高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物章末综合测评含解析

这是一份高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物章末综合测评含解析，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：本题包括10个小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1．下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是( )
解析：选D。世界最大射电望远镜主体用料钢索是金属材料，故A不符合；中国第一艘国产航母主体用料钢材属于合金，是金属材料，故B不符合；中国大飞机C919主体用料铝合金是金属材料，故C不符合；世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥主体用料硅酸盐不是金属材料，故D符合。
2．《本草图经》描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下述说法中正确的是( )
①绿矾又称胆矾，化学式为CuSO4·5H2O
②绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应
③“色赤”物质可能是铜单质
④流出的液体中可能含有硫酸
A．①③B．②④
C．②③D．①④
解析：选B。①绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，而胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，故①错误；②“色赤”，说明Fe2＋转化成Fe3＋，有电子转移，绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应，故②正确；③根据题意，整个过程中不存在铜元素，“色赤”物质可能为Fe2O3，故③错误；④绿矾分解成Fe2O3、SO2、SO3和水，SO3与水反应生成H2SO4，则流出的液体中可能含有H2SO4，故④正确；综上所述，选项B正确。
3．我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子，从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞，为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是( )
A．可用于制备苏打
B．可用于糕点生产中
C．与H＋作用易产生CO2
D．可用饱和食盐水与CO2反应制得
解析：选D。小苏打是NaHCO3，其不稳定，受热易分解成碳酸钠，即2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故A说法正确；因为碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，且小苏打对人体无害，因此可用于糕点生产中，故B说法正确；HCOeq \\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑，故C说法正确；侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，因缺少氨气，故D说法错误。
4．(2021·广东省选择考模考)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果关系的是( )
解析：选C。A.Na可与水反应产生H2，陈述Ⅰ错误，A与题意不符；B.常温下，浓硝酸与Al发生钝化，不是不反应，陈述Ⅱ错误，B与题意不符；C.硅胶具有很强的吸水性，故硅胶可用作干燥剂，陈述正确，且具有因果关系，C符合题意；D.Fe的金属性比Cu强，则不锈钢水龙头上的铁部件易发生电化学腐蚀，陈述Ⅱ错误，D与题意不符。
5．某厂用Na除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当作苯投进反应釜中，由于甲苯中含水量少，最后反应釜还残留大量的Na。下列处理方法更合理、更安全的是( )
A．打开反应釜，将Na暴露在空气中与氧气反应
B．向反应釜通入Cl2，Na在Cl2中燃烧生成NaCl
C．向反应釜加大量H2O，通过化学反应“除掉”金属钠
D．向反应釜滴加C2H5OH，并设置放气管，排出氢气和热量
解析：选D。钠暴露在空气中会与空气中的水和氧气反应，且钠与水反应放出大量热，会引起爆炸，故A不合理；钠在氯气中燃烧会放出大量的热，会引起爆炸，故B不合理；钠与水反应放出大量的热，会引起爆炸，故C不合理；钠与C2H5OH反应，反应速率相对缓慢，且设置排气管，更合理、更安全，故D合理。
6．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质中的一种：①FeCl3、②Fe2O3、③Cu(NO3)2、④KNO3，铜粉溶解的是( )
A．①②B．②④
C．①②③D．①②③④
解析：选D。Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀H2SO4反应会生成Fe3＋，故①②能使铜粉溶解；NOeq \\al(－,3)(H＋)具有强氧化性，能使铜粉溶解，故③④也能使铜粉溶解。
7．已知甲、乙、丙、X是四种中学化学中常见的物质，其转化关系如图所示。则甲和X不可能是( )
A．甲为C，X为O2
B．甲为SO2，X为NaOH溶液
C．甲为Fe，X为Cl2
D．甲为AlCl3，X为NaOH溶液
