高考化学知识点练习：铁-金属材料(解析版)

2020-2021学年高一化学必修第一册同步单元AB卷（新教材人教版）
第三章铁金属材料（A卷）
（基础强化篇）
说明：本试卷分选择题非选择题，满分100分，考试时间90分钟。

可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
一、选择题：本题共20个小题，每小题2分。

共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题
目要求的。

1.下列关于铁与水反应的描述不正确
．．．的是
A．红热的铁能与水蒸气反应，用排水法收集产生的气体并点燃，能听到轻微爆鸣声
B．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
C．常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应
D．铁与水蒸气反应的固体产物是黑色的FeO
【答案】D
【解析】
A.加热条件下，Fe与水蒸气反应生成氢气，氢气点燃时能发出爆鸣声，故A正确；
B.Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应中Fe、H元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确
C.常温下,Fe在空气中O2、H2O的共同作用会生锈生成Fe2O3，发生氧化反应，故C正确
D.铁与水蒸气反应的固体产物是黑色晶体Fe3O4。

2.中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石,占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，关于铁矿石的说法正确
的
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B. 铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C. 磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变血红色
D. FeO俗称铁红
【答案】C
【解析】
A. 赤铁矿的成分是氧化铁,其化学式为：Fe2O3，故A错误；
B. 铁矿石有磁铁矿、赤铁矿，磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，铁锈主要成分是氧化铁，故B错误；
C. 磁铁矿是Fe3O4，溶液稀盐酸生成三价铁，离子反应方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，故加入KSCN溶液显红色，故C正确；
D. Fe2O3为红棕色粉末，Fe2O3俗称铁红，故D错误。

3. 向一定质量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出标准状况下的气体224 mL，在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。

若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为
A．11.2 g B．5.6 g
C．2.8 g D．无法计算
【答案】C
【解析】根据题意可得，恰好反应后溶液中只存在FeCl2，根据元素守恒可建立关系式：n(Fe)＝n(Fe2＋)
＝1
2n(Cl
－)＝
1
2n(HCl)＝
1
2×0.1 L×1 mol·L
－1＝0.05 mol，m(Fe)＝0.05 mol×56 g·mol－1＝2.8 g。

4. 以物质的类别为横坐标，化合价为纵坐标绘制的图象叫价类图。

如图是铁的价类图，Y物质为
A. FeO
B. Fe(OH)2
C. Fe3O4
D. FeSO4
【答案】B
【解析】根据Y处所示化合物中，铁元素的化合价以及物质的种类来分析
Y处表示的物质属于碱,含有氢氧根,氢氧根显-1价，铁元素的化合价为+2价，二者组成的化合物是氢氧化亚铁，化学式为Fe(OH)2。

5.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的
A．①②③B．①②④
C．①②③④D．②③④
【答案】B
【解析】
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；④中液面加苯阻止了空气进入；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。

6.向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。

当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则
下列结论错误
．．的是
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
【答案】B
【解析】
能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN－原，故A正确；
溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故Fe2＋被氧化为Fe3＋，氧化性：Fe3＋<Cl2，故B错误，D正确；
因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质，故C正确。

7.下列反应的离子方程式正确的是
A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
【答案】D
【解析】
A项，电荷不守恒，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；
B项，违反反应事实，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
C项，得失电子、电荷均不守恒，应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

8.下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是
【答案】C
【解析】Cl 2与FeCl 2反应，A 错误；Fe 与FeCl 3、CuCl 2均反应，B 错误；D 项有新的杂质CuSO 4生成，D 错误。

9. 设N A 代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A ．1 mol Na 在空气中完全燃烧，转移的电子数为2N A B ．常温下，2.3 g 钠投入水中，产生0.05N A 个氢分子 C ．0.1 mol Fe 与足量水蒸气反应生成H 2的分子数为0.1N A D ．0.1 mol Fe 与足量盐酸反应，转移0.3 mol 电子 【答案】B 【解析】
1 mol Na 在空气中完全燃烧生成0.5 mol Na 2O 2，转移1 mol 电子，A 错误；
钠与水发生反应2Na ＋2H 2O===2Na ＋
＋2OH －
＋H 2↑，2.3 g 钠(0.1 mol)生成0.05 mol H 2，B 正确； 根据反应3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2，0.1 mol Fe 完全反应生成0.43 mol H 2，C 错误；
Fe 与盐酸反应生成FeCl 2，0.1 mol Fe 与足量盐酸反应，转移0.2 mol 电子，D 错误。

