人教版初中高中化学必修一第三章《铁金属材料》经典练习(含答案解析)
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一、选择题
1.能正确表示下列反应的离子方程式的是
A .Fe 2O 3溶于过量HI 溶液中:Fe 2O 3+6H ++2I¯
= 2Fe 2++I 2+3H 2O B .0.1mol/L NH 4Al(SO 4)2溶液与0.2mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合:
Al 3++2SO 2-4+Ba 2++4OH - = 2BaSO 4↓+AlO -2+2H 2O
C .用浓盐酸酸化的4KMnO 溶液与22H O 反应,证明22H O 具有还原性:
2MnO -4+6H ++5H 2O 2 = 2Mn 2++5O 2↑+8H 2O
D .铁粉和水蒸气反应:2Fe+3H 2O(g) 高温 Fe 2O 3+3H 2 2.向下列四种铁的化合物分别投入到稀盐酸中,再滴入KSCN 溶液,观察到溶液颜色没有明显变化的是
A .FeO
B .Fe 3O 4
C .Fe 2O 3
D .FeCl 3
3.下列各项不能用互滴法鉴别的是
A .AlCl 3 NaOH MgCl 2 NaCl
B .NaAlO 2 NaHSO 4 BaCl 2 MgCl 2
C .AlCl 3 NaOH H 2SO 4 KCl
D .NaHCO 3 H 2SO 4 NaCl KCl
4.将0.01molNaOH 和1.06gNa 2CO 3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol ·L -1稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2的物质的量的关系的是
A .
B .
C .
D .
5.用N A 代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A .0.5mol Mg 与足量盐酸反应生成的H 2分子数为N A
B .18g H 2O 中所含的H 原子数为N A
C .0.1molOH -所含的电子数为N A
D .46g NO 2和N 2O 4的混合物含有的分子数为N A
6.聚合氯化铝铁[AlFe(OH)n Cl 6-n ]m 用于生活给水及工业给水的净化处理。
以工业废料(Fe 、Al 、FeO 、Fe 2O 3、Al 2O 3)为原料生产该产品的流程如下,下列说法错误的是
A .产品中铁元素的化合价为+3
B.甲溶液中一定存在的阳离子有H+、Al3+、Fe2+、Fe3+
C.试剂X可以用H2O2,目的是将Fe2+氧化为Fe3+
D.乙溶液呈酸性
7.某学生在学习了检验食品中的铁元素后,设想在课外研究测定某补血剂中铁元素(+2价)含量,其设计实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.步骤①需要在研钵中研磨,研磨时研杵应保持垂直
B.步骤②可以用新制氯水替代H2O2
C.取步骤②操作后的溶液,滴加几滴KSCN溶液可检验补血剂是否已因氧化变质
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg
8.锂被誉为“高能金属”,废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示(已知:K sp(Li2CO3)=1.6×10-3,LiCoO2难溶于水,具有强氧化性):
下列有关说法错误的是
AlO+3H2↑
A.碱溶时的主要反应为:2Al+2OH-+2H2O = 2-
2
B.加氨水调节pH的目的是完全沉淀溶液中的Fe3+
C.酸溶时H2O2在反应中被还原
D.该流程涉及多次过滤,实验室过滤操作中要用的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒9.现有①Na2O2②Fe3O4③FeCl2④FeCl3⑤Fe(OH)3五种物质,下列说法正确的是
A.均能通过化合反应生成
B.只有①②④能通过化合反应生成
C.过量的铁在氯气中燃烧可以生成③
D.将1mol①投入含有1mol③的溶液中,生成白色絮状沉淀并有气泡冒出
10.某含铬(Cr2O2-7)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O]处理,回收得到a mol 磁性材料FeO•Fe y Cr x O3(Cr为+3价),其流程如图所示,则下列说法错误的是
A.“滤渣”的主要成分为Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3
B.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为(3-x) a mol
C.反应中发生转移的电子物质的量为3ya mol
D.在FeO•Fe y Cr x O3中,x=1.5 y=0.5
二、填空题
11.钠和铝是两种重要的金属。
请回答:
(1)将一小块金属钠投入水中,发生反应的化学方程式是_______________________;
可观察到的实验现象是___________(填字母序号)。
a.钠沉到水底 b.钠熔成小球 c.小球四处游动 d.有嘶嘶声
(2)加热铝箔,其表面失去光泽,熔化后并不滴落,其原因是__________。
(3)将铝箔放入氢氧化钠溶液中,反应的离子方程式是__________,__________。
(4)用铝箔包裹0.1 mol金属钠,用针扎若干小孔后,放入水中,完全反应后,用排水法收集到标准状况下气体的体积__________(填字母序号)。
a.等于1.12 L b.大于1.12 L c.小于1.12 L
12.人体中含有铁元素,+2价的亚铁离子是血红蛋白(用于运输氧气)的重要组成成分。
(1)误服亚硝酸盐会使人中毒,是因为二价铁被__(填“氧化”或“还原”)成三价铁,此时服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒,维生素C在此过程中是作__(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)现有一瓶久置的FeSO4溶液,请设计实验检验其中是否含有Fe3+:___。
