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新人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料课件
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这是一份新人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料课件，共60页。
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时1 铁及其氧化物、氢氧化物
教材必备知识精练
知识点1 铁
1.下列叙述正确的是( )A.纯铁为灰黑色B.铁锈的主要成分是Fe3O4,不能保护内层金属C.铁在干燥的空气里不易被氧化D.在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3
答案
1.C 纯铁为银白色;铁锈的主要成分是Fe2O3,而非Fe3O4;铁与氯气在加热条件下反应只能生成FeCl3。
知识点1 铁
2.下列反应中,铁只能生成+3价化合物的是( )A.少量铁与稀硫酸反应 B.铁丝在氧气中燃烧C.过量铁粉在氯气中燃烧 D.Fe投入到CuSO4溶液中
答案
2.C C项,铁在氯气中燃烧,无论铁是否过量都只能生成FeCl3。
知识点2 铁与水蒸气的反应
答案
知识点2 铁与水蒸气的反应
4.在加热条件下铁粉可与水蒸气发生反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )A.0.5 mol B.1 molC.1.5 mol D.2 mol
答案
知识点3 铁的氧化物
5.[2022重庆八中高一月考]铁的常见氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4,在一定条件下它们之间可以相互转化。如在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会失去部分氧生成Fe3O4。下列有关说法错误的是( )A.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4B.Fe2O3、Fe3O4在高温下都能与CO发生氧化还原反应C.Fe3O4为黑色晶体,其中部分铁元素显+2价,部分铁元素显+3价D.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能与盐酸发生反应生成相应的盐和水
答案
5.A 在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会失去部分氧生成Fe3O4,说明Fe3O4比Fe2O3稳定,A项错误;Fe2O3、Fe3O4在高温下都能与CO发生反应生成Fe和CO2,上述反应属于氧化还原反应,B项正确。
知识点3 铁的氧化物
6.“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影,由黏土(含有Fe元素)烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是( )A.黏土中含有铁粉、二氧化锰等B.黑砖瓦是在煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C.黏土中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的CuO和红色的CuD.黏土中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红色的Fe2O3
答案
6.D 黏土中含有Fe元素,在烧制砖瓦时,与O2反应,生成氧化物,Fe元素的氧化物主要有3种,FeO与Fe3O4为黑色,Fe2O3为红棕色,D项正确。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
7.将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧,所得到的固体为( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
答案
7.B 因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化,当露置于空气中时,Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3,然后Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
8.[2022山东潍坊高一期末考试]向2 mL 0.1 mol·L-1FeSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液制备 Fe(OH)2(两溶液中均先加入少量维生素C),反应过程中先观察到有白色絮状沉淀生成,一段时间后白色絮状沉淀变为灰绿色,长时间后变为红褐色。下列说法正确的是( )A.维生素C具有氧化性B.反应缓慢的原因是Fe2+的浓度较小C.最终形成红褐色的 Fe(OH)3胶体D.Fe(OH)2具有还原性,会被氧气氧化
答案
8.D 反应缓慢的原因是加入了少量维生素C,维生素C具有还原性,可以减慢亚铁离子被氧化的速率,A、B项错误; FeSO4与NaOH反应生成的Fe(OH)2最终会被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀,C项错误;Fe(OH)2中的铁元素为+2价,是铁元素的中间价态,Fe(OH)2具有还原性,可以被空气中的氧气氧化,D项正确。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
9.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为使生成的产物不被氧化,下列说法错误的是( )A.配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯,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到试管中D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管
答案
9.C A项,FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配,且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气,确保Fe(OH)2在无氧环境中生成,正确;B项,在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气,防止氧气溶入,正确;C项,向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中,防止烧碱溶液在滴入时溶有氧气,错误;D项,产生Fe(OH)2沉淀后,若振荡试管,会增大沉淀与空气接触的机会,使沉淀更易被氧化,正确。
学科关键能力构建
1.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )A.2.8 g铁所含电子数为1.3NAB.在加热条件下,22.4 L氯气与足量铁反应消耗铁原子的数目为NAC.5.6 g铁与足量盐酸反应转移的电子数为 0.3NAD.高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成H2的分子数为0.3NA
答案
2.元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图。如图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是( )A.高温条件下,铁与水蒸气反应可实现转化①B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热会迅速发生转化②生成红棕色粉末C.Fe(OH)2和盐酸反应可实现转化④D.加热Fe(OH)3可实现转化⑤,将Fe(OH)3加入水中可实现转化③
答案
2.C A项,高温条件下,铁与水蒸气反应生成Fe3O4,不能实现转化①,错误;B项,FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热会迅速转化成Fe3O4,不能实现转化②,错误;C项,Fe(OH)2和盐酸反应生成FeCl2和水,可实现转化④,正确;D项, Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,能实现转化⑤,Fe(OH)3不溶于水,不能实现转化③,错误。
3.[2022江西宜春奉新一中高一月考]某同学在实验室进行了如图所示的实验,下列说法错误的是( )A.X、Z中的分散质相同B.利用过滤的方法,可将Z中的固体与液体分离C.Y中产生的气体为CO2D.Z中的液体能产生丁达尔效应
答案
3.A 根据题意可知,Z中的液体为氢氧化铁胶体,故X、Z中的分散质不同,A项错误;固体不能透过滤纸,胶体可以透过滤纸,所以利用过滤的方法可将Z中的固体与液体分离,B项正确;根据题意可知,Y中的H+与碳酸钙反应生成Ca2+、二氧化碳和水,C项正确;Z中的液体为氢氧化铁胶体,能产生丁达尔效应,D项正确。
4.[2022上海交大附中高一月考] 对于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )A.试管Ⅰ中有气泡产生,打开a,试管Ⅱ中无明显现象B.打开a,氯化钡溶液从试管Ⅱ流向试管ⅠC.关闭a,试管Ⅱ中产生白色沉淀D.关闭a,可使试管Ⅰ中反应立即停止
答案
4.C 试管Ⅰ中,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,试管Ⅰ中有气泡产生,打开a,氢气进入到试管Ⅱ中,试管Ⅱ中也有气泡产生,氯化钡溶液不会从试管Ⅱ流向试管Ⅰ,A、B项错误;关闭a,试管Ⅰ中的压强增大,试管Ⅰ中的溶液会被压入试管Ⅱ中,与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,C项正确;关闭a,铁与稀硫酸依然接触,试管Ⅰ中反应不会立即停止,D项错误。
5.[2022湖南娄底一中高一月考]现有25.6 g由Fe3O4、Fe2O3和FeO组成的固体混合物,用200 g溶质质量分数为14.6%的盐酸恰好将之完全溶解。现将此固体混合物用CO充分还原,则生成的铁的质量为( )A.16.8 g B.19.2 gC.21.2 g D.22.4 g
答案
6.[2022黑龙江哈师大附中高一期末考试]在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物X,X又可被 H2还原生成颗粒很细的铁粉,这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,俗称“引火铁”。请回答下列问题。Ⅰ.某小组同学利用如图所示装置(部分装置已省略)制取铁的氧化物X。 (1)试管A中发生反应的化学方程式为 。 (2)圆底烧瓶 B的作用是 ,圆底烧瓶C的作用是 。 (3)A、B两处需要加热,首先加热的是 (填“A”或“B”)处,原因是 。
Ⅱ.“引火铁”可以通过Ⅰ中生成的铁的氧化物X与 H2 反应制得。该小组同学利用如图所示装置制取“引火铁”。 (4)仪器 a的名称是 。 (5)装置 F的作用是 ; 装置G中盛放的试剂是 ,其作用是 。 (6)为了安全,在I管中的反应开始前,在H出口处必须 ;I中发生反应的化学方程式为 。
答案
7.[2022山西大同一中高一期末考试]用如图所示装置来制取Fe(OH)2并观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。 (1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的是 ,A中发生反应的离子方程式是 。 (2)简述生成Fe(OH)2的操作过程: 。 (3)实验结束,打开b,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为 ;若不打开b, (填“能”或“不能”)较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
答案
第一节 铁及其化合物
课时2 铁盐、亚铁盐
教材必备知识精练
知识点1 亚铁盐的性质
1.FeCl3溶液常用于外伤止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质,下列方法最好的是(已知硝酸具有强氧化性)( )A.滴加过量HNO3 溶液 B.通入足量Cl2C.滴加酸性KMnO4溶液 D.加入Na2O2
答案
知识点1 亚铁盐的性质
答案
知识点2 铁盐的性质
3.[2022黑龙江牡丹江一中高一期末考试]将一块铜板放入500 mL 1.0 mol·L-1的FeCl3溶液中制作印刷电路板(溶液体积的变化忽略不计)。下列有关此过程的叙述正确的是( )A.Cu是还原剂,FeCl3是氧化剂B.溶液中Cl-的浓度逐渐减小C.溶液的氧化性逐渐增强D.该过程中转移的电子一定是0.5 mol
答案
知识点2 铁盐的性质
4.[2022江西吉安重点中学联考]向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后,得到固体X和溶液Y。下列说法错误的是( )A.若固体X中没有锌粉,且溶液Y中有Cu2+,则溶液Y中一定有Fe2+B.若固体X中没有锌粉,且溶液Y中没有Cu2+,则溶液Y中一定有Zn2+,一定没有Fe3+,但不能确定是否有Fe2+C.若固体X中有锌粉,则固体X中一定还有Cu,可能有FeD.若固体X中有锌粉,则溶液Y中的金属阳离子只有Zn2+
答案
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
5.[2022天津和平区高一期末考试]能证明某溶液中含有Fe2+、不含Fe3+的实验事实是( )A.向该溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红B.向该溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化,再滴加几滴氯水,溶液变红C.向该溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红D.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀
答案
5.B 向该溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,说明该溶液中含有Fe3+,A项错误;先滴加氯水,氯水可将Fe2+氧化成Fe3+,即使原溶液中不含Fe3+,滴加KSCN溶液后溶液也显红色,无法证明原溶液中是否含有Fe2+或Fe3+,C项错误;向该溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀,说明原溶液中含Fe3+,D项错误。
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
归纳总结
检验Fe2+、Fe3+的常见方法:
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
6.[2022广东惠州惠阳中山中学高一期末考试]将某难溶于水的铁的化合物溶于适量盐酸中,然后滴加KSCN溶液无明显变化,再加入适量氯水,溶液立即变红,则该化合物是( )A.Fe2O3 B.FeCl3C.FeSO4 D.FeO
答案
6.D 由题意可知,该铁的化合物难溶于水,则可排除B、C项。将该化合物溶于适量盐酸中,然后滴加硫氰化钾溶液无明显变化,说明该化合物与盐酸反应的产物中没有铁离子,则可排除A项。将FeO溶于适量盐酸中,FeO与盐酸反应生成FeCl2和H2O,然后滴加KSCN溶液无明显变化,再加入适量氯水,氯水会把亚铁离子氧化成铁离子,溶液立即变红,故选D。
知识点4 铁及其化合物的计算
7.[2022山东东营胜利一中高一月考,双选题]将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积的变化),下列相关叙述正确的是 ( )A.铁粉完全溶解,Cl-的浓度不变B.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红C.溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
8.将某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将溶液中的Fe2+完全氧化,则x为( )A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
9.将Cu片放入 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则溶液中Cu2+ 与Fe3+的物质的量之比为( )A.3∶2 B.3∶4 C.3∶5 D.4∶3
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
10.把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,反应结束后,称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是( )A.7∶2 B.3∶2 C.2∶3 D.2∶7
答案
学科关键能力构建