10. 制印刷电路时常用氯化铁溶液做腐蚀液，有关反应为2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2。

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，烧杯中不可能．．．
出现的是 A ．有铜粉无铁粉 B ．有铁粉无铜粉 C ．铁粉、铜粉都有 D ．铁粉、铜粉都无 【答案】B
【解析】向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，由于铁粉的还原性较强，故铁粉首先与氯化铁溶液反应，2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2，当铁粉完全反应后，若氯化铁还有剩余，铜粉才与氯化铁溶液反应，2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2。

若铁粉较少，铜粉较多，会出现A 中情况； 由前面的分析可知，B 中情况不会出现； 若铁粉较多，会出现C 中情况；
若铁粉和铜粉都较少，会出现D 中情况。

11. 下列关于铁和铁合金的有关说法错误．．的是 A ．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素
【答案】B
【解析】
一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来，A项正确；
在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈，B项错误；
碳素钢是铁和碳的合金，C项正确；
铁是人体需要的微量元素，使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素，D项正确。

12.下列有关厨房中铝制品的使用，你认为合理的是
A．盛放食醋B．烧煮开水C．用金属丝擦洗表面的污垢D．用碱水洗涤
【答案】B
【解析】
食醋的主要成分是CH3COOH(显酸性)，它能与铝及铝表面覆盖的氧化铝保护膜发生反应，使铝制品被腐蚀，A项不合理；
用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝保护膜，使铝制品容易被腐蚀，C项不合理；
用碱水洗涤也会腐蚀铝及铝表面的保护膜，D项不合理。

13.储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。

储氢合金既能在一定条件下吸收H2，
又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H22H。

下列说法错误
．．的是
A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化
B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢
C．铁系储氢合金可以做成纳米合金
D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别
【答案】A
【解析】由H22H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化。

14.下列物质中既能跟稀H2SO4反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的两性物质是
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al
A．①②B．②③C．①③D．只有②
【答案】D
【解析】既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的物质有铝、氧化铝、多元弱酸的酸式盐等，两性物质是能和酸、碱反应生成盐和水的物质。

①NaHCO3是强碱弱酸酸式盐，能和稀硫酸、NaOH反应，但不属于两性物质，故错误；
②Al2O3是能和稀硫酸、NaOH溶液反应生成盐和水的物质，属于两性物质，故正确；
③Al能和稀硫酸、NaOH反应生成盐和氢气，不属于两性物质，故错误；
15.铝既能与硫酸溶液反应，又能与烧碱溶液反应，下列说法不正确
．．．的是
A．两个反应都是氧化还原反应
B．铝与硫酸反应时，硫酸作氧化剂
C．铝与烧碱溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂
D．两个反应都有气体生成
【答案】C
【解析】
铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝和氢气，铝是还原剂，硫酸是氧化剂，铝和烧碱溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，则铝化合价升高是还原剂，H2O中的H化合价降低为氧化剂，生成的氢气为还原产物，据此分析解答。

A. 两个反应都是氧化还原反应，故A正确；
B. 铝与硫酸反应时，生成氢气，硫酸作氧化剂，故B正确；
C. 铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铝是还原剂，水是氧化剂，故C错误；
D. 两个反应都有气体氢气生成，故D正确；
16. 下列说法正确的是
A. Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B. 因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C. Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D. Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
【答案】
【解析】
A. 氢氧化铝对应的氧化物是铝元素对应的氧化物为Al2O3，故A错误；
B. 氧化铝和强酸强碱反应，是两性氧化物，故B错误；
C. 氧化铝和强酸、强碱反应，不能和弱酸弱碱反应，故C错误；
D. 氧化铝和强酸、强碱反应，不能和弱酸弱碱反应，故D正确；
17. 铁粉在高温条件下可与水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的质量是
A．28 g B．56 g
C ．84 g
D ．112 g
【答案】C 【解析】
3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2 Δm (固体) 3 mol 64 g n (Fe) 32 g 解得n (Fe)＝1.5 mol, m (Fe)=1.5 ×56 g=84 g 。

