人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料优秀单元测试测试题

第3章  铁  金属材料

提分小卷

（考试时间：50分钟  试卷满分：60分）

一、选择题：本题共15个小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．合金在生产生活中有广泛的用途，下列所用材料不属于合金的是

A．家用的铝窗 B．温度计用的水银

C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋

【答案】B

【解析】

A．家用的铝窗含有的元素有铝、铜、硅、镁、锌、锰等，所以是合金，故A不选；

B．水银是单质，所以温度计用的水银不是合金，故B选；

C．黄铜中含有铜和锌，所以铸造用的黄铜是合金，故C不选；

D．钢筋中含有铁、碳等元素，所以建筑用的钢筋是合金，故D不选；

故选：B。

2．下列说法正确的是

A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金

B．不锈钢是最常见的新型合金

C．新型合金主要应用于航天航空﹑生物工程等领域

D．碳纤维复合材料属于新型合金材料

【答案】C

【解析】

A．储氢合金是指一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料，故A错误；

B．不锈钢属于铁合金，故B错误；

C．新型合金有质量轻、耐腐蚀、强度高等优点，是用于航空和舰艇的理想材料主要应用于航天航空﹑生物工程等领域，故C正确；

D．合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物，碳是非金属元素，碳纤维主要由碳元素组成，不属于合金，故D错误；

答案选C。

3．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是

A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3

【答案】D

【解析】

A．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，但是铜单质不能与稀盐酸反应，故A错误；

B．，但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故B错误；

C．氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故C错误；

D．，铝单质与稀盐酸反应生成，故D正确；

故答案为D。

4．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是

A．磁性氧化铁：氧化铁，为黑色晶体 

B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料

C．生石灰：氧化钙，可作干燥剂 

D．双氧水：过氧化氢，是离子化合物

【答案】C

【解析】

A．磁性氧化铁为四氧化三铁，A错误；

B．铁红为氧化铁，B错误；

C．生石灰即氧化钙，可以吸水作干燥剂，C正确；

D．过氧化氢为只含共价键的共价化合物，D错误；

综上所述答案为C。

5．（2020·吉化第一高级中学校高一月考）钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和碳素钢的认识中，你认为正确的是

A．它们的组成元素是相同的

B．耐腐蚀的性能不同

C．它们都属于钢，因此物理性质相同

D．碳素钢比生铁易生锈，不锈钢不易生锈

【答案】B

【解析】

A．碳素钢是铁、碳合金，不锈钢是铁铬合金，它们的组成元素不同，故A错误；

B．不锈钢比普通碳素钢耐腐蚀，故B正确；

C．不锈钢和碳素钢，组成元素不同，物理性质不相同，故C错误；

D．生铁中碳含量比碳素钢中的高，生铁比碳素钢易生锈，故D错误；

选B。

6．下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是

A．在 FeCl2 溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)

B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水

C．在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液

D．在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉

【答案】A

【解析】

A．溶液配制的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的 Fe(OH)2，故A正确；

B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水，溶液配制蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，故B错误；

C．没有排除溶液中的溶解氧，也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施，故C错误；

D．氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁，故D错误；

故答案为A。

7．下列关于Fe3+的叙述中，错误的是

A．Fe3+不可能存在于碱性溶液中

B．Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀

C．Fe3+具有氧化性，能与金属锌、铁、铜等反应

D．Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液，有红色沉淀产生

【答案】D

【解析】

A．Fe3+能与碱反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，在碱性溶液中不可能存在，故A正确；

B．Fe3+能与碱反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀，故B正确；

C．Fe3+具有氧化性，能与金属锌、铁、铜等还原剂反应，生成Fe或Fe2+，故C正确；

D．Fe3+溶液中加入含硫氰化钾的溶液，其溶液变为血红色，无红色沉淀生成，故D错误；

故答案为D。

8．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是

A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色

B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色

C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀

D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变

【答案】B

【解析】

A．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误；

B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液,不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2+，故B正确；

C．溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；

D．溶液中若含有Cu+,也有该现象，故D错误；

故答案为B。

9．下列说法正确的是

A．铝制品在生活中被广泛应用，说明铝是一种不活泼金属

B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物

C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应

D．Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应

【答案】D

【解析】

A．铝制品在生活中被广泛应用，是由于Al比较活泼，与空气中的氧气反应产生的Al2O3薄膜非常致密，对内层金属起保护作用，而不是因为铝是不活泼金属，A错误；

B．Al2O3是金属氧化物，但氧化铝既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱反应产生盐和水，因此它是两性氧化物，而不是碱性氧化物，B错误；

C．Al2O3只能跟强酸、强碱溶液反应，而不能与弱碱反应，C错误；

D．Al2O3是两性氧化物，能跟强的酸、碱溶液反应，D正确；

故合理选项是D。

10．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：

现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是(　　)

