2021年高中化学必修一第三章《铁金属材料》经典复习题(答案解析)(1)

一、选择题
1．设阿伏加德罗常数的值为N A，下列说法不正确的是
A．Na2O2与足量的CO2反应生成标准状况下体积为11.2L的O2，转移的电子数为N A B．56g铁和71g氯气完全反应，转移的电子数为3N A
C．50mL12mol·L-1的浓盐酸与MnO2反应，生成的Cl2分子数小于0.15N A
D．3mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8N A个电子
2．化学与生活密切相关。

下列叙述错误的是
A．十二水合硫酸铝钾可用作净水剂
B．二氧化硫可用于杀菌消毒，还可用作食品添加剂
C．碳酸钠和碳酸氢钠均能与酸反应，都可用作膨松剂
D．补铁口服液中除含铁化合物外常添加维生素C作抗氧化剂
3．将足量的CO2不断通入KOH、Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为
A．B．
C．
D．
4．下列实验现象描述错误的是
选
项
实验现象
A加热放在坩埚中的小块钠钠先熔化成光亮的小球，燃烧时，火焰为黄色，燃烧后，生成淡黄色固体
B在酒精灯上加热铝箔铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着
C 在FeCl2溶液中滴入NaOH
溶液
先生成白色沉淀，沉淀很快变为灰绿色，最后变为
红褐色
D 在空气中久置的铝条放入
NaOH溶液中
立刻产生大量无色气泡，铝条逐渐变细
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
5．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
6．下列各项不能用互滴法鉴别的是
A ．AlCl 3 NaOH MgCl 2 NaCl
B ．NaAlO 2 NaHSO 4 BaCl 2 MgCl 2
C ．AlCl 3 NaOH H 2SO 4 KCl
D ．NaHCO 3 H 2SO 4 NaCl KCl
7．将一定物质的量的Na 2CO 3、NaHCO 3组成的混合物溶于水，配成1L 溶液，取出50mL 溶液然后滴加一定物质的量浓度的盐酸得到的图像如图所示，下列说法正确的是
A ．标注NaCl 的直线代表产生的CO 2的物质的量
B ．原混合物中Na 2CO 3与NaHCO 3的物质的量之比为1：2
C ．盐酸的浓度是0.05mol ·L -1
D ．盐酸加到150mL 时，放出CO 2气体2.24L(标准状况下)
8．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
9．由60g 两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸反应后得到标准状况下33.6L 氢气，这种金属混合物的组成可能是
A ．Mg 和Al
B ．Fe 和Zn
C ．Mg 和Fe
D ．Fe 和Cu
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．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_______。

12．(1)将0.4g NaOH 和231.06g Na CO 混合并配成溶液，向溶液中滴加10.1mol L -⋅稀盐酸。

下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成2CO 的物质的量的关系的是______。

(2)镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀疏酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示，则下列关于反应中镁和铝的物质的量之比为______。

(3)下列各项操作中符合“先出现沉淀后沉淀完全溶解”现象的有______。

①向饱和碳酸钠溶液中通入2CO 至过量
②向3Fe(OH)胶体中逐滴滴加稀24H SO 至过量
③向2BaCl 溶液中通入2CO 至过量
④向澄清石灰水中逐渐通入2CO 至过量
⑤向()243Al SO 溶液中逐滴滴加2Ba(OH)至过量
⑥向2NaAlO 溶液中逐滴滴加盐酸至过量
⑦向2NaAlO 溶液中逐渐通入2CO 至过量
(4)在新制氯水参加的反应中，有如下几种情况：
①向氯化亚铁溶液中加入氯水，氯水中起作用的主要微粒是______，反应的离子方程式为______。

②向硝酸银溶液中加入氯水，氯水中起作用的主要微粒是______。

③向氯水中滴加石蕊溶液，溶液变红，氯水中起作用的物质是______，然后又褪色，起作用的物质是______。

13．铁是人类较早使用的金属之一。

运用别及其化合物的有关知识，回答下列问题； （1）铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中，正确的是_____。