解析：选C。A.甲为C，X为O2，则乙为CO，CO继续与氧气反应生成CO2，CO2与C反应：CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO，符合转化关系；B.过量的SO2与氢氧化钠反应生成乙，乙为NaHSO3，NaHSO3与NaOH反应生成Na2SO3，Na2SO3与SO2反应：Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，符合转化关系；C.无论氯气过量与否，铁和氯气反应都生成FeCl3，FeCl3不与Cl2反应，不符合转化关系；D.AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3，因为氢氧化铝表现两性，与NaOH继续反应生成AlOeq \\al(－,2)，AlOeq \\al(－,2)与AlCl3反应：3AlOeq \\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，符合转化关系。
8．某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水，仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸，有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )
A．NaHCO3、Al(OH)3B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3D．Na2CO3、CuSO4
解析：选C。A项，样品中加入足量水NaHCO3溶解，再加入足量稀盐酸Al(OH)3溶解，HCl与NaHCO3反应放出气体，但样品中加入足量稀硫酸，不会有固体存在，A项错误；B项，样品中加入足量水NaHCO3溶解，再加入足量稀盐酸AgCl不溶解，B项错误；C项，样品中加入足量水Na2SO3溶解，再加入足量稀盐酸BaCO3溶解，产生气体，加入足量稀硫酸产生CO2和SO2的混合气体，且产生BaSO4沉淀，C项正确；D项，样品中加入足量水均溶解，D项错误。
9．下列关于“反应先后顺序”的评价中正确的是( )
A．足量铜与一定量浓硫酸加热反应，先产生二氧化硫，后产生氢气
B．向Ba(OH)2溶液中通入CO2至过量，先生成白色沉淀，后沉淀溶解
C．向NH4Fe(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液，NHeq \\al(＋,4)先发生反应
D．向等浓度的FeCl3和CuCl2混合溶液中加入少量Fe粉，Cu2＋先被还原
解析：选B。铜与浓硫酸加热反应只产生SO2，随着反应进行硫酸浓度变稀，铜与稀硫酸不反应，故A错误；向Ba(OH)2溶液中通入CO2至过量，先生成白色沉淀：CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O，后沉淀溶解：BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，故B正确；因为Fe3＋可以与NH3·H2O发生反应生成NHeq \\al(＋,4)，所以Fe3＋先发生反应，故C错误；Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，Fe3＋先被还原，故D错误。
10．(2021·大庆高三测试)实验室可以利用镁粉在加热条件下与氮气反应制备氮化镁。用一瓶氮气样品(含少量CO2、CO、O2)制备氮化镁。已知：连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2；CuCl的盐酸溶液能定量吸收CO且易被O2氧化。
下列说法正确的是( )
A．装置连接顺序：氮气样品→d→c→a→b
B．装置a可以用盛装浓硫酸的洗气瓶代替
C．若先点燃酒精灯后通入气体，产品纯度降低
D．d装置中的CuCl在除杂中表现还原性
解析：选C。A.根据题意，氯化亚铜的盐酸溶液易被氧气氧化，所以先除O2，后除CO，在除CO过程中，发生反应：2CuCl＋CO＋H2O===2Cu＋CO2＋2HCl，碱石灰的作用是除去CO2、HCl、H2O，装置连接顺序是氮气样品→c→d→a→b，故A错误；B.浓硫酸不能除去CO2和HCl，故B错误；C.若先点燃酒精灯后通入氮气，空气中氧气、二氧化碳与镁反应使产品纯度降低，故C正确；D.在除去CO的过程中，氯化亚铜做氧化剂，表现氧化性，故D错误。
二、选择题：本题包括5个小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。
11．(2021·泰安一模)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是( )
A．四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气
B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2固体均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Al棒上发生氧化反应
D．铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是氧化铜
解析：选BC。Cu单质不与盐酸反应，A项错误；AlCl3、FeCl3、CuCl2均易水解，生成的HCl易挥发，因此将其溶液直接蒸干后得到对应的氢氧化物，B项正确；一般情况下，在原电池中，金属性强的做负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，虽然Mg的金属性强于Al，但是电解质溶液为NaOH溶液，Mg不与NaOH溶液反应，而Al与NaOH溶液反应，所以Al棒做负极，发生氧化反应，C项正确；铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，D项错误。
12．(2021·山东六地市联考)下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A．Seq \(――→,\s\up7(O2/点燃))SO3eq \(――→,\s\up7(H2O))H2SO4
