高中化学第三章 铁 金属材料综合与测试随堂练习题

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（提升训练卷）

一、单选题

1．下列物质的用途不正确的是

A．小苏打是制作馒头和面包等糕点的膨松剂，还是治疗胃酸过多的一种药剂

B．氧化铝可以作优良的耐火材料

C．Fe2O3常用作红色油漆和涂料

D．氧化钠可作为制造氧气的材料

2．下列物质不能由单质和氯气直接反应制取的是

A．FeCl3 B．CuCl2 C．HCl D．FeCl2

3．化学与生活密切相关，下列物质与其用途不符合是(    )

A．过氧化钠——呼吸面具氧气来源 B．纯碱——治疗胃酸过多

C．次氯酸钠——消毒剂 D．三氧化二铁——制作红色颜料

4．下列各组中的两种物质作用时，反应条件（温度、反应物用量等）改变，不会引起产物改变的是（    ）

A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Fe在Cl2中燃烧  D．C和O2

5．实验室用 FeCl2 溶液与烧碱制备 Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化， 下列说法中不正确的是

A．配制 FeCl2 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸

B．可在 FeCl2 溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气

C．向 FeCl2 溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内

D．产生 Fe(OH)2 沉淀后，不能振荡试管

6．向Al和Al2O3组成的混合物中加入100mL稀硫酸，恰好完全反应，将所得溶液蒸干可得3.42gAl2（SO4）3，则原硫酸溶液的物质的量浓度为

A．0.1mol/L B．0.2mol/L C．0.3mol/L D．0.4mol/L

7．实验室利用 FeCl3、ZnCl2的混合液制取 FeCl2溶液和ZnCl2晶体的流程如下：

下列说法正确的是

A．还原过程中发生反应 Fe+Fe3+→Fe2+

B．为了加快过滤速度，可以用玻璃棒搅拌溶液

C．萃取振荡后分液时，要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽对准漏斗上的孔

D．蒸发浓缩操作所需玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯、蒸发皿

8．下列固体不是由金属在对应的气体中燃烧所得的产物的是

A．CuCl2 B．Fe2O3 C．Na2O2 D．FeCl3

9．已知32gX与40gY恰好完全反应，生成mgQ和9gH，在相同条件下，16gX和30gY混合反应生成0.25molQ和一定量的H，则物质Q的摩尔质量是(    )

A．63g·mol-1 B．122g·mol-1 C．126g·mol-1 D．163g·mol-1

10．下列反应的离子方程式书写正确的是

A．碳酸钙与稀盐酸反应：CO＋2H+=CO2↑＋H2O

B．硫酸与氢氧化钡反应：Ba2+＋SO=BaSO4↓

C．铁与氯化铁溶液反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+

D．铜与稀硝酸反应：Cu＋4H+＋2NO=Cu2+＋2NO2↑＋2H2O

11．下列实验方案不能达到实验目的的是(部分夹持装置已略去) 

A．装置I：可以用来验证碳和硅的非金属性强弱

B．装置II： 可以用来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性

C．装置III：可从②进气用排液法收集Cl2，也可从①进气用排气法收集Cl2

D．装置IV： 可制备Fe(OH)2并能较长时间观察到白色固体

12．分别向盛有等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液的烧杯中加入足量的铝，反应后放出的气体的物质的量之比为1：2，则所取稀硫酸与氢氧化钠溶液的体积比为（    ）

A．1：2 B．3：4 C．3：2 D．6：1

13．用铝制易拉罐收集满CO2后快速加入过量浓NaOH溶液，并立即把口封闭。结果发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了，过一段时间后，易拉罐又鼓起来了。下列说法正确的是（    ）

A．使易拉罐变瘪的反应是CO2+OH-=HCO

B．使易拉罐又鼓起来的反应是2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑

C．若将CO2换为NH3，浓NaOH溶液换为水，则易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象

D．反应结束后，易拉罐内溶液中的溶质只有NaAlO2

14．相同质量相同形状的铁和锌，分别与等质量，等浓度的稀盐酸反应，产生氢气的量与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．乙表示锌与盐酸的反应