A ．纯铁硬度比生铁高
B ．铁在冷的浓硫酸中钝化
C ．不锈钢是铁合金，只含金属元素
D ．铁在一定条件下，可与水蒸气反应 （2）下列制备氢氧化铁胶体的操作方法正确的是______（填字母）
a.向饱和氯化铁溶液中滴加少量的氢氧化钠稀溶液
b.加热煮沸氯化铁饱和溶液
c.在氨水中滴加氯化铁浓溶液
d.在沸水中滴加饱和氯化铁溶液，煮沸至液体呈红褐色
（3）写出制备氢氧化铁胶体的离子方程式______________________________；如果将1molFeCl 3全部制成胶体，胶粒数目_______N A （选填“大于”“等于”“小于”）
（4）实验中手不慎被玻璃割破，可用氯化铁溶液应急止血，主要原因是_________（填序号）
①氯化铁溶液具有杀菌消毒的作用
②氯化铁溶液能使血液胶体凝固
③氯化铁溶液能产生氢氧化铁沉淀堵住伤口
④氯化铁溶液能使血液发生化学变化
（5）高铁酸钠Na 2FeO 4是一种新型净水剂。

①高铁酸钠主要是通过如下反应制取：
2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na 2FeO 4+3X+5H 2O ，则X 的化学式为_____。

②请写出向酸化的FeCl 2溶液中滴加双氧水的离子方程式__________________。

14．请按要求填空做答。

（1）NaHCO 3能用于治疗胃酸过多，反应的离子方程式为_______。

（2）铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H 2O （g ）
高温Fe 3O 4+4H 2，该反应中84g Fe
参加反应，转移电子的物质的量为__________。

（3）制备Fe （OH ）3的实验操作：向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl 3溶液，______。

（4）密度为1.84g/cm 3，质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为________。

15．根据要求填空
(1)明矾的化学式_______________，HClO 的电子式____________。

(2)使用焦炭和2SiO 制取粗硅的主要反应方程式：_____________。

(3)硫酸酸化的条件下可用草酸还原3NaClO 制2ClO ，填空并配平该反应：
________224H C O +________3ClO -+________=________2ClO +________2CO +________。

(4)《新修本草》有云“青矾(42FeSO 7H O ⋅)本绿，新出窟未见风者，正如瑠璃…烧之赤色…”。

请写出“青矾”高温分解时发生的化学反应_______________。

16．铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示：Fe2+ Fe3+ FeO42-（高铁酸根离子）
回答下列有关问题：
（1）向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，形成该分散系的微粒大小范围是______nm。

（2）电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，生成FeCl2和CuCl2，制造印刷电路板。

写出FeCl3溶液腐蚀铜的化学反应方程式：_____________。

检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是__________。

（3）在下列化学方程式中：2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O还原剂是_______________，生成1molNa2FeO4转移电子数目为__________。

17．化学与人类生活密切相关。

请按要求回答下列问题：
(1)K2FeO4是一种重要的净水剂，可用下列方法制得：2Fe(OH)3+3Cl2
+10KOH 0-30℃
2K2FeO4+6KCl+8H2O。

在该反应中，还原剂是_____，当反应中有0.5mol
K2FeO4生成时，消耗Cl2在标况下的体积为_________,转移电子的数目为_____。

(2)宇航员常用过氧化钠作供氧剂，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式
__________。

(3)厨房里小苏打常作面包和糕点的发泡剂，写出小苏打溶于水的电离方程
式:___________。

(4)工业上制漂白粉的化学方程式为_______________________________，新制氯水在阳光照射下产生无色气体，该反应的化学方程式是______。

(5)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。

写出FeCl3溶液与铜发生反应的离子方程式：_____________________。

若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是________。

A．有铜无铁B．有铁无铜C．铁、铜都有D．铁、铜都无
18．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）。

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．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．硫的含量影响钢铁性能。

一种测定硫含量的方法是将钢样中硫转化为二氧化硫气体，再用测硫装置进行测定。

某测定硫含量的流程如下：
（1）气体a的主要成分有CO2、______、______。

（2）若钢样中硫以FeS的形式存在，煅烧装置中发生的化学反应为3FeS＋5O2
1______＋3_______
（3）吸收装置中，H2O2氧化SO2的化学方程式是_________________。