Fe2+在空气中易发生氧化还原反应而变质,可加入__(填化学式)来防止其变质,而又不会使溶液中有新的杂质。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型消毒剂。
可在碱性条件下,用NaClO氧化Fe(OH)3来制备,请配平反应方程式:__ClO-+___Fe(OH)3+___OH- +__+__Cl-
=___FeO2
4
向制得的Na2FeO4溶液中加入适量的饱和KCl溶液会析出K2FeO4,写出该反应的化学方程式:__。
13.按要求写出化学方程式。
(1)Na和H2O反应:_______
(2)Na2O2和CO2反应:_______
(3)Na2O2和H2O反应:_______
(4)Fe在Cl2中燃烧:_______
(5)Fe和H2O(g)的反应:_______
(6)Fe和FeCl3(aq)的反应:_______
(7)Cl2和NaOH(aq)的反应:_______
14.铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)钢(一种铁碳合金)是用量最大、用途最广的合金。
钢的硬度比纯铁_______(填“大” 或
“小”)。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效、无毒的多功能水处理剂,K2FeO4中Fe的化合价为_______。
(3)若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 LH2(标准状况),则转移电子的物质的量为_______mol。
(4)FeSO4可作补血剂,用于治疗缺铁性贫血症。
用FeSO4溶液制备Fe(OH)2的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
这样操作的目的是_______。
(5)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,该反应的离子方程式为_______,检验反应后的溶液中是否还有三价铁离子的试剂是_______。
(6)聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点,一种用钢管厂的废铁渣(主要成分
Fe3O4,含少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下:
①加热条件下酸浸时,Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为_______。
②酸浸时,通入O2的目的是_______。
③“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,再用酸性K2Cr2O7,标准溶液测定Fe2+的量(Cr2O2-7被还原为Cr3+),则SnCl2、Fe2+和Cr3+三者中还原性最强的是_______。
15.(1)氢气在氯气中燃烧的化学方程式为___。
(2)容量瓶上需标有刻度线以下项中的___。
(填序号)
①温度②浓度③容量④压强
(3)铁跟盐酸反应的离子方程式为___,反应后的溶液分装在2支试管里,往一支试管里滴加适量氯水后溶液变成___色,再滴入几滴KSCN溶液,溶液变成___色。
往另一支试管里滴入过量的NaOH溶液,反应的现象是___。
16.钠、铝和铁是三种重要的金属,回答下列问题:
(1)铝和铁中,既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质_______(填化学式),写出它与NaOH溶液反应的离子方程式_______。
(2)三种金属在一定条件下均能与水发生反应。
写出铁与水蒸气反应的化学方程式
_______。
取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中,可观察到的实验现象是_______。
(填字母序号)。
①钠浮在水面迅速反应②钠沉在水底迅速反应③钠熔成小球并迅速游动④反应中可以听到嘶嘶的响声⑤反应后的溶液变为红色
A.①④⑤B.②③④⑤C.①③④⑤
(3)将钠燃烧后的产物过氧化钠投入水中,发生反应的化学方程式_______。
17.金属及其化合物在许多领域有着广泛的应用。
①绿矾()42FeSO 7H O ⋅是一种良好的絮凝剂。
将绿矾溶于水后,加入适量NaOH 溶液可观察到的现象为___________;若将少量22Na O 固体加入4FeSO 溶液中,发生的反应为2++2z 2324Na O +4Fe +6H O=4Fe(OH)+8Na +O ↓↑,反应中被氧化的元素为
___________(填元素符号)
(2)“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业味精”,25V O 是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为3-4VO ),溶于强酸生成含钒氧离子(+2VO )的盐。
请写出25V O 分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式:___________、___________。
(3)科学研究表明,向2FeCl 和3FeCl 的混合溶液中加入适量KOH ,在一定条件下可制得化学式通式为x 2K FeO 的特殊磁流体材料。
①在加热条件下,请写出生成难溶于水的 1.52K FeO 的化学方程式:___________。
②若x=1.3,则x 2K FeO 中2+Fe 和3+Fe 的物质的量之比为___________。
18.铁是人类较早使用的金属之一,铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示: Fe 2+ Fe 3+ FeO 42-(高铁酸根离子)
回答下列有关问题:
(1)向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl 3溶液,至液体呈透明的红褐色,形成该分散系的微粒大小范围是______nm 。
(2)电子工业需用30%的FeCl 3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,生成FeCl 2和CuCl 2,制造印刷电路板。
写出FeCl 3溶液腐蚀铜的化学反应方程式:_____________。
检验反应后溶液中还存在Fe 3+的试剂是__________。