B．锌可能与盐酸恰好完全反应，而铁有剩余

C．两个反应消耗金属的质量相等

D．所得溶液的质量相等

15．Mg、Zn、Al、Fe四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H2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

16．NA为阿伏伽德罗常数。工业上利用反应3C+3Cl2+Al2O32AlCl3+3CO制备AlCl3，当获得1molAlCl3时，下列说法正确的是

A．转移的电子数为2NA B．断裂Cl-Cl的数目为3NA

C．生成CO的体积为33.6L D．消耗焦炭的质量为18g

17．将1.28g铜粉加入100mL 0.4mol/L的稀HNO3溶液中，加热充分反应后再加入100mL 0.2mol/L的H2SO4溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化)(　　)

A．0.1mol/L B．0.15mol/L C．0.2mol/L D．0.3mol/L

18．用如图中的实验装置进行相应的实验，不能达到实验目的的是（   ）

A．用图甲装置，可快速制取氨气

B．用图乙装置，分离饱和食盐水溶液中的食盐和水

C．用图丙装置操作方法，可检验Fe2+

D．用图丁装置，可说明浓H2SO4具有脱水性和强氧化性.，SO2具有漂白性和还原性

19．在反应X＋2Y＝R＋2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22:9，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则在此反应中Y和M的质量之比为

A．16:9 B．29:9 C．32:9 D．46:9

20．下列实验数据或现象合理的是

①用托盘天平称取15.6g氧化铜粉末；

②用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.52；

③铁丝在空气中燃烧，火星四射；

④用10mL量筒量取某溶液6.6mL.

A．①②③④ B．②③④ C．③④ D．①④

21．高铁钢轨全部为无缝钢轨，钢轨焊接可以采用铝热法，其原理如图所示。下列叙述错误的是（    ）

A．铝热法炼铁的原理是

B．该实验需要关注的安全事项之一是纸漏斗与盛沙子的蒸发皿的距离不要太远，否则熔融的铁水易溅出伤人

C．点燃镁条，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应

D．和的质量比要控制在，且要混合均匀，以保证和都能完全反应

22．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)；△H＝＋QkJ•mol－1 (Q＞0)某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是(    )

A．反应过程中，若增大压强则化学反应速率降低

B．若反应开始时 SiCl4 为 1mol，则达到平衡时，吸收热量为 QkJ

C．反应至 4min 时，若HCl的浓度为 0.12mol•L－1，则 H2 的反应速率为 0.03mol/(L•min)

D．当反应吸收热量为 0.025QkJ 时，生成的 HCl 通入 100mL1mol•L－1 的 NaOH 恰好反应

23．将Mg、Al组成的mg混合物投入一定量稀HCl中，固体完全溶解，收集到气体为1.12L（标准状况），向反应后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60mL时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为（　　）

A．（m+1.7）g B．（m+2.04）g C．（m+3.4）g D．（m+4.08）g

24．下列常见物质的俗名与化学式对应正确的是(　　)

A．铁红﹣Fe3O4 B．小苏打一Na2CO3

C．石英﹣SiO2 D．生石灰﹣Ca(OH)2

25．为将含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的废液中的Cu2+还原回收，某同学在含有ag铁粉的容器中加入废液，探究了加入废液体积与完全反应后体系中固体质量的关系，部分实验数据如表所示。已知：废液中c(Cu2+)=0.7mol・L-1；废液体积大于0.5L，充分反应后才能检测出Cu2+。

下列说法不正确的是(    )

