【学生卷】初中高中化学必修一第三章《铁金属材料》经典题(课后培优)(2)

一、选择题
1．为了鉴别某溶液中只有Fe 2+，没有Fe 3+，试剂的最佳添加顺序是
A ．先滴加少量新制氯水，再滴加KSCN 溶液
B ．先滴加KSCN 溶液，再滴加少量新制氯水
C ．先滴加KSCN 溶液，再滴加足量KMnO 4溶液
D ．滴加氢氧化钠溶液
2．我国最早使用的合金
A ．生铁
B ．青铜
C ．硬铝
D ．焊锡
3．下列实验中，不仅产生气体，而且最终一定能产生白色沉淀的是
A ．将过量的Na 投入到AlCl 3溶液中
B ．将过量的Na 2O 投入到AlCl 3溶液中
C ．将过量的Na 投入到MgCl 2溶液中
D ．将过量的Na 2O 2投入到FeCl 2溶液中
4．下到分离提纯过程中使用的试剂或实验操作不正确的是
A ．除去Fe 2O 3固体中的Al 2O 3： 加入足量NaOH 溶液， 过滤、洗涤、干燥
B ．除去FeCl 3溶液中的FeCl 2：加入适量氯水，充分反应
C ．除去Cu 粉中的Fe 粉：加入足量盐酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥
D ．除去NaHCO 3固体中的Na 2CO 3：加入适量盐酸，充分反应后，蒸发结晶
5．下列物质间的转化在给定条件下不能实现的是
A ．NaHCO 3(s)Δ−−→Na 2CO 3(s)饱和石灰水−−−−−−→NaOH(aq)
B ．KClO 3(s)浓盐酸−−−→ Cl 2石灰乳−−−−−→Ca(ClO)2
C ．Fe 3O 4(s)
高温Al Fe 2Cl (少量)FeCl 2(s) D ．Na 2ΔO Na 2O 2盐酸−−−−−→NaCl(aq)
6．下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A ．《神农本草经》：“空青(蓝铜矿类)…能化铜铁豁(铅)锡作金”
B ．《梦溪笔谈》：“石穴中水，所滴者皆为钟乳”
C ．补铁剂(有效成分为Fe 2+)与维生素C 共服效果更佳
D ．雷雨发庄稼——自然固氮
7．高铁酸钾是种一重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。

某课外学习小组设计如图所示方案制备高铁酸钾。

下列说法不正确的是
A．高铁酸钾中铁元素的化合价为+6，具有强氧化性
B．次氯酸钠和硝酸铁反应生成2 molFeO2-
时，转移6 mol电子
4
C．由流程可以判断高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度
D．活性炭和高铁酸钾的净水原理相同
8．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
9．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
10．下列离子方程式的书写正确的是
AlO +3H2↑
A．铝遇NaOH溶液产生气泡：2Al+2OH-+2H2O=2
2
HCO
B．次氯酸钙溶液中通入过量CO2：ClO-+H2O+CO2=HClO+-
3
C．氯气通入水中：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
D ．印刷电路板原理：2Fe 3++3Cu=2Fe+3Cu 2+
二、填空题
11．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FeSO 4溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe 3+：___。

Fe 2+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(K 2FeO 4)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 -
=___FeO 24-+__+__Cl -
向制得的Na 2FeO 4溶液中加入适量的饱和KCl 溶液会析出K 2FeO 4，写出该反应的化学方程式：__。

12．铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，是地壳中含量最多的金属。

(1)写出铝的原子结构示意图________。

(2)地壳中含量前三位的元素中，和铝处于同一周期的元素是______。

(3)铝既能与酸又能与碱发生反应，写出其分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应得到的铝盐______、_______。

