比构成合金的各成分金属熔点都低，即④错误。
11．医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗氧气的质量为( )
A．24 gB．32 g
C．21 gD．16 g
解析：选A。56 g铁的物质的量为1 ml，由4Fe＋3O2===2Fe2O3可知，1 ml铁完全氧化生成0.5 ml氧化铁，消耗 0.75 ml氧气，其质量为24 g。
12．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml/L的氯化铁溶液中，充分反应后，下列说法正确的是( )
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
解析：选B。1.12 g铁的物质的量为1.12 g÷56 g/ml＝0.02 ml，25 mL 2 ml/L氯化铁溶液中Fe3＋的物质的量为0.025 L×2 ml/L＝0.05 ml，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02 ml铁完全反应，消耗0.04 ml Fe3＋，生成0.06 ml Fe2＋，所以Fe3＋剩余0.01 ml，没有金属铁剩余。A项，铁粉没有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本保持不变，故A错误；B项，溶液中有剩余的Fe3＋，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，故B正确；C项，Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.06 ml∶0.01 ml＝6∶1，故C错误；D项，由离子方程式可得，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，故D错误。
13．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：
已知硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋，现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．盐A一定是FeCl3
B．白色沉淀B是AgCl
C．滤液C中一定含Fe3＋
D．无法确定A中是否含有Fe2＋
解析：选A。生成白色沉淀证明A中含Cl－，B为AgCl；A与酸化的AgNO3溶液反应生成C，C遇KSCN生成D(红色溶液)，C中一定含Fe3＋。无法确定A中是否含有Fe2＋，因为A中加入了酸化的硝酸银溶液，相当于加入了硝酸，硝酸可以把Fe2＋氧化成Fe3＋。
14．某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属的质量的关系如图所示，此金属可能是( )
A．纯锌B．纯铁
C．镁铝合金D．铜铁合金
解析：选D。首先由题图可知，消耗金属的质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g，即0.5 ml。用极值法：假设每一种金属都与酸反应产生0.5 ml H2，然后分别计算出消耗金属的质量。A项需32.5 g，B项需28 g，C项需9～12 g，D项大于28 g。故选D。
15．(2020·太原五中月考)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A．高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C．由题图可预测，高铁酸盐(FeOeq \\al(2－,4))具有强氧化性，可用于杀菌消毒
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
解析：选C。高温下铁与水蒸气反应时，生成Fe3O4，A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色的Fe3O4，B错误；加热Fe(OH)3分解生成 Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，D错误。
16．28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为( )
A．36 gB．40 g
C．80 gD．160 g
解析：选B。28 g铁粉的物质的量是0.5 ml，溶于稀盐酸中生成氯化亚铁，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤得到氢氧化铁，将滤渣加强热，最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒可知，氧化铁的质量为0.25 ml×
160 g·ml－1＝40 g。
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(12分)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：
Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；
Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液的pH，同时鼓入足量的空气。
请回答下列问题：
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为____________________________。
(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是_______________________________，
分离得到固体的主要成分是____________，从固体中分离出铜需采用的方法是____________________。
(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)加入铁屑置换出铜，铁过量，则固体为铁与铜的混合物，分离铜应加入盐酸；(3)过程Ⅱ是亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气将Fe(OH)2转化为Fe(OH)3。
答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)回收铜 Cu和Fe 加盐酸反应后过滤
(3)FeCl2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
18．(13分)小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测Fe2＋既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是______________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的过氧化氢溶液、锌粒、铜片、0.1 ml·L－1氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1 ml·L－1氯化亚铁溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生反应的离子方程式是________________________________，
可能观察到的现象是溶液由浅绿色变为________色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选___________________________________________________________________
滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入氯化亚铁溶液中，结果铜片没有变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为__________________________________。
④实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的氯化亚铁溶液常因氧化而变质，除去杂质的方法是______________，相关反应的离子方程式是____________________。
解析：(1)Fe2＋既可失去电子生成Fe3＋而体现还原性，又可得到电子生成铁而体现氧化性。(2)①氯气具有强氧化性，能把Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液颜色从浅绿色变为棕黄色。③金属锌具有还原性，能与氯化亚铁溶液发生置换反应，而铜与氯化亚铁溶液不反应，由此可知还原性锌大于铁，铁大于铜。
答案：(1)Fe2＋中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低 (2)①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 棕黄 ②硫氰化钾溶液 红 ③Zn＞Fe＞Cu ④加入适量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
19．(13分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫健委、农业农村部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案：
请回答下列问题：
(1)试剂1的主要成分的化学式是___________________________________。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是___________________________(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；
假设2：________________________________________。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：__________________________________________________________________________________________。
(4)应用拓展
写出一种保存FeSO4固体的方法：________________。
解析：(1)向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的部分FeSO4被空气中的O2氧化生成了Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3。(2)淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。(3)①实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。②假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中补充SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。(4)由于FeSO4易被空气中的O2氧化，所以FeSO4 应密封保存。
答案：(1)KSCN (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (3)①SCN－被过量的氯水氧化 ②取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若出现红色，则说明假设2成立，若不出现红色，则说明假设2不成立 (4)密封保存
20．(14分)某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是______________________________________________________________。
(3)连接好装置后，需进行的操作有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性；⑥将药品和水装入各仪器中。上述操作的顺序是____________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应
________________________________________________________________________。
(4)B中发生反应的化学方程式为__________________________________
______________________________________________________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________________。
(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
解析：(1)铝镁合金中，二者与酸都能反应，铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。(2)实验之前，先将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。(3)实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。(5)铝的相对原子质量可利用产生氢气的体积求解，M＝eq \f(m,n)＝eq \f(a－c,\f(b×10－3,22.4)×\f(2,3)) g·ml－1＝eq \f(33 600（a－c）,b) g·ml－1。(6)如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物的质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数将偏小。
答案：(1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)⑤⑥①④③② 使D和C中的液面相平
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(5)eq \f(33 600（a－c）, b) (6)偏小
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
FeSO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Fe2(SO4)3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
Cu