第3章 阶段重点突破练(五) 学案2022-2023学年高一化学人教版（2019）必修第一册

阶段重点突破练(五)

一、金属重要性质的多角度考查

1．下列关于钠、铝、铁、铜和氧气的反应，不正确的是(　　)

A．铁在氧气中燃烧，产物为四氧化三铁

B．铝表面很容易被氧气氧化，生成致密的氧化物保护膜

C．钠常温下和氧气反应，生成淡黄色的过氧化钠

D．铜可以在加热的条件下和氧气反应，生成氧化铜

答案　C

解析　钠在常温下和氧气反应，生成白色的氧化钠。

2．下列关于金属元素特征的叙述正确的是(　　)

A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一定显正价

C．金属单质都可以和酸反应置换出氢气

D．金属元素的单质在常温下均为固体

答案　B

解析　金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如亚铁离子既有氧化性又有还原性，A错误；金属元素在反应中失去电子，则化合价一定升高，所以金属元素在化合物中一定显正价，B正确；金属活动性顺序表中，排在氢后面的金属与稀硫酸等非氧化性酸不反应，无法置换出氢气，C错误；金属单质Hg在常温下为液体，D错误。

3．金属单质四兄弟W、X、Y、Z不小心掉到稀盐酸池中，反应如图所示，则它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)

A．X>W>Z>Y   B．Z>X>W>Y

C．W>X>Y>Z   D．Y>Z>X>W

答案　B

解析　Y没有发生反应，Y的活动性最弱。其他三个可以根据反应的剧烈程度来判断，Z最剧烈，最活泼；X比W反应剧烈些，故X的活动性大于W，则活动性：Z>X>W>Y。

4．以下7种化合物中，不能通过化合反应直接生成的有(　　)

①Fe3O4　②Fe(OH)3　③FeCl2　④Al(OH)3　⑤Na2CO3　⑥NaHCO3　⑦Na2O2

A．1种   B．2种

C．3种   D．4种

答案　A

解析　①铁在氧气中燃烧生成Fe3O4：3Fe＋2O2Fe3O4，属于化合反应；②氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，属于化合反应；③FeCl3与Fe反应能生成FeCl2，其化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，属于化合反应；④氧化铝和水不反应，不能通过化合反应生成Al(OH)3；⑤氧化钠和二氧化碳反应可生成碳酸钠：Na2O＋CO2===Na2CO3，属于化合反应；⑥Na2CO3和二氧化碳、水反应生成NaHCO3：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，属于化合反应；⑦钠与氧气在加热的条件下反应生成Na2O2：2Na＋O2Na2O2，属于化合反应；只有④不能通过化合反应直接生成。

5．现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。提示：黄绿色气体乙是氯气。

请回答下列问题：

(1)写出下列物质的化学式：

B________，丙______，H________。

(2)①D溶液和F溶液在空气中混合的现象：__________________________________________；

②反应Ⅲ的离子方程式：_________________________________________________________；

③反应Ⅶ的离子方程式：_________________________________________________________；

④反应Ⅵ的化学方程式：________________________________________________________。

答案　(1)Al　HCl　Fe(OH)2　

(2)①产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色　②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　③2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋　④4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

解析　由以上推断可知A是Na，B是Al，C是Fe，D是NaOH，E是盐酸，F是FeCl2，G是FeCl3，H是Fe(OH)2，I是Fe(OH)3。

(2)①D是NaOH，F是FeCl2，二者发生复分解反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁沉淀，因此在空气中混合的现象为：产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；②反应Ⅲ是Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；③FeCl2具有还原性，Cl2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应产生FeCl3，所以反应Ⅶ的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；④Fe(OH)2不稳定，容易被氧气氧化生成Fe(OH)3，所以反应Ⅵ的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

二、铁的重要化合物的综合

6．(2022·西安市阎良区关山中学高一质检)下列铁单质及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A．Fe2O3能与酸反应，可用作红色颜料

B．K2FeO4具有强氧化性，可用于水体的消毒

C．FeSO4具有还原性，可用作补血剂

D．铁粉具有磁性，可用作食品袋内的抗氧化剂

答案　B

解析　Fe2O3可用作红色颜料是因为氧化铁为红棕色粉末，不是因为能与酸反应，A错误；K2FeO4中的铁为＋6价，具有强氧化性，可用于水体的消毒，B正确；亚铁离子与身体内的血红蛋白结合，从而改善贫血的症状，不是因为其具有还原性，C错误。

7．(2022·厦门高一月考)铁及其化合物的“价—类”二维图如图。若b、e为氯化物，下列推断不合理的是(　　)

A．b溶液中通入Cl2可生成e

B．a中加入NaOH溶液可制备c

C．1 mol c与足量的O2和H2O完全反应转移NA个电子

D．向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和e溶液可得到d胶体

答案　B

解析　氯化亚铁溶液能与氯气反应生成氯化铁，故A正确；铁不能与氢氧化钠溶液反应，故B错误；氢氧化亚铁与氧气和水反应生成氢氧化铁，1 mol氢氧化亚铁完全反应转移的电子数目为1 mol×1×NA mol－1＝NA，故C正确；向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和氯化铁溶液可得到红褐色的氢氧化铁胶体，故D正确。

