新人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料过关检测卷含解析

第三章过关检测卷

(时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)

1.下列物质中,不属于合金的是(　　)。

A.硬铝

B.生铁

C.碳素钢

D.铝箔

答案:D

2.从金属的利用历史来看,先是青铜时代,而后是铁器时代,铝的利用则是近百年的事。这个顺序主要跟下列因素有关的是(　　)。

①在地壳中的含量　②金属的活动性　③金属的导电性④金属冶炼的难易程度　⑤金属的延展性

A.①③ B.⑤②

C.③⑤ D.②④

答案:D

解析:铜的金属活动性较差,较好冶炼,所以从金属的利用史来说,出现的较早,而铝的性质较活泼,很容易被氧化,冶炼起来有一定的难度,故出现的较晚。

3.下列关于铝的叙述中,不正确的是(　　)。

A.铝是地壳中含量最多的金属元素

B.常温下,铝能与NaCl溶液发生置换反应

C.铝是一种比较活泼的金属

D.在化学反应中,铝容易失去电子,常做还原剂

答案:B

解析:地壳中含量排在前四位的元素依次为O、Si、Al、Fe,Al为地壳中含量最多的金属元素;在金属活动性顺序中,Al位于Na之后,无法与NaCl发生置换反应;Al属于活泼金属,在化学反应中容易失去电子,常做还原剂。

4.下列离子方程式书写正确的是(　　)。

A.向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-

B.将Al2O3加入稀盐酸中:Al2O3+6H+2Al3++3H2O

C.Fe(OH)3与稀硫酸反应:OH-+H+H2O

D.将Al2O3加入氢氧化钠溶液中:Al3++OH-Al+H2O

答案:B

解析:A项中反应不满足电荷守恒,正确的离子方程式应该是2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;C项中Fe(OH)3为难溶物,不能写成离子形式;D项中正确的离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O。

5.铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的一些说法正确的是(　　)。

A.铁能与水反应,故铁能在水蒸气中燃烧

B.不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3

C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3

D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2生成又有FeCl3生成,故Fe3O4属于混合物

答案:C

解析:A项,铁不能在水蒸气中燃烧,错误;B项,FeCl2和Fe(OH)3可分别由Fe+2FeCl33FeCl2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3制取,B项错误。D项,四氧化三铁是纯净物,错误。

6.在加入铝粉能放出氢气的溶液中,一定能大量共存的离子组是(　　)。

A.Fe3+、C、Cl-、Na+

B.Na+、Ba2+、Mg2+、HC

C.S、Na+、K+、Cl-

D.Mg2+、N、K+、OH-

答案:C

解析:加入铝粉能放出氢气的溶液可能为酸性,可能为碱性。A项中Fe3+不能在碱性条件下大量存在,C不能在酸性条件下大量存在,且Fe3+、C本身也不能大量共存;B项中HC既不能在酸性溶液中大量存在,也不能在碱性溶液中大量存在,Mg2+也不能在碱性溶液中大量存在;D项中OH-不能在酸性溶液中大量存在。

7.将5.4 g Al放入200 mL 2.0 mol·L-1的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。该溶液可能为(　　)。

A.Cu(NO3)2溶液

B.NaOH溶液

C.H2SO4溶液

D.HCl溶液

答案:D

解析:NaOH溶液、H2SO4溶液和HCl溶液能与铝反应放出氢气。n(Al)==0.2mol。

2Al　+　2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

0.2mol 0.2mol

已知NaOH为0.4mol,因此金属无剩余。

2Al　+　3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑

0.2mol 0.3mol

已知H2SO4为0.4mol,因此金属无剩余。

2Al　+　6HCl2AlCl3+3H2↑

0.2mol 0.6mol

已知HCl为0.4mol,因此金属剩余。

8.下列推理正确的是(　　)。

A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O

B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜

C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也应保存在煤油中

D.钠与氧气、水等反应时钠均做还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均做还原剂

答案:D

解析:Na在氧气中燃烧生成Na2O2,A项错误。Na能与水发生反应,故Na不能从硫酸铜溶液中置换出Cu,B项错误。铝在空气中放置表面生成致密的氧化物薄膜,起保护作用,故铝不需保存在煤油中,C项错误。

9.将铁片加入1 L 0.5 mol·L-1 FeCl3溶液中,当Fe2+和Fe3+的浓度相等时,铁片的质量减少(　　)。

A.2.8 g B.5.6 g

C.11.2 g D.1.4 g

答案:B

解析:根据离子方程式:

Fe　+　2Fe3+3Fe2+

12 3

n(Fe)2n(Fe)3n(Fe)

