课时作业3：阶段质量评估（三）

阶段质量评估(三) 铁金属材料
(时间：90分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列对合金的说法正确的是()
A．合金中至少含有两种金属元素
B．合金中的金属元素以化合物的形式存在
C．黄铜是纯净物
D．合金中也可能含非金属元素
2．下列关于铁矿石的说法正确的是()
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，溶液变红色
D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀
3．某合金与铁的物理性质比较如下：
A．导线B．门窗
C．炉具D．飞机外売
4．下列关于钢的说法不正确的是()
A．根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢
B．含碳量低的钢，硬度较大，韧性较弱
C．向钢中加入一定量的一种或几种其他元素，可得到具有不同性能的合金钢
D．不锈钢中主要加入了铬、镍两种元素
5．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能跟强酸、强碱溶液反应
6．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，更奇妙的是镓熔化后在－120 ℃仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。

下列有关镓的性质和用途的
叙述错误的是()
A．镓的熔点高B．镓的性质与铝类似
C．镓能够与盐酸反应生成气体D．镓可与多种金属形成合金
7．国产大型客机C919的机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。

下列关于铝锂合金的认识不正确的是()
A．铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质
B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金
C．铝锂合金具有金属光泽，可导电、导热
D．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同
8．下列变化不可能通过一步转化直接完成的是()
A．Al(OH)3―→Al2O3 B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→AlO－2D．Al3＋―→Al(OH)3
9．除去FeCl3溶液中的少量FeCl2杂质，可向其中加入适量的()
A．Fe B．氯水
C．KSCN溶液D．硝酸
10．下列离子方程式书写正确的是()
A．铁跟稀H2SO4反应Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑
B．向氯化亚铁溶液中通入氯气Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
C．氢氧化钠溶液中加入铝粉：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
D．氧化铝跟过量氨水反应Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
11．向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则该溶液中一定不可能大量存在的离子是() A．Cl－B．Mg2＋
C．CO2－3D．HCO－3
12．向FeCl3、CuCl2的混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()
A．加入KSCN溶液一定不变红色B．溶液中一定含有Fe2＋
C．溶液中一定含有Cu2＋D．剩余固体中一定含有Cu
13．两份铝屑，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1∶2(标准状况下)，则第一份与第二份铝屑的质量比为()
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．2∶1
14．将23 g金属钠放入足量的m g水中，另将24 g金属镁放入足量的m g稀盐酸中，反应后所得溶液的质量分别为a g和b g。

那么a和b的关系应是()
A．a>b B．a<b
C．a＝b D．无法确定
15．已知3.25 g某金属X跟过量稀硝酸反应，在反应过程中未见有气体生成，反应后在所得溶液中加入热碱溶液放出氨气的体积为280 mL(标准状况)，则X为()
A．Zn B．Fe
C．Cu D．Ag
16．将a g Fe2O3、Al2O3混合物溶解在过量的200 mL 0.1 mol/L的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀，用去NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为()
A．0.1 mol·L－1B．0.2 mol·L－1
C．0.4 mol·L－1D．无法计算
二、非选择题(本题包括6大题，共计52分)
17．(10分)阅读材料，回答下列问题。

材料近年来，科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。

它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高、密度小(约为0.16～0.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，可大批量投放市场。

(1)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的__________(填序号)。

A．金属光泽B．延展性
C．导电性D．导热性
(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用，但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解，请写出其与盐酸反应的离子方程式：
________________________________________________。

与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_____________________________。

(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，相同条件下所得H2的体积之比为__________。

(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者恰好完全反应且产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是__________。

18．(8分)将标准状况下的HCl气体4.48 L溶于水形成100 mL溶液，然后与足量的铁屑充分反应。

回答下列问题：
(1)参加反应的铁的质量为____________。

(2)生成H2的体积(标准状况)为____________。

(3)取反应后的溶液10 mL，其FeCl2的物质的量浓度为__________；溶液中Fe2＋和Cl－的质量比为__________。

19．(6分)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷线路板。

(1)检验溶液中Fe 3＋存在的试剂是__________，证明Fe 3＋
存在的现象是____________ ______________________________。

(2)写出FeCl 3溶液与铜发生反应的化学方程式：________________________。

20．(8分)现有氧化铁和铝两种粉末按一定的比例混合组成的一种铝热剂，该铝热剂在高温下可发生反应2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3，常利用生成的液态铁焊接钢轨，为了确定该铝热剂的组成，分别进行下列实验：
(1)若取a g 样品，向其中加入足量的NaOH 溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L ，反应的化学方程式是__________________________，样品中铝的质量为__________ g 。