A．当铁粉与0.25L废液反应完全后，固体成分为Fe与Cu

B．当铁粉与1L废液反应完全后，再加入废液时发生的离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+

C．废液中c(Fe3+)=0.2mol・L-1

D．要将1L废液中的Cu2+全部还原，则至少需要铁粉44.8g

二、综合题

26.硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]，其相对分子质量为392，在空气中不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇，100℃时易失去结晶水。现用FeSO4溶液与(NH4)2SO4反应，制取硫酸亚铁铵晶体，其流程如图所示： 

（1）“混合反应”时温度需控制在70~80℃，可采取的措施是________，该过程中乙醇的作用是________。   

（2）现对制得的硫酸亚铁铵晶体进行纯度测定：准确称取4.000g上述硫酸亚铁铵晶体置于锥形瓶中溶解，加适量稀硫酸酸化，用0.100mol·L－1标准KMnO4溶液进行反应，当 恰好完全被还原为Mn2+时，消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL。 

已知： +5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O

①若用稀盐酸替代稀硫酸进行酸化，则实际消耗的标准KMnO4溶液的体积________20.00mL。（填“大于”或“小于”或“等于”）

②试通过计算，求该硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的纯度（写出计算过程）________

27.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。   

（1）向沸水中逐滴滴加1 mol/L  FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是________nm。   

（2）电子工业需要用30 %的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜片制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式________。某同学对FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成进行测定：取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中所含金属阳离子有________。   

（3）若要验证该溶液中含有Fe2＋  ， 正确的实验方法是________（用字母代号填）。
           

A.向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe2＋。
B.向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2＋。
C.向试管中加入试液，先滴入KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，若显血红色，证明原溶液中含有Fe2＋

（4）欲从废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液设计实验方案如下：  

①写出上述实验中有关物质的化学式：A：________；B：________。

②写出通入 C的化学方程式________

28.1L某混合溶液，可能含有的离子如下表： 

往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）的关系如图所示。（NH4++OH- =NH3·H2O）

（1）该溶液中一定不含有的离子是________。   

（2）V1、V2、V3、V4之间的关系________。   

（3）V3V4段离子方程式为________。   

29. （1）标准状况下，与5.6L的CH4气体含相同H原子数的硫化氢的质量为________g。   

（2）将2mol·L-1Al2(SO4)3和0.2mol·L-1H2SO4溶液等体积混合(设混合溶液体积等于两溶液体积之和)，计算混合液中c(SO42-)=________ mol·L-1。若用容量瓶以质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸，配制480mL浓度成0.2mol·L-1 稀硫酸，计算需要量取________mL的浓硫酸。   

（3）配平以下方程式________K2Cr2O7+________HCl=________KCl+________CrCl3+________Cl2↑+________H2O

上述反应中物质氧化性：________>________，每生成1molCl2时有________个电子发生转移，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________ 。

参考答案

1．D2．D3．B4．C5．C6．C7．C8．B9．C10．C11．D12．B13．B14．B15．A16．D17．A18．B19．A20．D21．D22．D23．A24．C25．B

26.【答案】 （1）水浴加热；降低硫酸亚铁铵晶体溶解度，利于析出
（2）大于；8%  

【解析】(1)混合反应时需要控制温度在70－80℃，可采取水浴加热，可以控制加热温度，且受热更加均匀；根据信息，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O不溶于乙醇，加入乙醇，可以降低(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的溶解度，使之析出；(2)①KMnO4能够氧化Cl－  ， 若用盐酸酸化高锰酸钾，消耗的高锰酸钾的量会增加，则实际消耗的标准KMnO4溶液的体积大于20.00mL；②消耗KMnO4的量n(KMnO4)=0.1mol·L－1×20.00mL×10－3mL·L－1=0.002mol·L－1  ， 根据化学方程式，则n(Fe2＋)=5n(KMnO4)=5×0.002mol·L－1=0.01mol，根据Fe守恒，n[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=n(Fe2＋)=0.01mol，m[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=0.01mol×392g·mol－

27.【答案】 （1）1～100
（2）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe3+、Fe2+、Cu2+
（3）B,C
（4）Fe；HCl；2FeCl2+Cl2=2FeCl3  

