湖北孝感市高中化学必修一第三章《铁金属材料》阶段测试(培优专题)

一、选择题
1．下列属于合金的是
A ．不锈钢
B ．黄金
C ．石墨
D ．氧化铁 2．下列四组实验中，操作正确且能达到预期目的是 A B C
D
配制稀硫酸
固体NaHCO 3分解 制备Fe(OH)2沉淀 铁粉与水蒸气反应产生氢气 3．某无色溶液中可能含有Na +、H +、Cu 2+、2-4SO 、OH -、-3NO 六种离子中的几种。

现取该
溶液进行实验，步骤和现象如下：
①向溶液中先滴加过量硫酸铁溶液，产生红褐色沉淀；
②继续滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。

下列说法正确的是
A ．原溶液中一定存在的离子：Na +、2-4SO 、OH -
B ．原溶液中一定不存在的离子只有Cu 2+
C ．原溶液中可能存在的离子：2-4SO 、-3NO
D ．红褐色沉淀的化学式为Fe (OH )2
4．以下现象中不涉及氧化还原反应的是
A ．氯化铁溶液可用于刻制含铜箔的印刷电路板
B ．在新冠肺炎疫情期间，使用84消毒液进行消毒
C ．用盐酸除去铁锈(Fe 2O 3·
xH 2O) D ．将紫色石蕊溶液滴加到新制氯水中，可以看到溶液先变红后褪色
5．在一定温度和压强下，20mL 体积2X 气体与60mL 体积2Y 气体刚好完全化合生成40mL 体积气体化合物，该化合物的化学式为( )
A ．23X Y
B ．XY
C ．3X Y
D ．3XY
6．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
7．下列A ～D 四组，每组有两个反应，其中两个反应可用同一个离子方程式表示的是（ ）
(Ⅰ) (Ⅱ) A
少量SO 2通入Ba(OH)2溶液 过量SO 2通入少量Ba(OH)2溶液 B
少量浓氨水滴入Al 2(SO 4)3溶液 少量Al 2(SO 4)3溶液滴入浓氨水 C
0.1molCl 2通入含0.2molFeBr 2的溶液 0.3molCl 2通入含0.2molFeBr 2溶液中 D
NaAlO 2溶液与少量H 2SO 4溶液相混合 少量NaAlO 2溶液与过量稀H 2SO 4相混合 A ．A B ．B C ．C D ．D
8．将H 2S 和空气的混合气体通入FeCl 3、FeCl 2、CuCl 2的混合溶液中反应回收S ，其物质转化如图所示。

下列说法错误的是（ ）
A ．Fe 3+、Cu 2+是该转化过程的催化剂
B ．该处理过程中，溶液中的 c (Cl -)保持不变
C ．该过程中每回收32 g 硫，消耗0.5 mol 氧气
D ．反应③的离子方程式为4Fe 2+ +O 2 +4H + =4Fe 3+ +2H 2O
9．下列有关除杂方法正确的是
A ．用铜粉除去2CuCl 溶液中的3FeCl
B ．用NaOH 溶液除去镁粉中的铝粉
C ．用饱和3NaHCO 溶液除去HCl 气体中的2CO
D ．用加热的方法除去23Na CO 固体中的3NaHCO
10．下列离子方程式的书写正确的是
A ．铝遇NaOH 溶液产生气泡：2Al+2OH -+2H 2O=22AlO
+3H 2↑
B ．次氯酸钙溶液中通入过量CO 2：ClO -+H 2O+CO 2=HClO+-3HCO
C ．氯气通入水中：Cl 2+H 2O 2H ++Cl -+ClO -
D ．印刷电路板原理：2Fe 3++3Cu=2Fe+3Cu 2+ 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．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。

请回答下列问题：
（1）向沸水中逐滴滴加1mol·L－1FeCl3溶液至液体呈透明的红褐色，所得分散系中微粒直径的范围是______________，区别该液体和FeCl3溶液的方法是______________。

（2）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。

其中一个反应为
3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2，氧化产物为________，若有3mol FeS2参加反应，转移
________ mol电子。

（3）在热的稀硫酸溶液中溶解一定量的FeSO4后，再加入足量的KNO3溶液，可使其中的Fe2+全部转化成Fe3+，并有气体逸出，请配平该化学方程式：
___FeSO4+____KNO3+___ H2SO4═____ K2SO4+_____ Fe2（SO4）3+__NO↑+_____ H2O。

（4）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe2O3，将一定量的铁红溶于160mL 5mol·L－1盐酸中，再加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L（标准状况）H2，经检测，溶液中无
Fe3+，则参加反应的铁粉的质量为________ g。

13．氧化还原反应是一类重要的化学反应，在工农业生产、日常生活中有着广泛的运用。

(1)人通过呼吸作用提供能量以维持生命活动。

吸进的氧气与人体内的葡萄糖(C6H12O6)发生如下反应：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O。