1.[2022安徽芜湖一中高一月考]已知化合物A是一种盐,某同学对A的水溶液进行了一系列实验,实验过程及现象如图所示。已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。下列有关推断错误的是( )A.A一定是FeCl3B.白色沉淀B是AgClC.滤液C中一定含Fe3+D.无法确定A中是否含有Fe2+
答案
1.A 由图可知,A与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀B,则A中一定含有Cl-,B为AgCl;向滤液C中加入KSCN溶液,得到红色溶液D,则滤液C中一定含有Fe3+,又因为硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+,结合题图可知,A中的阳离子可能是Fe2+,也可能是Fe3+,即A可能为FeCl3或FeCl2。
答案
答案
答案
5.硫酸铁的部分化学性质如图所示,下列选项中的物质对应正确的是(已知:M、N、P、Q均足量)( )
答案
6.[2022黑龙江哈尔滨三中高一期末考试]电子工业中,人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板,并回收Cu。实验室模拟综合利用FeCl3溶液制作印刷电路板的流程如图所示。下列说法错误的是( )A.废液的主要成分为FeCl3、FeCl2、CuCl2B.废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为1∶2C.Z可以是氯气或H2O2溶液D.X是铁粉,Y是盐酸
答案
7.[2022安徽阜阳界首中学高一期末考试]A~E均为中学化学中的常见物质,它们存在如图所示转化关系(部分产物已略去)。其中A为常见的金属单质,E为红褐色沉淀。请回答下列问题。 (1)写出有关物质的化学式:B 、D 、E 。 (2)请写出A→B的化学方程式: ,若反应消耗2.24 L(标准状况下)Cl2,转移的电子数为 。 (3)请写出C→D的离子方程式: ,实验室中由C制备D时,会在试管中的液面上滴一层植物油,该操作的目的是 。 (4)请写出D→E的化学方程式: ,该反应属于 (填四大基本反应类型)。
答案
8.[2022上海徐汇区高一月考]有一瓶用硫酸酸化的FeSO4溶液,置于空气中一段时间后,发生部分变质(溶液的体积变化忽略不计),已知溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(假设该溶液中的H+全部来自H2SO4)。为测定该溶液中Fe2+变质的百分率,现进行如下操作,请回答下列问题。 (1)20 mL该变质的FeSO4溶液中,Fe2+和Fe3+的总物质的量为 。 (2)原溶液中Fe2+变质的百分率为 。 (3)该变质的FeSO4溶液中H2SO4的物质的量浓度为 。
答案
易错疑难集训
教材易混易错集训
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
1.现有浓度均为1 mol·L-1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL,向该溶液中加入5.6 g 铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述错误的是( )A.反应后的溶液中含有Fe2+、Cu2+,不含Fe3+B.反应后的溶液中含有0.2 mol Fe2+和0.1 molCu2+C.反应后的溶液中Fe2+的浓度增至3 mol·L-1D.反应后残留固体为3.2 g
答案
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
2.金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,有CuCl2和FeCl2生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图:请回答下列问题。(1)实验室中,检验溶液中存在Fe3+的试剂是 ,证明Fe3+存在的现象是 。 (2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式: 。 (3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式:① ,② ,④ 。 (4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为 。
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
(5)若向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是 (填序号)。 A.有铜单质剩余但无铁单质剩余B.有铁单质剩余但无铜单质剩余C.铁、铜单质都有剩余D.铁、铜单质都无剩余
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
答案
常考疑难问题突破
疑难点 铁及其化合物的相关计算
疑难点 铁及其化合物的相关计算
答案
疑难点 铁及其化合物的相关计算
2. [2022湖北武汉一中高一月考]现有Fe、Cu的混合物X(部分Fe、Cu被氧化,氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经如图所示的流程处理。下列说法正确的是( )A.滤液C中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+B.气体A为O2C.混合物X中Fe元素的质量为2.24 gD.混合物X中CuO的质量为4.0 g
答案
2.C 由于氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,故Fe先与Fe3+反应,再与Cu2+反应,最后与H+反应,由于稀硫酸足量,Fe与H+反应生成Fe2+和H2,则滤液C中一定不含Fe3+,滤液C中的阳离子为Fe2+、H+,A项错误;气体A为H2,B项错误;滤液C中含有Fe2+、H+,加入足量NaOH溶液后,过滤,将滤渣D充分灼烧后得到的固体为Fe2O3,3.2 g Fe2O3的物质的量为0.02 mol,所以混合物X中Fe元素的质量为56 g·mol-1×0.04 mol=2.24 g,C项正确;滤渣B为金属铜,则混合物X中铜元素的物质的量为0.05 mol,若铜元素全部来自CuO,则CuO的质量为80 g·mol-1×0.05 mol=4.0 g,由于只有部分铜被氧化成CuO,则混合物X中氧化铜的质量一定小于4.0 g,D项错误。
第二节 金属材料
课时1 合金 铝和铝合金
教材必备知识精练
知识点1 合金的性质及用途
1.下列关于合金的说法错误的是( )A.合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质B.镁铝合金的熔点比镁和铝的都高C.在合金中加入适量稀土金属能大大改善合金的性能D.青铜、硬铝、钢都是合金
答案
1.B A项,合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,正确;B项,镁铝合金的熔点比镁和铝的都低,错误;C项,在合金中加入适量稀土金属或含稀土金属的化合物能大大改善合金的性能,正确;D项,青铜、硬铝、钢都是合金,正确。
知识点1 合金的性质及用途
2.[2022四川成都蓉城名校联盟高一期末考试]在生产和生活中,金属材料几乎无处不在。下列说法错误的是( )A.合金的熔点一般比各成分金属的低B.目前我国流通的硬币属于合金C.青铜的硬度比纯铜的硬度小D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
答案
2.C 青铜的硬度比纯铜的硬度大,C项错误。
知识点2 铁合金
3.下列有关纯铁和铁合金的说法错误的是( )A.生铁比纯铁软 B.纯铁和铁合金都具有良好的导热性C.钢是铁的合金 D.生铁的熔点比纯铁的低
答案
3.A 合金的硬度一般比各成分金属的大,而熔点一般比各成分金属的低,A项错误,D项正确;纯铁和铁合金都具有良好的导热性,B项正确;钢是铁的合金,C项正确。
知识点2 铁合金
4.[2022黑龙江大庆实验中学高一期末考试]我国高铁对百万以上人口城市的覆盖率超过95%,其中制造钢轨的材料是钢。下列有关说法错误的是( )A.钢是用量最大的合金B.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金C.不锈钢是最常见的一种合金钢D.钢是用途最广的合金,钢的熔点比铁的熔点高
答案
4.D 钢是用途最广的合金,钢的熔点比铁的熔点低,D项错误。
知识点3 铝
5.[2022河北张家口宣化一中模拟考试]某管道疏通剂的主要成分是NaOH粉末和铝粉,可用于疏通管道中因毛发、残渣等造成的堵塞,使用时会产生大量气泡。下列对该疏通剂的描述正确的是( )A.加冷水可提高疏通效果B.使用时应防明火以免发生爆炸C.可敞口置于空气中保存D.使用过程中NaOH作氧化剂
答案
知识点3 铝
6.[2022上海松江区高一月考]取等质量的铝分别与100 mL、浓度均为2 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液反应,产生氢气的体积之比为6∶7(相同条件下),则下列有关反应物的量的说法正确的是( )A.均恰好反应 B.酸过量C.碱过量 D.酸、碱均过量
答案
6.C 等质量的铝分别与100 mL、浓度均为2 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液反应,产生氢气的体积之比为6∶7,说明氢氧化钠溶液过量,而盐酸不足,故选C。
知识点4 氧化铝的两性
7.氧化铝的熔点很高,常用于制造耐火材料,如制作坩埚。下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是( )A.加热使胆矾失去结晶水B.加热使高锰酸钾分解C.加热熔化烧碱D.加热分解碱式碳酸铜
答案
7.C 氧化铝能与强碱反应,故用氧化铝材料制作的坩埚不能用来加热熔化强碱,C项符合题意。
知识点4 氧化铝的两性
8.把Fe2O3中混有的少量Al2O3除去,应选用的试剂是( )A.稀硝酸 B.硫酸铜溶液C.烧碱溶液 D.稀盐酸
答案
8.C Al2O3能与烧碱溶液反应,而Fe2O3不与烧碱溶液反应,因此选择用烧碱溶液除去。
知识点5 铝合金及其制品
9.日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的,而不是由纯铝所制,这主要是因为铝合金的( )A.熔点低 B.耐腐蚀性强C.硬度大 D.密度小
答案
9.C 铝合金代替纯铝制作钥匙是因为铝合金的硬度大。
知识点5 铝合金及其制品
10.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,可大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述错误的是( )A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都低B.此合金能全部溶解于足量稀盐酸中C.此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
答案
10.C A项,合金的熔点一般比各成分金属的熔点都低,正确;B项,此合金的成分是镁和铝,均能与稀盐酸反应,故此合金能全部溶解于足量稀盐酸中,正确;C项,此合金属于镁和铝的混合物,铝能与氢氧化钠反应,但镁不能与氢氧化钠反应,故此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中,错误;D项,合金的硬度一般比各成分金属的硬度都大,正确。
知识点6 新型合金
11.我国“蛟龙号”载人潜水器已成功下潜至海底7 062.68米处。“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下列有关合金的说法正确的是( )A.钛合金是一种新型金属单质B.钛合金的熔点比钛金属的高C.钛合金的硬度与钛单质的相同D.合金钢和硬铝都是合金
答案
11.D A项,合金都是混合物,错误;B项,合金的熔点一般比其各成分金属的熔点都低,错误;C项,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度都大,错误;D项,合金钢和硬铝都是合金,正确。
学科关键能力构建
1.[2022广东广州协和中学高一期末考试]2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行,中国短道速滑队共收获2金1银1铜。速滑冰刀通常由优质高碳钢和轻合金制成,下列叙述错误的是( )A.高碳钢中的含碳量高于0.6%B.高碳钢硬而脆,热处理后弹性好C.高碳钢的熔点大于纯铁的熔点D.高碳钢的硬度大于纯铁的硬度
答案
1.C 合金的熔点一般比其成分金属的低,C项错误。
2.[2022广西贺州昭平中学高一期末考试]如表所示是某合金与铁的物理性质。已知该合金耐腐蚀,刚性好,则下列说法错误的是( )A.该合金是制作轻薄的笔记本电脑外壳的优良材料B.该合金比铁更适合作导电材料C.该合金密度较小,抗拉强度较大,刚性好,可用于制造手机等高科技产品D.铁单质必须加热到1 535 ℃才能与其他物质反应
答案
2.D 该合金密度较小,硬度较大,是制作轻薄的笔记本电脑外壳的优良材料,A项正确;该合金的电阻率比铁的小,故其比铁更适合作导电材料,B项正确;铁单质在常温下就能与盐酸反应,D项错误。
答案
3.C 氧化铝覆盖在铝的表面,由图示可知,0~50 s,发生 Al2O3与稀盐酸的反应,50~100 s,发生铝与稀盐酸的反应,该过程中温度升高,则铝与稀盐酸反应的过程中有热量放出,A、B项正确;50 s 时,盐酸未反应完,溶液中的溶质为AlCl3、HCl,C项错误;100 s左右,反应停止,100~140 s,压强减小是因为温度降低了,D项正确。
4.某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化,发现熔化的铝并不滴落,而是好像被一层膜兜着。下列对该现象的说法错误的是( )A.兜着液体的这层膜是氧化铝B.该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点C.铝极易与空气中的氧气反应而在表面形成氧化物保护膜D.铝的化学性质较稳定,即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应
答案
4.D 将打磨过的铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,因氧化铝的熔点高于铝的熔点,所以在加热铝箔时,铝熔化但不会滴落,D项错误。
答案
5.D 向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液,Al和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,镁与氢氧化钠溶液不反应,则金属X是Mg,A、C项正确;向滤液A中加入稀硫酸,调节溶液的pH为8~9,得到氢氧化铝沉淀,B项正确;向滤渣B中加入足量稀硫酸,得到的溶液C为硫酸与硫酸铝的混合溶液,再将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体,D项错误。
6.[2022北京平谷区高一期末考试]某化学小组进行了如图所示铝的性质探究实验,下列说法错误的是( )A.从元素化合价的角度来看,产生的气体只能是H2B.实验Ⅰ中NaOH是氧化剂C.实验Ⅱ说明Al2O3具有酸性氧化物的性质D.实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中的微粒种类完全相同
答案
6.B 从元素化合价的角度来看,铝元素的化合价升高,而能发生化合价降低的只有氢元素,所以产生的气体只能是H2,A项正确;铝和氢氧化钠溶液发生的氧化还原反应中,铝失电子,水得电子生成氢气,水是氧化剂,B项错误;未打磨过的铝片表面有一层氧化铝薄膜,故实验Ⅱ开始时无气泡产生是因为Al2O3与氢氧化钠反应生成了偏铝酸钠和水,说明Al2O3具有酸性氧化物的性质,C项正确;实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中的溶质都是偏铝酸钠和氢氧化钠,D项正确。
7.甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L-1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L-1 的NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉,在相同状况下甲、乙两烧杯中产生气体的体积比为( )A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1
答案
探究三实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。(1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的数据是 。 (2)若用空气代替O2进行实验,对测定结果是否有影响? (填“是”或“否”)。
答案
答案
第二节 金属材料
课时2 物质的量在化学方程式计算中的应用
教材必备知识精练
知识点1 根据化学方程式计算
1.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为( )A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1C.1.5 mol·L-1 D.3 mol·L-1
答案