18. 将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe 3＋和Fe 2＋浓度相等。

则已反应的Fe 3＋
和未反应的Fe 3＋
的物质的量之比是
A ．2∶3
B ．3∶2
C ．1∶2
D ．1∶1
【答案】A
【解析】设已反应的Fe 3＋
的物质的量为x ，未反应的Fe 3＋
的物质的量为y ，由反应方程式2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2可知，生成的Fe 2＋的物质的量为3x 2，即未参加反应的Fe 3＋
的物质的量y ＝3x 2，x ∶y ＝x ∶3x 2
＝2∶3。

19. Mg 、Zn 、Al 、Fe 四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H 2的物质的量与投入金属的质量的关系如图所示，则①②③④所表示的金属分别是
A ．Al 、Mg 、Fe 、Zn
B ．Fe 、Zn 、Mg 、Al
C ．Mg 、Al 、Zn 、Fe
D ．Zn 、Fe 、Mg 、Al
【答案】A
【解析】利用关系式可知，当产生1 mol H 2时所需4种金属的质量分别如下：
2
3
Al ～ H 2 18 g 1 mol
Mg ～ H 2 24 g 1 mol
Fe ～ H 2 56 g 1 mol
Zn ～ H 2 65 g 1 mol
结合题图可知①②③④分别表示Al 、Mg 、Fe 、Zn 。

20. 将a mol 钠和a mol 铝一同投入m g 足量水中，所得溶液密度为d g·cm －
3，该溶液中溶质的质量分数为
A. 82a 46a ＋m
% B.
8 200a
46a ＋2m
%
C.
8 200a
46a ＋m
%
D.
8 200a
69a ＋m
%
【答案】C
【解析】本题既考查了Na 与H 2O 的反应，又考查了Al 与NaOH 溶液的反应，应注意用关系式法来进行计算。

2Na ～ 2NaOH ～ H 2↑ a mol a mol a
2 mol
2Al ～2NaOH ～2NaAlO 2～3H 2↑ a mol a mol a mol
3a
2
mol 所得溶液的质量为23a g ＋27a g ＋m g －⎪⎭
⎫
⎝⎛+mol 23mol 2a a ×2 g·mol －
1＝(46a ＋m ) g ，溶液中的溶质为
NaAlO 2，质量为a mol×82 g·mol －
1＝82a g ，所以w (NaAlO 2)＝82a g （46a ＋m ） g ×100%＝8 200a 46a ＋m %。

二、非选择题：本题共5个题，共60分。

21. （8分）
某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A 中试剂为________。

(2)B 中发生反应的化学方程式为____________________________________________。

(3)若实验用铝镁合金的质量为a g ，测得氢气体积为b mL (已换算为标准状况)，B 中剩余固体的质量为c g ，则铝的相对原子质量为__________________________。

(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

【答案】 (1)NaOH 溶液
(2)2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ (3)
33 600（a －c ）
b
(4)偏小
【解析】
（1）铝镁合金中二者都与酸反应，但铝和碱反应而镁不反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。

（2）铝镁合金中只有铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，所以B中发生反应的化学方程式为：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
（3）铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，A r＝m
n＝
a－c
b×10－3
22.4×
2
3
＝
33 600（a－c）
b。

（4）如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物的质量偏大，铝的质量偏小，测得铝的质量分数偏小。

22. （14分）
某学生小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题。

(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：____________________________________。

(2)物质②为____________。

(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式：_________________________________。

(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为
________________________________________________________________________，
此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表达)________________________________________。

(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③为________，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是_______________________________________。

【答案】
(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)Fe＋2FeCl3===3FeCl2
(4)生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)Fe(OH)3胶体分散质粒子直径大小不同
【解析】
(1)Fe2O3为碱性氧化物，能与盐酸反应生成FeCl3和H2O。

(2)FeCl3溶液能与碱反应生成Fe(OH)3，物质②可以是NaOH、NH3·H2O等。

(3)Fe3＋具有氧化性，能氧化Fe：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。

(4)Fe(OH)2是白色沉淀，能迅速被氧气氧化，会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，发生的氧化还原反应为4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