(2)另取a g 样品将其引燃，恰好完全反应，则该铝热剂中氧化铁与铝的质量比是__________。

(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L ，该气体与(1)中所得气体的体积比c ∶b ＝__________。

21．(10分)某班同学用如下实验探究Fe 2＋
、Fe 3＋
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FeCl 2溶液中需加入少量铁屑，其目的是____________________________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl 2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN 溶液，溶液变红，说明Cl 2可将Fe 2＋
氧化。

FeCl 2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl 2溶液中先加入0.5 mL 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，煤油的作用是________________________________________。

(4)丙组同学向盛有H 2O 2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。

产生气泡的原因是__________________________。

22．(10分)红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。

请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式_____________________________。

(2)干燥管C 内盛放的药品是__________和__________(填化学式)。

干燥管的__________(填
“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。

(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气？简述实验操作步骤和现象___________________________________________________。

(5)若收集到标准状况下的H2为22.4 L，则参加反应的铁粉的质量为__________g。

(6)当固体质量增加32 g时，生成H2的质量为________g。

【参考答案】
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意) 1．答案：D 2．答案：C 3．答案：A 4．答案：B 5．答案：D 6．答案：A 7．答案：D 8．答案：B
9．B [能将FeCl 2转化为FeCl 3，且不引入新的杂质，因此选用氯水最合适。

]
10．C [A 中电荷不守恒，且不该生成Fe 3＋
，B 中电荷不守恒，D 中氧化铝是两性氧化物，不能跟弱碱NH 3·H 2O 反应。

]
11．D [投入铝片后有H 2放出的溶液可能为酸性溶液，也可能为强碱性溶液。

Cl －
在酸性和强碱性溶液中均能存在，而Mg 2＋
能存在于酸性溶液中，CO 2－
3能存在于强碱性溶液中，HCO －
3在酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。

]
12．C [充分反应后仍有固体存在，则该固体可能为Cu 或Fe 和Cu 的混合物，剩余固体不可能只有Fe ，因为Fe 与Cu 2＋
可以发生反应，溶液中不可能有Fe 3＋
，因为Fe 3＋
能与Cu 或Fe 反应，溶液中一定有Fe 2＋
，溶液中不一定有Cu 2＋。

]
13．B [盐酸与NaOH 溶液足量，则铝完全反应，设铝与盐酸、NaOH 溶液反应生成的氢气的体积(标准状况下)分别为x L 、2x L ， 则2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑ 54 g 67.2 L m (Al) x L m (Al)＝54x 67.2
g
2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ 54 g 67.2 L m (Al) 2x L m (Al)＝54×2x
67.2
g
则第一份与第二份铝屑的质量比为54x 67.2g ∶54×2x
67.2g ＝1∶2。

]
14．C [2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑ Δm (溶液质量增加)
46 g 2 g (46－2)g 23 g m 1 解得m 1＝22 g ，故a ＝(m ＋22) g 。

Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑ Δm (溶液质量增加) 24 g 2 g (24－2) g 24 g m 2 解得m 2＝22 g ，故b ＝(m ＋22) g 。

故反应后两溶液的质量关系为a ＝b 。

]
15．A [求解时首先分析得出HNO 3的还原产物是NH 4NO 3，其次根据得失电子守恒列出守恒关系，再次讨论金属化合价的升高情况和相对原子质量的关系，最后确定元素种类。

由题意可知金属与硝酸的反应过程中，硝酸的还原产物为NH 4NO 3，物质的量为0.012 5 mol ，设未知金属的摩尔质量为M ，氧化后金属离子的化合价为＋x ，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知3.25 g M ×x ＝0.012 5 mol×[5－(－3)]，讨论得当x ＝2时，M ＝65 g·mol －
1比较合理，
故该金属为锌。

]
16．C [本题适合用终态法解题。

从反应的过程看：
⎭⎬⎫Fe 2O 3Al 2O 3――→过量H 2SO 4⎩⎪
⎨⎪⎧Fe 2(SO 4)3Al 2(SO 4)3H 2SO 4
――→NaOH ，使Fe 3
＋
、Al 3＋恰好沉淀 ⎩
⎪⎨⎪⎧Fe (OH )3、Al (OH )3Na 2SO 4 根据Na ＋和SO 2－4守恒可知，2n (H 2SO 4)＝n (Na ＋
)，0.2 L×0.1 mol/L×2＝0.1 L×c (NaOH)，c (NaOH)＝0.4 mol·L －
1。