知识点1 根据化学方程式计算
2.[2022山东师大附中高一月考]将26 g Na2O和Na2O2的固体混合物投入足量水中,充分反应后收集到3.2 g O2,则该混合物中Na2O2的质量分数为( )A.30% B.75% C.60% D.40%
答案
知识点1 根据化学方程式计算
3.[2022黑龙江双鸭山一中高一期末考试]将0.1 mol Na和0.1 mol Al同时投入足量冷水中,充分反应后产生的H2在标准状况下的体积为( )A.4.48 L B.3.36 L C.2.24 L D.1.12 L
答案
知识点1 根据化学方程式计算
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
5.将0.2 mol 钠和铝的混合物溶于足量的盐酸中,产生3 136 mL(标准状况下)氢气,则钠和铝的物质的量之比为( )A.1∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.1∶4
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
6.[2022安徽合肥中科大附中高一月考]a g单质碳和16 g氧气在恒容密闭容器中完全反应生成CO、CO2,恢复到原来的温度时,测得容器内的压强增大了0.8倍(忽略固体对压强的影响),下列选项错误的是( )A.a=7.2B.反应后所得混合气体的平均摩尔质量为29.8 g·mol-1C.n(CO)=0.8 molD.m(CO2)=4.4 g
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
7.把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。则:(1)反应中消耗HCl的物质的量为 。 (2)该混合物中铝、铁的物质的量分别为 、 。
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
10.已知28 g CuO和MgO的固体混合物与200 mL某H2SO4溶液恰好完全反应,将反应后的溶液小心蒸干,得到固体68 g。则原H2SO4溶液的物质的量浓度和原固体混合物中氧元素的质量分数分别是( )A.2.5 mol·L-1 28.57% B.2.2 mol·L-1 23.07%C.1.5 mol·L-1 24.55% D.2.5 mol·L-1 18.37%
答案
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
11.等质量的两份铝分别与适量的稀硫酸和NaOH溶液完全反应,若消耗两溶液的体积相同,则稀硫酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为( )A.3∶2 B.2∶3 C.2∶1 D.1∶2
答案
11.A 根据关系式:2Al~3H2SO4、2Al~2NaOH可知,等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物质的量之比是3∶2,因消耗稀硫酸与NaOH溶液的体积相同,则物质的量浓度之比等于物质的量之比,答案为A。
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
12.[2022山东日照实验高级中学高一月考]现有0.15 mol Na2O、Na2O2和Na2CO3的混合物,将其溶于一定量水后,再加入一定量的盐酸,恰好反应完全,所得溶液呈中性,则加入的盐酸中HCl的物质的量为( )A.0.15 mol B.0.2 molC.0.3 mol D.0.45 mol
答案
12.C 将0.15 mol Na2O、Na2O2和Na2CO3的混合物溶于一定量水后,再加入一定量的盐酸,恰好反应完全,反应后所得溶液呈中性,则反应后所得溶液中的溶质为NaCl,根据钠元素守恒可得,n(NaCl)=2[n(Na2O)+n(Na2O2)+n(Na2CO3)]=2× 0.15 mol=0.3 mol,根据氯元素守恒可得,n(HCl)=n(NaCl)=0.3 mol,故选C。
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
14.[2022黑龙江哈尔滨六中高一期末考试]现有一定量某铁的氧化物(难溶于水),在10 mL 5 mol·L-1盐酸中恰好完全溶解,向反应后的溶液中通入氯气112 mL(标准状况下),溶液中的Fe2+恰好可以全部转化为Fe3+。则该氧化物的化学式可能为( )A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
答案
知识点5 极值法在化学方程式计算中的应用
15.现有10 g由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L,则该混合物中一定含有的金属是( )A.铁 B.锌 C.铝 D.镁
答案
15.C 先求纯金属与足量盐酸反应生成标准状况下11.2 L氢气时消耗纯金属的质量,由关系式Fe~H2、Zn~H2、2Al~ 3H2、Mg~H2,可分别求得消耗纯金属的质量:m(Fe)=28 g、m(Zn)=32.5 g、m(Al)=9 g、m(Mg)=12 g,生成标准状况下11.2 L氢气时消耗的纯金属的质量小于10 g的只有Al,故该混合物中必定有Al。
一题多解
知识点5 极值法在化学方程式计算中的应用
16.将总物质的量为n mol 的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式正确的是( )A.x=V/(11.2n) B.0答案
学科关键能力构建
1.用1 L 1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol 二氧化碳,所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是( )A.1∶3 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
答案
1.A 设生成的碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x、y,由钠离子守恒可得①2x+y=1 mol,由碳原子守恒可得②x+ y=0.8 mol,结合①②解得x=0.2 mol,y=0.6 mol,故所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比为1∶3。
2.某混合物由0.56 g Fe、0.24 g Mg及0.32 g Cu组成,向其中加入足量稀盐酸充分反应。下列说法正确的是( )A.混合物全部溶解B.反应后得到无色溶液C.反应过程中共产生0.04 mol H2D.反应后经过滤、洗涤、干燥,所得滤渣在氧气流中充分灼烧,可得到0.4 g黑色粉末
答案
2.D Cu与盐酸不反应,混合物不能全部溶解,A项错误;Mg与盐酸反应生成MgCl2,Fe与盐酸反应生成FeCl2,故溶液为浅绿色,B项错误;0.56 g Fe、0.24 g Mg的物质的量均为0.01 mol,与盐酸反应共生成0.02 mol H2,C项错误;反应后经过滤、洗涤、干燥,所得滤渣为Cu,Cu与O2反应生成的黑色粉末为CuO,根据Cu原子守恒,可知CuO的物质的量为0.005 mol,故CuO的质量为0.005 mol×80 g·mol-1=0.4 g,D项正确。
3.[2022重庆八中高一月考]某化学兴趣小组为了测定BaCl2·nH2O中的结晶水数目,进行了如下操作:准确称取7.9 g BaCl2·nH2O晶体,加入适量水,加热使之完全溶解,冷却,配成100 mL溶液,取出20 mL该溶液,滴加100 mL 0.05 mol·L-1 Na2SO4溶液恰好使Ba2+沉淀完全。则n等于( )A.2 B.4 C.6 D.8
答案
4.[2022山东济南章丘四中高一期中考试]已知在一定条件下,m g钠与0.98 L(标准状况下)氧气完全反应后得到固体X,固体X恰好能与0.2 L 0.5 mol·L-1稀盐酸完全反应。则固体X的组成为( )A.Na、Na2O B.Na2O2、Na2OC.Na2O2 D.Na2O2、Na
答案
5.[2022江苏苏州中学高一期中考试]碱式碳酸镁可作为橡胶制品的优良填充剂,其化学式为xMg(OH)2·yMgCO3·zH2O。现取4.66 g碱式碳酸镁在高温下煅烧至恒重,得到2.00 g固体、0.04 mol CO2和m g H2O。下列说法正确的是( )A.2.00 g固体是Mg(OH)2B.m=0.80C.4.66 g碱式碳酸镁与足量盐酸完全反应,消耗的HCl为0.08 molD.该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
答案
6.5.4 g Al完全溶解在V mL 4 mol·L-1的NaOH溶液中并收集产生的气体。下列叙述错误的是( )A.收集到的气体的分子数为1.806×1023B.V≥50C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2D.理论上需消耗4.8 g O2才能与生成的气体完全反应生成H2O
答案
7.向500 mL 2 mol·L-1 CuSO4 溶液中插入一铁片,反应片刻后取出铁片,洗涤、烘干,称其质量比原来增加2 g。下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)( )A.参加反应的铁的质量是14 gB.析出铜的物质的量是0.25 mol C.反应后溶液中c(CuSO4)=1.5 mol·L-1D.反应后溶液中c(FeSO4)=1.5 mol·L-1
答案
答案
答案
10.[2022福建泰宁一中高一期中考试]现有氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的固体混合物共4 g,将其加热至恒重,剩余固体的质量为3.38 g,将剩余固体加入足量盐酸中,把产生的气体干燥后通入足量澄清石灰水中,生成2 g沉淀。(1)原混合物中碳酸氢钠的质量为 g。 (2)将该混合物加热至恒重的过程中,有气体生成,该气体在标准状况下的体积是 L。 (3)原混合物中碳酸钠的质量为 g。
答案
章末培优专练
实验1 铁与水蒸气的反应
1.某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验,并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题。 (1)硬质试管中湿棉花的作用是 。 (2)铁与水蒸气的反应中,氧化剂是 (填化学式,下同),还原剂是 。 (3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设:假设1:只有Fe;假设2:只有 (填化学式); 假设3:既有Fe也有Fe3O4。(4)为了验证假设,该同学进行了定量研究:反应前固体物质的质量为5.6 g,反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析,假设 (填“1”“2”或“3”)正确。
实验1 铁与水蒸气的反应
答案
实验2 氢氧化亚铁的制备
2.[2022黑龙江黑河高一五校联考]某同学设计了如图所示装置(气密性已检查)来制备Fe(OH)2白色沉淀。可选择的试剂有:浓硫酸、稀硫酸、锌粒、铁粉、氢氧化钠溶液。(1)试管Ⅰ中加入的试剂有 ,试管Ⅱ中加入的试剂是 。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 (3)按照图示装置,用两种不同的操作分别进行实验,并观察现象。①操作1:夹紧止水夹,等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后,试管Ⅱ中观察到的现象为 ;用化学方程式表示出现这种现象的原因: 。 ②操作2:打开止水夹,等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹,继续反应一段时间后,试管Ⅱ中观察到的现象为 。 (4)有如下3个装置,其中能较长时间看到Fe(OH)2白色絮状沉淀的有 (填字母)。
实验2 氢氧化亚铁的制备
答案
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
3.[2022湖北武汉二中高一月考,双选题]为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是 ( )
答案
3.AC 锌具有还原性,可将Fe2+还原成Fe,说明Fe2+具有氧化性,B项错误;氯化铁溶液为棕黄色,向其中加入足量铜粉, Fe3+被还原为Fe2+,Cu被氧化为Cu2+,溶液颜色不可能从蓝色变为棕黄色,D项错误。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
4.[2022北京大兴区高一期末考试]长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质。某兴趣小组分别对新制和久置的两瓶FeSO4溶液进行了如下实验。Ⅰ.分别取2 mL新制的FeSO4溶液于三支试管中,进行如下实验。 (1)实验i中,现象a是产生白色絮状沉淀,白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。白色絮状沉淀的化学式是 ,红褐色沉淀的化学式是 。 (2)现象c是 ,写出新制氯水参与反应的离子方程式: 。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
Ⅱ.取久置的FeSO4溶液做如下实验。 (3)将上述实验 v中的实验操作和现象补充完整: 、 。 (4)若要使部分变质的FeSO4复原,可加入过量的 (填化学名称),发生反应的离子方程式为 。 (5)该小组同学查阅资料得知,维生素C可将Fe3+转化为Fe2+。为了验证维生素C的作用,设计了如下实验。由实验 vi能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论?请说明理由: 。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
答案
实验4 铝合金的成分探究
5.某学习小组用如图所示装置测定某铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量Ar。 (1)A中试剂为 。 (2)实验前,先将该铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是 。 (3)B中发生反应的化学方程式为 。 (4)若实验用的铝镁合金的质量为a g,测得生成的氢气体积为b mL(标准状况下),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量Ar为 。 (5)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得的铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
实验4 铝合金的成分探究
答案
综合素养创新应用
本章学习内容主要包括:铁及其化合物的性质、金属材料等。通过铁及其化合物相关的化学方程式、离子方程式等化学用语描述这些物质性质的变化,从铁元素形成的不同物质的微观角度分析,探究这些物质的共性和差异,并进行原因分析,形成规律,培养同学们宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。本章涉及大量的实验,旨在培养同学们科学探究与创新意识的化学学科核心素养。本章中有关理论联系实际的栏目有“资料卡片(人体中的铁元素)”“研究与实践(检验食品中的铁元素)”“科学·技术·社会(超级钢、用途广泛的稀土金属)”等,旨在培养同学们科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
1.[2022贵州贵阳一中高一月考,双选题]《本草纲目》中对绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解过程的描述是“其形似朴消而绿色,取置铁板上,聚炭烧之,矾沸流出,色赤如金汁者,是真也……”。下列说法错误的是( )A.该过程不涉及氧化还原反应B.该过程有氧化还原反应发生C.“色赤如金汁者”说明有FeO生成D.绿矾失去结晶水属于化学变化
答案
1.AC FeO为黑色,Fe2O3为红棕色,“色赤”说明有Fe2O3生成,该过程铁元素的化合价发生了改变,即有氧化还原反应发生,A、C项错误,B项正确。素养体现 本题以古籍为载体,考查绿矾的性质等,旨在培养同学们证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
答案
3.[2022浙江杭州一中高一月考]如图是利用菱镁矿(主要含MgCO3,还含有少量Al2O3、FeCO3杂质)制取无水氯化镁的工艺流程。已知:MgO的作用为调节溶液的pH,恰好使Fe3+、Al3+沉淀。下列说法错误的是( )A.酸浸池中加入的X酸是硝酸B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+C.沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3D.Mg能溶解在FeCl3溶液中
答案