该反应中的还原剂是___________；
(2)加工食品通常要添加少量防腐剂，防止食物被空气中的氧气氧化而变质。

此类食物防腐剂应具有___________(填“氧化性”或“还原性”)；
(3)铁是人体中不可缺少的微量元素。

Fe2+在人体中更易被人体吸收。

贫血患者应补充
Fe2+。

服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。

在这个过程中维生素C所起的作用是___________(填“氧化作用”或“还原作用”) ；向维生素C溶液中滴加几滴酸性KMnO4稀溶液，实验现象为___________。

14．化学研究主要用的是实验方法，所以学习化学离不开实验。

运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。

(1)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是________nm。

写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式________；
(2)中国古代四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是________。

(3)Fe跟Cl2在一定条件下反应，所得产物的化学式是________。

将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。

请回答：
①若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成________色。

②向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为________，反应的离子方程式是________。

(4)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，除去的方法是________；该反应的离子方程式：________。

(5)除去铁粉中混有的铝粉应选用的试剂为________，发生反应的化学方程式为________。

15．(1)厨房中的调味品，①盐(主要成分氯化钠)、②碱面(主要成分碳酸钠)、③白醋(主要成分乙酸)。

主要成分中属于盐类的是___________(填序号，下同)；相互间能发生反应的是___________。

(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察的现象是___________。

(3)FeSO4•7H2O俗称绿矾，在医药工业中可用于补铁剂的制造，而硫酸亚铁溶液在保存时需要加入适量的铁粉，请用离子方程式简述其原因___________。

(4)铝合金具有广泛的用途，但铝制器具不宜盛放碱性食物，其请写出该反应的离子方程式___________，若生成6.72L气体(标准状况)，则消耗铝的质量为___________g。

16．钠、镁、铝、铁是四种重要的金属。

请回答：
(1)钠的金属活动性比铝的______(填“强”或“弱”)。

(2)钠与水反应，观察不到的实验现象是______(填编号)。

a.钠沉到水底
b.钠熔成小球
c.小球四处游动
(3)Fe跟S在加热条件下反应，生成物的化学式为______。

(4)铁在高温时与水蒸气反应的化学方程式为______。

(5)将镁铝合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是______。

A．Na+ B．Mg2+ C．OH- D．-
2
AlO
17．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应后，则参加反应的NaOH的物质的量为________；原NaOH溶液的物质的量浓度为________；生成标准状况下H2的体积为__________。

18．（1）一个体重50kg的健康人含Fe元素约2g。

主要以Fe2＋、Fe3＋形式存在于人体内。

Fe2＋易被吸收，给贫血者补充铁时，应补充含Fe2＋的亚铁盐(如FeSO4)。

服用Vc可使
食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。

人体中经常进行Fe2＋A
B
Fe3＋的转化，在过程A中，Fe2＋做
__剂，过程B中Fe3＋做___剂。

（2）请按要求正确书写：
①“铁与硫酸铜溶液反应”（离子方程式）：__；
②用CO还原Fe2O3（化学方程式）：__。

（3）某一反应中有反应物和生成物的粒子共6种：SO32-、I2、H＋、SO42-、I－、H2O，已知该反应中I2只发生如下过程：I2→I－，请回答：
①该反应的还原剂是__(填分子或离子符号)。

②反应过程中，每有1molI2发生反应，转移的电子数为__。

③写出该反应的离子方程式(用单线桥法表示出电子的转移方向及数目）__。

19．补齐物质与其用途的连线。

___
20．Fe2O3又称铁红，请根据要求完成下列问题．
（1）Fe2O3固体(红棕色)属于_____(填纯净物或者混合物)．将其加入适量盐酸，反应的化学方程式_____
（2）用上述所得溶液进行下列实验，取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的离子方程式_____
（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现_____色，即可制得Fe(OH)3胶体．
（4）另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mL FeCl3溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到_____烧杯的液体中产生了丁达尔效应．
三、解答题
21．某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答：
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：____________________________。

(2)试剂X是______________。

溶液D是______________。

(3)在步骤Ⅱ时，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。

一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。

为避免固体C减少，可采取的改进措施是
_____________________。

(4)由固体F 制取硫酸铜溶液，通常有两种方案：
方案一：将固体F 在加热条件下与浓硫酸反应；
方案二：将固体F 投入热的稀浓硫酸中，然后通入氧气；
方法一的缺点为：_________________________________________________。

(5)工业上常用溶液E 制得净水剂Na 2FeO 4，流程如下：
①测得溶液E 中c (Fe 2＋)为0.2 mol·
L －1，若要处理1 m 3溶液E ，理论上需要消耗25%的H 2O 2溶液_______kg 。

②写出由Fe(OH)3制取Na 2FeO 4的离子方程式______________。

(已知NaClO 还原为NaCl)
22．二氧化铈()2CeO 是一种重要的稀土氧化物。

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含2SiO 、23Fe O 、2CeO 、FeO 等物质)。

某课题组以此粉末为原料，设计如下流程对资源进行回收，得到纯净的和硫酸铁铵晶体。

已知：2CeO 不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH 溶液。

回答下列问题：
（1）废玻璃粉末与稀硫酸充分反应后，过滤要用到的玻璃仪器有玻璃棒、____；“操作X”是将溶液1______________、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。