题中Fe2+和Fe3+的浓度相等,则有:1L×0.5mol·L-1-2n(Fe)=3n(Fe),

n(Fe)=0.1mol,

得m(Fe)=5.6g。

10.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中是(　　)。

答案:A

解析:B项结论应是Fe2+具有氧化性;C项,离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+;D项,实验现象中溶液颜色应由棕黄色变成蓝色。

11.下列实验现象或表述正确的是(　　)。

A.在酒精灯上灼烧铝箔,会发现熔化的铝不断滴落

B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液放入试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可

C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁

D.向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,煮沸后即得红褐色Fe(OH)3胶体

答案:B

解析:铝的表面有一层Al2O3薄膜,其熔点高,而内部的Al的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故熔化的铝不会滴落,A项错误。制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁沉淀,C项错误。向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,D项错误。

12.两种金属粉末的混合物52 g,溶于足量的稀硫酸中,生成标准状况下的氢气22.4 L,则这种混合物不可能是(　　)。

A.Na和K B.Mg和Al

C.Cu和Al D.Al和Fe

答案:B

解析:n(H2)==1mol,转移电子2mol,混合物的平均摩尔电子质量==26g·mol-1,Na、K、Mg、Al、Fe、Cu的摩尔电子质量(单位:g·mol-1)分别是23、39、12、9、28、无穷大(因为Cu与稀硫酸不反应),根据平均值26可知,只有B项不可能。

13.类比法是研究物质性质的常用方法之一,可预测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是(　　)。

①已知Fe与S能直接化合生成FeS,推测Zn和S可直接化合生成ZnS

②已知Fe与CuSO4溶液反应,推测Fe与AgNO3溶液也能反应

③已知Cu与Cl2能直接化合生成CuCl2,推测Fe与Cl2可直接化合生成FeCl2

④已知Al能与O2生成致密氧化膜保护金属,推测Fe也与O2生成氧化膜保护金属

A.①② B.③④

C.①③ D.②④

答案:A

解析:Fe与Cl2能直接化合生成FeCl3;Fe在潮湿的空气中生成的Fe2O3比较疏松,不能保护内部金属。

14.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)。

①5.6 g Fe在氧气中燃烧,完全反应时转移电子数为0.3NA

②标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气所含原子数均为2NA

③23 g Na与稀硫酸完全反应转移的电子数为NA

④在反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑中生成1 mol H2转移的电子数为2NA

A.①② B.③④

C.①③④ D.②③④

答案:B

解析:5.6gFe的物质的量为0.1mol,在氧气中燃烧生成Fe3O4,完全反应时转移电子数为NA,①错误。标准状况下,22.4L氦气与22.4L氯气均为1mol,1molHe含有NA个原子,1molCl2含有2NA个原子,②错误。

15.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是(　　)。

A.用上图装置可以制备Fe(OH)2沉淀

B.用氯化铁溶液可以制备氢氧化铁胶体

C.FeCl2溶液中滴加KI溶液,会有碘单质生成

D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化

答案:C

解析:反应开始时生成的氢气进入b中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹c,a中硫酸亚铁溶液进入b中可生成Fe(OH)2沉淀,A项正确。向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,可以制备氢氧化铁胶体,B项正确。FeCl2溶液的氧化性比较弱,无法氧化KI,不会有碘单质生成,C项错误。Fe3+与铁反应可生成Fe2+,向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,D项正确。

二、非选择题(本题包括5小题,共55分)

16.(11分)某兴趣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)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3悬浊液,该过程的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此过程中发生的氧化还原反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 

(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至液体呈红褐色,制得分散系③为　　　　　　　　　,它与FeCl3溶液、Fe(OH)3悬浊液的本质区别是　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O

(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)

(3)生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

(4)Fe(OH)3胶体　分散质粒子的直径大小不同

解析:(1)Fe2O3为碱性氧化物,能够与盐酸反应生成FeCl3和H2O。

(2)FeCl3溶液能够与碱反应生成Fe(OH)3,物质②可以是NaOH溶液、KOH溶液等。

(3)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+O2+2H2O4Fe(OH)3。

(4)将氯化铁饱和溶液滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色,得到的是Fe(OH)3胶体。

17.(10分)某同学设计了如图装置(气密性已检查,部分夹持装置已省略)用于制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答下列问题。

(1)仪器1的名称是　　　　。装置5的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中:　　　　　　　。

(3)装置改进后,将3中反应后的溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)分液漏斗　液封,防止空气进入装置4

(2)在装置2、3之间添加控制开关

(3)装置4内的空气没有排尽

解析:(1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化,故装置5的作用是液封,防止空气进入装置4。

(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出,三颈烧瓶中无法形成高压,故只需在2、3之间加一个控制开关。

