高中化学必修一 第三章 章末检测 解析版)

第三章铁金属材料
单元测试卷
时间：90分钟满分：100分
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。

每小题只有一个选项符合题意）
1．天然氧化铝晶体俗称刚玉，常因含有杂质而呈各种色彩。

下列叙述不正确的（）
A．刚玉中混入微量的铬元素称为红宝石
B．刚玉中混入微量的钛元素或铁元素称为蓝宝石
C．蓝宝石和红宝石都是制作名贵首饰的材料
D．蓝宝石和红宝石都只能从自然界中来获得
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
A.①②③
B.①②④
C.①②③④
D.②③④
3．关于合金的叙述：①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物的形式存在；③合金中一定含金属；④合金一定是混合物。

其中正确的是
A.①②③④
B.①③④
C.②③④
D.③④
4．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。

下列说法正确的是
A．该反应为置换反应B．用KSCN溶液可检验废液中的Fe2+
C．可用置换法回收废液中的铜D．Fe3+能溶解Cu说明Cu比Fe金属性强
5．下列物质的鉴别方法是运用化学方法且正确的是
A．用NaOH 溶液鉴别Na2CO3 溶液和NaHCO3 溶液
B．用KSCN 溶液鉴别FeCl3 溶液和FeCl2溶液
C．用澄清石灰水鉴别SO2和CO2两种气体
D．利用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3 胶体和FeCl3溶液
6．向200 mL FeBr2溶液中逐渐通入Cl2，其中n(Fe 3＋)、n(Br2) 随通入n(Cl2)的变化如图所示，下列说法不．
正确
．．的是()
A.氧化性强弱：Br2 > Fe3＋
B.由图可知，该FeBr2溶液的浓度为1 mol·L－l
C.n(Cl2)＝0. 12 mol时，溶液中的离子浓度有c (Fe 3＋)∶c( Br－)=1∶8
D.n(FeBr2)∶n(Cl2)＝1∶1时，反应的离子方程式为：2Fe2＋＋2Br－+ 2Cl2=2Fe3＋＋Br2 + 4Cl－7．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。

然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示，下列说法正确的是（）
A．铝球表面有气泡产生，溶液中有白色沉淀生成；杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出；溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的碱性增强
8．收藏的清末铝制艺术品至今保存完好，该艺术品未被锈蚀的主要原因是（）
A.铝不易被氧化
B.铝的氧化物在空气中易变成铝
C.铝不易发生化学反应
D.铝易氧化，形成的氧化膜有保护作用
9．密度为dg/cm3的盐酸中，逐滴滴入AgNO3溶液，直到沉淀完全为止。

已知沉淀的质量和原盐酸的质量
相等，则原盐酸的物质的量浓度为：
A ．25.4d mol/L
B ．12.7d mol/L
C ．7d mol/L
D ．6.35d mol/L
10．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
11．等质量的CuO 和MgO 粉末分别溶于同体积的硝酸中，无固体剩余，得到的Cu(NO 3)2和Mg(NO 3)2的物质的量浓度分别为a mol•L
﹣1和bmol•L ﹣1（假设反应前后溶液体积无明显变化），则a 与b 的关系为（ ） A.a=b B.a=2b C.2a=b D.a=5b
12．一定量的2H 在2Cl 中燃烧后，所得混合气体用100mL3.00mol/L 的NaOH 溶液恰好完全吸收，测得溶液中含0.05molNaClO 。

氢气和氯气物质的量之比是（ ）
A.2：3
B.3：1
C.1：1
D.3：2
13．将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是（ ）
A.KSCN
B.BaCl 2
C.HCl
D.NaOH
14．取两份铝片，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量烧碱溶液反应，同温同压下放出相同体积的气体，则两份铝片的质量之比为
A ．1:6
B ．2:3
C ．3:2
D ．1:1
二、综合题（本题共4小题，共58分）
15．（15分）下图所示装置可用来制取和观察()2Fe OH 在空气中被氧化时的颜色变化，实验时必须使用铁屑、稀硫酸、NaOH 溶液，其他试剂任选。

完成下列填空：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，烧瓶A中应预先加入的试剂是______。

A中发生反应的离子方程式为____________。

(2)实验开始前应先将活塞D______（填“打开”或“关闭”），其目的是______。

Fe OH的操作过程____________。

(3) 简述生成()2
(4)若拔掉装置B中的橡胶塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：____________。

请描述实验现象：____________。

16．（15分）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。

某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。

回答下列问题：
(1)如何用实验证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁_______。

(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1g。

将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。

按如图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是________。

②将下列实验操作步骤正确排序_______（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a.点燃酒精灯，加热
b.打开K1和K2，缓缓通入N2
c.关闭K1和K2
d.熄灭酒精灯
e.称量A
f.冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=_______(列式表示)。