(3)在下列化学方程式中:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na 2FeO 4+3NaCl+5H 2O 还原剂是_______________,生成1molNa 2FeO 4转移电子数目为__________。
19.(1)常温下,将___通入到NaOH 溶液中,可获得___为有效成分的漂白液(填化学式);
(2)NaHCO 3俗名是___,常温时,NaHCO 3的溶解度___Na 2CO 3(填“大于”或“小于”);
(3)配制FeSO 4溶液时需加入硫酸抑制水解,还需加入___防止Fe 2+被氧化成Fe 3+; (4)加热铝箔时,熔化的铝未滴落,是因为氧化铝的熔点___铝的熔点(填“高于”或“低于”)。
20.(1)除去Na 2CO 3粉末中混入的NaHCO 3杂质用__方法,化学方程式为__。
(2)除去氧化铜粉末中混入的氧化铝粉末通常用__试剂,离子方程式为__。
三、解答题
21.电力工业所需的钢制构件在镀锌前需要经过酸洗,其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe 2O 3·H 2O 及FeO 等杂质。
回收废酸同时生产含铁产品的流程如下:
已知:i.酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。
成分Cl-游离HCl Fe2+Fe3+
含量/g·L-
130-16050-7060-800
1
ii pH <4时,Fe2+不易被氧气氧化。
(1)酸洗钢制构件时发生反应的离子方程式:2H++ FeO=Fe2++H2O、___________。
(2)过程II中,发生的主要反应:FeCl2(s)十H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)。
加入过量H2SO4的作用是___________(至少写出两点)。
(3)过程III中,FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物,此过程发生反应的化学方程式是___________。
(4)过程IV发生反应的离子方程式是___________。
(5)H2O2是一种常用的绿色氧化剂,ClO2也具有很强的氧化性,常用作消毒剂,其消毒的效率(以单位物质的量得到的电子数表示)是H2O2的___________倍。
脱附(6)过程V:阴离子交换树脂可将FeCl4-选择性吸附分离,其过程可表示为ROH +X-
RX
吸附
+OH-(X表示FeCl4)。
当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附,同时脱附过程发生FeCl Fe3+ +4C1-。
反应:-
4
①吸附后溶液的pH将会___________。
(填“升高”、“降低”或“不变”)
②洗脱液经处理后有许多用途,下列用途合理的是___________。
A、刻蚀印刷铜线路板
B、净化污水
C、自来水消毒
D、浸泡生物标本
22.工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO和SiO2,不考虑其它杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)晶体,流程如下:
(1)为提高浸取率,可以采取的措施是___________(填写其中的一条即可)。
滤渣I的主要成
分是___________(填写化学式)
(2)如果滤渣II的成分是Fe,写出“还原”过程中发生反应的离子方程式___________。
(3)从分离出滤渣II后的滤液中得到产品,应进行的操作是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(4)FeSO4·7H2O在医学上常用作补血剂。
某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。
步骤I:取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤,将滤液配制成250 mL溶液;步骤II:取上述溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入少量硫酸酸化,逐滴滴加0.0100 mol·L -1 KMnO4溶液,反应为:5Fe2++MnO-
+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
记录滴定终点时消耗
4
KMnO4溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4反应)。
步骤Ⅲ:重复“步骤II”2~3次,平均消耗KMnO4溶液的体积为20.00 mL。
①步骤I中,配制溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、___________、胶头滴管。
②该补血剂中亚铁离子的含量为___________mg/片(写出计算过程)。
23.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是黄褐色固体,常用作媒染剂和净水剂。
一种利用废铁屑(含少量 Al、Al2O3、Fe2O3等杂质)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示:
已知:①部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀时溶液的 pH 如表:
金属阳离子Fe2+Fe3+Al3+
开始沉淀7.5 2.3 3.4
沉淀完全9.7 3.2 4.4
(1)加入少量 NaHCO3,调节 pH 的范围是_______。
(2)“氧化”过程中,发生反应的离子方程式为_______;该过程某同学选用稀硝酸代替 H2O2 溶液完成反应,你认为不足之处是_______。
(3)“氧化”过程中,若硫酸加入量过小,容易生成_______(填化学式)沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,试从平衡移动的角度分析原因是_______。
聚合离子。
该反应的离(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2+可部分水解生成 Fe2(OH)2
4
子方程式为_______。