【解析】(1)向沸水中逐滴滴加1mol/L  FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系为胶体，可知粒子直径的范围是1～100nm；(2)FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁，离子反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+  ， ；取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则一定含铁离子，则Cu不足，溶液中还含Fe2+、Cu2+；(3)A.向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe3+  ， 不能检验Fe2+  ， 故A不符合题意；

B.向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，发生氧化还原反应，体现Fe2+还原性，证明含有Fe2+  ， 故B符合题意；

C.向试管中加入试液，若先滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，氯水可氧化亚铁离子、但原溶液中存在铁离子，则不能证明原溶液中含有Fe2+  ， 故C符合题意；

故答案为：BC；(4)腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁，加入过量的铁可以和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，故A为Fe，经过滤所得滤液是氯化亚铁，滤渣是金属铜和过量的铁，铜不能盐酸反应，而金属铁可以，加入过量B为盐酸可以将铜分离，得到的滤液为氯化亚铁，滤液合并后通入氯气，能将亚铁离子氧化为三价铁；

①由上述分析可知，A为Fe，B为HCl；

②C为氯气，通入C和氯化亚铁反应生成氯化铁，方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3。

28.【答案】 （1）Mg2+、CO32-
（2）V2-V1=3(V4-V3)
（3）Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O  

【解析】加入NaOH至V1时，无沉淀生成，则表明溶液中含有H+  ， 由于CO32-与H+不能大量共存，所以溶液中一定不含有CO32-。V3~V4段，加入NaOH能使沉淀完全溶解，则说明沉淀为Al(OH)3  ， 不含有Mg(OH)2  ， 从而表明原溶液中含有Al3+  ， 不含有Mg2+；则V1~V2段，Al3+与OH-反应生成Al(OH)3沉淀；V2~V3段，沉淀物质的量不变，则表明此段发生反应NH4++OH- =NH3·H2O。因为溶液呈电中性，则一定含有Cl-。（1）由以上分析，可得出该溶液中一定不含有的离子Mg2+、CO32-。答案为：Mg2+、CO32-；（2）V1~V2段，Al3++3OH-=Al(OH)3↓；V3~V4段，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，以Al(OH)3为桥梁，可得出V2-V1=3(V4-V3)。答案为：V2-V1=3(V4-V3)；（3）V3V4段, Al(OH)3全部溶液于OH-  ， 生成AlO2-和H2O，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。答案为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

29.【答案】 （1）17g
（2）3.1mol/L；5.4mL
（3）1；14；2；2；3；7；K2Cr2O7；Cl2；1.204×1024或2NA；1：6  

【解析】⑴标准状况下，5.6L的CH4气体物质的量为 ，氢原子物质的量为0.25 mol×4 = 1 mol，含1 molH原子数的硫化氢的物质的量为0.5 mol，其质量为 ，

故答案为17；⑵将2mol·L-1Al2(SO4)3和0.2mol·L-1H2SO4溶液等体积混合(设混合溶液体积等于两溶液体积之和)，设体积为V L，计算混合液中c(SO42－)为 ，

若用容量瓶以质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸，

物质的量浓度为

配制480mL浓度成0.2mol·L-1 稀硫酸，将溶液稀释成500 mL，根据

   ↑

V(浓) = 0.0054L =5.4 mL

故答案为5.4mL；⑶

1K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2 +7H2O

化合价降低的为氧化剂即K2Cr2O7  ， 化合价升高得到的产物为氧化产物即Cl2  ， 上述反应中物质氧化性：K2Cr2O7 > Cl2  ， 根据反应每1 mol K2Cr2O7反应转移6 mol电子生成3 mol Cl2  ， 每生成lmol Cl2时有2mol电子即2NA电子发生转移，还原剂是HCl，参与反应的有14 mol，但化合价升高的只有6 mol，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6，

故答案为1K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2；K2Cr2O7；Cl2；1.204×1024或2NA；1：6。