8．(2021·银川高级中学高一期末)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是(　　)

答案　B

解析　Fe2＋具有还原性，在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，Fe2＋被氯水氧化生成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色，故A错误；Fe2＋具有氧化性，Zn具有还原性，在氯化亚铁溶液中加入锌片，锌与Fe2＋发生置换反应生成Fe和无色的Zn2＋，溶液由浅绿色变成无色，故B正确；氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故C错误；氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应前氯化铁溶液为棕黄色，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为淡蓝色，氯化亚铁和氯化铜的混合溶液为蓝绿色，说明Fe3＋具有氧化性，故D错误。

9．向一定质量FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐渐加入足量的锌粒，下列图像不能正确反映对应关系的是(　　)

答案　D

解析　金属的活动性是锌＞铁＞铜，故锌先与氯化铜反应，当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应：

Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2　　溶液增量

65　　　　　 64　　　　　65－64＝1

Zn＋FeCl2===Fe＋ZnCl2　　溶液增量

65　　　　　 56　　　　　65－56＝9

锌先与氯化铜反应，生成铜的质量不断增加，直至氯化铜反应完全，A正确；由上述分析可知，前者溶液增加的幅度小于后者，B正确；随着锌与氯化亚铁反应，氯化亚铁的质量逐渐减小，完全反应后为0，故C正确；原溶液中不存在氯化锌，起始点应为0，故D错误。

10．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　)

A．②   B．③⑤

C．③④   D．①②③④⑤

答案　C

解析　铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，①正确；铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，②正确；硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不是铁离子的性质，④错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，⑤正确。

三、物质的量在化学方程式计算中的应用

11．将一定质量的锌、铝混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.8 L(标准状况)氢气，原混合物的质量可能是(　　)

A．2 g   B．1 g

C．8 g   D．10 g

答案　C

解析　标况下，n(H2)＝＝0.125 mol，如果全部由锌生成，设需要锌的质量为x，则：

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

65 g　　　　　　　　1 mol

x　　　　　　　　　 0.125 mol

解得x＝8.125 g

如果全部由铝生成，设需要铝的质量为y ，则：

2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑

54 g                     3 mol

y                        0.125 mol

解得y＝2.25 g

根据平均值原理，如果由锌和铝混合组成，则质量介于2.25～8.125 g之间。

12．把含有氧化铁的铁片投入足量的稀盐酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1，则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为(　　)

A．1∶1   B．1∶2

C．3∶5   D．2∶5

答案　D

解析　铁片完全溶解，该溶液中无Fe3＋，反应生成FeCl2，生成的Fe2＋和H2的物质的量之比为3∶1，假设生成1 mol H2，则同时生成3 mol Fe2＋，则

①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

  1 mol       1 mol  1 mol

  1 mol       1 mol  1 mol

②2FeCl3＋Fe===3FeCl2

  2 mol   1 mol   3 mol

   mol   mol  2 mol

③Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

  1 mol          2 mol

   mol           mol

故原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为 mol∶(1 mol＋ mol)＝2∶5。

13．向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)气体，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是(　　)

A．11.2 g   B．5.6 g

C．2.8 g   D．无法计算

答案　B

解析　盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液中加KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知n(FeCl2)＝n(HCl)＝×0.1 L×2 mol·L－1＝0.1 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.1 mol，质量为0.1 mol×56 g·mol－1＝5.6 g。

14．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。

Ⅰ.(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是________(填字母，下同)。

A．Fe   B．FeCl3

C．FeSO4    D．Fe2O3

(2)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，下列说法正确的是______________。

A．NaNO2被氧化

B．药品美蓝是还原剂

C．NaNO2是还原剂

D．药品美蓝被还原

Ⅱ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。

(3)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，该反应中Na2O2是____________(填“氧化剂”“还原剂”或“既做氧化剂又做还原剂”)。

(4)湿法制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO、Cl－、H2O。

①碱性条件下，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2发生反应，写出并配平湿法制高铁酸钾的离子方程式：__________________________________________________________。

②若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________ mol。

答案　(1)C　(2)B　(3)既做氧化剂又做还原剂　

(4)①2Fe(OH)3＋3ClO－＋ 4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O　②0.15

解析　(2)NaNO2具有氧化性，被还原，是氧化剂，故A、C错误；NaNO2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，所以药品美蓝具有还原性，药品美蓝是还原剂，故B正确；药品美蓝是还原剂，被氧化，故D错误。

(3)反应2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑中，Na2O2中氧元素部分化合价由－1升高为0，部分化合价由－1降低为－2，所以Na2O2既做氧化剂又做还原剂。

(4)①湿法制备高铁酸钾，FeO为生成物，Fe(OH)3为反应物，化合价升高3，由得失电子守恒可知，ClO－为反应物，Cl－为生成物，化合价降低2，化合价升降最小公倍数为6，故Fe(OH)3的系数为2，FeO的系数为2，ClO－的系数为3，Cl－的系数为3，根据电荷守恒可知，OH－为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5，所以反应的离子方程式是2Fe(OH)3＋3ClO－＋ 4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。

②反应过程中氯元素化合价由＋1降低为－1，Cl－是还原产物，若反应过程中转移了0.3 mol电子，还原产物的物质的量为＝0.15 mol。