人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试巩固练习

2020-2021学年高中化学人教版（2019）必修一

第三章铁金属材料章节训练（培优训练卷）

一、单选题

1．下列离子检验的操作与现象不正确的是（　　）

A．向少许待测液中滴加KSCN溶液无明显变化，再滴入氯水，溶液呈红色，则待测液中含有Fe2+

B．向少许待测液中滴几滴稀硝酸，再滴加少许硝酸银，有白色沉淀生成，则待测液中含有Cl﹣

C．向少许待测液中逐滴加入稀氨水至过量，产生白色胶状沉淀，后又逐渐溶解，则待测液中含有Al3+

D．用洁净的铂丝用盐酸清洗后在酒精灯外焰上灼烧至无色时蘸取待测液在外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色，则待测液中含有K+

2．下列叙述正确的是

A．1mol金属钠和足量的水充分反应，生成气体11.2L

B．12g C与标况下11.2 L O2一定条件下充分反应，最终可能有三种气体

C．1L 1mol/L的NaOH和1L0.6mol/LHCl充分反应，反应后溶液体积为2L则反应后溶液中C(OH-)=0.2mol/L

D．标况下22.4L的氯气通入1L 1mol/L的NaOH中充分反应，氯气能被完全吸收

3．C 和 CuO 在高温下反应可能生成 Cu、Cu2O、CO2、CO。现将 1g 碳粉跟 8gCuO 混合，在硬质试管中隔绝空气高温加热，生成的气体全部通过足量 NaOH 溶液，收集残余气体。测得溶液增重 1.1g，残余气体在标准状况下的体积为 0.025mol。下列说法不正确的是

A．在硬质试管中高温加热固体混合物时，有 0.6g 碳参加了反应

B．试管中的所有氧化还原反应共转移电子 0.15mol

C．反应生成铜和氧化亚铜的总物质的量为 0.1mol

D．反应后的试管中固体混合物总质量为 7.2g

4．把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含amolBaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡；另一份加入，含bmolNaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；则原混合溶液中钾离子的浓度为(    )

A．mol/L B．mol/L C．mol/L D．mol/L

5．在浓度均为4.0mol·L-1的盐酸和硫酸各100mL溶液中，分别加入等质量的铁粉，充分反应后生成气体体积比为2∶3，则加入铁粉的质量是（    ）

A．6.5g B．13.0g C．16.8g D．26.0g

6．在下列各溶液中，所给离子一定能大量共存的是(      )

A．强碱性溶液中：K+、Mg2+、Cl¯、SO

B．无色透明的溶液中：K+、Cu2+、NO、SO

C．强酸性溶液中：Na+、Fe2+、NO、SO

D．含有Ca2+ 的溶液中：K+、Na+、HCO、Cl¯

7．为了防止试剂变质，配制FeSO4的溶液在试剂瓶中除加入少量H2SO4外，还要加入

A．加入Cu B．通入Cl2 C．加入Fe D．加入KSCN

8．如图所示，其中X、Y、Z、R、E分别是氧化铁、稀硫酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液、二氧化碳中的一种。图中短线相连的物质间均能相互发生反应，已知X和R反应有气泡出现，则下列说法正确的是(　　)

A．X是稀硫酸

B．X和Z反应无明显现象

C．R与E反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体

D．E在一定条件下可以转化为Y

9．用相同的铝片、6 mol·L－1稀盐酸、3 mol·L－1稀硫酸、6 mol·L－1氢氧化钠溶液、试管等分别进行下表实验：

对上述实验的相关说法不正确的是

A．对比(1)、(2)、(3)中Al2O3参与的反应可得出：Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质

B．对比(1)、(2)、(3)中气体产生现象和酸碱的挥发性可得出：实验(3)最适宜于实验室制备H2

C．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：c(H+)越大，相同时间内产生气泡越多

D．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：对Al与H+的反应可能有阻碍作用

10．向含有FeCl3、FeCl2的混合溶液中滴加稀NaOH溶液，可得到一种黑色分散系，其中分散质粒子是直径约为9.3nm的金属氧化物，下列有关说法中正确的是

A．该分散系的分散质为Fe2O3

B．在电场作用下，阴极附近分散系黑色变深，则说明该分散系带正电荷

C．可用过滤的方法将黑色金属氧化物与Na＋分离开

D．加入NaOH时发生的反应可能为：Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－==Fe3O4(胶体)＋4H2O