3.A 菱镁矿的主要成分是MgCO3,含少量的Al2O3、FeCO3杂质,要制取无水氯化镁,应将菱镁矿加入盐酸中溶解,所以X酸是盐酸,二者发生反应生成MgCl2、FeCl2、AlCl3,在氧化池中通入Cl2,将Fe2+氧化为Fe3+,再加MgO调节pH得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后,得到MgCl2溶液,A 项错误,B、C项正确;Mg具有还原性,能被Fe3+氧化而溶解在FeCl3溶液中,D项正确。素养体现 本题以工业制无水氯化镁为载体,考查对工业流程图的分析、理解能力等,旨在培养同学们科学态度与社会责任、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
4.[2022山东青岛五十八中高一月考]已知硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)可用作补血剂。某课外小组的同学欲测定某补血剂中铁元素的含量,进行如下实验。请回答下列问题。 (1)证明步骤①所得滤液中含有Fe2+的方法是:取样,先滴加KSCN溶液,再滴加 ,该过程的现象为 。 (2)步骤③中所加试剂X是 ,发生反应的离子方程式是 。 (3)步骤④中一系列操作的步骤为过滤、 、灼烧、 、称量。 (4)若实验中铁元素无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。
答案
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1.[2021广东化学·1,2分]今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )
答案
1.A 铸客大铜鼎是青铜器,青铜是典型的铜合金之一,A项符合题意;河姆渡出土陶灶是硅酸盐产品,B项不符合题意;兽首玛瑙杯的主要材料是SiO2,C项不符合题意;角形玉杯的主要成分为硅酸盐,D项不符合题意。
2.[2021河北化学·1,3分]“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生 作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
答案
2.C 钢的主要成分是铁,冶炼过程中加入了C,故钢是以铁为主的含碳合金,A项正确;纯铁硬度小,质地较软,随着含碳量的升高,钢的硬度和脆性增大,B项正确;熟铁含碳量比生铁的含碳量低,结合题目信息“生铁熔化灌入熟铁”可知,生铁的熔点比熟铁低,C项错误。
3.[2020江苏化学·3,2分]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
答案
3.D 铝具有很好的延展性,可以用于制作铝金属制品,与铝的活泼性无关,A项错误;电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝在熔融状态下能导电,与熔点高无关,B项错误;氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应,与氢氧化铝受热分解无关,C项错误;明矾中的Al3+可以水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,起到净水作用,D项正确。
4.[2021广东化学·10,2分]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
答案
答案
6.[2019浙江4月选考化学·28,4分]某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答下列问题。 (1)仪器1的名称为 。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
6.答案 (1)滴液漏斗(分液漏斗)(1分) 液封,防止空气进入装置4(1分) (2)在装置2、3之间添加一个控制开关(1分)(3)装置4内的空气没有排尽(1分)解析 (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。
章末综合检测
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.[2022陕西渭南高一期中考试]我国古籍中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错,令光净,以盐水洒之,于醋瓮中,阴处埋之,一百日铁上衣生,即成粉矣。”下列说法错误的是( )A.“取钢煅作叶,如笏或团”说明铁有较好的延展性B.“平面磨错,令光净”的目的是除去铁表面的铁锈C.“一百日铁上衣生”是铁被氧气氧化的过程D.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
答案
1.C “取钢煅作叶,如笏或团”说明铁发生了形态变化,即铁有较好的延展性,A项正确;Fe在潮湿的空气中易生锈,则“平面磨错,令光净”的目的是除去铁表面的铁锈,B项正确;结合“于醋瓮中,阴处埋之”可知,“一百日铁上衣生”是铁被醋酸氧化的过程,铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,C项错误,D项正确。命题立意 本题以古籍中记载的铁华粉的制作方法为载体,考查Fe的性质以及同学们对古籍的理解,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
2.[2022浙江宁波高一期末考试]“天问一号”火星探测器应用了新型镁锂合金,它是世界上目前最轻的金属结构材料。下列关于合金的说法错误的是( )A.目前使用量最大的合金是铝合金B.合金具有许多优良的物理、化学性质或机械性能C.稀土金属能大大改善合金的性能D.储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金都是新型合金
答案
2.A 目前使用量最大的合金是钢,A项错误。命题立意 本题考查合金的相关知识,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
3.只用一种试剂就可以将AgNO3溶液、KSCN 溶液、稀硫酸和NaOH溶液四种无色溶液区分开,则该试剂可以是( )A.BaCl2溶液 B.FeCl2溶液C.FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
答案
3.C AgNO3溶液与FeCl3溶液反应,有白色沉淀产生;KSCN 溶液与FeCl3溶液反应,溶液变为红色;稀硫酸与FeCl3溶液不反应,无明显现象;NaOH溶液与FeCl3溶液反应,有红褐色沉淀产生。故FeCl3溶液可将题述四种溶液区分开,故选C。命题立意 本题考查铁盐的化学性质及检验等,体现的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析。
4.[2022浙江嘉兴高一检测]把铁片分别放入下列溶液中,铁片溶解且溶液的质量增加,但无气体产生的是 ( )A.稀盐酸 B.AgNO3溶液C.FeCl3溶液 D.Cu(NO3)2溶液
答案
5.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系,不能均由一步反应实现的是( )A.Na→NaOH→Na2CO3→NaClB.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4D.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
答案
答案
7.[2022重庆巴蜀中学高一月考]某同学设计如图装置进行铁与水蒸气反应的实验,虚线框内的装置C用来检验生成的气体。下列说法正确的是( )A.实验后,装置B中有红棕色固体生成B.虚线框内的装置C应该选择装置甲C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入具支试管中,可观察到铜丝由黑变红D.实验后,将装置B中的固体溶于稀硫酸,所得溶液中一定含有Fe3+
答案
7.C 实验后,装置B中有黑色的四氧化三铁固体生成,A项错误; 虚线框内的装置C是用来检验生成的氢气,氢气的密度小于空气的密度,应该选择装置乙,B项错误;实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入具支试管中,生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜,则可观察到铜丝由黑变红,C项正确;实验后,将装置B中的固体溶于稀硫酸,若铁粉过量,则不含有Fe3+,D项错误。命题立意 本题以铁与水蒸气的实验为载体,考查铁的相关化学性质等,体现的化学学科核心素养是科学探究与创新意识。
8.将13.6 g Fe和Fe2O3的混合物加入150 mL足量的稀硫酸中,在标准状况下收集到1.12 L H2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红。为中和过量的硫酸,并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200 mL 3 mol·L-1的NaOH溶液,则该稀硫酸的物质的量浓度为( )A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1C.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
答案
答案
答案
10.[2022广西三新学术联盟高一期末考试]有一包实验室回收的固体粉末,可能含有Na2CO3、NaCl、CuSO4、FeCl3、FeCl2、MgCl2、Na2SO4中的一种或几种,现进行如下实验:①取少量固体溶于水中,得到澄清透明溶液;②取少量①中溶液,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,再加入稀盐酸,沉淀不溶解;③取少量①中溶液,向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀产生;④取少量①中溶液,向其中滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再滴加双氧水,溶液显血红色。下列说法正确的是( )A.固体中一定不含有CuSO4、FeCl3B.固体中一定不含有Na2CO3、一定含有Na2SO4C.固体中一定含有FeCl2,可能含有NaClD.再取一份①中溶液,向其中滴加NaOH溶液,若观察不到白色沉淀,则说明固体粉末中一定不含MgCl2
答案
10.C 由①可知,Na2CO3不与CuSO4、FeCl3、FeCl2、MgCl2同时存在;由②可知,固体粉末中含有CuSO4、Na2SO4的一种或两种;由③可知,固体粉末中含有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2中的一种或几种;由④可知,固体粉末中含有FeCl2,不含FeCl3。综上所述,固体粉末中一定含有FeCl2,CuSO4、Na2SO4至少含有一种,一定不含Na2CO3、FeCl3,不能确定是否含有NaCl、MgCl2,A、B项错误,C项正确;①中溶液含有FeCl2,与NaOH溶液反应生成的白色沉淀会迅速变色,最终为红褐色,可能会掩盖生成的Mg(OH)2白色沉淀,D项错误。命题立意 本题考查物质的推断,侧重考查同学们的分析与推理能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
答案
12.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化),下列分析正确的是( )A.铁粉有剩余B.Cl-浓度减小C.向溶液中滴加无色KSCN溶液,溶液变红D.溶液质量增加1.12 g
答案
答案
14.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
答案
14.AD 滴加KSCN溶液后,溶液呈红色,说明溶液中存在Fe3+,又因为该溶液是某红色粉末与稀硫酸反应得到的,故该红色粉末中可能含有氧化铁,A项正确;能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质一定有还原性,但并不一定是Fe2+,B项错误;铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2,C项错误;向硫酸亚铁溶液中加入新制氯水后,Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,再加入KSCN溶液,溶液变红,不能说明原溶液中是否存在Fe3+,即不能说明硫酸亚铁溶液是否变质,D项正确。命题立意 本题考查铁及其化合物、铝及其化合物的有关实验,涉及实验操作、现象、结论等的分析判断,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
15.铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g Cu(OH)2固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度的变化如图1所示。另外,某同学绘制了三条表示金属氧化物的质量与该金属氧化物所含金属元素的质量的关系曲线,如图2所示。则下列分析正确的是( )A.图1中,A到B的过程中有0.01 mol电子转移B.图1整个过程中共生成0.26 g水C.图2三条曲线中,Y表示的是CuO的质量和CuO中所含Cu元素的质量的关系曲线D.图1中A和B的化学式分别为Cu2O和CuO
答案
三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.(10分)某同学利用如图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并研究铁及其化合物的部分性质。请回答下列问题。(1)该同学为确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则说明硬质试管的固体物质中一定有 ,可能有 ;若溶液未变红色,则说明硬质试管中固体物质的成分是 。
(2)该同学按(1)中所述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是 (用离子方程式表示)。 (3)该同学马上另取少量溶液B,使其与NaOH溶液反应。若按如图所示操作,可观察到试管中先生成白色沉淀,后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出白色沉淀变为红褐色的过程中所发生反应的化学方程式: 。
答案
17.(14分)中学化学中几种常见物质的转化关系如下:A为常见金属单质,将D的浓溶液滴入氨水中可以得到红褐色沉淀E。请回答下列问题。(1)写出物质F的化学式: 。 (2)B、F都可用于工业上冶炼金属铁,以B为原料冶炼铁的原理是 (用化学方程式表示),若有1.5 mol B参加反应,转移电子的物质的量是 ;写出F的另一种用途: 。 (3)写出下列过程的离子方程式。A→C ; D→E 。 (4)制造电路板工艺中,用 D溶液刻蚀铜箔,用离子方程式表示该反应原理: 。 (5)在D溶液中加入Na2O2,恰好使D转化为E,写出该反应的离子方程式: 。
答案
方案二:将固体F投入热的稀硫酸中,然后通入氧气。方案一的缺点是 。
答案
19.(11分)有三种镁铝合金样品(组分比例不一定相同)①、②、③。小奉、小贤、小红三位同学各取一种样品,对合金中镁的质量分数进行探究。已知CO2能与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3和Na2CO3;Al(OH)3能与NaOH反应生成NaAlO2。(1)小奉取样品① m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,所得固体的质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为 (结果保留到0.01%)。 (2)小贤取样品② m2 g和足量的稀硫酸反应,发现固体完全溶解,标准状况下所得气体的体积为V L,则m2的取值范围是 (结果转化为最简分数)。 (3)小红取不同质量的样品③分别和30 mL同浓度的盐酸反应,所取合金的质量与产生气体的体积(标准状况下测定)如表所示。HCl的物质的量浓度为 。合金中镁的质量分数为 。要使c实验后剩余合金中的铝恰好完全溶解,还需向容器中加入1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液 mL。
答案
20.(12分)纳米材料一直是人们研究的重要课题,纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁性、高效催化性等优良的性质。Ⅰ.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe粉,其流程如图所示: (1)纳米级Fe粉和稀盐酸反应的离子方程式为 。 (2)将FeCl2·nH2O在N2氛围下加热脱水制得无水FeCl2 应在 (填仪器名称)中进行。 (3)生成纳米级Fe粉的化学方程式为 。 Ⅱ.查阅资料:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570 ℃时生成FeO,高于570 ℃时生成Fe3O4。甲同学进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。(4)纳米级Fe粉与水蒸气在500 ℃条件下反应的化学方程式是 。 (5)为探究某次实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