(5)将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至呈红褐色，得到的是Fe(OH)3胶体。

23. （14分）
如下图所示，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe 与水蒸气反应的实验。

回答下列问题：
(1)写出有关反应的化学方程式：________________________________________________。

(2)干燥管C 中盛放的药品是________，作用是___________________________________。

(3)在D 处画出用简单方法(用试管)收集氢气的装置图(所需其他仪器自选)。

(4)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置的主要作用是________________；圆底烧瓶底部放入几片碎瓷片，碎瓷片的作用是_____________________________________________________。

(5)实验开始时应先点燃________，理由是_____________________________________ ________________________________________________________________________。

【答案】
(1)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2
(2)碱石灰(或无水CaCl 2等) 除去H 2中的水蒸气 (3)如图所示(注意用向下排空气法，导管伸入试管底部)
(4)为反应提供持续不断的水蒸气 防止液体暴沸
(5)酒精灯 先点燃酒精灯，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再点燃酒精喷灯，防止Fe 与O 2反应 【解析】
(1)书写化学方程式时，应注意H 2O 的状态与产物的成分。

(2)应选固体干燥剂。

(3)应采用向下排空气法收集，注意导管伸入的位置。

(4)通过加热圆底烧瓶中的水获得水蒸气。

(5)实验时，应先加热圆底烧瓶，产生的水蒸气排净装置中的空气后，再加热硬质玻璃管，防止铁粉被空气中的氧气氧化。

24. （16分）
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。

(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是__________，证明Fe3＋存在的现象是______________。

(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：__________________________________。

(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①____________；②____________；③_______________；
④____________；⑤____________；⑥________________。

B．请写出相关反应的化学方程式：
Ⅰ. ______________________________________；
Ⅱ. ______________________________________；
Ⅲ. ______________________________________；
Ⅳ. ______________________________________。

【答案】
(1)KSCN溶液溶液变成红色
(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(3)A.①Fe②FeCl2③Fe和Cu④HCl⑤FeCl2 ⑥Cl2
B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2===2FeCl3【解析】
（1）检验溶液中Fe3+存在的试剂是KSCN溶液，证明Fe3+存在的现象是：溶液变红；
（2）FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；
（3）从腐蚀铜的废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，流程如下。

A.废液中含有氯化铜，加入过量的①Fe后，Fe会和氯化铜反应生成②FeCl2，与FeCl3反应生成FeCl2，滤渣③中含有过量的Fe和置换出的Cu；滤渣中加入过量的HCl，Fe与盐酸反应生成⑤FeCl2，金属铜不反应；②、⑤合并后和⑥Cl2反应，FeCl2被氧化为FeCl3；
B. 废液和Fe 反应，涉及的化学方程式为：2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2、CuCl 2＋Fe===FeCl 2＋Cu ；Fe 与盐酸反应的化学方程式为：Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑；FeCl 2与Cl 2反应的化学方程式为：2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3；
25. （8分）
将19.2 g Cu 和Fe 2O 3的混合物完全溶解在400 mL 稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。

(1)计算混合物中n (Cu)∶n (Fe 2O 3)。

(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。

【答案】(1)1∶2 (2)1 mol·L －
1
【解析】
(1)由图像可知，生成3.2 g 固体为金属铜，说明19.2 g Cu 和Fe 2O 3的混合物中含有3.2 g Cu ，则含有Fe 2O 3
的质量为19.2 g －3.2 g ＝16.0 g ，则n (Cu)∶ n (Fe 2O 3)＝ 3.2 g 64 g·mol －1∶16.0 g 160 g·mol －1
＝1∶2。

(2)图像中加入11.2 g Fe 时，铜离子完全被置换成Cu ，此时溶质为FeSO 4，根据铁元素守恒可知n (FeSO 4)＝n (Fe)＋2n (Fe 2O 3)＝11.2 g 56 g·mol －1＋16.0 g 160 g·mol －1×2＝0.4 mol ，则400 mL 稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n (H 2SO 4)＝n (FeSO 4)＝0.4 mol ，该稀硫酸的物质的量浓度为c (H 2SO 4)＝0.4 mol 0.4 L
＝1 mol·L －1。