江苏徐州市高中化学必修一第三章《铁金属材料》提高卷(培优提高)

一、选择题
1．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
A．炉具B．门窗框C．导线D．飞机外壳
2．下列说法正确的是
A．配制480 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液，需称量62.5 g胆矾
B．完全中和100 mL 1 mol/L的H2SO4溶液，需要消耗4.0 g NaOH
C．1 L水中溶解了58.5 g NaCl，则该溶液的物质的量浓度为1 mol/L
D．从1 L 2 mol/L的H2SO4溶液中取出0.5 L，该溶液的浓度为1 mo1/L
3．下列说法不正确的是
A．钠和钾合金常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂
B．SiO2可用来制造光导纤维
C．工业上可采用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜
D．FeSO4可用于生产铁系列净水剂，起到杀菌消毒作用
4．化学与生活密切相关，判断下列说法正确的是
A．氧化铝虽然硬度不高，但熔点和沸点都很高，常用作耐火材料
B．Al能在空气中稳定存在，是因为表面有一层致密的氢氧化铝
C．铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的元素
D．由于铝在人体内累积是有害的，所以目前用于净化饮用水的含铝净化剂逐渐被含铁的净水剂取代
5．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法正确的是
A．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2气体
C．铝粉(Mg)，加入足量的盐酸，过滤
D．FeCl2溶液(FeCl3)，通入足量的氯气
6．只用下列试剂中的一种，就能将FeCl3、AlCl3和NaCl三种溶液区别开的是A．KSCN溶液B．BaCl2溶液C．NaOH溶液D．AgNO3溶液7．分别完全沉淀等物质的量浓度的KCl、CaCl2和AlCl3溶液中的Cl-，消耗相同物质的量浓度AgNO3溶液的体积之比为3：4：6，则KCl、CaCl2、AlCl3溶液的体积之比为A．1：1：1B．3：2：2C．3：4：6D．6：4：3
8．下列说法正确的是（）
A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，都是共价化合物
B．为防止月饼等富脂食品氧化变质，可在包装袋中放入硅胶
C ．NaHCO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质，可通入少量CO 2后过滤
D ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可加入足量NaOH 溶液然后过滤除去
9．下列实验的现象与对应结论都正确的是
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D 10．下列各组中两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是
（ ）
A ．NaOH 溶液与CO 2
B ．Fe 和Cl 2
C ．Na 2CO 3溶液与盐酸
D ．NaHCO 3溶液与Ca(OH)2溶液 二、填空题
11．双氧水、氢化钠(NaH)、硼氢化钠(4NaBH ，其中B 的化合价为3+价)都是应用广泛的化学试剂。

硼和铝位于同一主族，它们的部分化合物的组成和性质类似。

(1)已知：酸性条件下双氧水的氧化性强于3Fe +的。

若设计实验验证这一事实，则实验原理为_______(结合离子方程式和文字加以说明)。

(2)4NaBH 中氢元素的化合价为_______价；4NaBH 与水反应只生成氢气和偏硼酸钠()2NaBO ，则每消耗41molNaBH ，转移电子的物质的量为_______mol 。

(3)以NaH 和3BCl 为原料可制得4NaBH ，发生反应的化学方程式为_______。

(4)NaH 的反应活性很强，遇到水会转化成碱性很强的氢氧化物，发生反应的化学方程式为_______。

(5)某实验小组为了制得纯净的NaH ，将Zn 和稀盐酸反应后生成的气体(不含空气)，用浓硫酸干燥后，在隔绝空气的装置中与少量金属钠充分反应，制得氢化钠样品。

经检测，该方法制得的样品中仍有杂质，其原因可能是_______。

12．铁及其化合物的转化关系如下图所示(图中①、②、③各代表一种物质)。

回答下列问题：
(1)Fe 2O 3与物质①反应的化学方程式为___________。

(2)FeCl 3溶液与铁粉反应的离子方程式为___________。

(3) FeCl 2溶液→Fe(OH)3浊液的过程中，观察到的实验现象是___________，此过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。

(4)将FeCl 3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③是___________，它与FeCl 3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是___________。

13．除去下列物质中所混有的少量杂质，写出有关的反应方程式。

(1)铜粉中混有少量铝粉_______；
(2) FeCl 3中混有少量FeCl 2_______；
(3)Na 2CO 3中混有少量NaHCO 3_______。

14．向一定量的Fe 和Fe 2O 3的混合物中加入80mL 11mol L -⋅的盐酸溶液，使固体混合物恰好完全溶解，放出标准状况下的气体224mL ，在溶液中加入KSCN 溶液无血红色出现。

请回答下列问题：
(1)请写出上述反应中所有属于氧化还原反应的化学方程式______。

(2)若忽略反应前后溶液体积变化，则最终所得溶液中溶质的物质的量浓度为
______1mol L -⋅。

(3)原固体混合物的总质量为______g 。

15．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 ．Mg 2+
C ．OH -
D ．-
2AlO
16．某同学为探究已保存较长时间的硫酸亚铁药品是否变质。