B．饱和NaCl(aq)eq \(――→,\s\up7(NH3、CO2))NaHCO3eq \(――→,\s\up7(△))Na2CO3
C．Fe2O3eq \(――→,\s\up7(HCl（aq）))FeCl3(aq)eq \(――→,\s\up7(△))无水FeCl3
D．MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(灼烧))MgO
解析：选BD。A项，S与O2反应生成SO2，不能直接生成SO3，故A不能实现；B项，因NaHCO3溶解度较小，可发生反应：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，碳酸氢钠不稳定，受热易分解成Na2CO3，故B能实现；C项，FeCl3属于强酸弱碱盐，Fe3＋发生水解，需要在氯化氢的氛围中加热FeCl3溶液才能得到无水FeCl3，故C不能实现；D项，Mg(OH)2比Ca(OH)2更难溶，加入石灰乳，发生反应：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2，Mg(OH)2受热分解生成MgO，故D能实现。
13．实验室验证钠能与二氧化碳发生反应，并确定其产物的装置如图所示(已知：PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)，下列说法错误的是( )
A．装置①的仪器还可以制取H2、NH3等气体
B．装置⑤中澄清石灰水变浑浊后，再点燃酒精灯
C．装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4
D．装置⑥中有黑色沉淀，发生的反应是PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl
解析：选C。装置①为固体和液体不加热反应制备气体的装置，锌和硫酸反应制备氢气、氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①，A正确；金属钠能与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，因此实验之前，先用二氧化碳气体排出装置内的空气，当看到装置⑤中澄清石灰水变浑浊后，说明空气已排尽，再点燃酒精灯，B正确；反应产生的二氧化碳气体中混有氯化氢和水蒸气，因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢(碳酸钠溶液与二氧化碳反应)，再用浓H2SO4吸收水蒸气，C错误；根据题给信息可知，PdCl2被CO还原为黑色的Pd，发生的反应为PdCl2＋CO＋H2O===Pd↓＋CO2＋2HCl，D正确。
14．为了探究金属M与盐溶液的反应，某同学进行了下列实验，实验过程及现象如图所示。结合实验现象判断，该同学得出的下列结论中正确的是( )
A．向滤液中滴加稀盐酸的实验现象是产生白色沉淀
B．滤渣可能是两种金属的混合物
C．滤渣在足量的稀硝酸中能完全溶解
D．加入的金属M可能是镁或钠
解析：选C。分析题给实验过程可知，滤液为(较)活泼金属M的硝酸盐溶液，不含有Ag＋，向其中滴加稀盐酸不会产生白色沉淀，A项错误；由于Ag或Cu均不能与稀盐酸反应，故由题意可知，滤渣中含有Ag、Cu和过量的金属M，B项错误；Ag、Cu和金属M均能够溶解在足量的稀硝酸中，C项正确；由于Na能够与冷水反应，故金属M不可能是Na，D项错误。
15．(2021·苏州高三模拟)工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度地发挥原材料的价值。如图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：
eq \x(废铁屑)eq \(――→,\s\up7(Na2CO3溶液),\s\d5(浸泡))eq \(――→,\s\up7(稀H2SO4))eq \(――→,\s\up7(调节pH＝1～2),\s\d5(适量H2O2))eq \x(溶液A)eq \(――→,\s\up7(NaOH溶液),\s\d5(通入N2，加热))eq \x(Fe3O4（纳米粒子）)
下列说法不正确的是( )
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
解析：选AD。A项，Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；B项，废铁屑被稀硫酸溶解生成硫酸亚铁，生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子，形成亚铁离子和铁离子的混合溶液，若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，亚铁离子会被空气中的氧气氧化成铁离子，将不能得到高纯度四氧化三铁产品，其中会混入氧化铁杂质，故B正确；C项，根据B项的分析，加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋ ，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，故C正确；D项，根据最终产品为四氧化三铁，其中Fe2＋和Fe3＋的数目比为1∶2，因此溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2，故D错误。
三、非选择题：本题包括5个小题，共60分。
16．(10分)碳酸氢钠俗称“小苏打”，在生活、生产中用途广泛。
(1)泡沫灭火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，二者混合后发生相互促进的水解反应生成 Al(OH)3和CO2进行灭火，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________。
(2)Na2O2具有很强的氧化性，其与FeCl2溶液能发生反应：Na2O2＋FeCl2＋H2O―→Fe(OH)3↓＋FeCl3＋NaCl(未配平)。