（4）用NaOH溶液中和生成的溶液b，消耗z mLNaOH溶液，若消耗1 mLNaOH溶液相当于硫的质量为y g，则该钢样中硫的质量分数为______。

22．电力工业所需的钢制构件在镀锌前需要经过酸洗，其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等杂质。

回收废酸同时生产含铁产品的流程如下：
已知：i.酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。

成分Cl-游离HCl Fe2+Fe3+
含量/g·L-
130-16050-7060-800
1
ii pH <4时，Fe2+不易被氧气氧化。

(1)酸洗钢制构件时发生反应的离子方程式：2H++ FeO=Fe2++H2O、___________。

(2)过程II中，发生的主要反应：FeCl2(s)十H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)。

加入过量H2SO4的作用是___________(至少写出两点)。

(3)过程III中，FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物，此过程发生反应的化学方程式是___________。

(4)过程IV发生反应的离子方程式是___________。

(5)H2O2是一种常用的绿色氧化剂，ClO2也具有很强的氧化性，常用作消毒剂，其消毒的效率(以单位物质的量得到的电子数表示)是H2O2的___________倍。

脱附
RX (6)过程V：阴离子交换树脂可将FeCl4-选择性吸附分离，其过程可表示为ROH +X-
吸附
+OH-(X表示FeCl4)。

当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附，同时脱附过程发生FeCl Fe3+ +4C1-。

反应：-
4
①吸附后溶液的pH将会___________。

(填“升高”、“降低”或“不变”)
②洗脱液经处理后有许多用途，下列用途合理的是___________。

A、刻蚀印刷铜线路板
B、净化污水
C、自来水消毒
D、浸泡生物标本
23．用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如图：
(1)步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为___。

(2)步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为____。

24．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________________________。

25．经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示：
(1)c(H+)=___________mol/L。

(2)为了减少污染并变废为宝，工程师们设计了如下流程，回收铜和绿矾(FeSO4·7H2O)。

①工业废水中加入铁粉后，反应的离子方程式为：Fe + Cu2+= Fe2++ Cu、________、
________。

②试剂B是_________。

③操作③是__________、冷却结晶、过滤，最后用少量冷水洗涤晶体，在低温下干燥。

④上述1000 L废水经处理，可获得 FeSO4·7H2O的物质的量是_______mol。

26．某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
阳离子Fe3＋Fe2＋Mg2＋Al3＋Cu2＋Cr3＋
开始沉淀时的pH 1.97.0－－ 4.7－
沉淀完全时的pH 3.29.011.18 6.79(＞9溶解)
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是___(写一条即可)。

（2）调pH＝8是为了除去___(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。

（3）试配平氧化还原反应方程式：_Na2Cr2O7＋_SO2＋_H2O=________Cr(OH)(H2O)5SO4＋_Na2SO4；每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为___。

（4）印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。

腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10mol/L，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤：①___；②___；③过滤。

(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。

27．氧化铁黄（化学式为FeOOH）是一种黄色颜料，工业上用废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如下：
（1）氧化铁黄中铁元素的化合价为_______，废铁在反应前常用热的纯碱溶液清洗表面油污，其原理是____(写离子方程式)。

（2）氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是_____________。

（3）上述流程中，检验“洗涤”是否完全的方法是___________。

（4）氧化时应控制pH的合理范围是3.5-4.0，pH过小导致氧化铁黄产率较低的可能原因是______。

（5）取1g样品进行纯度测试，将其溶解于足量稀盐酸中，后用一定浓度的过量NaOH溶液沉淀其中的铁元素，得到沉淀的质量为Bg，试用所给数据求出产品的纯度___。

28．蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。

由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，还含有的金属离子是
__________________。

(2)进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。

氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致________溶解、________沉淀。

(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入
______________________________________________________________(填入物质的化学式)，
然后______________________________________________________________________(依次填写实验操作名称)。

(4)物质循环使用，能节约资源。

上述实验中，可以循环使用的物质是________(填写物质化学式)。

(5)现设计一个实验，确定产品a MgCO3·b Mg(OH)2·c H2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤(可用试剂：浓硫酸、碱石灰)：
①样品称量
②高温分解
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤MgO称量
(6)18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：
a＝________，b＝________，c＝________。