（2）向滤液1中加入稀硫酸、22H O 溶液的目的是______。

滤渣1中加稀硫酸和溶液发生反应的离子方程式为_____________。

（3）要证明滤液1中含有2Fe +，可选用的试剂为_________。

（4）由滤液2生成4Ce(OH)的离子方程式为__________。

（5）取上述流程中得到的4Ce(OH)产品0.531g ，加硫酸溶解后，用浓度为
10.1000mol L -⋅的4FeSO 标准溶液滴定至终点时(铈元素被还原为3Ce +)，消耗425.00mLFeSO 标准溶液．该产品中4Ce(OH)的质量分数为______(结果保留两位有效数字)。

23．锰是一种重要的过渡元素，工业上以菱锰矿(MnCO 3)[含FeCO 3、SiO 2、Cu 2(OH)2CO 3等杂质]为原料制取MnO 2有多种方法，生产流程如图。

已知常温下几种金属氢氧化物沉淀时的pH ：
Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 开始沉淀时pH
8.3 6.3 2.7 4.7 完全沉淀时pH 10.0 8.4 3.7 6.7
(1)为提高酸浸速率，可以采取的措施_________(写出两条)。

(2)滤液I 中加双氧水的目的是_______。

(3)滤渣II 的成分是________，为除尽杂质而又不损失锰，应调节溶液pH 范围为_______。

(4)滤液II 中加入KClO 3、H 2SO 4反应的离子方程式为________。

24．CoC 2O 4是制备金属钴的原料。

利用含钴废料(主要成分为Co 2O 3，含少量Fe 2O 3、Al 2O 3、CaO 、MgO 、碳及有机物等)制取CoC 2O 4的工艺流程如图：
(1)“550℃煅烧”的目的是_______。

(2)“浸出液”的主要成分是_______。

(3)“钴浸出”过程中Co 3+转化为Co 2+，反应的离子方程式为_________。

(4)“净化除杂1”过程中，需在40～50℃加入H 2O 2溶液，其目的是______。

(用离子方程式表示)；再升温至80～85℃，加入Na 2CO 3溶液，调pH 至5，“滤渣I”的主要成分是______。

(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c (Ca 2+)=1.0×l0-5mol/L ，则滤液中c (Mg 2+)为___[已知K sp (MgF 2)=7.35×10-11、K sp (CaF 2)=1.05×10-10]
(6)为测定制得的CoC 2O 4产品的纯度，现称取1.000g 样品，将其用适当试剂转化为草酸铵
[(NH 4)2C 2O 4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L 高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点，共用去高锰酸钾溶液26.00mL ，该产品的纯度为_______________。

25．以硫铁矿（主要成分为FeS 2，还有少量CuS 、SiO 2等杂质）为原料制备绿矾晶体
（FeSO 4·
7H 2O ）的工艺流程如下：
(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。

(2)烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。

(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。

(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由________。

（结合化学用语说明原因）
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。

其过程如图所示：
已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋
①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______
______=7Fe2++______S2O32-+__________
②过程II反应的离子方程式________________________________________。

(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。

取X g样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。

反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+
=6Fe3++2Cr3++7H2O。

则绿矾晶体纯度的计算式为______________。

(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)
26．废物的处理、转化和利用是非常有意义的。

某研究性学习小组设计如图所示流程，综合处理某工厂印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)和废气(H2S)，真正做到了变废为宝：处理废液、废气得到氯化铜、单质硫的同时，还实现了蚀刻液的循环利用。

根据以上信息回答下列问题：
（1）操作I、Ⅱ、Ⅲ相同，名称是__，所需要的玻璃仪器主要有：烧杯、玻璃棒、__。

（2）通常用来检验蚀刻液中金属阳离子的化学试剂是__。

（3）向废液中加入过量X时发生的主要反应的离子方程式为__。

（4）滤渣①与Y反应的化学方程式为____。

（5）H2S通入蚀刻液中发生的主要反应为___。

（6）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为__。

（7）综合分析虚线框内所涉及的两个反应，可知该过程有两个显著优点：①蚀刻液得到循
环利用；②__。

27．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是___。

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择___（填字母编号）。

A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液
（3）在反应FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4中，有7molFe2(SO4)3参与反应，有__电子转移；
（4）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。

该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe +2Li2S，正极反应式是___。

（5）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的化学方程式是___。

28．以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和铁的氧化物等杂质)为原料制备铝与硫酸亚铁，工艺流程如图所示：请回答下列问题：
（1）步骤①中提高碱浸速率的方法_______。

（2）滤液Ⅰ中主要的阴离子是______。

（3）步骤⑤加入过量的铁粉的目的___（用离子方程式解释）
（4）检验滤液Ⅲ中的金属阳离子的方法是：_____。

（5）滤液Ⅲ经过蒸发浓缩，_______，过滤得到硫酸亚铁晶体，过滤时需要的玻璃仪器有___（填标号）。