南京师范大学附中树人学校高中化学必修一第三章《铁金属材料》提高练习(培优练)

一、选择题
1．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为
A ．与氧气在加热时才反应
B ．铝性质不活泼，不与任何物质反应
C ．铝表面能形成一层氧化膜，氧化膜对其起保护作用
D ．铝和酸不反应
2．某无色溶液中可能含有Na +、H +、Cu 2+、2-4SO 、OH -、-3NO 六种离子中的几种。

现取该溶液进行实验，步骤和现象如下：
①向溶液中先滴加过量硫酸铁溶液，产生红褐色沉淀；
②继续滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。

下列说法正确的是
A ．原溶液中一定存在的离子：Na +、2-4SO 、OH -
B ．原溶液中一定不存在的离子只有Cu 2+
C ．原溶液中可能存在的离子：2-4SO 、-3NO
D ．红褐色沉淀的化学式为Fe (OH )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．下列实验现象描述错误的是
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
5．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法正确的是
A ．Na 2CO 3溶液(Na 2SO 4)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
B ．NaHCO 3溶液(Na 2CO 3)，通入过量的CO 2气体
C ．铝粉(Mg)，加入足量的盐酸，过滤
D ．FeCl 2溶液(FeCl 3)，通入足量的氯气
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．等物质的量的铁和铜的混合物24 g 与600 mL 稀硝酸恰好完全反应，生成NO6.72 L(标准状况)。

向反应后的溶液中加入1 mol/LNaOH 溶液使金属离子怡好沉淀。

下列有关说法错误的是
A ．混合物溶解后的溶液中c(Fe 3+)：c(Fe 2+)=1：1
B ．需要加入NaOH 溶液1 000 mL
C ．稀硝酸的物质的量浓度是2 mol/L
D ．最后所得沉淀在空气中充分加热可得固体32 g
8．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)
9．氯氧化铜(3CuO·
CuCl 2•4H 2O)在农业上可用作杀菌剂。

工业上以铜矿粉[主要含Cu 2(OH)2CO 3、Fe 3O 4]为原料制取氯氧化铜的流程如图：
下列说法中不正确的是（ ）
A ．“酸溶”后溶液中的阳离子有Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+
B ．“氧化”时被氧化的是Fe 2+
C ．为了加快“氧化”时的反应速率，将溶液加热至95℃
D ．“调节pH”过程中发生反应的离子方程式为
4Fe 3++3Cu 2(OH)2CO 3+3H 2O=4Fe(OH)3+6Cu 2++3CO 2↑
10．根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 选
项 实验操作 现象 结论
A 向某钠盐中滴加浓盐酸，将产生的气体通
入品红溶液
品红溶液褪色
该钠盐为Na2SO3
或NaHSO3
B 向某无色溶液中先滴加稀硝酸，再滴加
Ba(NO3)2溶液
出现白色沉淀
溶液中一定含有
SO2
4
C向NH3·H2O溶液中滴加少量AgNO3溶液无明显现象NH3·H2O和AgNO3不反应
D 向某溶液中滴入几滴K4[Fe(CN)6]溶液，
无现象，再滴入酸性高锰酸钾溶液
酸性高锰酸钾溶液
褪色并产生蓝色沉
淀
溶液中存在Fe2+
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
11．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)Fe2O3与物质①反应的化学方程式为___________。

(2)FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式为___________。

(3) FeCl2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FeCl3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FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是___________。

12．铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。

(1)钢(一种铁碳合金)是用量最大、用途最广的合金。

钢的硬度比纯铁_______(填“大” 或“小”)。

(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效、无毒的多功能水处理剂，K2FeO4中Fe的化合价为_______。

(3)若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 LH2(标准状况)，则转移电子的物质的量为_______mol。

(4)FeSO4可作补血剂，用于治疗缺铁性贫血症。

用FeSO4溶液制备Fe(OH)2的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的目的是_______。

(5)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐
蚀液”，该反应的离子方程式为_______，检验反应后的溶液中是否还有三价铁离子的试剂是_______。

(6)聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣(主要成分
Fe3O4，含少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下：
①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为_______。

②酸浸时，通入O2的目的是_______。

③“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+，再用酸性K2Cr2O7，标准溶液测定Fe2+的量(Cr2O2-7被还原为Cr3+)，则SnCl2、Fe2+和Cr3+三者中还原性最强的是_______。