若实验时按a、b次序操作，则使x_______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入如图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C中的溶液为BaCl2，其作用是______。

D溶液为______，D中可观察到的现象为_______。

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________。

③有同学认为该实验装置存在一定缺陷，请你谈谈完善该试验装置的措施____。

17．（14分）已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。

（1）写出下列物质的化学式：A：_______，D：_________，R：____________。

（2）按要求写下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式____________________；
B和R反应生成N的离子方程式________________________________；
D与盐酸反应的离子方程式_____________________________________。

（3）检验气体C的方法_________________________________________。

18．（14分）某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还含有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3,其流程如下:
已知:还原时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原,其中反应ⅠW为
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+。

（1）反应Ⅰ中还原剂是_________
（2）滤渣的成分是_______(填名称)。

（3）所得FeCO3需充分洗涤,检验FeCO3是否洗净的方法是____________
（4）①配平反应的离子方程式: ____________②还原前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化忽略不计):
则反应Ⅰ、Ⅱ中生成Fe2+的物质的量之比为______________
参考答案
1．D
【详解】
红宝石、蓝宝石的主要成分都为氧化铝，因为其含有杂质而呈现不同的色泽。

红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。

它们都是制作名贵首饰的材料，其微粒可制精密仪表和手表的轴承。

除天然产外，工业上常用电熔法处理氧化铝而制成人造刚玉或电熔刚玉，故D不正确。

故选D。

2．B
【详解】
因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。

因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。

①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。

答案选B。

3．D
【详解】
合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。

因此合金概念有三个特点：一定是混合物；合金中各成分都是以单质形式存在；合金中至少有一种金属。

所以，①②说法错误，③④说法正确，答案选D。

4．C
【解析】
A. 一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应是置换反应，该反应不是置换反应，A错误；
B. 用KSCN溶液可检验废液中的Fe3+，不能检验亚铁离子，B错误；
C. 铁的金属性强于铜，可以把铜离子置换生成铜，因此可用置换法回收废液中的铜，C正确；
D. Fe3+能溶解Cu说明铁离子氧化性强于铜离子，但Cu比Fe金属性弱，D错误。

答案选C。

5．B
【详解】
A.碳酸氢钠与NaOH反应生成碳酸钠和水，没有明显实验现象，不能鉴别，故A错误；
B.FeCl3溶液遇KSCN时为血红色，则可用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和FeCl2溶液，鉴别方法利用了FeCl3的化学性质，属于化学方法，故B正确；
C.SO2和CO2两种无色气体都能使澄清石灰水变浑浊，则无法鉴别，故C错误；
D.溶液不能产生丁达尔效应，胶体是可以的，据此可以判别溶液和胶体，丁达尔效应为物理变化，不属于
化学方法，故D错误。

故选B。

6．C
【详解】
A项、由题给图示可知，向200 mL FeBr2溶液中通入氯气，亚铁离子先反应，说明还原性Fe2＋> Br－，还原剂的还原性越强，对应氧化产物的氧化性越弱，则氧化性强弱：Br2 > Fe3＋，故A正确；
B项、由通入0.1mol氯气时，Fe2＋恰好被完全氧化为Fe3＋可得，溶液中n（Fe2＋）为0.2mol，则FeBr2溶液=1mol/L，故B正确；
的浓度为0.2mol
0.2L
C项、当通入n(Cl2)为0. 12 mol时，0.2mol Fe2＋已经完全被氧化为Fe3＋，n（Fe3＋）为0.2mol，过量的0. 02 mol Cl2与0. 04 mol Br－反应，溶液中n（Br－）为（0.4—0.04）mol=0.36mol，则溶液中的离子浓度有c (Fe 3＋)∶c( Br－)= 0.2mol∶0.36mol=5:9，故C错误；
D项、n(FeBr2)∶n(Cl2)＝1∶1时，溶液中Fe2＋已经完全被氧化为Fe3＋，有一半Br－被氧化为Br2，反应的离子方程式为2Fe2＋＋2Br－+ 2Cl2=2Fe3＋＋Br2 + 4Cl－，故D正确；故选C。

7．B
【详解】
A．左烧杯中发生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，不生成沉淀，故A错误；
B．左烧杯中发生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，右烧杯中发生Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，观察到铝球表面有气泡产生，溶液澄清，而铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，由反应可知左烧杯中Al的质量变小，右烧杯中Fe球上生成Cu质量变大，杠杆右边下沉，故B正确；
C．由选项B的分析可知，反应后去掉两烧杯，杠杆不能平衡，故C错误；
D．右边球上生成Cu，球上出现红色，而左边溶液中消耗NaOH，则c(OH-)减小，碱性减弱，故D错误；故选B。