根据以上实验,甲同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。乙同学认为甲同学的结论不正确,他的理由是 (用简要文字叙述)。 (6)丙同学称取5.60 g纳米级Fe粉于试管中,在600 ℃下与水蒸气反应一段时间后,停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后,称得质量为6.88 g,则丙同学实验后的固体物质中氧化物(假设只有一种氧化物)的质量分数约为 (结果保留三位有效数字)。
答案
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时1 铁及其氧化物、氢氧化物
教材必备知识精练
知识点1 铁
1.下列叙述正确的是( )A.纯铁为灰黑色B.铁锈的主要成分是Fe3O4,不能保护内层金属C.铁在干燥的空气里不易被氧化D.在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3
答案
1.C 纯铁为银白色;铁锈的主要成分是Fe2O3,而非Fe3O4;铁与氯气在加热条件下反应只能生成FeCl3。
知识点1 铁
2.下列反应中,铁只能生成+3价化合物的是( )A.少量铁与稀硫酸反应 B.铁丝在氧气中燃烧C.过量铁粉在氯气中燃烧 D.Fe投入到CuSO4溶液中
答案
2.C C项,铁在氯气中燃烧,无论铁是否过量都只能生成FeCl3。
知识点2 铁与水蒸气的反应
答案
知识点2 铁与水蒸气的反应
4.在加热条件下铁粉可与水蒸气发生反应,若反应后得到的干燥固体的质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )A.0.5 mol B.1 molC.1.5 mol D.2 mol
答案
知识点3 铁的氧化物
5.[2022重庆八中高一月考]铁的常见氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4,在一定条件下它们之间可以相互转化。如在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会失去部分氧生成Fe3O4。下列有关说法错误的是( )A.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4B.Fe2O3、Fe3O4在高温下都能与CO发生氧化还原反应C.Fe3O4为黑色晶体,其中部分铁元素显+2价,部分铁元素显+3价D.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能与盐酸发生反应生成相应的盐和水
答案
5.A 在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会失去部分氧生成Fe3O4,说明Fe3O4比Fe2O3稳定,A项错误;Fe2O3、Fe3O4在高温下都能与CO发生反应生成Fe和CO2,上述反应属于氧化还原反应,B项正确。
知识点3 铁的氧化物
6.“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影,由黏土(含有Fe元素)烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是( )A.黏土中含有铁粉、二氧化锰等B.黑砖瓦是在煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C.黏土中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的CuO和红色的CuD.黏土中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色的Fe3O4或FeO和红色的Fe2O3
答案
6.D 黏土中含有Fe元素,在烧制砖瓦时,与O2反应,生成氧化物,Fe元素的氧化物主要有3种,FeO与Fe3O4为黑色,Fe2O3为红棕色,D项正确。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
7.将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧,所得到的固体为( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
答案
7.B 因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化,当露置于空气中时,Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3,然后Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
8.[2022山东潍坊高一期末考试]向2 mL 0.1 mol·L-1FeSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液制备 Fe(OH)2(两溶液中均先加入少量维生素C),反应过程中先观察到有白色絮状沉淀生成,一段时间后白色絮状沉淀变为灰绿色,长时间后变为红褐色。下列说法正确的是( )A.维生素C具有氧化性B.反应缓慢的原因是Fe2+的浓度较小C.最终形成红褐色的 Fe(OH)3胶体D.Fe(OH)2具有还原性,会被氧气氧化
答案
8.D 反应缓慢的原因是加入了少量维生素C,维生素C具有还原性,可以减慢亚铁离子被氧化的速率,A、B项错误; FeSO4与NaOH反应生成的Fe(OH)2最终会被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀,C项错误;Fe(OH)2中的铁元素为+2价,是铁元素的中间价态,Fe(OH)2具有还原性,可以被空气中的氧气氧化,D项正确。
知识点4 铁的氢氧化物的性质与制备
9.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为使生成的产物不被氧化,下列说法错误的是( )A.配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯,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到试管中D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管
答案
9.C A项,FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配,且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气,确保Fe(OH)2在无氧环境中生成,正确;B项,在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气,防止氧气溶入,正确;C项,向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中,防止烧碱溶液在滴入时溶有氧气,错误;D项,产生Fe(OH)2沉淀后,若振荡试管,会增大沉淀与空气接触的机会,使沉淀更易被氧化,正确。
学科关键能力构建
1.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )A.2.8 g铁所含电子数为1.3NAB.在加热条件下,22.4 L氯气与足量铁反应消耗铁原子的数目为NAC.5.6 g铁与足量盐酸反应转移的电子数为 0.3NAD.高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成H2的分子数为0.3NA
答案
2.元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图。如图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是( )A.高温条件下,铁与水蒸气反应可实现转化①B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热会迅速发生转化②生成红棕色粉末C.Fe(OH)2和盐酸反应可实现转化④D.加热Fe(OH)3可实现转化⑤,将Fe(OH)3加入水中可实现转化③
答案
2.C A项,高温条件下,铁与水蒸气反应生成Fe3O4,不能实现转化①,错误;B项,FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热会迅速转化成Fe3O4,不能实现转化②,错误;C项,Fe(OH)2和盐酸反应生成FeCl2和水,可实现转化④,正确;D项, Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,能实现转化⑤,Fe(OH)3不溶于水,不能实现转化③,错误。
3.[2022江西宜春奉新一中高一月考]某同学在实验室进行了如图所示的实验,下列说法错误的是( )A.X、Z中的分散质相同B.利用过滤的方法,可将Z中的固体与液体分离C.Y中产生的气体为CO2D.Z中的液体能产生丁达尔效应
答案
3.A 根据题意可知,Z中的液体为氢氧化铁胶体,故X、Z中的分散质不同,A项错误;固体不能透过滤纸,胶体可以透过滤纸,所以利用过滤的方法可将Z中的固体与液体分离,B项正确;根据题意可知,Y中的H+与碳酸钙反应生成Ca2+、二氧化碳和水,C项正确;Z中的液体为氢氧化铁胶体,能产生丁达尔效应,D项正确。
4.[2022上海交大附中高一月考] 对于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )A.试管Ⅰ中有气泡产生,打开a,试管Ⅱ中无明显现象B.打开a,氯化钡溶液从试管Ⅱ流向试管ⅠC.关闭a,试管Ⅱ中产生白色沉淀D.关闭a,可使试管Ⅰ中反应立即停止
答案
4.C 试管Ⅰ中,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,试管Ⅰ中有气泡产生,打开a,氢气进入到试管Ⅱ中,试管Ⅱ中也有气泡产生,氯化钡溶液不会从试管Ⅱ流向试管Ⅰ,A、B项错误;关闭a,试管Ⅰ中的压强增大,试管Ⅰ中的溶液会被压入试管Ⅱ中,与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,C项正确;关闭a,铁与稀硫酸依然接触,试管Ⅰ中反应不会立即停止,D项错误。
5.[2022湖南娄底一中高一月考]现有25.6 g由Fe3O4、Fe2O3和FeO组成的固体混合物,用200 g溶质质量分数为14.6%的盐酸恰好将之完全溶解。现将此固体混合物用CO充分还原,则生成的铁的质量为( )A.16.8 g B.19.2 gC.21.2 g D.22.4 g
答案
6.[2022黑龙江哈师大附中高一期末考试]在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物X,X又可被 H2还原生成颗粒很细的铁粉,这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,俗称“引火铁”。请回答下列问题。Ⅰ.某小组同学利用如图所示装置(部分装置已省略)制取铁的氧化物X。 (1)试管A中发生反应的化学方程式为 。 (2)圆底烧瓶 B的作用是 ,圆底烧瓶C的作用是 。 (3)A、B两处需要加热,首先加热的是 (填“A”或“B”)处,原因是 。
Ⅱ.“引火铁”可以通过Ⅰ中生成的铁的氧化物X与 H2 反应制得。该小组同学利用如图所示装置制取“引火铁”。 (4)仪器 a的名称是 。 (5)装置 F的作用是 ; 装置G中盛放的试剂是 ,其作用是 。 (6)为了安全,在I管中的反应开始前,在H出口处必须 ;I中发生反应的化学方程式为 。
答案
7.[2022山西大同一中高一期末考试]用如图所示装置来制取Fe(OH)2并观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。 (1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的是 ,A中发生反应的离子方程式是 。 (2)简述生成Fe(OH)2的操作过程: 。 (3)实验结束,打开b,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为 ;若不打开b, (填“能”或“不能”)较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
答案
第一节 铁及其化合物
课时2 铁盐、亚铁盐
教材必备知识精练
知识点1 亚铁盐的性质
1.FeCl3溶液常用于外伤止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质,下列方法最好的是(已知硝酸具有强氧化性)( )A.滴加过量HNO3 溶液 B.通入足量Cl2C.滴加酸性KMnO4溶液 D.加入Na2O2
答案
知识点1 亚铁盐的性质
答案
知识点2 铁盐的性质
3.[2022黑龙江牡丹江一中高一期末考试]将一块铜板放入500 mL 1.0 mol·L-1的FeCl3溶液中制作印刷电路板(溶液体积的变化忽略不计)。下列有关此过程的叙述正确的是( )A.Cu是还原剂,FeCl3是氧化剂B.溶液中Cl-的浓度逐渐减小C.溶液的氧化性逐渐增强D.该过程中转移的电子一定是0.5 mol
答案
知识点2 铁盐的性质
4.[2022江西吉安重点中学联考]向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后,得到固体X和溶液Y。下列说法错误的是( )A.若固体X中没有锌粉,且溶液Y中有Cu2+,则溶液Y中一定有Fe2+B.若固体X中没有锌粉,且溶液Y中没有Cu2+,则溶液Y中一定有Zn2+,一定没有Fe3+,但不能确定是否有Fe2+C.若固体X中有锌粉,则固体X中一定还有Cu,可能有FeD.若固体X中有锌粉,则溶液Y中的金属阳离子只有Zn2+
答案
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
5.[2022天津和平区高一期末考试]能证明某溶液中含有Fe2+、不含Fe3+的实验事实是( )A.向该溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红B.向该溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化,再滴加几滴氯水,溶液变红C.向该溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红D.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀
答案
5.B 向该溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,说明该溶液中含有Fe3+,A项错误;先滴加氯水,氯水可将Fe2+氧化成Fe3+,即使原溶液中不含Fe3+,滴加KSCN溶液后溶液也显红色,无法证明原溶液中是否含有Fe2+或Fe3+,C项错误;向该溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀,说明原溶液中含Fe3+,D项错误。
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
归纳总结
检验Fe2+、Fe3+的常见方法:
知识点3 Fe2+、Fe3+的检验
6.[2022广东惠州惠阳中山中学高一期末考试]将某难溶于水的铁的化合物溶于适量盐酸中,然后滴加KSCN溶液无明显变化,再加入适量氯水,溶液立即变红,则该化合物是( )A.Fe2O3 B.FeCl3C.FeSO4 D.FeO
答案
6.D 由题意可知,该铁的化合物难溶于水,则可排除B、C项。将该化合物溶于适量盐酸中,然后滴加硫氰化钾溶液无明显变化,说明该化合物与盐酸反应的产物中没有铁离子,则可排除A项。将FeO溶于适量盐酸中,FeO与盐酸反应生成FeCl2和H2O,然后滴加KSCN溶液无明显变化,再加入适量氯水,氯水会把亚铁离子氧化成铁离子,溶液立即变红,故选D。
知识点4 铁及其化合物的计算
7.[2022山东东营胜利一中高一月考,双选题]将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积的变化),下列相关叙述正确的是 ( )A.铁粉完全溶解,Cl-的浓度不变B.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红C.溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
8.将某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将溶液中的Fe2+完全氧化,则x为( )A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
9.将Cu片放入 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则溶液中Cu2+ 与Fe3+的物质的量之比为( )A.3∶2 B.3∶4 C.3∶5 D.4∶3
答案
知识点4 铁及其化合物的计算
10.把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,反应结束后,称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是( )A.7∶2 B.3∶2 C.2∶3 D.2∶7
答案
学科关键能力构建
1.[2022安徽芜湖一中高一月考]已知化合物A是一种盐,某同学对A的水溶液进行了一系列实验,实验过程及现象如图所示。已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。下列有关推断错误的是( )A.A一定是FeCl3B.白色沉淀B是AgClC.滤液C中一定含Fe3+D.无法确定A中是否含有Fe2+
答案