(4)铝能和氧化铁发生铝热反应：2Al+Fe 2O 3Δ2Fe+Al 2O 3，工业上利用该原理来冶炼某些难熔的金属。

在该反应中铝的作用是_______，标出该反应的电子转移方向和数目_______。

(5)明矾[KAl(SO 4)2·12H 2O]是一种常用的净水剂，写出水解的离子方程式并分析其净水原理______、_______。

13．以菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁，化学式： FeCO 3)为原料制取铁的流程如图：
(1)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的 Fe 2+转化为Fe(OH)3沉淀， 则操作①的名称为______(填“蒸发”或“过滤”)，所用到主要玻璃仪器有_____ 。

(2)写出“沉淀” 过程中发生反应的离子方程式：__________ 。

14．将w g 镁和铝的混合物投入125 mL 4mol L -⋅盐酸中，固体全部溶解后，得到标准状况下896mL 气体(不考虑金属和盐酸反应时HCl 的挥发)。

向所得溶液中加入
20 mL NaOH 溶液时，生成沉淀的质量达到最大。

(1)NaOH 溶液的物质的量浓度为____________1mol L -⋅。

(2)沉淀的质量达到最大时为___________g(用含w 的表达式表示)。

15．如图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据：
北京市医疗机构临床检验结果报告单分析项目
分析项目 检测结果 单位 参考范围 1
锌(Zn) 115.92 umol/L 66～120 2
铁(Fe) 6.95↓ umol/L 7.52～11.82 3
钙(Ca) 1.68 umol/L 1.55～2.10
…… 根据上表的数据，回答下列问题：
(1)该儿童__元素含量偏低。

(2)报告单中“μmol/L”是__(填“质量”、“体积”或“浓度”)的单位。

(3)服用维生素C 可使食物中的Fe 3+转化为Fe 2+。

在这个过程中体现维生素C 的__(填“氧化性”或“还原性”)。

(4)缺铁性贫血患者应补充Fe 2+。

一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的作用是__。

实验室制备氢氧化亚铁时就要用到硫酸亚铁，欲长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀，必须是新制的硫酸亚铁溶液和经过蒸馏的水配置的氢氧化钠溶液反应制备。

反应的现象为___，方程式为___、___。

16．金属及非金属在高中化学中占有重要地位。

(1)为了验证某溶液中含有2+Fe 而不含有3+Fe ，正确的方法是 ______(填字母)。

A ．直接滴加KSCN 溶液
B ．先通入足量氯气，再滴入KSCN 溶液
C ．先滴入KSCN 溶液，再通入氯气
D ．先加入足量铁粉，充分振荡后再滴加KSCN 溶液
(2)实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是 ______(用化学方程式表示)。

(3)如图所示，将氯气依次通过盛有干燥有色布条、潮湿有色布条的广口瓶可观察到的现象是_____ ，说明起漂白性的物质是 _____(填化学式)。

(4)无水3AlCl 易升华，可用作有机合成的催化剂等。

工业上由铝土矿(23Al O 、23Fe O )为原料制备无水3AlCl 的工艺流程如图。

①氯化炉中，23Al O 、2Cl 和C 反应中的氧化产物是 ______(填化学式)。

②用NaOH溶液可除去冷却器排出尾气中的2
Cl，此反应的离子方程式为_________。

③流程中需要向升华器内加入少量Al，其作用是________。

17．某未知溶液中可能含有Fe2+，确定含该离子的实验方案为：取少量该溶液于试管中，先_________，再__________，则说明溶液中含有Fe2+。

18．请按要求填空做答。

（1）NaHCO3能用于治疗胃酸过多，反应的离子方程式为_______。

（2）铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）高温
Fe3O4+4H2，该反应中84g Fe
参加反应，转移电子的物质的量为__________。

（3）制备Fe（OH）3的实验操作：向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl3溶液，______。

（4）密度为1.84g/cm3，质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为________。

19．钠、铝和铁是三种重要的金属，回答问题：
（1）三种金属中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应_________（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.①④⑤
B.②③④⑤
C.①③④⑤
20．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。

回答下列问题：
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L 的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_____。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的化学方程式为_______________。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0．5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，你认为上述方案应如何改进______。