8．D
【详解】
A、铝易被氧化，生成的氧化铝性质稳定，具有保护作用，故A错误；
B、铝易被氧化，生成的氧化铝性质稳定，故B错误；
C、铝性质比较活泼，不稳定，故C错误；
D、铝易被氧化，生成的氧化铝性质稳定，具有保护作用，故D正确；
故答案选D。

9．C
【解析】发生AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3，根据信息，沉淀质量等于原盐酸溶液的质量，令沉淀物质的量为1mol，则原盐酸中溶质物质的量为1mol，原盐酸溶液的质量为143.5g，盐酸的物质的量浓度为
mol·L－1，解得c≈7dmol·L－1，故选项C正确。

10．A
【详解】
A. 氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，三价铁离子遇KSCN溶液会变红色，说明红砖中含有氧化铁，故A 正确；
B.CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，故B错误；
C. NO3－＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，二者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，故C错误；
D.若原溶液中不存在Fe2＋存在Fe3＋，也有此现象，故D错误，答案选A。

11．C
【详解】
设CuO和MgO粉末的质量均为80g，则n(CuO)=
80g
80g/mol
=1mol，n(MgO)=
80g
40g/mol
=2mol，由原子守恒
可知CuO～Cu(NO3)2，MgO～Mg(NO3)2，则Cu(NO3)2和Mg(NO3)2的物质的量分别为1mol、2mol，因溶
液体积相同，则根据c=n
V
可知：溶液中含有的溶质的物质的量的比值等于其物质的量浓度之比，故a：b=1mol：
2mol=1：2，即2a=b，故合理选项是C。

12．A
【详解】
100mL3.00mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量0.1L×3.00mol/L =0.3mol，混合气体通入含
0.3molNaOH 的溶液中，气体恰好被完全吸收，NaOH无剩余，测得反应后溶液中含Cl-、ClO-，根据电荷守恒可以知道，溶液中n（Na+）=n（Cl-）+n（ClO-）=0.3mol,所以n(Cl2)=1/2×0.3mol=0.15mol；因为溶液中n（ClO-）=0.05mol，所以溶液中n（Cl-）=0.3mol-0.05mol=0.25mol；令氯气与氢氧化钠反应生成的氯离子的物质的量为xmol，根据电子转移守恒有x=0.05mol，溶液中Cl-来源于氯化氢及氯气与氢氧化钠的反应，所以氯化氢提供的氯离子为0.25mol-0.05mol=0.2mol，即反应后的混合气体中n(HCl)=0.2mol，根据氢元素
守恒可以知道，n（H2）=1/2n（HCl）=1/2×0.2mol=0.1mol，所以参加反应的氢气和所用氯气的物质的量之比为0.1mol：0.15mol=2:3，故A正确；
故答案选A。

13．D
【详解】
A. KSCN只能和氯化铁之间发生络合反应，使溶液变红色，而和其他物质间不反应，不能区别；
B. BaCl2和上述物质间均不反应，无明显现象，不能区别；
C. HCl和上述物质间均不反应，无明显现象，不能区别；
D. 氯化钠和NaOH溶液混合无明显现象；氯化铝中逐滴加入NaOH溶液，先出现白色沉淀然后沉淀会消失；氯化亚铁和NaOH反应先出现白色沉淀然后变为灰绿色最后变为红褐色，氯化铁和NaOH反应生成红褐色沉淀；氯化镁和NaOH反应生成白色沉淀，现象各不相同，能区别；
答案选D。

14．D
【详解】
铝与盐酸反应的方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，与烧碱溶液反应的方程式为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由方程式可以看出，反应关系式都为2Al～3H2，同温同压下放出相同体积的气体，需要铝的物质的量相等，质量相等。

故选D。

15．铁屑Fe+2H+═Fe2++H2↑ 打开使产生的H2将B中的空气排尽关闭活塞D，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色【详解】
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，烧瓶A中应预先加入的试剂是铁屑，A中发生的反应为Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案为：铁屑；Fe+2H+═Fe2++H2↑；
(2)实验开始时应先将活塞D打开，其目的是通过反应生成的氢气将B中的空气排出，故答案为：打开；使产生的氢气将B中的空气排尽；
(3)生成Fe(OH)2的操作过程为：关闭活塞D，A中压强增大，将FeSO4溶液压入B瓶中进行反应，故答案为：关闭活塞D，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应；
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，生成的氢氧化亚铁被氧气氧化，因此看到的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3，故答案为：
4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3；白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。