1.A 由图可知,A与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀B,则A中一定含有Cl-,B为AgCl;向滤液C中加入KSCN溶液,得到红色溶液D,则滤液C中一定含有Fe3+,又因为硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+,结合题图可知,A中的阳离子可能是Fe2+,也可能是Fe3+,即A可能为FeCl3或FeCl2。
答案
答案
答案
5.硫酸铁的部分化学性质如图所示,下列选项中的物质对应正确的是(已知:M、N、P、Q均足量)( )
答案
6.[2022黑龙江哈尔滨三中高一期末考试]电子工业中,人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板,并回收Cu。实验室模拟综合利用FeCl3溶液制作印刷电路板的流程如图所示。下列说法错误的是( )A.废液的主要成分为FeCl3、FeCl2、CuCl2B.废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为1∶2C.Z可以是氯气或H2O2溶液D.X是铁粉,Y是盐酸
答案
7.[2022安徽阜阳界首中学高一期末考试]A~E均为中学化学中的常见物质,它们存在如图所示转化关系(部分产物已略去)。其中A为常见的金属单质,E为红褐色沉淀。请回答下列问题。 (1)写出有关物质的化学式:B 、D 、E 。 (2)请写出A→B的化学方程式: ,若反应消耗2.24 L(标准状况下)Cl2,转移的电子数为 。 (3)请写出C→D的离子方程式: ,实验室中由C制备D时,会在试管中的液面上滴一层植物油,该操作的目的是 。 (4)请写出D→E的化学方程式: ,该反应属于 (填四大基本反应类型)。
答案
8.[2022上海徐汇区高一月考]有一瓶用硫酸酸化的FeSO4溶液,置于空气中一段时间后,发生部分变质(溶液的体积变化忽略不计),已知溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(假设该溶液中的H+全部来自H2SO4)。为测定该溶液中Fe2+变质的百分率,现进行如下操作,请回答下列问题。 (1)20 mL该变质的FeSO4溶液中,Fe2+和Fe3+的总物质的量为 。 (2)原溶液中Fe2+变质的百分率为 。 (3)该变质的FeSO4溶液中H2SO4的物质的量浓度为 。
答案
易错疑难集训
教材易混易错集训
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
1.现有浓度均为1 mol·L-1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL,向该溶液中加入5.6 g 铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述错误的是( )A.反应后的溶液中含有Fe2+、Cu2+,不含Fe3+B.反应后的溶液中含有0.2 mol Fe2+和0.1 molCu2+C.反应后的溶液中Fe2+的浓度增至3 mol·L-1D.反应后残留固体为3.2 g
答案
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
2.金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,有CuCl2和FeCl2生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图:请回答下列问题。(1)实验室中,检验溶液中存在Fe3+的试剂是 ,证明Fe3+存在的现象是 。 (2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式: 。 (3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式:① ,② ,④ 。 (4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为 。
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
(5)若向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是 (填序号)。 A.有铜单质剩余但无铁单质剩余B.有铁单质剩余但无铜单质剩余C.铁、铜单质都有剩余D.铁、铜单质都无剩余
易错点 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化
答案
常考疑难问题突破
疑难点 铁及其化合物的相关计算
疑难点 铁及其化合物的相关计算
答案
疑难点 铁及其化合物的相关计算
2. [2022湖北武汉一中高一月考]现有Fe、Cu的混合物X(部分Fe、Cu被氧化,氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经如图所示的流程处理。下列说法正确的是( )A.滤液C中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+B.气体A为O2C.混合物X中Fe元素的质量为2.24 gD.混合物X中CuO的质量为4.0 g
答案
2.C 由于氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,故Fe先与Fe3+反应,再与Cu2+反应,最后与H+反应,由于稀硫酸足量,Fe与H+反应生成Fe2+和H2,则滤液C中一定不含Fe3+,滤液C中的阳离子为Fe2+、H+,A项错误;气体A为H2,B项错误;滤液C中含有Fe2+、H+,加入足量NaOH溶液后,过滤,将滤渣D充分灼烧后得到的固体为Fe2O3,3.2 g Fe2O3的物质的量为0.02 mol,所以混合物X中Fe元素的质量为56 g·mol-1×0.04 mol=2.24 g,C项正确;滤渣B为金属铜,则混合物X中铜元素的物质的量为0.05 mol,若铜元素全部来自CuO,则CuO的质量为80 g·mol-1×0.05 mol=4.0 g,由于只有部分铜被氧化成CuO,则混合物X中氧化铜的质量一定小于4.0 g,D项错误。
第二节 金属材料
课时1 合金 铝和铝合金
教材必备知识精练
知识点1 合金的性质及用途
1.下列关于合金的说法错误的是( )A.合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质B.镁铝合金的熔点比镁和铝的都高C.在合金中加入适量稀土金属能大大改善合金的性能D.青铜、硬铝、钢都是合金
答案
1.B A项,合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,正确;B项,镁铝合金的熔点比镁和铝的都低,错误;C项,在合金中加入适量稀土金属或含稀土金属的化合物能大大改善合金的性能,正确;D项,青铜、硬铝、钢都是合金,正确。
知识点1 合金的性质及用途
2.[2022四川成都蓉城名校联盟高一期末考试]在生产和生活中,金属材料几乎无处不在。下列说法错误的是( )A.合金的熔点一般比各成分金属的低B.目前我国流通的硬币属于合金C.青铜的硬度比纯铜的硬度小D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
答案
2.C 青铜的硬度比纯铜的硬度大,C项错误。
知识点2 铁合金
3.下列有关纯铁和铁合金的说法错误的是( )A.生铁比纯铁软 B.纯铁和铁合金都具有良好的导热性C.钢是铁的合金 D.生铁的熔点比纯铁的低
答案
3.A 合金的硬度一般比各成分金属的大,而熔点一般比各成分金属的低,A项错误,D项正确;纯铁和铁合金都具有良好的导热性,B项正确;钢是铁的合金,C项正确。
知识点2 铁合金
4.[2022黑龙江大庆实验中学高一期末考试]我国高铁对百万以上人口城市的覆盖率超过95%,其中制造钢轨的材料是钢。下列有关说法错误的是( )A.钢是用量最大的合金B.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金C.不锈钢是最常见的一种合金钢D.钢是用途最广的合金,钢的熔点比铁的熔点高
答案
4.D 钢是用途最广的合金,钢的熔点比铁的熔点低,D项错误。
知识点3 铝
5.[2022河北张家口宣化一中模拟考试]某管道疏通剂的主要成分是NaOH粉末和铝粉,可用于疏通管道中因毛发、残渣等造成的堵塞,使用时会产生大量气泡。下列对该疏通剂的描述正确的是( )A.加冷水可提高疏通效果B.使用时应防明火以免发生爆炸C.可敞口置于空气中保存D.使用过程中NaOH作氧化剂
答案
知识点3 铝
6.[2022上海松江区高一月考]取等质量的铝分别与100 mL、浓度均为2 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液反应,产生氢气的体积之比为6∶7(相同条件下),则下列有关反应物的量的说法正确的是( )A.均恰好反应 B.酸过量C.碱过量 D.酸、碱均过量
答案
6.C 等质量的铝分别与100 mL、浓度均为2 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液反应,产生氢气的体积之比为6∶7,说明氢氧化钠溶液过量,而盐酸不足,故选C。
知识点4 氧化铝的两性
7.氧化铝的熔点很高,常用于制造耐火材料,如制作坩埚。下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是( )A.加热使胆矾失去结晶水B.加热使高锰酸钾分解C.加热熔化烧碱D.加热分解碱式碳酸铜
答案
7.C 氧化铝能与强碱反应,故用氧化铝材料制作的坩埚不能用来加热熔化强碱,C项符合题意。
知识点4 氧化铝的两性
8.把Fe2O3中混有的少量Al2O3除去,应选用的试剂是( )A.稀硝酸 B.硫酸铜溶液C.烧碱溶液 D.稀盐酸
答案
8.C Al2O3能与烧碱溶液反应,而Fe2O3不与烧碱溶液反应,因此选择用烧碱溶液除去。
知识点5 铝合金及其制品
9.日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的,而不是由纯铝所制,这主要是因为铝合金的( )A.熔点低 B.耐腐蚀性强C.硬度大 D.密度小
答案
9.C 铝合金代替纯铝制作钥匙是因为铝合金的硬度大。
知识点5 铝合金及其制品
10.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,可大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述错误的是( )A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都低B.此合金能全部溶解于足量稀盐酸中C.此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
答案
10.C A项,合金的熔点一般比各成分金属的熔点都低,正确;B项,此合金的成分是镁和铝,均能与稀盐酸反应,故此合金能全部溶解于足量稀盐酸中,正确;C项,此合金属于镁和铝的混合物,铝能与氢氧化钠反应,但镁不能与氢氧化钠反应,故此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中,错误;D项,合金的硬度一般比各成分金属的硬度都大,正确。
知识点6 新型合金
11.我国“蛟龙号”载人潜水器已成功下潜至海底7 062.68米处。“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下列有关合金的说法正确的是( )A.钛合金是一种新型金属单质B.钛合金的熔点比钛金属的高C.钛合金的硬度与钛单质的相同D.合金钢和硬铝都是合金
答案
11.D A项,合金都是混合物,错误;B项,合金的熔点一般比其各成分金属的熔点都低,错误;C项,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度都大,错误;D项,合金钢和硬铝都是合金,正确。
学科关键能力构建
1.[2022广东广州协和中学高一期末考试]2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行,中国短道速滑队共收获2金1银1铜。速滑冰刀通常由优质高碳钢和轻合金制成,下列叙述错误的是( )A.高碳钢中的含碳量高于0.6%B.高碳钢硬而脆,热处理后弹性好C.高碳钢的熔点大于纯铁的熔点D.高碳钢的硬度大于纯铁的硬度
答案
1.C 合金的熔点一般比其成分金属的低,C项错误。
2.[2022广西贺州昭平中学高一期末考试]如表所示是某合金与铁的物理性质。已知该合金耐腐蚀,刚性好,则下列说法错误的是( )A.该合金是制作轻薄的笔记本电脑外壳的优良材料B.该合金比铁更适合作导电材料C.该合金密度较小,抗拉强度较大,刚性好,可用于制造手机等高科技产品D.铁单质必须加热到1 535 ℃才能与其他物质反应
答案
2.D 该合金密度较小,硬度较大,是制作轻薄的笔记本电脑外壳的优良材料,A项正确;该合金的电阻率比铁的小,故其比铁更适合作导电材料,B项正确;铁单质在常温下就能与盐酸反应,D项错误。
答案
3.C 氧化铝覆盖在铝的表面,由图示可知,0~50 s,发生 Al2O3与稀盐酸的反应,50~100 s,发生铝与稀盐酸的反应,该过程中温度升高,则铝与稀盐酸反应的过程中有热量放出,A、B项正确;50 s 时,盐酸未反应完,溶液中的溶质为AlCl3、HCl,C项错误;100 s左右,反应停止,100~140 s,压强减小是因为温度降低了,D项正确。
4.某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化,发现熔化的铝并不滴落,而是好像被一层膜兜着。下列对该现象的说法错误的是( )A.兜着液体的这层膜是氧化铝B.该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点C.铝极易与空气中的氧气反应而在表面形成氧化物保护膜D.铝的化学性质较稳定,即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应
答案
4.D 将打磨过的铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,因氧化铝的熔点高于铝的熔点,所以在加热铝箔时,铝熔化但不会滴落,D项错误。
答案
5.D 向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液,Al和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,镁与氢氧化钠溶液不反应,则金属X是Mg,A、C项正确;向滤液A中加入稀硫酸,调节溶液的pH为8~9,得到氢氧化铝沉淀,B项正确;向滤渣B中加入足量稀硫酸,得到的溶液C为硫酸与硫酸铝的混合溶液,再将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体,D项错误。
6.[2022北京平谷区高一期末考试]某化学小组进行了如图所示铝的性质探究实验,下列说法错误的是( )A.从元素化合价的角度来看,产生的气体只能是H2B.实验Ⅰ中NaOH是氧化剂C.实验Ⅱ说明Al2O3具有酸性氧化物的性质D.实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中的微粒种类完全相同
答案
6.B 从元素化合价的角度来看,铝元素的化合价升高,而能发生化合价降低的只有氢元素,所以产生的气体只能是H2,A项正确;铝和氢氧化钠溶液发生的氧化还原反应中,铝失电子,水得电子生成氢气,水是氧化剂,B项错误;未打磨过的铝片表面有一层氧化铝薄膜,故实验Ⅱ开始时无气泡产生是因为Al2O3与氢氧化钠反应生成了偏铝酸钠和水,说明Al2O3具有酸性氧化物的性质,C项正确;实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中的溶质都是偏铝酸钠和氢氧化钠,D项正确。
7.甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L-1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L-1 的NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉,在相同状况下甲、乙两烧杯中产生气体的体积比为( )A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1
答案
探究三实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。(1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的数据是 。 (2)若用空气代替O2进行实验,对测定结果是否有影响? (填“是”或“否”)。
答案
答案
第二节 金属材料
课时2 物质的量在化学方程式计算中的应用
教材必备知识精练
知识点1 根据化学方程式计算
1.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为( )A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1C.1.5 mol·L-1 D.3 mol·L-1
答案
知识点1 根据化学方程式计算
2.[2022山东师大附中高一月考]将26 g Na2O和Na2O2的固体混合物投入足量水中,充分反应后收集到3.2 g O2,则该混合物中Na2O2的质量分数为( )A.30% B.75% C.60% D.40%
答案
知识点1 根据化学方程式计算
