(人教版)苏州高中化学必修一第三章《铁金属材料》经典练习题(答案解析)

一、选择题
1．向相同体积、相同浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中分别放入足量铝粉，放出的氢气在同温同压下的体积比为
A ．1：3
B ．1：6
C ．1：1
D ．3：2
2．将2.32gFe 3O 4溶解在过量热的稀硫酸中，当加入25mL0.1mol·
L -1NaNO 3溶液后，恰好能使其中的Fe 2+全部转化为Fe 3+，NaNO 3溶液也反应完全，并有N x O y 气体逸出，则该N x O y 是
A ．N 2O
B ．NO
C ．N 2O 3
D ．NO 2 3．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A ．Cu(s)2Cl Δ
−−−−→CuCl 2(s)NaOH(aq)−−−−−→ Cu(OH)2(s) B ．CaCl 2 (aq)2CO −−−→ CaCO 3(s)−−−→高温 CaO(s)
C ．NaHCO 3(s)−−−→加热Na 2CO 3(s) −−−−→饱和石灰水NaOH(aq)
D ．FeCl 2(aq)NaOH(aq)−−−−−→ Fe(OH)2(s)22O
H O −−−→Fe(OH)3(s) 4．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
5．2018年11月在法国凡尔赛召开的国际计量大会( CGPM)第26次会议将阿伏加德罗常数
的定义修改为“1摩尔包含6.02214076×
1023个基本单元，这常数被称为阿伏加德罗常数，单位为mol -1”。

基于这一新定义，阿伏加德罗常数的不确定度被消除了。

新定义将于2019年5月20日正式生效。

N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法错误的是
A ．新定义中阿伏加德罗常数的不确定度被消除
B ．0.4 moI NH 3与0.6mo1O 2在催化剂的作用下充分反应，得到NO 的分子数为0.4N A
C ．2.7g 铝中加入足量1mol·
L -1的NaOH 溶液，转移的电子数为0.3N A D ．常温常压下，水蒸气通过Na 2O 2使其增重2g 时，反应中转移的电子数为N A
6．下列说法正确的是
A ．工业上电解熔融的氧化镁制取金属镁
B ．铝合金是目前使用最广泛的合金
C ．铝制容器表面有致密的氧化层，可以用来盛放咸菜等食物
D ．小苏打、碳酸钙等可以用来治疗胃酸过多
7．只用下列试剂中的一种，就能将FeCl 3、AlCl 3和NaCl 三种溶液区别开的是 A ．KSCN 溶液
B ．BaCl 2溶液
C ．NaOH 溶液
D ．AgNO 3溶液 8．在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决问题，下列反应先后顺序判断正确的是（ ）
A ．在含FeBr 2、FeI 2的溶液中缓慢通入Cl 2：I -，Br -，Fe 2+
B ．在含Fe 3+，Cu 2+、H +的溶液中加入Zn ：Fe 3+，Cu 2+、H +、Fe 2+
C ．在含Ba （OH ）2、KOH 的溶液中通入CO 2：KOH ，Ba （OH ）2，BaCO 3、K 2CO 3
D ．在含[Al(OH)4]-、OH -，CO 23-
溶液中，逐滴加入盐酸：[Al(OH)4]-、Al(OH)3、OH -、CO 23-
9．下列除杂质选用的试剂和主要操作都正确的是（ ）
10．在酸性溶液中能大量共存的离子组是（ ） A ．2Fe +、3NO -
B ．Na +、2AlO -
C ．K +、3HCO -
D ．4NH +
、Cl - 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．按要求写出化学方程式。

(1)Na 和H 2O 反应：_______
(2)Na 2O 2和CO 2反应：_______
(3)Na 2O 2和H 2O 反应：_______
(4)Fe 在Cl 2中燃烧：_______
(5)Fe 和H 2O(g)的反应：_______
(6)Fe 和FeCl 3(aq)的反应：_______
(7)Cl 2和NaOH(aq)的反应：_______
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________。