已知FeCl2的化学计量数为6，配平上述化学方程式，并标出电子转移方向和数目：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该反应中氧化产物是________________。
(3)向NaHCO3溶液中加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化，溶液中c(COeq \\al(2－,3))的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，在滤出小苏打后，母液提取氯化铵有两种方法：①通入氨，冷却、加食盐，过滤；②不通入氨，冷却、加食盐，过滤。对这两种方法的评价正确的是________(填字母)。
a．①析出的氯化铵纯度更高
b．②析出的氯化铵纯度更高
c．①的滤液可直接循环使用
d．②的滤液可直接循环使用
解析：(1)根据题意，NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应，其化学方程式为Al2(SO4)3＋6NaHCO3===2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3Na2SO4。
(2)Na2O2具有强氧化性，做氧化剂，Fe2＋具有还原性，做还原剂，Na2O2中O元素共降低2价，Fe2＋→Fe3＋升高1价，最小公倍数为2，题中给出FeCl2的化学计量数为6，则Na2O2的化学计量数为3，根据原子守恒配平其他，即化学方程式为3Na2O2＋6FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋2FeCl3＋6NaCl，电子转移的方向和数目是===4Fe(OH)3↓＋2FeCl3＋6NaCl；该反应中，氧化产物是FeCl3和Fe(OH)3。
(3)Ba(OH)2少量，发生反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2HCOeq \\al(－,3)===BaCO3↓＋2H2O＋COeq \\al(2－,3)，NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCOeq \\al(－,3)，因此加入少许Ba(OH)2固体，溶液中c(COeq \\al(2－,3))增大。
(4)滤出小苏打后，母液里有NH4Cl和NaHCO3，①中通入氨，增加c(NHeq \\al(＋,4))，再加入食盐，使NH4Cl析出，然后过滤，氯化铵的纯度较高，故a说法正确；②中析出的NH4Cl中含有较多的NaCl，氯化铵的纯度较低，故b说法错误；①中滤液还有较多的NH3，不能直接循环使用，故c说法错误；②中滤液中含有较多NaCl，可以直接循环使用，故d说法正确。
答案：(1)6NaHCO3＋Al2(SO4)3===2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3Na2SO4
(2) ===4Fe(OH)3↓＋2FeCl3＋6NaCl Fe(OH)3和FeCl3
(3)增大 (4)ad
17．(12分)中学常见单质A、B和甲、乙、丙三种化合物有如图所示的转化关系(部分产物未列出)。单质A常作为食品包装材料，甲是两性氧化物。
根据图示转化关系回答：
(1)写出下列物质的化学式：A________________，乙________________。
(2)写出单质A与Fe2O3反应的化学方程式：______________________________，利用该反应的原理，可用于________________________________。
(3)用单质A做成的容器可以储存和运输浓硫酸的原因是________________________________________________________________________。
(4)写出反应①的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)工业上冶炼下列物质通常不采用电解法的是________(填字母，下同)。
a．Nab．Mg
c．Fed．Ag
(6)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。
a．KClb．KClO3
c．MnO2d．Mg
解析：(1)根据图示可以得到A为金属Al，乙是金属Al与氢氧化钠溶液反应得到的化合物，故为NaAlO2。
(2)单质A与Fe2O3发生的是铝热反应，故化学方程式为2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，铝热反应的应用有焊接钢轨等。
(3)常温下金属铝遇到浓硫酸会发生钝化，故可用金属铝容器储存和运输浓硫酸。
(5)冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的Al2O3)制得；热还原法用于冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有C、CO、H2等；热分解法冶炼不活泼的金属Hg、Ag，用加热分解氧化物的方法制得。
(6)铝热反应需要引发剂引发高温反应，用少量氯酸钾和镁条引发，点燃镁条燃烧放热，使氯酸钾分解生成氧气助燃，引发反应所需要的温度。
答案：(1)Al NaAlO2
(2)2Al ＋ Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe 焊接钢轨
(3)常温下Al单质遇浓硫酸发生钝化
(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(5)cd (6)bd
18．(12分)铜是生物体必需的微量元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。