3.[2022黑龙江双鸭山一中高一期末考试]将0.1 mol Na和0.1 mol Al同时投入足量冷水中,充分反应后产生的H2在标准状况下的体积为( )A.4.48 L B.3.36 L C.2.24 L D.1.12 L
答案
知识点1 根据化学方程式计算
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
5.将0.2 mol 钠和铝的混合物溶于足量的盐酸中,产生3 136 mL(标准状况下)氢气,则钠和铝的物质的量之比为( )A.1∶3 B.3∶1 C.4∶1 D.1∶4
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
6.[2022安徽合肥中科大附中高一月考]a g单质碳和16 g氧气在恒容密闭容器中完全反应生成CO、CO2,恢复到原来的温度时,测得容器内的压强增大了0.8倍(忽略固体对压强的影响),下列选项错误的是( )A.a=7.2B.反应后所得混合气体的平均摩尔质量为29.8 g·mol-1C.n(CO)=0.8 molD.m(CO2)=4.4 g
答案
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
7.把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。则:(1)反应中消耗HCl的物质的量为 。 (2)该混合物中铝、铁的物质的量分别为 、 。
知识点2 列方程组法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点3 差量法在化学方程式计算中的应用
10.已知28 g CuO和MgO的固体混合物与200 mL某H2SO4溶液恰好完全反应,将反应后的溶液小心蒸干,得到固体68 g。则原H2SO4溶液的物质的量浓度和原固体混合物中氧元素的质量分数分别是( )A.2.5 mol·L-1 28.57% B.2.2 mol·L-1 23.07%C.1.5 mol·L-1 24.55% D.2.5 mol·L-1 18.37%
答案
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
11.等质量的两份铝分别与适量的稀硫酸和NaOH溶液完全反应,若消耗两溶液的体积相同,则稀硫酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为( )A.3∶2 B.2∶3 C.2∶1 D.1∶2
答案
11.A 根据关系式:2Al~3H2SO4、2Al~2NaOH可知,等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物质的量之比是3∶2,因消耗稀硫酸与NaOH溶液的体积相同,则物质的量浓度之比等于物质的量之比,答案为A。
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
12.[2022山东日照实验高级中学高一月考]现有0.15 mol Na2O、Na2O2和Na2CO3的混合物,将其溶于一定量水后,再加入一定量的盐酸,恰好反应完全,所得溶液呈中性,则加入的盐酸中HCl的物质的量为( )A.0.15 mol B.0.2 molC.0.3 mol D.0.45 mol
答案
12.C 将0.15 mol Na2O、Na2O2和Na2CO3的混合物溶于一定量水后,再加入一定量的盐酸,恰好反应完全,反应后所得溶液呈中性,则反应后所得溶液中的溶质为NaCl,根据钠元素守恒可得,n(NaCl)=2[n(Na2O)+n(Na2O2)+n(Na2CO3)]=2× 0.15 mol=0.3 mol,根据氯元素守恒可得,n(HCl)=n(NaCl)=0.3 mol,故选C。
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
答案
知识点4 关系式法及守恒法在化学方程式计算中的应用
14.[2022黑龙江哈尔滨六中高一期末考试]现有一定量某铁的氧化物(难溶于水),在10 mL 5 mol·L-1盐酸中恰好完全溶解,向反应后的溶液中通入氯气112 mL(标准状况下),溶液中的Fe2+恰好可以全部转化为Fe3+。则该氧化物的化学式可能为( )A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
答案
知识点5 极值法在化学方程式计算中的应用
15.现有10 g由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L,则该混合物中一定含有的金属是( )A.铁 B.锌 C.铝 D.镁
答案
15.C 先求纯金属与足量盐酸反应生成标准状况下11.2 L氢气时消耗纯金属的质量,由关系式Fe~H2、Zn~H2、2Al~ 3H2、Mg~H2,可分别求得消耗纯金属的质量:m(Fe)=28 g、m(Zn)=32.5 g、m(Al)=9 g、m(Mg)=12 g,生成标准状况下11.2 L氢气时消耗的纯金属的质量小于10 g的只有Al,故该混合物中必定有Al。
一题多解
知识点5 极值法在化学方程式计算中的应用
16.将总物质的量为n mol 的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式正确的是( )A.x=V/(11.2n) B.0
学科关键能力构建
1.用1 L 1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol 二氧化碳,所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是( )A.1∶3 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
答案
1.A 设生成的碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x、y,由钠离子守恒可得①2x+y=1 mol,由碳原子守恒可得②x+ y=0.8 mol,结合①②解得x=0.2 mol,y=0.6 mol,故所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比为1∶3。
2.某混合物由0.56 g Fe、0.24 g Mg及0.32 g Cu组成,向其中加入足量稀盐酸充分反应。下列说法正确的是( )A.混合物全部溶解B.反应后得到无色溶液C.反应过程中共产生0.04 mol H2D.反应后经过滤、洗涤、干燥,所得滤渣在氧气流中充分灼烧,可得到0.4 g黑色粉末
答案
2.D Cu与盐酸不反应,混合物不能全部溶解,A项错误;Mg与盐酸反应生成MgCl2,Fe与盐酸反应生成FeCl2,故溶液为浅绿色,B项错误;0.56 g Fe、0.24 g Mg的物质的量均为0.01 mol,与盐酸反应共生成0.02 mol H2,C项错误;反应后经过滤、洗涤、干燥,所得滤渣为Cu,Cu与O2反应生成的黑色粉末为CuO,根据Cu原子守恒,可知CuO的物质的量为0.005 mol,故CuO的质量为0.005 mol×80 g·mol-1=0.4 g,D项正确。
3.[2022重庆八中高一月考]某化学兴趣小组为了测定BaCl2·nH2O中的结晶水数目,进行了如下操作:准确称取7.9 g BaCl2·nH2O晶体,加入适量水,加热使之完全溶解,冷却,配成100 mL溶液,取出20 mL该溶液,滴加100 mL 0.05 mol·L-1 Na2SO4溶液恰好使Ba2+沉淀完全。则n等于( )A.2 B.4 C.6 D.8
答案
4.[2022山东济南章丘四中高一期中考试]已知在一定条件下,m g钠与0.98 L(标准状况下)氧气完全反应后得到固体X,固体X恰好能与0.2 L 0.5 mol·L-1稀盐酸完全反应。则固体X的组成为( )A.Na、Na2O B.Na2O2、Na2OC.Na2O2 D.Na2O2、Na
答案
5.[2022江苏苏州中学高一期中考试]碱式碳酸镁可作为橡胶制品的优良填充剂,其化学式为xMg(OH)2·yMgCO3·zH2O。现取4.66 g碱式碳酸镁在高温下煅烧至恒重,得到2.00 g固体、0.04 mol CO2和m g H2O。下列说法正确的是( )A.2.00 g固体是Mg(OH)2B.m=0.80C.4.66 g碱式碳酸镁与足量盐酸完全反应,消耗的HCl为0.08 molD.该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
答案
6.5.4 g Al完全溶解在V mL 4 mol·L-1的NaOH溶液中并收集产生的气体。下列叙述错误的是( )A.收集到的气体的分子数为1.806×1023B.V≥50C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2D.理论上需消耗4.8 g O2才能与生成的气体完全反应生成H2O
答案
7.向500 mL 2 mol·L-1 CuSO4 溶液中插入一铁片,反应片刻后取出铁片,洗涤、烘干,称其质量比原来增加2 g。下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)( )A.参加反应的铁的质量是14 gB.析出铜的物质的量是0.25 mol C.反应后溶液中c(CuSO4)=1.5 mol·L-1D.反应后溶液中c(FeSO4)=1.5 mol·L-1
答案
答案
答案
10.[2022福建泰宁一中高一期中考试]现有氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠的固体混合物共4 g,将其加热至恒重,剩余固体的质量为3.38 g,将剩余固体加入足量盐酸中,把产生的气体干燥后通入足量澄清石灰水中,生成2 g沉淀。(1)原混合物中碳酸氢钠的质量为 g。 (2)将该混合物加热至恒重的过程中,有气体生成,该气体在标准状况下的体积是 L。 (3)原混合物中碳酸钠的质量为 g。
答案
章末培优专练
实验1 铁与水蒸气的反应
1.某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验,并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题。 (1)硬质试管中湿棉花的作用是 。 (2)铁与水蒸气的反应中,氧化剂是 (填化学式,下同),还原剂是 。 (3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设:假设1:只有Fe;假设2:只有 (填化学式); 假设3:既有Fe也有Fe3O4。(4)为了验证假设,该同学进行了定量研究:反应前固体物质的质量为5.6 g,反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析,假设 (填“1”“2”或“3”)正确。
实验1 铁与水蒸气的反应
答案
实验2 氢氧化亚铁的制备
2.[2022黑龙江黑河高一五校联考]某同学设计了如图所示装置(气密性已检查)来制备Fe(OH)2白色沉淀。可选择的试剂有:浓硫酸、稀硫酸、锌粒、铁粉、氢氧化钠溶液。(1)试管Ⅰ中加入的试剂有 ,试管Ⅱ中加入的试剂是 。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 (3)按照图示装置,用两种不同的操作分别进行实验,并观察现象。①操作1:夹紧止水夹,等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后,试管Ⅱ中观察到的现象为 ;用化学方程式表示出现这种现象的原因: 。 ②操作2:打开止水夹,等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹,继续反应一段时间后,试管Ⅱ中观察到的现象为 。 (4)有如下3个装置,其中能较长时间看到Fe(OH)2白色絮状沉淀的有 (填字母)。
实验2 氢氧化亚铁的制备
答案
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
3.[2022湖北武汉二中高一月考,双选题]为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是 ( )
答案
3.AC 锌具有还原性,可将Fe2+还原成Fe,说明Fe2+具有氧化性,B项错误;氯化铁溶液为棕黄色,向其中加入足量铜粉, Fe3+被还原为Fe2+,Cu被氧化为Cu2+,溶液颜色不可能从蓝色变为棕黄色,D项错误。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
4.[2022北京大兴区高一期末考试]长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质。某兴趣小组分别对新制和久置的两瓶FeSO4溶液进行了如下实验。Ⅰ.分别取2 mL新制的FeSO4溶液于三支试管中,进行如下实验。 (1)实验i中,现象a是产生白色絮状沉淀,白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。白色絮状沉淀的化学式是 ,红褐色沉淀的化学式是 。 (2)现象c是 ,写出新制氯水参与反应的离子方程式: 。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
Ⅱ.取久置的FeSO4溶液做如下实验。 (3)将上述实验 v中的实验操作和现象补充完整: 、 。 (4)若要使部分变质的FeSO4复原,可加入过量的 (填化学名称),发生反应的离子方程式为 。 (5)该小组同学查阅资料得知,维生素C可将Fe3+转化为Fe2+。为了验证维生素C的作用,设计了如下实验。由实验 vi能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论?请说明理由: 。
实验3 铁及其化合物的氧化性或还原性探究
答案
实验4 铝合金的成分探究
5.某学习小组用如图所示装置测定某铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量Ar。 (1)A中试剂为 。 (2)实验前,先将该铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是 。 (3)B中发生反应的化学方程式为 。 (4)若实验用的铝镁合金的质量为a g,测得生成的氢气体积为b mL(标准状况下),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量Ar为 。 (5)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得的铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
实验4 铝合金的成分探究
答案
综合素养创新应用
本章学习内容主要包括:铁及其化合物的性质、金属材料等。通过铁及其化合物相关的化学方程式、离子方程式等化学用语描述这些物质性质的变化,从铁元素形成的不同物质的微观角度分析,探究这些物质的共性和差异,并进行原因分析,形成规律,培养同学们宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。本章涉及大量的实验,旨在培养同学们科学探究与创新意识的化学学科核心素养。本章中有关理论联系实际的栏目有“资料卡片(人体中的铁元素)”“研究与实践(检验食品中的铁元素)”“科学·技术·社会(超级钢、用途广泛的稀土金属)”等,旨在培养同学们科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
1.[2022贵州贵阳一中高一月考,双选题]《本草纲目》中对绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解过程的描述是“其形似朴消而绿色,取置铁板上,聚炭烧之,矾沸流出,色赤如金汁者,是真也……”。下列说法错误的是( )A.该过程不涉及氧化还原反应B.该过程有氧化还原反应发生C.“色赤如金汁者”说明有FeO生成D.绿矾失去结晶水属于化学变化
答案
1.AC FeO为黑色,Fe2O3为红棕色,“色赤”说明有Fe2O3生成,该过程铁元素的化合价发生了改变,即有氧化还原反应发生,A、C项错误,B项正确。素养体现 本题以古籍为载体,考查绿矾的性质等,旨在培养同学们证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
答案
3.[2022浙江杭州一中高一月考]如图是利用菱镁矿(主要含MgCO3,还含有少量Al2O3、FeCO3杂质)制取无水氯化镁的工艺流程。已知:MgO的作用为调节溶液的pH,恰好使Fe3+、Al3+沉淀。下列说法错误的是( )A.酸浸池中加入的X酸是硝酸B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+C.沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3D.Mg能溶解在FeCl3溶液中
答案
3.A 菱镁矿的主要成分是MgCO3,含少量的Al2O3、FeCO3杂质,要制取无水氯化镁,应将菱镁矿加入盐酸中溶解,所以X酸是盐酸,二者发生反应生成MgCl2、FeCl2、AlCl3,在氧化池中通入Cl2,将Fe2+氧化为Fe3+,再加MgO调节pH得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后,得到MgCl2溶液,A 项错误,B、C项正确;Mg具有还原性,能被Fe3+氧化而溶解在FeCl3溶液中,D项正确。素养体现 本题以工业制无水氯化镁为载体,考查对工业流程图的分析、理解能力等,旨在培养同学们科学态度与社会责任、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
