武汉市第二中学高中化学必修一第三章《铁金属材料》测试卷(课后培优)

一、选择题
1．工业上用铝土矿(主要成分为Al 2O 3含少量Fe 2O 3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是
A ．试剂X 可以是氢氧化钠溶液，也可以是硫酸
B ．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C ．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D ．反应②的离子方程式为-2AlO +CO 2+2H 2O=Al(OH)3↓+-3HCO
2．将下列四种化合物分别溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是
A ．FeS
B ．Fe 2O 3
C ．FeCl 3
D ．Fe 3O 4
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．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
5．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 ．
6．下列离子方程式书写正确的是
A ．醋酸溶液与水垢中的CaCO 3反应：CaCO 3+2H ＋=Ca 2＋+H 2O+CO 2↑
B ．向Ba(OH)2溶液中滴加等体积等浓度的NH 4HSO 4溶液：Ba 2++2OH -
+H +++4NH +2-
4SO =BaSO 4↓+H 2O+NH 3·H 2O
C ．向NaHCO 3溶液中加入过量NaHSO 4溶液：2-3CO +2H ＋= H 2O+CO 2↑。

D ．FeCl 3溶液与Cu 的反应：Cu ＋Fe 3＋=Cu 2＋＋Fe 2＋
7．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)
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H 2O 2
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．锂被誉为“高能金属”，废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO 2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 (Li 2CO 3)＝1.6×
10-3，LiCoO 2难溶于水，具有强氧化性)：
下列有关说法错误的是
A ．碱溶时的主要反应为：2Al+2OH -+2H 2O = 2-
2AlO +3H 2↑
B ．加氨水调节pH 的目的是完全沉淀溶液中的Fe 3+
C ．酸溶时H 2O 2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
10．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
二、填空题
11．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(C 6H 12O 6)发生如下反应：C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O 。

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。

Fe 2+在人体中更易被人体吸收。

贫血患者应补充Fe 2+。

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KMnO 4稀溶液，实验现象为___________。

12．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)要确定铁的某氯化物FeCl x 的化学式。

可用离子交换和中和的方法。

实验中称取0.54g 的FeCl x 样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH -的阴离子交换柱，使Cl -和OH -发生交换。

交换完成后，流出溶液的OH -用0.40mol·L -1的盐酸中和，结束时消耗盐酸25.0mL ，则x 值为_______
(2)现有一含有FeCl 2和FeCl 3的混合样品，采用上述方法测得n(Fe)： n(Cl)=1：2.1，则该样品中FeCl 3的物质的量分数为_______。

在实验室中，FeCl 2可用铁粉和_______反应制备，FeCl 3可用铁粉和_______反应制备
(3)FeCl 3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_______
(4)高铁酸钾(K 2FeO 4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl 3与KClO 在强碱性条件下反应可制取K 2FeO 4，其反应的离子方程式为_______。

13．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FeCl 3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Cl 2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Fe 2＋溶液中存在Fe 3＋，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________。

14．向铁和氧化铁的混合物中加入1
500mL 0.20mol L -⋅稀盐酸后恰好完全溶解，得到只含一种金属离子的浅绿色溶液，并收集到448mL 氢气(标准状况下测定)。

回答下列问题：
(1)反应后溶液中的溶质为_______mol 。

(2)原混合物中单质铁的物质的量为_______mol ，氧化铁的质量为_______g 。

15．具备化学学科素养，会提高分析问题和解决问题的能力。

现有化学反应：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
根据上述反应回答下列问题：
(1)该反应物H2C2O4 (草酸)中C的化合价为__________
(2)标准状况下，3.36L CO2所含分子数为________
SO-的物质的量浓度为______
(3) 2L K2SO4溶液中含有15.6g K+，则溶液中2
4
(4)反应中需用0.10mol/L稀硫酸，用浓硫酸配制该浓度稀硫酸过程中，下列操作会导致所配浓度偏高的是______
A．转移时没有洗涤烧杯、玻璃棒 B．未冷却到室温就转移至容量瓶定容
C．摇匀后发现液面低于刻度线，又加蒸馏水至刻度线 D．定容时俯视液面
(5) KMnO4是常见的氧化剂，而Fe2+具有还原性．在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，可以观察到的现象是_____ 。

当反应结束后，为了检验Fe3+，可以向试管中再滴加2滴_____，观察到的现象是_______。

16．(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___。

SO-)增大，则还原产物是17．(1)在Fe2(SO4)3溶液中滴入NaHSO3溶液，溶液中n(2
4
______________。

(2)写出检验上述反应中Fe2(SO4)3是否耗完的方法：_____________________。

18．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__________。

19．Na、Fe、Cl是中学化学常见的元素。

回答下列问题：
（1）含上述元素的常见化合物中，呈淡黄色的是___（填化学式）。

（2）焰色反应的实验中，Na元素的焰色为___色，观察K元素的焰色需要透过___。

（3）实验室在制备Fe（OH）2时必须隔绝空气，否则发生的现象是___。

（4）MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2，该反应的化学方程式为___。

若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收，则生成的盐为___（写化学式，只写一种）。

20．（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）NaHCO3俗名是___，常温时，NaHCO3的溶解度___Na2CO3（填“大于”或“小于”）；
（3）配制FeSO4溶液时需加入硫酸抑制水解，还需加入___防止Fe2+被氧化成Fe3+；（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”）。