（4）现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是白色沉淀迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色。

其中涉及的氧化还原反应方程式为__________。

三、解答题
21．某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni，还含有Al、Al2O3、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质。

部分金属氢氧化物K sp近似值如下表所示：
K sp近似
10-1710-3910-3410-15
值
现用含镍废催化剂制备NiSO4·7H2O晶体，其流程图如下：
回答下列问题：
（1）“碱浸”时发生反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO2—+3H2↑，_________。

（2）“酸浸”所使用的酸为_____________。

（3）“净化除杂”需加入H2O2溶液，其作用是__________________________。

然后调节pH 使溶液中铁元素恰好完全沉淀，此时的pH为____________（保留1位小数）。

（4）“操作A”为_____、过滤、洗涤、干燥，即得产品。

（5）NiSO4在NaOH溶液中可被NaClO氧化为NiOOH，该反应的化学方程式为_______。

（6）NiOOH可作为镍氢电池的电极材料，该电池的工作原理如下图所示，其充电时，正极的电极反应式为____________。

22．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②除硅的方法：溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。

回答下列问题：
（1）Al元素在元素周期表中的位置为_________；电解制取Al的化学反应中，反应物总能量___________生成物总能量(填“大于”、“等于”或“小于”)；二氧化碳的结构式为
________________。

（2）写出向Al2O3与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式
________________________________。

（3）滤渣A 的主要成分为__________________________。

（4）在工艺流程第三步中，通入过量二氧化碳的化学反应方程式是
_______________________。

（5）实验时取铝土矿ag ，经过上述工艺流程最后得到bgAl ，则铝土矿中的Al 2O 3质量分数为_______________________。

A ．=102b/54a
B ．>102b/54a
C ．<102b/54a
D ．均有可能
23．工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe 2O 3、FeO 和SiO 2，不考虑其它杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO 4·7H 2O)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)FeSO 4·7H 2O 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 KMnO 4溶液，反应为：5Fe 2＋＋MnO -
4＋8H ＋=5Fe 3＋＋Mn 2＋＋4H 2O 。

记录滴定终点时消耗KMnO 4溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO 4反应)。

步骤Ⅲ：重复“步骤II ”2～3次，平均消耗KMnO 4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)。

24．某铁矿石烧渣含2SiO 、23Al O 和23Fe O ，以该烧渣为原料制取3FeCO 的流程如下：
已知2SiO 是难溶于水的酸性氧化物，3FeCO 是难溶于水的白色固体。

(1)反应Ⅰ中23Al O 所发生反应的离子方程式为____________。

(2)选择最适合的金属X ，写出反应Ⅲ的离子方程式：____________。

(3)检验反应Ⅲ已经完全的方法是____________。

(4)反应Ⅳ中当将过滤Ⅱ的滤液缓慢滴加到23Na CO 溶液中，会得到两种白色沉淀混合物，其中一种很快变成灰绿色，最终变成红褐色。

①白色沉淀中除3FeCO 外，还含有____________(填化学式)，生成该沉淀是因为23Na CO 溶液中含有____________(填离子符号)。

②写出沉淀变色时所发生反应的化学方程式：____________。

25．氯化亚铜(CuCl)是有机合成中应用广泛的催化剂。

它微溶于水，不溶于乙醇，露置于潮湿的空气中易被氧化，但在干燥的空气中稳定，见光会分解。

)废紫铜制备氯化亚铜的工艺流程如图：
请回答下列问题：
(1)为加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施有______、_____。

(填两点)
(2)有大量Cl －存在时，Na 2SO 3可将CuCl 2还原成[CuCl 2]－，反应Ⅱ中Na 2SO 3要缓慢加到溶液中，原因是___。

(3)先酸洗再醇洗的目的是______。

(4)上述亚硫酸钠纯度要求高，实验室可用碳酸钠制备少量亚硫酸钠晶体，有关装置如图所示：
将17 g Na 2CO 3溶于80 mL 水中，分装在C 、D 两个锥形瓶中，再将25 g 铜屑放入圆底烧瓶中，将60 mL 浓H 2SO 4和10 mL 水的混合液装在分液漏斗中，逐滴加入硫酸后，小心加热使SO 2逐渐产生(注意控制气量大小和反应速率的快慢)。