(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了保护环境和节约资源，通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜，最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2Seq \(=====,\s\up7(△))6Cu＋SO2↑，该反应的氧化剂是______________________；当生成19.2 g Cu 时，反应中转移的电子为________ml。
(4)某研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样(不含能与I－反应的氧化性杂质)中CuSO4·5H2O的含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取25.00 mL，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
继续滴加KI溶液至沉淀不再产生，溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生反应的化学方程式为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，平均消耗c ml/L的Na2S2O3溶液V mL。则试样中CuSO4·5H2O的质量分数为________________。
解析：(1)Cu与稀硝酸反应生成 Cu(NO3)2、NO、H2O。
(2)该反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
(3)该反应中Cu元素的化合价降低，氧化剂为Cu2O和Cu2S；每生成1 ml Cu 转移1 ml 电子，故生成19.2 g(0.3 ml) Cu时，转移0.3 ml电子。
(4)根据2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2、I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6可得关系式：Cu2＋～Na2S2O3，则试样中CuSO4·5H2O的质量为c ml/L×V×10－3 L×250 g/ml×eq \f(100 mL,25 mL)＝cV g，故其质量分数为eq \f(cV,a)×100%。
答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(3)Cu2O和Cu2S 0.3
(4)2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 eq \f(cV,a)×100%
19．(12分)碳酸亚铁(白色固体，难溶于水)是一种重要的工业原料，可用于制备补血剂乳酸亚铁，也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验，寻找利用复分解反应制备FeCO3沉淀的最佳方案：
(1)实验Ⅰ中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示，请补全反应：
eq \x( )Fe2＋＋eq \x( )____＋eq \x( )____＋eq \x( )H2O===eq \x( )Fe(OH)3↓＋eq \x( )HCOeq \\al(－,3)
(2)实验Ⅱ中产生 FeCO3的离子方程式为________________________________。
(3)为了探究实验Ⅲ中NHeq \\al(＋,4)所起的作用，甲同学设计了实验Ⅳ进行探究：
实验Ⅳ中加入 Na2SO4 固体的目的是②____________________________。
对比实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，甲同学得出结论：NHeq \\al(＋,4)水解产生 H＋，降低溶液 pH，减少了副产物 Fe(OH)2的产生。
乙同学认为该实验方案不够严谨，应补充的对比实验操作是③________________________________________，再取该溶液一滴管，与2 mL 1 ml/L NaHCO3溶液混合。
(4)小组同学进一步讨论认为，定性实验现象并不能直接证明实验Ⅲ中 FeCO3 的纯度最高，需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量，然后转移至 A 处的广口瓶中。
为测定 FeCO3的纯度，除样品总质量外，还需测定的物理量是____________________。
(5)实验反思：经测定，实验Ⅲ中FeCO3的纯度高于实验Ⅰ和实验Ⅱ。通过以上实验分析，制备 FeCO3实验成功的关键因素是____________________。
解析：(1)Fe2＋被氧气氧化为铁离子，铁离子与碳酸根离子发生相互促进的水解反应生成Fe(OH)3；根据电子得失守恒：Fe2＋→Fe(OH)3，铁元素化合价升高1价，O2→2O2－，氧元素化合价降低4价，因此Fe2＋、Fe(OH)3的化学计量数为4，氧气的化学计量数为1，再根据电荷守恒，COeq \\al(2－,3)和HCOeq \\al(－,3)的化学计量数为8，最后再根据原子守恒，水的化学计量数为10，配平如下：4Fe2＋＋8COeq \\al(2－,3)＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8HCOeq \\al(－,3)。
(2)根据实验现象可知，亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3和 CO2，离子方程式为Fe2＋ ＋ 2HCOeq \\al(－,3) ===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
(3)①探究同一酸性环境下的铵根离子的作用，因此要用稀硫酸调节溶液的pH＝4.0。
②为了保证溶液中的硫酸根离子浓度与实验Ⅲ一致，向溶液中加入硫酸钠来控制SOeq \\al(2－,4)浓度。