三、解答题
21．铜在自然界中常以多种形态存在，现以孔雀石矿石[成分为Cu2(OH)2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3等]为原料生产主产品胆矾和副产品铁红的工艺流程如图：
（1）气体1的成分除H2O（g）外，还有_______________，步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为___________________________________________________，滤液1的主要成分的用途之一为________________________________________。

（2）目前工业生产中步骤③酸浸的百分率为70%，为进一步提高酸浸的百分率可采取的措施有__________（答出两点）。

（3）步骤④调pH所用试剂为_____________。

（4）室温下滤液3的pH=4，K sp[Fe(OH) 3]=4×10-38，则滤液3中c（Fe3+）
=____________。

（5）步骤⑤操作为___________________________________________________________.。

（6）假设使用孔雀石质量为m kg，步骤③酸浸的百分率为70%，经滤渣2所得铁红的质量为n kg，则孔雀石矿石中铁元素的含量为______________________。

22．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。

回答下列问题：
相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.1 6.3 1.5 3.48.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH10.18.3 2.8 4.710.98.28.9
程式_______。

（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。

（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。

（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。

若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是______
（6）写出“沉锰”的离子方程式_____________________________________。

23．工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。

钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

(1)步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的反应的离子方程式为___________。

检验溶液中的Fe3＋所用试剂是___________，其现象是___________。

(2)步骤④的实验操作名称是___________，该实验操作用到的玻璃仪器有___________。

(3)步骤⑤的化学方程式是___________。

(4)可利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4)，则反应的离子方程式为___________。

(5)若用惰性电极对生产过程中的废液进行电解实验，阳极反应式___________。

24．铝是应用广泛的金属。

以铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3和SiO2等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为___。

(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH___(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___。

(4)茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向，航标灯的电源必须长效、稳定。

我国科技工作者研制出铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。

下列有关说法正确的是__。

a．铝合金是阳极 b．铝合金是负极
c．海水是电解液 d．铝合金电极发生还原反应
25．工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）的流程如图：
（1）FeO属于碱性氧化物，写出FeO与硫酸反应的化学方程式____________
（2）FeCl3可用于作净水剂，是因为其溶于水能形成Fe（OH）3胶体具有___性，FeCl3溶
10 m。

液中分散质粒子的直径______（填“>”或“<”）9
（3）“转化”是为了将溶液中的Fe2（SO4）3转化为FeSO4。

一种方法是向溶液中加入铁粉，铁粉与Fe2（SO4）3发生化合反应生成FeSO4，该反应的化学方程式是_______，该反应中化合价升高的元素是_____，化合价降低的元素是_____。

另一种方法是向溶液中通入SO2，发生反应Fe2（SO4）3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，该反应属于_______（填“氧化还原”或“非氧化还原”）反应。

Fe2（SO4）3的电离方程式为_________。

（4）“过滤”所用到的玻璃仪器有__________。

26．某实验兴趣小组利用易拉罐（主要成分是Al、Fe）制备明矾的过程如下图所示：
⑴写出“反应Ⅰ”时的离子反应方程式：________。

⑵写出“反应Ⅱ”时的化学反应方程式：________。

⑶过滤所得Al(OH)3需进行洗涤，检验Al(OH)3已洗涤干净的方法是：________。

⑷明矾能够净水的原因是________。

⑸ Fe和水蒸气在高温下反应后所得固体产物X可用于制取FeCl2溶液。

请从下列试剂中选择合适的将X转化为FeCl2溶液。

试剂：盐酸、NaCl溶液、Cu粉、Fe粉。

依次选用的试剂为：________、________。

27．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___。

28．（1）按要求写出方程式：
①HNO3 (电离方程式）_____
②Fe2(SO4)3 (电离方程式）_____
③硫酸钠和氯化钡溶液反应（离子方程式）____
④二氧化碳通入足量氢氧化钠溶液（离子方程式）____________
（2）①0.4molCH4分子中所含原子数与__g HCl分子中所含原子数相等，该HC1气体在标准状况下的体积为________ L；
②等物质的量O2和臭氧(O3)，其质量之比为_______；若O2和O3质量相等，则其原子数之比为__。

（3）以下为中学化学中常见的几种物质：①二氧化碳②熔融KC1③NaHSO4固体④铜⑤稀硫酸⑥澄清石灰水，其中属于电解质的有_____，属于非电解质的有____(填编号）。

（4）高铁酸钠(Na2FeO4)(铁为+6价）是一种新型的净水剂，可以通过下述反应制取： 2Fe (OH) 3 + 4NaOH + 3NaC1O = 2Na2FeO4 + 3NaCl + 5H2O
①该反应中氧化剂是_________(用化学式表示，后同)，______元素被氧化，还原物为
__________；
②用单线桥在方程式中标出电子转移的情况：_______________
③当反应中有lmolNaFeO4生成，转移的电子有_________ mol；
④实验室欲配制250mL0.1 mol•L-1NaOH溶液，除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管，还需要用到的玻璃仪器为__________，下列操作配制的溶液浓度偏低的是__________。

A．称量NaOH时，将NaOH放在纸上称重
B．配制前，容量瓶中有少量蒸馏水
C．配制时，NaOH未冷却直接定容
D．向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
E.定容时俯视刻度线。