11．标准状况下，将a L H2 和 Cl2 的混合气体点燃，充分反应后，将混合气体通入含 b mol NaOH 的热溶液中，气体恰好被完全吸收，NaOH 无剩余，测得反应后溶液中含 Cl-、ClO-、 ，且三者物质的量之比为 8:1:1，则原混合气体中 Cl2 的物质的量为：

A．a/2 mol B．(a/22.4-b) mol C．(a/22.4-b/2) mol D．b/2 mol

12．如图所示，一悬挂的铜球浸没在稀硫酸溶液中，且铜球不与烧杯接触，现往稀硫酸中投入一铁片，待铁片充分反应后，铜球所受的拉力变化情况是

A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断

13．类比推理的方法在化学学习与研究中有广泛的应用，但有时会得出错误的结论，以下几种类比推理结论中正确的是(     )

A．H2SO4为强酸，推出HClO4为强酸

B．Fe3Cl8可以改写为FeCl2·2FeCl3，推出Fe3I8可以改写为FeI2·2FeI3

C．NH3的沸点高于PH3，推出CH4沸点高于SiH4

D．CO2通入Ba(NO3)2溶液中无沉淀生成，推出SO2通入Ba(NO3)2溶液中无沉淀生成

14．向的溶液中加入足量的铜粉，经完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积(不考虑转化为)为

A．大于 B．等于 C．等于 D．在与之间

15．下列是实验室以硫铁矿为原料制取硫酸亚铁溶液的实验装置，进一步制取Fe2O3的部分操作过程中能达到实验目的的是

A．配制1 mol/L的稀硫酸 B．分离硫酸亚铁溶液和不溶性杂质

C．保存硫酸亚铁溶液 D．灼烧氢氧化铁沉淀

16．聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是（    ）

A．KClO3作氧化剂，每生成1mol [Fe(OH)SO4]n消耗mol KClO3

B．绿矾长时间置于空气中易被氧化

C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水

D．聚合硫酸铁与漂白粉都是纯净物

17．已知2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑，N2不与Na2O2反应。将等分子数的N2、O2、CO2通入Na2O2后，剩余气体的个数为原来的8/9，此时N2、O2、CO2的个数之比是（    ）

A．3：4：1 B．3：4：2 C．6：7：3 D．6：6：1

18．铝比铁活泼，但在空气中铁制品更易被锈蚀，其原因是（    ）

A．铁的密度比铝的密度大

B．铝不能与氧气发生反应

C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜

D．铁的相对原子质量比铝的大

19．按下图装置持续通入X 气体，并在管口点燃，实验结果使澄清石灰水变浑浊，则 X、Y 可以是

A．H2 、Fe2O3 B．CO、Na2CO3

C．CO、Na2O2 D．H2 、NaHCO3

20．对氧化铁与铝粉发生的“铝热反应”(装置如图)的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅资料得知：Al、A12O3、Fe、Fe2O3熔点数据如表，下列叙述正确的是

A．铝热剂特指铝和氧化铁的混合物

B．镁条和KClO3是铝热反应的催化剂

C．该反应所得熔融物熔点低于660℃

D．将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反应后，滴加KSCN溶液无明显现象，说明熔融物中无Fe2O3

21．Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景十分好。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，对此反应下列说法中正确的是(   )