A．A盐一定是FeCl3 B．白色沉淀B可能是AgCl

C．C中一定含Fe3＋ D．无法确定A中是否含有Fe2＋

【答案】A

【解析】

A加入稀硝酸酸化的AgNO3，B出现白色沉淀，白色沉淀为AgCl沉淀，证明A盐溶液中含有Cl-，C中加入KSCN溶液，溶液变红，证明C溶液中含有Fe3+，Fe3+有可能是A盐中含有的离子，也有可能是A中含有的Fe2+被硝酸氧化成Fe3+，所以A盐有可能是FeCl3，也有可能是FeCl2，故A错误。

故答案为A。

11．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应

B．Fe3O4中铁元素为+4价

C．维生素能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂

D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色

【答案】C

【解析】A. 用还原，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A项错误；

B. 中部分铁元素显+3价，部分铁元素显+2价，B项错误；

C. 维生素将转化为，使元素发生还原反应，维生素表现出还原性，作还原剂，C项正确；

D. 浊液露置于空气中易被空气氧化，白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D项错误。答案选C。

12．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是

【答案】D

【解析】

A．因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错误；

B．铝、铁镁中只有铝可与溶液反应生成无色气体，不能证明含有，B项错误；

C．加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量溶液产生白色沉淀，则合金中可能含有镁，也可能含有铝，C项错误；

D．铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿，亚铁离子易被氧化为铁离子，在溶液中滴加溶液，溶液呈血红色，D项正确；

综上所述，答案为D。

13．（2020·绵阳中学实验学校高一期中）等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量的稀盐酸反应，同温同压下，产生气体的体积比为

A．1:2:3 B．3:2:1 C．6:3:2 D．1:1:1

【答案】A

【解析】

由化合价升降守恒知，2Na~H2、Mg~H2、2Al~3H2，假设消耗的Na、Mg、Al分别为1mol，则生成的H2分别为0.5mol、1mol、1.5mol，则三者比例关系为1:2:3，同温同压下，产生气体的体积比为1:2:3，A选项符合题意；答案为A。

14．某同学以Al2O3制备Al(OH)3，设计了下列实验

已知Al3++3+6H2O=4Al(OH)3↓。欲使铝元素利用率为100%，则消耗HCl与NaOH的物质的量之比为

A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶6

【答案】A

【解析】

由Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O可知，生成1mol氯化铝消耗3molHCl，由Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O可知，生成3molNaAlO2消耗3molNaOH，要使元素利用率为100%，发生反应：Al3++3+6H2O=4Al(OH)3↓，故消耗盐酸与氢氧化钠的物质的量为：3mol∶3mol=1∶1，答案选A。

15．向一铁粉和氧化铜的混合物(质量为8.32g)中，加入适量的稀硫酸，产生无色气体和1.28g红色固体，得到的溶液中只有一种金属离子，下列说法正确的是

A．无色气体的质量为0.2g

B．原混合物中铁粉的质量为7.0g

C．得到的溶液中金属离子的物质的量为0.1mol

D．反应消耗的硫酸的物质的量为0.15mol

【答案】A

【分析】

铁离子与铜不共存，则可知：8.32g铁粉和氧化铜的混合物，与适量的稀硫酸，产生氢气、1.28g红色固体即Cu，得到硫酸亚铁溶液。按元素守恒知，,则混合物中含氧化铜，则含铁粉为8.32g-1.6g=6.72g，，则0.02molFe用于置换铜、(0.12-0.02)molFe用于置换氢、据此回答；

【解析】

A．据分析，(0.12-0.02)molFe用于置换氢、无色气体即氢气为0.10mol、质量为0.2g，A正确；

B．据分析，原混合物中铁粉的质量为6.72g，B错误；

C． 铁元素守恒，得到的溶液中金属离子即亚铁离子的物质的量为0.12mol，C错误；

D．按元素守恒知得到0.12mol硫酸亚铁溶液，反应消耗的硫酸的物质的量为0.12mol，D错误；

答案选A。

二、非选择题：本题共4个小题，共30分。

16．（6分）某化学实验室产生的废液中含有，，三种金属离子，实验室设计如下方案对废液进行处理，以回收金属并制得氧化铁，保护环境。回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是___________。

（2）沉淀A中含有的金属单质是铁、___________(填名称)。

（3）步骤Ⅱ中加入溶液从浅绿色变为黄色，发生反应的离子方程式为___________。

（4）请设计实验方案检验步骤Ⅲ中是否沉淀完全___________。

（5）“可排放废水”中含有的主要离子是___________(填离子符号)。

【答案】（1）过滤    （2）铜、银    （3）    （4）静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全    （5）、   

【分析】

含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是Fe、Cu、Ag，溶液B中所含阳离子是，B中加入过氧化氢把氧化为，再加入氢氧化钠调节pH生成Fe(OH)3沉淀，灼烧Fe(OH)3生成Fe2O3。