14．2020年11月6日，“太原号”科普卫星搭乘长征六号运载火箭成功发射。

人造地球卫星与空间探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金，要求高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢。

(1)不锈钢中的主要元素是_______，它的合金元素主要是_______。

(2)铝合金的优点是_______、_______等。

(3)钛合金可用于航天，还可用于制作_______(填一种)。

15．请回答下列问题：
(1)2 mol 的CO 2与3 mol 的SO 3的分子数比是_______；原子数比是_______。

(2)9.5 g 某二价金属氯化物(ACl 2)中含有0.2 molCl －，则A 的摩尔质量是___________。

(3)铁与蒸汽反应的化学方程式_____________________________________；
(4)实验室以二氧化锰为原料制氯气的离子方程式
____________________________________。

(5)中国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以粘土[主要成分Al 2Si 2O 5(OH)4]为原料，经高温烧结而成．若以氧化物形式表示粘土的组成，应写为_________________________ 。

16．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___________。

17．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。

（1）取ag 样品，向其中加入足量的NaOH 溶液，测得生成气体的体积为bL （标准状况下）。

反应的化学方程式为______________；样品中铝的质量是_______g 。

（2）取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式为
____________________；氧化铁与铝的质量比是_______。

（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L（标准状况下），该气体与（1）中所得气体的体积比c:b=_______。

18．请回答下列生活中的化学常识：
(1)建筑用的红砖显红色是因为含___________；制造光伏电池的材料是____________；自来水不可以用来配制硝酸银溶液，原因是______________。

(2)呼吸面具中常用__________作为制取氧气的原料，生成氧气时发生的化学反应方程式为_____________________（写出一个即可）。

19．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__________。

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．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝。

工业上利用废渣(含Fe2＋、Fe3＋的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：
注：铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。

(1)在废渣溶解操作时，应选用________溶解(填字母)。

A．氨水 B．氢氧化钠溶液 C．盐酸 D．硫酸
(2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选用________(供选择使用的有：空气、Cl2、
MnO2)，其理由是________________________。

氧化过程中发生反应的离子方程式为
_________________________。

(3)根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是：__________________________________________。

(4)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、______________。

铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为：______________________。

22．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。

工业上综合利用铝土矿的部分工艺流程如下。

(1)在滤液A中加入漂白液，目的是将Fe2+氧化成Fe3+便于除去，工业上制取漂白液反应的离子方程式____________________________________。

(2)检验滤液B中是否还含有Fe2+的方法为：____________________________________。

(3)将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，选用的最好试剂为______(填代号)。

a．氢氧化钠溶液 b．硫酸溶液 c．氨水 d．二氧化碳
(4)滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、_________(填操作名称)、过滤、洗涤。

(5)滤渣的主要成分是____________(填化学式)，其与NaOH固体焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为____________(填代号)，该反应的化学方程式是________________________。

23．从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。

(1)自然界中存在游离态的铁，通常称为____________。

(2)硫酸渣的主要化学成分为：SiO 2约45%，Fe 2O 3约40%，Al 2O 3约10%，MgO 约5%。

用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如图（部分操作和条件略）：
回答下列问题：
①在步骤i 焙烧的目的是________。

步骤ii 的滤渣为_________。

②在步骤iii 操作中，滴加氨水除Al 3+。

若常温时由1.0×
10-32，此时理论上使Al 3+恰好沉淀完全即溶液中c (Al 3+)=1×
10-5 mol·L -1，则溶液的pH 为_______。

③在步骤iv 中发生的反应中有一种气态产物，它是_________（写化学式）。

④步骤v 中，发生反应的化学方程式为_______________________。

(3)工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄（FeOOH ，一种不溶于水的黄色固体）制备高铁酸钾(K 2FeO 4)，可降低生产成本且产品质量优。

工艺流程如下：
①由图知需先制得高铁酸钠溶液，然后加入饱和KCl 溶液转化为高铁酸钾，说明相同温度下溶解度：高铁酸钾______高铁酸钠（填“＞”或“＜”）。

②写出由铁黄制备高铁酸钠的离子方程式_____________________________________。

③高铁电池是一种新型二次电池，电解液为强碱溶液，其电池反应为：
3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的正极反应式为___________________________________。