A．Na2O2只作氧化剂 B．FeSO4作还原剂

C．铁元素被还原 D．2mol FeSO4发生反应时，反应中共有8mol电子转移

22．某化学小组通过下列实验探究 KI 与FeCl3溶液的反应，实验过程和现象如下 。

下列说法不正确的是

A．试管①中现象证明有I2生成

B．试管②中现象证明溶液中存在Fe3+

C．KI 与FeCl3溶液的反应方程式为：2Fe3++ 2I-=2Fe2+ + I2

D．综合该实验可推知，Fe3+和I2都具有氧化性

23．下列除杂实验设计（括号中为杂质）正确的是

A．NH3(H2O)：通过装浓硫酸的洗气瓶

B．乙酸乙酯（乙酸）：加入饱和碳酸钠溶液后分液、干燥

C．FeCl3溶液（CuCl2）：加入足量铁粉后过滤

D．CH4(C2H4)：通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶

24．氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：

负极：2H2 + 4OH－－4e－= 4H2O

正极：O2 + 2H2O + 4e－= 4OH－

当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为（ ）。

A．1.8 mol B．3.6 mol C．100 mol D．200 mol

25．向MgCl2、AlCl3的混合溶液中逐渐加入氨水，能表示加入氨水的量（x）与生成沉淀的量（y）的关系的是（  ）

A． B． C． D．

二、综合题

26.按要求填空   

（1）已知Cu2O溶于稀硫酸，可得到CuSO4溶液，写出该反应的离子反应方程式________；   

（2）写出经过一步反应能得到Cu3（OH）4SO4的化学方程式（要求非氧化还原反应）________；   

（3）8.4 g N2与9.6 g某单质Rx ， 所含原子个数相同，且分子数之比为3:2，则R的相对原子质量是________，x值为________。   

（4）写出溶液中NH4+的检验方法及相应的离子方程式________、________   

27.将200mLH2SO4 和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份。向其中一份中加入足量铁粉，充分反应后测的固体质量减少4.48g；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干 燥、称量，得到46.6g 白色沉淀。请计算：   

（1）原溶液中c(SO42-)=________；   

（2）原溶液中H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度之比为________。   

28.已知: Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。   

（1）某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设:

I.假设为: 固体产物为MgO；II.假设为:________；III.假设为: ________。

（2）该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用

①实验装置连接的顺序为________(填字母序号)；

②装置B中盛装的试剂可以是________ (填字母)

a.浓硫酸      b.碱石灰    c.无水CaCl2        d.五氧化二磷

③确定产物中有N2生成的实验现象为________。

（3）设计实验证明: 产物中存在Mg3N2: ________。   

（4）己知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g,在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g,产生N2的体积为1120mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式:________。   

29.聚合氯化铁[Fe2(OH)nCl6-n]m简称PFC，是一种新型高效的无机高分子净水剂。以FeCl2·4H2O为原料，溶于稀盐酸并加入少量的NaNO2  ， 经氧化、水解、聚合等步骤，可制备PFC。   

（1）在稀盐酸中，NaNO2会与Fe2+反应生成一种无色气体M，气体M对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 M的化学式为________； Fe2+在酸性条件下被O2氧化的离子方程式为________。 

（2）盐基度[B＝   × 100%]是衡量净水剂优劣的一个重要指标。盐基度越小，净水剂对水pH变化的影响________。(填“越大”、“越小”或“无影响”)   

（3）PFC样品中盐基度(B)的测定： 

已知：PFC样品的密度ρ = 1.40 g·mL−1  ， 样品中铁的质量分数ω(Fe) = 16% 

步骤1：准确量取1.00 mL PFC样品置于锥形瓶中。

步骤2：加入一定体积0.05000 mol·L−1的盐酸标准溶液，室温静置后，加入一定体积的氟化钾溶液(与Fe3+反应，消除Fe3+对实验的干扰)，滴加数滴酚酞作指示剂，立即用0.05000 mol·L−1氢氧化钠标准溶液滴定至终点，消耗氢氧化钠标准溶液13.00 mL。

步骤3：准确量取1.00 mL蒸馏水样品置于锥形瓶中，重复步骤2操作，消耗氢氧化钠标准溶液49.00 mL。

根据以上实验数据计算PFC样品的盐基度(B)(写出计算过程)________。

参考答案

1．C2．C3．C4．C5．C6．D7．C8．D9．C10．D11．D12．B13．A14．D15．B16．D17．A18．C19．D20．C21．B22．D23．B24．D25．D

26.【答案】 （1）Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
（2）3CuSO4+4NaOH=Cu3(OH)4SO4+2Na2SO4
（3）16；3
（4）加入过量NaOH，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，则说明溶液中存在NH4+；NH4+ + OH- H2O + NH3↑  