设计了如下实验方案：
(1)试剂①的主要成分的化学式是_______。

(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是_______(用离子方程式表示)。

(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。

①提出假设
假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；
假设2：_______。

②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案_______。

(4)应用拓展
写出实验室保存FeSO4固体的方法_______。

17．2020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)。

18．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
19．阅读下列材料后，回答相应问题。

铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。

二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。

（1）人体中经常进行转化Fe2+A
B
Fe3+，A反应中Fe2+作__剂，B反应中Fe3+作__剂，服
用维生素C，可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子，有利于铁的吸收。

这说明维生素C具有__性。

（2）新配制的FeCl2溶液应加入__以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的__。

（3）为除去废水中的Fe2+，常先将废水中的Fe2+氧化为__(用离子符号表示)，再__使Fe3+转化为红褐色的__(用化学式表示)沉淀析出。

（4）在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。

反应的离子方程式为__。

（5）为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为__，__；处理过程中需定期添加的原料
是__。

（6）某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl 2溶液，采取如下实验方案加以验证：取少许未知试液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl 2)，你认为此方案__(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进：__。

20．Fe 2O 3又称铁红，请根据要求完成下列问题．
（1）Fe 2O 3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FeCl 3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 FeCl 3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．铁是人类较早使用的金属之一。

运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。

Ⅰ．工业上用赤铁矿(含Fe 2O 3、FeO ，也含有Al 2O 3、MnO 2、CuO 、SiO 2等)制备绿矾42FeSO 7H O ⋅的流程如下：
(1)滤液Ⅰ中的溶质除NaOH 外还有_______。

(2)向滤渣Ⅰ中加入过量的试剂a 为_______，试剂b 要加入过量，试剂b 为_______。

(3)操作④隔绝空气的目的是_______。

(4)操作①②③中所需的玻璃仪器是_______。

Ⅱ．高铁酸钾(K 2FeO 4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比
2224Cl O ClO KMnO 、、、氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向髙铁酸钠溶液中加入KOH 至饱和，使高铁酸钾析出。

(5)干法制备高铁酸钠的主要反应为：
4222422422FeSO 6Na O 2Na FeO 2Na O 2Na SO O ++++↑=，该反应中Na 2O 2是_______(填氧化剂、还原剂)，Na 2O 2与2CO 反应的化学反应方程式为_______。

(6)湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒：
2342Fe(OH)ClO OH FeO Cl H O ----、、、、、。

①碱性条件下，氧化剂和还原剂按物质的量之比为3∶2发生反应，写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：_______。

②若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为_______mol。

22．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Ⅰ的名称为_______，所需要的玻璃仪器有_______；
(2)固体A的成分为_______(填化学式)，溶液B中含有的离子有_______
(3)加入试剂C发生的化学方程式为_______；
(4)加入的试剂D为_______，发生的离子方程式为_______；
(5)操作Ⅲ包括_______过滤、洗涤和干燥。

23．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是黄褐色固体，常用作媒染剂和净水剂。

一种利用废铁屑(含少量 Al、Al2O3、Fe2O3等杂质)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：
已知：①部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀时溶液的 pH 如表：
金属阳离子Fe2+Fe3+Al3+
开始沉淀7.5 2.3 3.4
沉淀完全9.7 3.2 4.4
⇌Fe
(1)加入少量 NaHCO3，调节 pH 的范围是_______。

(2)“氧化”过程中，发生反应的离子方程式为_______；该过程某同学选用稀硝酸代替 H2O2 溶液完成反应，你认为不足之处是_______。

(3)“氧化”过程中，若硫酸加入量过小，容易生成_______(填化学式)沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，试从平衡移动的角度分析原因是_______。

聚合离子。

该反应的离(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2+可部分水解生成 Fe2(OH)2
4
子方程式为_______。

24．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：SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3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Al3+。

若常温时由1.0×10-32，此时理论上使Al3+恰好沉淀完全即溶液中c(Al3+)=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(K2FeO4)，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+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的正极反应式为___________________________________。

25．工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3，还有少量泥沙、Fe2O3等杂质)提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
(1)在步骤Ⅰ、Ⅱ的过滤操作中，用到的玻璃仪器除漏斗、烧杯外，还有____
(2)滤液 X 中含铝元素的溶质的化学式为______。

(3)实验室常往AlCl3溶液中加入氨水来制取 Al(OH)3，不用 NaOH 溶液的原因是___(用离子方程式表达)。

(4)由Al(OH)3加热得到固体N 的化学方程式为_______。

(5)将 5.4g铝粉与 24.0g Fe2O3在高温下隔绝空气充分反应后，生成Fe ______g 。

26．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等元素氧化物）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pH8．16．31．53．48．96．26．9沉淀完全的pH10．18．32．84．710．98．28．9
(1)“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。

(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)写出“沉锰”的离子方程式_____________。

(5)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi x Co y Mn z O2，其中
Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。

当x=y=1
3
时，z=___________。

27．某化学兴趣小组用铁矿石(主要成分为Fe2O3, 还有SiO2、Al2O3等杂质)提取Fe2O3。

操作过程如下:
（1）I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作名称_____；
（2）沉淀A中主要含有__________，固体B是____________；
（3）写出II步骤中生成Fe(OH)3的离子方程式：___________。

28．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__。