]
二、非选择题(本题包括6大题，共计52分)
17．解析：(1)将铝制成铝箔用于食品包装，是利用了铝的延展性。

(2)氧化铝为两性氧化物，可与酸或强碱反应生成盐和水，其与盐酸反应的离子方程式为Al 2O 3＋6H ＋
===2Al 3＋
＋3H 2O ，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O 。

(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，反应中铝失去电子的物质的量相等，根据得失电子守恒可知相同条件下生成H 2的体积之比为1∶1。

(4)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑、2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑，因此当二者产生的H 2相等时，HCl 和NaOH 的物质的量之比是6∶2＝3∶1，盐酸和NaOH 溶液的体积相同，故HCl 和NaOH 的物质的量浓度之比为3∶1。

答案：(1)B (2)Al 2O 3＋6H ＋
===2Al 3＋
＋3H 2O Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O (3)1∶1 (4)3∶1
18．解析：根据化学方程式中各物质的系数关系，找出各物质的不同物理量的关系，求算铁
的质量和H 2的体积，根据溶液中溶质的各粒子的守恒关系和溶质物质的量浓度的计算，求出FeCl 2的物质的量浓度和Fe 2＋
、Cl －
的质量比。

Fe ＋ 2HCl === FeCl 2 ＋ H 2↑ 56 g 2×22.4 L 1 mol 22.4 L m (Fe) 4.48 L c (FeCl 2)×0.1 L V (H 2) (1)m (Fe)＝
4.48 L×56 g
2×22.4 L
＝5.6 g
(2)V (H 2)＝4.48 L×22.4 L
2×22.4 L ＝2.24 L
(3)反应后，FeCl 2的物质的量浓度 c (FeCl 2)＝
4.48 L×1 mol 2×22.4 L×0.1 L
＝1 mol·L －
1
取10 mL 溶液，物质的量浓度不变，仍为1 mol·L －
1。

根据粒子守恒关系，n (Fe 2＋
)＝2n (Cl －
)，
故Fe 2＋
与Cl －
的质量比为：56∶(2×35.5)＝56∶71。

答案：(1)5.6 g (2)2.24 L (3)1 mol·L －
1 56∶71 19．答案：(1)KSCN 溶液 溶液变成红色 (2)2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2
20．解析：(1)铝热剂中的铝与NaOH 反应，铝与氢气的关系式为 2Al ～ 3H 2 (2×27)g (3×22.4)L m (Al) b L
所以：m (Al)＝54b 67.2 g ＝9b
11.2
g 。

(2)根据反应：2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3，氧化铁与铝的质量比为m (Fe 2O 3)∶m (Al)＝160∶54＝80∶27。

(3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，Al 2O 3、Fe 均与盐酸发生反应，但只有盐酸与Fe 反应时才放出气体。

Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑，要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或Fe 2O 3的质量，但题目要求的是Al 与NaOH 溶液、Fe 与盐酸产生H 2体积比，只要知道铝热剂中Al 与Fe 的物质的量之比即可求出。

2Al ～ Fe 2O 3 ～ 2Fe ↓ ↓ 3H 2 2H 2 b c 故b ∶c ＝3∶2。

答案：(1)2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
9b
11.2
(2)80∶27 (3)2∶3
21．解析：(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl 2溶液中加入少量铁屑，目的是防止Fe 2＋
被氧化。

(2)Cl 2可将Fe 2＋
氧化成Fe 3＋
，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe 2＋
＋Cl 2===2Fe 3＋
＋2Cl －。

(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe 2＋
氧化，产生干扰。

(4)H 2O 2溶液中加入几滴酸化的FeCl 2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H 2O 2＋2Fe 2＋
＋2H ＋
===2Fe 3＋
＋2H 2O ，含Fe 3＋
的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是Fe 3＋
催化H 2O 2分解放出氧气。

答案：(1)防止Fe 2＋
被氧化 (2)2Fe 2＋
＋Cl 2===2Fe 3＋
＋2Cl －
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)H 2O 2＋2Fe 2＋
＋2H ＋
===2Fe 3＋
＋2H 2O Fe 3＋
催化H 2O 2分解
22．解析：(3)考虑到H 2的密度比空气的小，因此可采用向下排空气法收集。

(4)检验H 2可采用“爆鸣”实验。

(5)3Fe ＋4H 2O(g)=====△
Fe 3O 4＋4H 2 3×56 g 4×22.4 L 42 g 22.4 L
(6)固体质量增加是因为Fe 生成了Fe 3O 4，增加的质量为氧的质量，故氢气的质量为m (H 2)＝3216
×2 g ＝4 g 。

答案：(1)3Fe ＋4H 2O(g)=====△
Fe 3O 4＋4H 2 (2)NaOH CaO n
(3)
(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H 2 (5)42 (6)4。