16．在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化。

再向试管中滴加氯水，溶液变红。

可以证明样绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁 干燥管 badfce ()
()2331769m m m m --
偏小 检验生成了SO 3 品红溶液 品红溶液褪色 2FeSO 4
Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑ 加一个
装有氢氧化钠溶液的尾气处理装置
【详解】 (1)证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁的方法是在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，然后滴加KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化，说明溶液中无Fe 3+，然后再向试管中滴加氯水，溶液变红就证明滴加氯水后反应产生了Fe 3+，从而可以证明样绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁；
(2)①由仪器的图形可知B 为干燥管；
②实验时，为避免亚铁被氧化，应先打开K 1和K 2，缓缓通入N 2，排出装置中的空气，防止空气中水蒸气的干扰，然后点燃酒精灯，使绿矾发生分解反应，待物质完全分解后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K 1和K 2，再称量固体质量的变化，则正确的顺序为badfce ；
③直至A 恒重，记为m 3 g ，应为FeSO 4和装置的质量，则m(FeSO 4)=(m 3-m 1)，m(H 2O)=(m 2-m 3)，则n(H 2O)=
2318m m -；n(FeSO 4)=31 152m m -，故结晶水的数目等于n=()()23231
418152
m m n H O m m n FeSO -=-=()()2331769m m m m --； 若实验时按a 、d 次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化，则导致固体质量偏大，测定结果偏小；
(3)①实验后反应管中残留固体为红色粉末，说明FeSO 4分解生成Fe 2O 3，反应中Fe 元素化合价升高，则S 元素化合价应降低，则一定生成SO 2，可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe 2O 3、SO 3、SO 2，C 为氯化钡溶液，
用于检验SO 3，
SO 3溶于水反应产生H 2SO 4，H 2SO 4与BaCl 2溶液反应产生BaSO 4白色沉淀，D 为品红溶液，可用于检验SO 2，观察到品红溶液褪色；
②硫酸亚铁高温分解可生成Fe 2O 3、SO 3、SO 2，共用电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为2FeSO 4
Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑；
③该反应分解产生的SO 3、SO 2都是大气污染物，因此该实验装置存在一定缺陷，完善该试验装置的措施是在装置D 后面加一个装有氢氧化钠溶液的尾气处理装置，就可以吸收SO 3、SO 2，避免产生的污染。

17．Na 2O 2 Fe 3O 4 Al 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O ＝4Fe(OH)3 2Al+2OH －+2H 2O ＝2AlO 2－+3H 2↑ Fe 3O 4+8H +＝Fe 2++2Fe 3++4H 2O 用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成
【解析】
试题分析：A为淡黄色固体，且能和水反应，则A为Na2O2，A和水反应生成NaOH和O2，C是无色无味的气体，则C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，则D是Fe3O4，Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，R和氧气反应生成氧化物Q，Q能和NaOH溶液反应，则Q是Al2O3、R是Al，N是NaAlO2，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体M，则H是Fe(OH)2、M是Fe(OH)3，Fe3O4和HCl、Fe反应后得到E，E为FeCl2，Fe(OH)3和HCl反应生成W，则W是FeCl3。

考点：以Na、Al、Fe及其化合物为载体考查了金属元素及其化合物的推断。

18．FeS2二氧化硅取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,待无明显现象后,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净。

反之,则说明没洗涤干净2，1，2，3 5:3
【解析】（1）反应Ⅰ方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+。

在该反应中，S元素由反应前FeS2中的-1价变为反应后SO42-中的+6价，化合价升高，失去电子，所以FeS2是还原剂，SO42-是氧化产物；（2）烧渣中含Fe2O3、FeO、SiO2，当加入硫酸溶解时，发生反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，FeO+
H2SO4=FeSO4+H2O，而SiO2是酸性氧化物，不能与硫酸发生反应，仍然以固体的形式存在，所以得到的滤渣主要含有SiO2，名称是二氧化硅；（3）所得FeCO3需充分洗涤，检验FeCO3是否洗净干净只有检验得到的洗涤液中不含有SO42-，就证明洗涤干净了，检验的方法是取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，待无明显现象后，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净。

反之，则说明没洗涤干净；（4）①根据电子守恒、电荷守恒，可得配平反应II的离子方程式是：2Fe3++FeS2=2S↓+3Fe2+。

②SO42-只有在反应Ⅰ中产生，假设溶液的体积是1L,根据表格数据可知，反应产生的SO42-的物质的量浓度是
3.70-3.50=0.20mol，则发生该反应产生的Fe2+的物质的量是1. 5mol，而反应产生的Fe2+的总的物质的量是2.50-0.10=2.40mol，所以反应II中生成Fe2+的物质的量为2.40mol-1. 5mol=0.90mol，故反应Ⅰ、II中生成Fe2+的物质的量之比为1. 5mol：0.90mol=5:3。