将SO 2通入Na 2CO 3溶液中至饱和，在合并C 、D 两瓶所得溶液中，慢慢加入17 g Na 2CO 3，蒸发浓缩，冷却后得亚硫酸钠晶体。

试回答：
①装置B 中浓H 2SO 4的作用：_____；
②Na 2CO 3溶液要分装在两个锥形瓶中的理由是____；写出C 中发生反应的离子方程式_____；
③通SO 2结束后，加Na 2CO 3的目的是_______。

26．兴趣小组分析了用硫铁矿烧渣(主要成份Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO 等)制备铁红(Fe 2O 3)的流程图并进行了铁红性质实验。

(一)铁红制备的流程图分析：
（1）若焙烧中碳与四氧化三铁反应后B中气体的比例恰好是1:1，其化学方程式：
_________。

（2）实验室完成操作1，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________(填仪器名称)。

（3）你认为对气体C最佳的处理方法是________（填选项序号）。

A．冷却后排入空气B．燃烧后排放C．再通入反应炉
（4）反应1的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是___________________。

（5）反应2中相关物质的溶解度如表，你认为该反应在常温下能实现的原因是：
___________________。

物质X K2SO4NH4C1(NH4)2SO4
溶解度g
34.011.137.219.2
（25℃）
洗涤干燥得到硫酸钾晶体时，可选用下列______(选填序号，下同)洗涤剂
A．氯化钾饱和溶液B．水C．硫酸钾饱和溶液
为检验硫酸钾晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入________，振荡、静置，再向上层清液中滴加________，观察现象即可判断。

A．硝酸银溶液B．过量的氯化钡溶液C．过量的硝酸钡溶液
(二)铁红的性质实验
（6）实验装置：已知：草酸晶体(H2C2O4·3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为H2C2O4·3H2O CO2↑＋CO↑＋4H2O
①实验前应先______________________。

②进入E中的气体是纯净、干燥的一氧化碳，则B、D中的试剂依次是______、______(填字母编号)。

A．浓硫酸B．澄清的石灰水C．氢氧化钠溶液
③C装置的作用是________________________________。

27．铜及其化合物在工业生产上有许多用途。

某工厂以辉铜矿(主要成分为 Cu2S，含少量
Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
已知：
①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子Fe2＋Fe3＋Cu2＋Mn2＋
开始沉淀7.5 2.7 5.68.3
完全沉淀9.0 3.7 6.79.8
② Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
(1)加快“浸取”速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有__________（任写一种）。

(2)滤渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式：______________。

(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等，调节pH调的范围为_________，若加 A 后溶液的 pH调为4.0，则溶液中 Fe3＋的浓度为_________mol/L。

(4)写出“沉锰”(除 Mn2＋)过程中反应的离子方程式：_________________________。

(5)“赶氨”时，最适宜的操作方法是________________。

(6)过滤Ⅱ得到的沉淀经过洗涤、干燥可以得到碱式碳酸铜，判断沉淀是否洗净的操作是________________。

28．富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可用于制备净水剂明矾KAl （SO4)2·12H2O和补血剂FeSO4·7H2O。

工艺流程如下（部分操作和产物略去）：
（1）操作1的名称是___________。

（2）反应①②③④中是氧化还原反应的是_______（填写编号）。

（3）综合考虑，金属X最好选择的试剂是__，写出该反应的离子方程式_______。

（4）反应①的离子方程式是_________、__________。

（5）溶液D中含有的金属阳离子是_______，检验方法是________。

（6）用含铝元素27℅的上述矿石10吨，通过上述流程最多生产明矾____吨。