4.[2022山东青岛五十八中高一月考]已知硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)可用作补血剂。某课外小组的同学欲测定某补血剂中铁元素的含量,进行如下实验。请回答下列问题。 (1)证明步骤①所得滤液中含有Fe2+的方法是:取样,先滴加KSCN溶液,再滴加 ,该过程的现象为 。 (2)步骤③中所加试剂X是 ,发生反应的离子方程式是 。 (3)步骤④中一系列操作的步骤为过滤、 、灼烧、 、称量。 (4)若实验中铁元素无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。
答案
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1.[2021广东化学·1,2分]今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )
答案
1.A 铸客大铜鼎是青铜器,青铜是典型的铜合金之一,A项符合题意;河姆渡出土陶灶是硅酸盐产品,B项不符合题意;兽首玛瑙杯的主要材料是SiO2,C项不符合题意;角形玉杯的主要成分为硅酸盐,D项不符合题意。
2.[2021河北化学·1,3分]“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生 作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
答案
2.C 钢的主要成分是铁,冶炼过程中加入了C,故钢是以铁为主的含碳合金,A项正确;纯铁硬度小,质地较软,随着含碳量的升高,钢的硬度和脆性增大,B项正确;熟铁含碳量比生铁的含碳量低,结合题目信息“生铁熔化灌入熟铁”可知,生铁的熔点比熟铁低,C项错误。
3.[2020江苏化学·3,2分]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
答案
3.D 铝具有很好的延展性,可以用于制作铝金属制品,与铝的活泼性无关,A项错误;电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝在熔融状态下能导电,与熔点高无关,B项错误;氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应,与氢氧化铝受热分解无关,C项错误;明矾中的Al3+可以水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,起到净水作用,D项正确。
4.[2021广东化学·10,2分]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
答案
答案
6.[2019浙江4月选考化学·28,4分]某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答下列问题。 (1)仪器1的名称为 。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
6.答案 (1)滴液漏斗(分液漏斗)(1分) 液封,防止空气进入装置4(1分) (2)在装置2、3之间添加一个控制开关(1分)(3)装置4内的空气没有排尽(1分)解析 (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。
章末综合检测
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.[2022陕西渭南高一期中考试]我国古籍中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶,如笏或团,平面磨错,令光净,以盐水洒之,于醋瓮中,阴处埋之,一百日铁上衣生,即成粉矣。”下列说法错误的是( )A.“取钢煅作叶,如笏或团”说明铁有较好的延展性B.“平面磨错,令光净”的目的是除去铁表面的铁锈C.“一百日铁上衣生”是铁被氧气氧化的过程D.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
答案
1.C “取钢煅作叶,如笏或团”说明铁发生了形态变化,即铁有较好的延展性,A项正确;Fe在潮湿的空气中易生锈,则“平面磨错,令光净”的目的是除去铁表面的铁锈,B项正确;结合“于醋瓮中,阴处埋之”可知,“一百日铁上衣生”是铁被醋酸氧化的过程,铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,C项错误,D项正确。命题立意 本题以古籍中记载的铁华粉的制作方法为载体,考查Fe的性质以及同学们对古籍的理解,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
2.[2022浙江宁波高一期末考试]“天问一号”火星探测器应用了新型镁锂合金,它是世界上目前最轻的金属结构材料。下列关于合金的说法错误的是( )A.目前使用量最大的合金是铝合金B.合金具有许多优良的物理、化学性质或机械性能C.稀土金属能大大改善合金的性能D.储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金都是新型合金
答案
2.A 目前使用量最大的合金是钢,A项错误。命题立意 本题考查合金的相关知识,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
3.只用一种试剂就可以将AgNO3溶液、KSCN 溶液、稀硫酸和NaOH溶液四种无色溶液区分开,则该试剂可以是( )A.BaCl2溶液 B.FeCl2溶液C.FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
答案
3.C AgNO3溶液与FeCl3溶液反应,有白色沉淀产生;KSCN 溶液与FeCl3溶液反应,溶液变为红色;稀硫酸与FeCl3溶液不反应,无明显现象;NaOH溶液与FeCl3溶液反应,有红褐色沉淀产生。故FeCl3溶液可将题述四种溶液区分开,故选C。命题立意 本题考查铁盐的化学性质及检验等,体现的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析。
4.[2022浙江嘉兴高一检测]把铁片分别放入下列溶液中,铁片溶解且溶液的质量增加,但无气体产生的是 ( )A.稀盐酸 B.AgNO3溶液C.FeCl3溶液 D.Cu(NO3)2溶液
答案
5.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系,不能均由一步反应实现的是( )A.Na→NaOH→Na2CO3→NaClB.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4D.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
答案
答案
7.[2022重庆巴蜀中学高一月考]某同学设计如图装置进行铁与水蒸气反应的实验,虚线框内的装置C用来检验生成的气体。下列说法正确的是( )A.实验后,装置B中有红棕色固体生成B.虚线框内的装置C应该选择装置甲C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入具支试管中,可观察到铜丝由黑变红D.实验后,将装置B中的固体溶于稀硫酸,所得溶液中一定含有Fe3+
答案
7.C 实验后,装置B中有黑色的四氧化三铁固体生成,A项错误; 虚线框内的装置C是用来检验生成的氢气,氢气的密度小于空气的密度,应该选择装置乙,B项错误;实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入具支试管中,生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜,则可观察到铜丝由黑变红,C项正确;实验后,将装置B中的固体溶于稀硫酸,若铁粉过量,则不含有Fe3+,D项错误。命题立意 本题以铁与水蒸气的实验为载体,考查铁的相关化学性质等,体现的化学学科核心素养是科学探究与创新意识。
8.将13.6 g Fe和Fe2O3的混合物加入150 mL足量的稀硫酸中,在标准状况下收集到1.12 L H2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红。为中和过量的硫酸,并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200 mL 3 mol·L-1的NaOH溶液,则该稀硫酸的物质的量浓度为( )A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1C.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
答案
答案
答案
10.[2022广西三新学术联盟高一期末考试]有一包实验室回收的固体粉末,可能含有Na2CO3、NaCl、CuSO4、FeCl3、FeCl2、MgCl2、Na2SO4中的一种或几种,现进行如下实验:①取少量固体溶于水中,得到澄清透明溶液;②取少量①中溶液,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,再加入稀盐酸,沉淀不溶解;③取少量①中溶液,向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀产生;④取少量①中溶液,向其中滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再滴加双氧水,溶液显血红色。下列说法正确的是( )A.固体中一定不含有CuSO4、FeCl3B.固体中一定不含有Na2CO3、一定含有Na2SO4C.固体中一定含有FeCl2,可能含有NaClD.再取一份①中溶液,向其中滴加NaOH溶液,若观察不到白色沉淀,则说明固体粉末中一定不含MgCl2
答案
10.C 由①可知,Na2CO3不与CuSO4、FeCl3、FeCl2、MgCl2同时存在;由②可知,固体粉末中含有CuSO4、Na2SO4的一种或两种;由③可知,固体粉末中含有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2中的一种或几种;由④可知,固体粉末中含有FeCl2,不含FeCl3。综上所述,固体粉末中一定含有FeCl2,CuSO4、Na2SO4至少含有一种,一定不含Na2CO3、FeCl3,不能确定是否含有NaCl、MgCl2,A、B项错误,C项正确;①中溶液含有FeCl2,与NaOH溶液反应生成的白色沉淀会迅速变色,最终为红褐色,可能会掩盖生成的Mg(OH)2白色沉淀,D项错误。命题立意 本题考查物质的推断,侧重考查同学们的分析与推理能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
答案
12.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化),下列分析正确的是( )A.铁粉有剩余B.Cl-浓度减小C.向溶液中滴加无色KSCN溶液,溶液变红D.溶液质量增加1.12 g
答案
答案
14.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
答案
14.AD 滴加KSCN溶液后,溶液呈红色,说明溶液中存在Fe3+,又因为该溶液是某红色粉末与稀硫酸反应得到的,故该红色粉末中可能含有氧化铁,A项正确;能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质一定有还原性,但并不一定是Fe2+,B项错误;铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2,C项错误;向硫酸亚铁溶液中加入新制氯水后,Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,再加入KSCN溶液,溶液变红,不能说明原溶液中是否存在Fe3+,即不能说明硫酸亚铁溶液是否变质,D项正确。命题立意 本题考查铁及其化合物、铝及其化合物的有关实验,涉及实验操作、现象、结论等的分析判断,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。
15.铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g Cu(OH)2固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度的变化如图1所示。另外,某同学绘制了三条表示金属氧化物的质量与该金属氧化物所含金属元素的质量的关系曲线,如图2所示。则下列分析正确的是( )A.图1中,A到B的过程中有0.01 mol电子转移B.图1整个过程中共生成0.26 g水C.图2三条曲线中,Y表示的是CuO的质量和CuO中所含Cu元素的质量的关系曲线D.图1中A和B的化学式分别为Cu2O和CuO
答案
三、非选择题:本题共5小题,共60分。16.(10分)某同学利用如图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并研究铁及其化合物的部分性质。请回答下列问题。(1)该同学为确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则说明硬质试管的固体物质中一定有 ,可能有 ;若溶液未变红色,则说明硬质试管中固体物质的成分是 。
(2)该同学按(1)中所述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是 (用离子方程式表示)。 (3)该同学马上另取少量溶液B,使其与NaOH溶液反应。若按如图所示操作,可观察到试管中先生成白色沉淀,后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出白色沉淀变为红褐色的过程中所发生反应的化学方程式: 。
答案
17.(14分)中学化学中几种常见物质的转化关系如下:A为常见金属单质,将D的浓溶液滴入氨水中可以得到红褐色沉淀E。请回答下列问题。(1)写出物质F的化学式: 。 (2)B、F都可用于工业上冶炼金属铁,以B为原料冶炼铁的原理是 (用化学方程式表示),若有1.5 mol B参加反应,转移电子的物质的量是 ;写出F的另一种用途: 。 (3)写出下列过程的离子方程式。A→C ; D→E 。 (4)制造电路板工艺中,用 D溶液刻蚀铜箔,用离子方程式表示该反应原理: 。 (5)在D溶液中加入Na2O2,恰好使D转化为E,写出该反应的离子方程式: 。
答案
方案二:将固体F投入热的稀硫酸中,然后通入氧气。方案一的缺点是 。
答案
19.(11分)有三种镁铝合金样品(组分比例不一定相同)①、②、③。小奉、小贤、小红三位同学各取一种样品,对合金中镁的质量分数进行探究。已知CO2能与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3和Na2CO3;Al(OH)3能与NaOH反应生成NaAlO2。(1)小奉取样品① m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,所得固体的质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为 (结果保留到0.01%)。 (2)小贤取样品② m2 g和足量的稀硫酸反应,发现固体完全溶解,标准状况下所得气体的体积为V L,则m2的取值范围是 (结果转化为最简分数)。 (3)小红取不同质量的样品③分别和30 mL同浓度的盐酸反应,所取合金的质量与产生气体的体积(标准状况下测定)如表所示。HCl的物质的量浓度为 。合金中镁的质量分数为 。要使c实验后剩余合金中的铝恰好完全溶解,还需向容器中加入1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液 mL。
答案
20.(12分)纳米材料一直是人们研究的重要课题,纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁性、高效催化性等优良的性质。Ⅰ.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe粉,其流程如图所示: (1)纳米级Fe粉和稀盐酸反应的离子方程式为 。 (2)将FeCl2·nH2O在N2氛围下加热脱水制得无水FeCl2 应在 (填仪器名称)中进行。 (3)生成纳米级Fe粉的化学方程式为 。 Ⅱ.查阅资料:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570 ℃时生成FeO,高于570 ℃时生成Fe3O4。甲同学进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。(4)纳米级Fe粉与水蒸气在500 ℃条件下反应的化学方程式是 。 (5)为探究某次实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
根据以上实验,甲同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。乙同学认为甲同学的结论不正确,他的理由是 (用简要文字叙述)。 (6)丙同学称取5.60 g纳米级Fe粉于试管中,在600 ℃下与水蒸气反应一段时间后,停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后,称得质量为6.88 g,则丙同学实验后的固体物质中氧化物(假设只有一种氧化物)的质量分数约为 (结果保留三位有效数字)。
答案
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