③为了增强实验的严谨性，还应补充对比实验，操作是向0.8 ml/L FeSO4溶液中加入Na2SO4固体至c(SOeq \\al(2－,4))＝1.6 ml/L，排除SOeq \\al(2－,4)对实验的影响，这样结论更准确。
(4)碳酸铁和稀硫酸反应生成二氧化碳气体，水蒸气被浓硫酸吸收后，碱石灰吸收二氧化碳气体，通过测定C中U形管的增重，测出反应产生二氧化碳气体的质量，最后根据反应关系来确定FeCO3的纯度。
(5)通过以上实验分析可知，溶液的pH不同，生成FeCO3的纯度不同，因此制备FeCO3实验成功的关键因素是控制溶液pH。
答案：(1)4 8COeq \\al(2－,3) 1O2 10 4 8(8COeq \\al(2－,3)与1O2位置可互换)
(2)Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
(3)①稀硫酸调节溶液的pH＝4.0 ②控制 SOeq \\al(2－,4)浓度与实验Ⅲ一致
③向0.8 ml/L FeSO4溶液中加入 Na2SO4固体至c(SOeq \\al(2－,4))＝1.6 ml/L
(4)C中U形管的增重
(5)控制溶液pH
20．(14分)(2021·天津红桥区模拟)Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生__________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3＋：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(已换算到标准状况下)，则转移的电子数目为________；“引火铁”是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了研究其组成，设计如下实验：
已知，气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答：
(4)M的化学式为____________，气体甲的电子式为____________。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是
________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
(6)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，原理是NaNO2氧化了血红蛋白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，因此解毒时美蓝发生氧化反应。(3)标准状况下44.8 L H2的物质的量为2 ml，反应转移的电子数目为4NA；“引火铁”表面积很大，加快了与氧气的反应速率，因此在空气中可以自燃。Ⅱ.(4)气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则气体甲为氨，说明化合物M中含有氮元素；白色沉淀乙eq \(――→,\s\up7(空气))红褐色沉淀丙，说明化合物M中含有铁元素；红褐色沉淀丙eq \(――→,\s\up7(灼烧))固体丁(14.40 g)，固体丁为氧化铁，M由铁、氮两种元素组成，氧化铁的质量为14.40 g，则铁元素的质量为14.40 g×eq \f(112,160)＝10.08 g，氮元素的质量为10.71 g－10.08 g＝0.63 g，铁、氮两种元素的物质的量之比为eq \f(10.08,56)ml∶eq \f(0.63,14)ml＝4∶1，所以M的化学式为Fe4N。(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁沉淀。
答案：Ⅰ.(1)氧化
(2)取少量待测液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明原溶液中有Fe3＋，反之则没有
(3)4NA “引火铁”表面积很大，加快了与氧气的反应速率
Ⅱ.(4)Fe4N
(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(6)Fe2O3＋2NH3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋N2＋3H2O
世界最大射
电望远镜
中国第一艘
国产航母
中国大
飞机C919
世界最长的
跨海大桥——
港珠澳大桥
A.钢索
B.钢材
C.铝合金
D.硅酸盐
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
Na可与水反应产生O2
Na着火不能用水扑灭
B
可用铝槽运输浓硝酸
浓硝酸与Al不反应
C
硅胶用作干燥剂
硅胶具有很强的吸水性
D
Fe的金属性比Cu强
不锈钢水龙头上的铜部件易发生电化学腐蚀
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.8 ml/L FeSO4溶液(pH＝4.5)
1 ml/L Na2CO3溶液(pH＝11.9)
实验Ⅰ：立即产生灰绿色沉淀，5 min 后出现明显的红褐色
0.8 ml/L FeSO4溶液(pH＝4.5)
1 ml/L NaHCO3溶液(pH＝8.6)
实验Ⅱ：产生白色沉淀及少量无色气泡，2 min后出现明显的灰绿色
0.8 ml/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH＝4.0)
1 ml/L NaHCO3溶液(pH＝8.6)
实验Ⅲ：产生白色沉淀及无色气泡，较长时间保持白色
操作
现象
实验Ⅳ
向0.8 ml/L FeSO4溶液中加入①________________，再加入 Na2SO4固体配制成混合溶液(已知 Na＋对实验无影响，忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管，与 2 mL 1 ml/L NaHCO3溶液混合
与实验Ⅲ现象相同