【解析】

（1）用过滤法分离固体和液体，步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是过滤；

（2） 含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是铁、铜、银；

（3）步骤Ⅱ中加入溶液把氧化为，发生反应的离子方程式为；

（4） 遇KSCN溶液变为血红色，静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全；

（5） 溶液C是硫酸铁，加入氢氧化钠生成硫酸钠和氢氧化铁沉淀，“可排放废水”中含有的主要离子是、。

【点睛】

本题以含有，，三种金属离子的废液为原料回收金属并制得氧化铁为载体，考查化学工艺流程，明确实验目的和各步骤反应原理是解题关键，掌握常见物质的性质。

17．（10分）（2021·伊宁市第四中学高一期末）（1）在MgCl2溶液中滴加过量NaOH溶液，现象为___________；在AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液，现象为___________，写出该现象的离子反应方程式___________。

（2）铝制易拉罐中充满CO2，然后往易拉罐中充入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又恢复原样，请根据现象填空。

①易拉罐变瘪是因为___________；

②易拉罐恢复原样原因是___________，写出反应的化学方程式___________；

（3）有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液：K2CO3、BaCl2、Na2SO4.将它们分别与H2SO4作用，A产生白色沉淀，B产生无色气体，C中无明显现象。则A是 ___________，B是 ___________，C是___________。

【答案】（1）有白色沉淀生成    先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解    Al3++3OH-=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-=+2H2O   

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，使得罐内气体的压强减小       铝制的易拉罐与氢氧化钠溶液反应产生氢气，导致罐内气体压强又增大    2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2   

（3）BaCl2    K2CO3    Na2SO4   

【解析】

（1）在MgCl2溶液中滴加过量NaOH溶液，反应生成氢氧化镁沉淀，观察到有白色沉淀生成；在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠溶液过量，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，沉淀又溶解，观察到的现象为先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-= +2H2O；

（2）①铝制易拉罐中充满CO2，然后往易拉罐中充入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，二氧化碳被吸收，使得罐内气体的压强减小，外界大气将易拉罐压瘪；反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

②金属铝能够氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铝制的易拉罐与氢氧化钠溶液反应产生氢气，导致罐内气体压强又增大，易拉罐又鼓起来；反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2；

（3）有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液：K2CO3、BaCl2、Na2SO4，将它们分别与H2SO4作用，氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀，所以A为BaCl2；碳酸钾与硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，所以B为K2CO3；硫酸与硫酸钠不反应，C中无明显现象，所以C为Na2SO4.。

18．（9分）从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用。

（1）中国四大发明之一的指南针由天然磁石制成的，其主要成分是___。

A .Fe    B．FeO    C．Fe3O4    D．Fe2O3

（2）实验室用绿矾FeSO4·xH2O配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是___(用离子方程式表示)。

（3）某同学甲取2mLFeSO4溶液，加入1滴KSCN溶液，再加入几滴氯水，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeSO4溶液与氯水反应的离子方程式为___。

（4）同学乙认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2mLFeSO4溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是___。

（5）为测定某绿矾FeSO4.xH2O中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。按如图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是___。

②将下列实验操作步骤正确排序___（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a．点燃酒精灯，加热  b．熄灭酒精灯  c．关闭K1和K2  d．打开K1和K2，缓缓通入N2  e．称量A  f．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾FeSO4·xH2O化学式中结晶水数目x=___（列式表示）。

【答案】（1）C    （2）2Fe3++Fe=3Fe2+    （3）2Fe2++Cl2=2Fe2++2Cl-    （4）隔绝空气(排除氧气对实验的影响)    （5）球形干燥管或干燥管    dabcfe       

【解析】

（1）指南针是由天然磁石制成的，主要成分为四氧化三铁，只有C 符合，故答案为C；

（2）配制 FeSO4 溶液时为了防止 FeSO4 溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是Fe+2Fe3+═3Fe2+；

（3）氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-；

（4）煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；

（5）①由仪器的结构和性能可知B为干燥管；

②实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为dabfce；

③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，则n(H2O)=、n(FeSO4)=，结晶水的数目等于=。

19．（6分）将50 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸，恰好完全反应，放出氢气4.48L (标准状况)，反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物。求：

（1）发生的化学反应中有一个属于化合反应，写出其离子方程式__________________________。

（2）混合物中氧化铁是_________g。

（3）原稀硫酸的物质的量浓度____________mol/L。

【答案】（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+    （2）28.736    （3）3.694   

【分析】

反应后的溶液中滴加KSCN不显红色，且无固体剩余物，则Fe元素全部转化为亚铁离子存在于溶液中，因此共发生3个反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。

【解析】

（1）3个反应中Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4属于化合反应，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+；

（2）设混合物中Fe的物质的量为xmol，Fe2O3的物质的量为ymol，则①56x+160y=50，放出标准状况氢气4.48L (0.2mol)，则Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑消耗的的Fe为0.2mol，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4消耗Fe的物质的量为ymol，则②0.2+y=x，联立二式解得x≈0.3796，y≈0.1796，则混合物中氧化铁的质量为0.1796mol×160g/mol=28.736g；

（3）结合（2）可知n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.3796mol+0.1796mol×2=0.7388mol，c(H2SO4)==3.694mol/L。