13．铁是人类最早使用的金属之一，人们在5000多年前就开始使用铁，如今它是应用最广泛的金属，被誉为“金属之王”。

请回答下列问题：
(1)红热的铁与水蒸气发生反应生成的产物是_______。

(填化学式)
(2)向盛有硫酸铁溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，产生的现象是_______。

(3)氯化铁可用于五金蚀刻，不锈钢广告牌上的图形和文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成，该过程发生的主要反应的离子方程式为_______，该反应说明_______(填化学式)具有氧化性。

(4)某工业废水中含有大量FeSO4和较多Cu2+，为减少污染并变废为宝，向该废水中加入足量Fe并过滤以回收FeSO4和金属铜。

①加入Fe发生反应的离子方程式为_______。

②过滤后的固体中含有Cu和_______(填化学式)，可加入_______(填试剂名称)再过滤，得到金属铜。

③若经过回收得到128g金属铜，则加入Fe的质量至少为_______g。

14．补齐物质与其用途之间的连线_______。

物质用途
A．浓硫酸——————a．作干燥剂
B．二氧化硫 b．作红色颜料
C．碳酸氢铵 c．作漂白剂
D．氧化铁 d．作膨松剂
E．氨气 e．作制冷剂
15．(1)在MgCl2溶液中滴加过量NaOH溶液，现象为___________；在AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液，现象为___________，写出该现象的离子反应方程式___________。

(2)铝制易拉罐中充满CO2，然后往易拉罐中充入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又恢复原
样，请根据现象填空。

①易拉罐变瘪是因为___________，写出反应的化学方程式___________；
②易拉罐恢复原样原因是___________，写出反应的化学方程式___________；
(3)有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液：K2CO3、BaCl2、Na2SO4.将它们分别与H2SO4作用，A产生白色沉淀，B产生无色气体，C中无明显现象。

则A是___________，B是
___________，C是___________。

SO-)增大，则还原产物是16．(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：_____________________。

17．铁是人类利用最为广泛的金属之一，工业炼铁一般用一氧化碳作还原剂。

高温2FeO+CO2。

反应形成的Fe2O3和(1)已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3+CO−−−→
FeO固体混合物中，元素铁和氧的质量比m(Fe)：m(O)不可能是_________。

a．7:3 b．21: 8 c．14: 5 d．7:2
(2)若m(Fe)：m(O)=3：1，则Fe2O3与FeO的物质的量之比为_________，Fe2O3被CO还原的物质的量分数为____________。

(3)3.04 g Fe2O3和FeO的混合固体粉末在加热条件下用足量CO使金属氧化物完全还原，生成的CO2气体通入含0.04 mol Ca(OH)2的澄清石灰水后，产生3.00 g白色沉淀。

计算固体粉末中Fe2O3的质量。

（保留1位小数）____________
(4)常温下，称取不同铁锈样品溶入足量盐酸，向溶液中加入足量NaOH溶液生成沉淀，然后过滤、洗涤、灼烧，得到Fe2O3固体，实验过程中产品无损失。

实验数据记录如下：
实验序号铁锈质量/g氧化铁质量/g
①0.8560.640
② 1.424 1.280
③0.9790.880
④ 1.0700.800
上述实验①②③④所用铁锈均不含杂质，且实验数据可靠。

通过计算，分析和比较上表4组数据，给出结论。

_______________
18．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__________。

19．Ⅰ.按要求写出下列反应的方程式
（1）铝与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式______
（2）过氧化钠与水反应的化学方程式____
（3）实验室制氢氧化铝的离子方程式________
Ⅱ. 请补充完整，配平方程式并用单线桥标出电子转移方向和数目
（1）KI+KIO3+H2SO4═I2+K2SO4+H2O：________________________
（2）MnO4-+NO2-+ ═Mn2++NO3-+H2O：_________________________
20．(1)FeS2(二硫化亚铁)不溶于水，可溶于适量的稀硝酸中，离子反应式如下，请配平此氧化还原反应方程式：
O=______Fe2++______S+_____NO↑+______H2O。

在上述氧化_____FeS2+_____H++_____N-
3
还原反应方程式中还原剂为_____________。

(2)为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，实验方案设计错误的是____________(填字母)
A.④和⑤
B.只有③
C.③和④
D.①②③
(3)已知：氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+，还原性Fe2+＞Br-＞Cl-，则向1L0.2mol·L-1的FeBr2溶液中通入标准状况下氯气2.24L，被氧化的粒子是________，此反应的离子方程式:________。