24．混合物的分离提纯在生产生活中有着重要的意义，请根据题目要求完成下题： Ⅰ．已知某工业废水中含有大量4FeSO ，较多的2+Cu ，以及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收42FeSO 7H O 晶体及金属Cu 。

(1)步骤1的主要操作中需用到的玻璃仪器有_______，_______，_______。

(2)步骤2中发生反应的离子方程式．．．．．
为___________________________________。

(3)步骤3中加入的试剂X 为_____________________。

(4)步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩、______________、过滤、洗涤、烘干。

Ⅱ．某同学设计．如下实验方案，以分离KCl 和2BaCl 两种固体混合物。

供选试剂：24Na SO 溶液、23K CO 溶液、24K SO 溶液、盐酸。

试回答下列问题：
(1)操作①的名称是__________，操作②的名称是___________。

(2)试剂a 是________(填化学式，下同)，试剂b 是_________，固体B 是_________。

(3)加入试剂a 所发生反应的化学方程式为___________________________________。

加入试剂b 所发生反应的离子方程式为___________________________________。

(4)该方案能否达到实验目的：______(填“能”或“不能)。

若不能，应如何改进？ (若能，此问不用回答)________________________________。

25．铁是人体必需元素，同时在生产生活中有重要应用。

I.(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O 2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。

NaNO 2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O 2结合的能力。

药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。

(2)设计简单的实验，检验某补铁口服液(主要成分为葡萄糖酸亚铁)是否已经氧化变质_______；
II. 碳酸亚铁(FeCO 3)也可作为补血剂(片剂)，利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe 2O 3、FeO ，还有一定量的SiO 2)制备FeCO 3的流程如下：
(3) “还原”时，FeS 2与H 2SO 4不反应，Fe 3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：
SO+16H+，则另一个反应的离子方程式为_________。

FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++22-
4
(4)化学社的同学欲用下图装置模拟“沉淀”步骤，操作如下：
①打开a中K1、K3，关闭K2，
②一段时间后，_________，反应过程中生成的氢气的作用是________、_________(至少写两条)，d装置的作用是_________；
(5) 写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯铁红的化学方程式：____________。

26．某Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质。

现通过下列生产过程，从该样品中提纯Al2O3，并回收铁红。

流程如下：
(1)操作①是_________，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_________。

(2)白色固体②是_________，样品和试剂①反应的化学方程式是_________。

(3)固体①加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：_______(用化学方程式表达)。

(4)溶液③中铁元素的存在形式是_________，如何用实验证明：____。

(5)溶液③中通入某气体，该气体可以是_________(任写一种的化学式)，红褐色固体制得铁红的化学方程式是_________。

27．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) ，流程如下：
（1）浸取时，溶液中的Fe2+易被空气中的O2氧化，其离子方程式为____________。

能提高烧渣浸取速率的措施有_________（填字母）。

A．将烧渣粉碎B．降低硫酸的浓度C．适当升高温度
（2）还原时，试剂X的用量与溶液pH的变化如图所示，则试剂X可能是___________（填字母）。

A．Fe粉B．SO2C．NaI
还原结束时，溶液中的主要阴离子有___________。

（3）滤渣Ⅱ主要成分的化学式为_____________；由分离出滤渣Ⅱ后的溶液得到产品，进行的操作是__________、__________过滤、洗涤、干燥。

28．黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜（CuFeS2）。

黄铜矿经熔炼、煅烧后得到粗铜和炉渣，冶炼过程的主要反应有：
（1）二硫化亚铁铜也可以表示为CuS·FeS，其中硫元素的化合价是____。

（2）反应②中还原剂是________。

（3）某校学习小组用炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等）制备铁红，进行如下实验。

①炉渣碱浸时反应的离子方程式是_____、_____。

②滤渣1中加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+，该反应的离子方程式是________；为检验铁元素是否被氧化完全，应进行的实验是：取少量滤液2于试管中_________。