(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁被部分氧化,分析原因应该是装置4中的空气未排尽。

18.(12分)Fe3O4是一种黑色粉末,又称磁性氧化铁,它的组成可写成FeO·Fe2O3。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO组成(不含有其他黑色物质)。为了完成实验探究,该同学查阅资料得到信息:Fe3+与KSCN溶液作用,溶液呈红色;Fe(OH)3为红褐色沉淀。并进行探究过程如下。

【提出假设】

假设1.黑色粉末是CuO;

假设2.黑色粉末是Fe3O4;

假设3.　　　　　　　　　　　　　　。 

【设计探究实验】

取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN溶液。

(1)若假设1成立,则实验现象是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若所得溶液呈红色,则假设　　　　成立。 

(3)为进一步探究,继续向所得溶液中加入足量铁粉,若产生　　　　　　　　　的现象,则假设3成立。 

有另一小组同学提出,若混合物中CuO含量较少,可能加入铁粉后实验现象不明显。

【查阅资料】Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液,Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O。

(4)为探究是假设2还是假设3成立,另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后,再加入足量氨水,若产生　　　　　　　　　现象,则假设2成立;若产生　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　现象,则假设3成立。 

答案:黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物

(1)溶液呈蓝色

(2)2或3

(3)有红色固体析出

(4)红褐色沉淀　红褐色沉淀,同时溶液呈深蓝色

解析:(1)硫酸与氧化铜发生反应:CuO+H2SO4CuSO4+H2O,硫酸铜溶液呈蓝色,若假设1成立,实验现象为溶液呈蓝色。

(2)Fe3+与KSCN溶液反应,所以如果所得溶液呈红色,证明加入硫酸后生成了Fe3+,说明黑色物质中含有Fe3O4,所以假设2或3都有可能成立。

(3)铁粉与铜离子发生反应:Cu2++FeFe2++Cu,所以如果产生红色物质,证明溶液中存在铜离子,则黑色固体中含有CuO,故假设3成立。

(4)如果假设2成立,则加入硫酸后得到的溶液中含有Fe3+,加入氨水后生成氢氧化铁红褐色沉淀;如果假设3成立,则加入硫酸后溶液中既含有Fe3+又含有Cu2+,加入足量氨水,Fe3+反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,铜离子与氨水发生反应Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O,溶液呈深蓝色。

19.(10分)完成下列有关钠、镁、铝的计算及判断。

(1)取a g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积之比是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)取0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积之比是　　　　　　　。 

(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气,所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是　　　　,质量之比是　　　　　　。 

(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 mol·L-1盐酸中,在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)

(2)1∶2∶3

(3)1∶(或6∶3∶2)　23∶12∶9

(4)V(Na)>V(Al)=V(Mg)

解析:(1)利用得失电子守恒,产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比,为。

(2)0.1mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应,金属转移的电子物质的量之比为(0.1mol×1)∶(0.1mol×2)∶(0.1mol×3),所以相同条件下产生氢气的体积之比为1∶2∶3。

(3)氢气的体积相等,转移的电子数相等,即金属失去的电子数相等。

(4)Mg、Al过量,应以HCl的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01mol),Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2mol)。

20.(12分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上用作补血剂。某课外小组设计实验测定该补血剂中铁元素的含量,并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下:

请回答下列问题。

(1)向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,则该滤液中含有　　　　(填离子符号),检验滤液中还存在Fe2+的方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说明试剂、现象)。 

(2)步骤②加入过量H2O2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)步骤③中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)步骤④中一系列处理的操作步骤包括:过滤、　　　　　　　　、灼烧、　　　　　　　　、称量。 

(5)假设实验中的损耗忽略不计,则每片补血剂含铁元素的质量为　　　　 g。 

答案:(1)Fe3+　取一定量滤液,滴加少量KMnO4酸性溶液,溶液紫色褪去

(2)将Fe2+全部氧化为Fe3+

(3)Fe3++3OH-Fe(OH)3↓

(4)洗涤　冷却至室温

(5)0.07a

解析:(1)向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色,则该滤液中含有Fe3+;取一定量滤液,滴加少量KMnO4酸性溶液,溶液紫色褪去可知滤液中还存在Fe2+。

(2)H2O2具有氧化性,酸性条件下能将Fe2+氧化为Fe3+。

(3)步骤③是将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式为Fe3++3OH-Fe(OH)3↓。

(4)步骤④中一系列处理是将氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁,需要过滤、洗涤氢氧化铁,然后灼烧生成氧化铁,冷却至室温后称量氧化铁的质量。

(5)ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量,每片补血剂含铁元素的质量为=0.07ag。