【解析】(1)Cu2O溶于稀硫酸，可得到CuSO4溶液，结合氧化还原反应原理可知铜元素化合价降低到0价，升高到+2价，则反应产物为硫酸铜和铜，反应的离子方程式：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；(2)Cu3(OH)4SO4为碱式盐，可以由可溶性硫酸盐与碱反应得到，所以经过一步非氧化还原反应能得到Cu3(OH)4SO4的化学方程式：3CuSO4+4NaOH=Cu3(OH)4SO4+2Na2SO4；(3)分子数之比为3：2，所以N2与RX相对分子质量之比(8.4/3):(9.6/2)=7:12，而N2相对分子质量为28，所以Rx相对分子质量=28×12/7=48；又因为两者所含原子个数相同，即3×2=2x，得x=3，则R的相对原子质量为16，故答案：16；3；(4)NH4+遇碱生成氨气，可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，所以检验方法为：加入过量NaOH，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，则说明溶液中存在NH4+；相应的离子方程式为：NH4+ + OH-  H2O + NH3 ↑。

27.【答案】 （1）2.00mol/L
（2）1：3  

【解析】(1)每份溶液的体积为100mL，生成的46.6g沉淀为BaSO4  ， 其物质的量为：n(BaSO4)= =0.2mool，原溶液中n(SO42-)=n(BaSO4)=0.2mol，则 c(SO42-)= =2.00mol/L；(2)固体质量减少的4.48g为Fe，其物质的量为： =0.08mol，

设H2SO4和Fe2(SO4)3 的物质的量分别为x、y，根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑可知：①x+y=0.08mol，

根据硫酸根离子守恒可知：②x+3y=0.2mol，

联立①②解得：x=0.02mol、y=0.06mol，

溶液具有均一性，则原溶液中H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量之比=0.02mol：0.06mol=1：3。

 28.【答案】（1）固体产物为Mg3N2；固体产物为MgO和Mg3N
（2）ABCBED；c d；D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
（3）取C中少量反应产物，加入到水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
（4）11Mg+4NO2 Mg3N2+ 8MgO+N2  

【解析】（1）根据已知的Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断：I．固体产物为MgO；Ⅱ．固体产物为Mg3N2；III．固体产物为MgO和Mg3N2；
（2）①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；
②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选cd；
③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成；
（3）Mg3N2能与水反应生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，则证明产物中有Mg3N2；
（4）13.2g镁的物质的量为0.55mol，设生成Mg3N2的物质的量为xmol，MgO的物质的量为ymol，根据镁原子守恒得：3x+y=0.55mol，根据固体质量得：100x+40y=21.0g，解得：x=0.05，y=0.4；氮气的物质的量为：1.12L÷22.4L•mol-1=0.05mol，综上分析反应物为Mg和NO2  ， 生成物为Mg3N2、MgO和N2  ， 且物质的量之比为1：8：1，所以化学方程式为：11Mg+4NO2 Mg3N2+8MgO+N2。
29.【答案】（1）NO；4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O
（2）越大
（3）样品中OH−的物质的量浓度： n(OH−)＝ n1(NaOH) −n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L−1× (49.00 − 13.00) × 10−3L＝1.8 × 10−3mol； c(OH−)＝ ＝ ＝1.8 × 10−3mol·L−1； 样品中Fe3+的物质的量浓度： c(Fe3+)＝ ＝ ＝4.0 × 10−3mol·L−1； B＝ × 100% ＝ × 100%＝ 15%。  

【解析】(1)在稀盐酸中，NaNO2会将Fe2+氧化成Fe3+  ， 该过程中NaNO2应作为氧化剂，据图可知，M与Fe2+可以生成Fe(NO)2+  ， 铁元素化合价没有变化，则N元素化合价也不变，所以M应为NO；Fe2+在酸性条件下被O2氧化，应生成Fe3+  ， 根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式应为4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O；(2)盐基度B＝ × 100%，盐基度越小，[Fe2(OH)nCl6-n]m中n的值越小，则c(OHˉ)越小，生成的Fe(OH)3胶体的量越少，溶液中c(Fe3+)越大，水解效果越强，对水pH变化的影响越大；(3)根据分析，样品中OH−的物质的量浓度： n(OH−)＝ n1(NaOH) −n2(NaOH)＝ 0.05000 mol·L−1× (49.00 − 13.00) × 10−3L＝1.8 × 10−3mol；c(OH−)＝ ＝ ＝1.8 × 10−3mol·L−1；

样品中Fe3+的物质的量浓度：c(Fe3+)＝ ＝ ＝4.0 × 10−3mol·L−1；

B＝ × 100% ＝ × 100%＝ 15%。