24.为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学设计的回收利用方案如图:
(1)合金与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式是___。
(2)由滤液A制取溶液F的两种途径中,途径___更合理,理由是___。
(3)若要从滤液D中得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤是:___、冷却结晶、过滤、自然干燥。
(4)若由滤渣E得到含Cu2+的溶液,试剂Y可能是___(填字母)。
A.稀硝酸 B.浓硫酸 C.浓盐酸 D.稀硫酸
写出一个由滤渣E得到含Cu2+溶液的化学方程式___。
25.利用钛白粉厂废酸(主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+)制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8],同时回收TiO(OH)2的简要流程如下:
已知:i.部分离子完全生成氢氧化物沉淀的pH:
金属离子TiO2+Fe3+Fe2+Al3+
开始沉淀的PH 1.2 1.97.0 3.2
沉淀完全的pH 2.8 3.19.4 4.7
ii.pH>7时,Fe2+部分生成Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+。
请回答下列问题:
(1)加入适量铁的作用是________________________。
(2)生成TiO(OH)2的化学方程式是____________________。
(3)滤渣I、滤渣Ⅱ中均含有的物质的化学式是________
(4)加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+,配平下列离子方程式:2[Fe(NH3)2]2+ +____________+4H2O +H2O2 =___________ + 4NH3·H2O 。
(5)常温下,电解液中含硫微粒主要存在形式与pH的关系如下图所示。
在阳极放电的离子主要为HSO4-,阳极区电解质溶液的pH范围为_________
(6)已知Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34 ,当pH=10 时,求溶液中c(Al3+)=___________
(7)25℃,pH=3的(NH4)2SO4溶液中,计算2c(SO42-)- c(NH4+) =___________(列式即可)
26.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4,较多的CuSO4和少量Na2SO4。
为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。
请根据下列流程图,完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案。
(可供选择的试剂为铁粉、稀H2SO4、NaOH溶液等试剂)
(1)操作a的名称为___,所需要的玻璃仪器除烧杯外还需要___。
(2)固体E的成分为___,加入试剂④时发生的化学方程式为___。
(3)加入试剂①的目的是___。
(4)从溶液D和溶液G中得到FeSO4·7H2O晶体的操作为蒸发浓缩、___、___、洗涤、干燥。
(5)若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液,其中c(Cu2+)=0.1mol/L,
c(Fe2+)=0.4mol/L,c(SO42-)=0.6 mol/L,已知氢离子浓度忽略不计,则c(Na+)为___。
27.一种利用铝土矿(含有氧化铝和杂质)生产氧化铝纯品的工业流程如下:
(1)过程I,发生反应的离子方程式是________________。
(2)过程II,用一定浓度的NaHCO3溶液处理碱浸后滤液,所得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下:
①加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时,发生主要反应的离子方程式是
________________。
②过程II生成Al(OH)3的离子方程式是_____________。
(3)过程III,电解Na2CO3溶液的装置如下图所示。
①阴极的电极反应式是________________。
②简述阳极液生成的原理:______________。
28.蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是
__________________。
(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液pH=7~8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
开始沉淀pH 1.5 3.39.4
Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致________溶解、________沉淀。
(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入
______________________________________________________________(填入物质的化学式),
然后______________________________________________________________________(依次填写实验操作名称)。
(4)物质循环使用,能节约资源。
上述实验中,可以循环使用的物质是________(填写物质化学式)。
(5)现设计一个实验,确定产品a MgCO3·b Mg(OH)2·c H2O中a、b、c的值,请完善下列实验步骤(可用试剂:浓硫酸、碱石灰):
①样品称量
②高温分解
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤MgO称量
(6)18.2 g产品完全分解后,产生6.6 g CO2和8.0 g MgO,由此可知,产品的化学式中:
a=________,b=________,c=________。