三、解答题
21．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2｡设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：
（1）将孔雀石粉碎的目的是_______，加入过量稀硫酸，可观察到的现象是_______｡（2）操作a的名称是_______，在滤液中加入过量铁粉发生的反应有___________（用离子方程式表示）｡
（3）在悬浊液中加入A的目的是______________｡
22．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(NO 3)2+O 2+(2n+4)H 2O=2Fe 2O 3·nH 2O+8HNO 3，反应产生的HNO 3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO 3)2，该反应的化学方程式为____。

23．聚合硫酸铁(简称 PFS 或聚铁)是水处理中重要的絮凝剂。

以黄铁矿的烧渣(主要成分
为Fe 2O 3、FeO 、SiO 2等）为原料制取聚合硫酸铁（2x 4x 3-2m Fe (OH)(SO )⎡⎤⎢⎥⎣
⎦）的工艺流程如下：
(1)加入废铁屑的作用是_____。

(2)加入 KClO 3发生的离子方程式是_____。

(3)过程 a 中水解要严控 pH 的范围，pH 偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因_____。

(4)盐基度B 是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。

盐基
度B 的表达式：-3+n(OH )B=100%3n(Fe )
⨯(n 为物质的量)。

为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：
i.取聚合硫酸铁样品 m g ，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入 KF 溶液屏蔽Fe 3+，使 Fe 3+不与 OH -反应。

然后以酚酞为指示剂，用 c mol/L 的标准 NaOH 溶液进行中和滴定，到终点时消耗 NaOH 溶液 V mL 。

ii.另取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用 c mol/L 的标准 NaOH 溶液进行中和滴定， 到终点时消耗 NaOH 溶液 V 0mL 。

①该聚合硫酸铁样品中n (OH -)=_____mol 。

②已知该样品中Fe 的质量分数为w ，则盐基度B =_____。

③若操作i 中滴定终点时俯视读数，则测得盐基度B _____（填“偏高”“偏低”“无影响”） 若操作ii 中碱式滴定管未润洗，则测得盐基度B _________（填“偏高”“偏低”“无影响”）
24．二氧化铈(CeO 2)是一种重要的稀土化合物。

以氟碳铈矿(主要含 CeCO 3F)为原料制备 CeO 2的一种工艺流程如图：
(1)CeCO3F 中 Ce 元素的化合价为_______。

(2)酸浸过程中的盐酸可用稀硫酸和 H2O2替换。

写出替换后的反应的离子方程式
________，替换的优点有______(写一点即可)。

(3)生成 Ce(OH)4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(4)取上述流程中得到的 CeO2产品 0.4500 g，加硫酸溶解后，用 0.1000 mol·L－1 FeSO4标准溶液滴定至终点时(Ce4+被还原为 Ce3+，其它杂质均不反应)，消耗 22.50 mL 标准溶液。

则该产品中 CeO2的质量分数为_________。

(5)CeO2是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂，工作原理如图所示。

写出该过程的总反应的化学方程式_______。

25．以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：
(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。

(2)烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。

(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。

(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由________。

（结合化学用语说明原因）
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。

其过程如图所示：
已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋
①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______
______=7Fe2++______S2O32-+__________
②过程II反应的离子方程式________________________________________。

(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。

取X g样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。

反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+
=6Fe3++2Cr3++7H2O。

则绿矾晶体纯度的计算式为______________。

(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)
26．铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。

从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：
请回答下列问题：
（1）反应1中的化学方程式有2NaOH＋SiO2→Na2SiO3＋H2O以及___________；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是_______，反应2的离子方程式为________(气体A 过量)；
（3）E可作为建筑材料，化合物C是浓硫酸，请写出由D制备冰晶石的化学方程式
______；
（4）电解制铝以石墨为电极，请写出阳极的电极反应式____________________。

27．一种利用铝土矿(含有氧化铝和杂质)生产氧化铝纯品的工业流程如下：
（1）过程I，发生反应的离子方程式是________________。

（2）过程II，用一定浓度的NaHCO3溶液处理碱浸后滤液，所得溶液pH和Al(OH)3生成
的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：
①加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时，发生主要反应的离子方程式是
________________。

②过程II生成Al(OH)3的离子方程式是_____________。

（3）过程III，电解Na2CO3溶液的装置如下图所示。

①阴极的电极反应式是________________。

②简述阳极液生成的原理：______________。

28．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___。