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人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试随堂练习题
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试随堂练习题，共15页。
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单元素养评价(三)
(第三章)
(90分钟 100分)
【合格性考试】(60分钟 70分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分)
1.下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法错误的是
( )
A.百炼成钢——通过反复锤炼,除去铁中部分杂质,使其转化为钢
B.水滴石穿——CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C.恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D.真金不怕火炼——单质金的熔点很高
【解析】选D。锤炼过程中可除去一部分碳等杂质,A项正确;空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应,B项正确;钢的性能比铁好,C项正确;真金不怕火炼是指在高温下金也很难发生反应,D项错误。
2.(2019·中山高一检测)下列有关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,其阳离子只有氧化性
B.金属元素的单质在常温下都为固体
C.含金属元素的离子都是阳离子
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
【解析】选D。金属阳离子也可以具有氧化性,例如亚铁离子,A错误;金属汞是液态,B错误; Mn、Al等阴离子中含有金属元素,C错误;铁离子被还原生成亚铁离子, D正确。
3.(2019·北京西城区高一检测)合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质不属于合金的是( )
A.不锈钢B.青铜
C.生铁D.水银
【解析】选D。由两种或两种以上的金属和金属或金属和非金属熔合而成的具有金属特性的物质是合金,合金都属于混合物。不锈钢、生铁属于铁合金,青铜是铜锡合金,水银属于单质。
【补偿训练】
合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤ B.②③④
C.①②④D.①②④⑤
【解析】选A。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成分金属。例如,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大,多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低,但合金的导电性比纯金属弱。
4.将已完全覆盖氧化膜的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A.稀硫酸B.稀盐酸
C.硝酸铜D.氢氧化钠
【解析】选C。由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物,既可与强酸反应,又可与强碱反应,故A、B、D三项皆不符合题意,只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应,故不可能与已完全覆盖氧化膜的铝条发生反应。
【补偿训练】
在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀的原因是( )
A.铝的金属活动性比铁弱
B.铝不与氧气发生化学反应
C.铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜
D.铝的密度比铁的密度小
【解析】选C。铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜,对内部金属起到保护作用,因此在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀。
5.(2019·哈尔滨高一检测)下列反应中,铁元素被氧化的是( )
A.FeS+2HClFeCl2+ H2S↑
B.Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
C.FeO+2HClFeCl2+H2O
D.2FeCl3+Cu2FeCl2+ CuCl2
【解析】选B。铁元素被氧化,说明铁的化合价升高,只有B符合题意。
6.(2019·廊坊高一检测)下列各组反应,最终一定能得到白色沉淀的是 ( )
A.向CaCl2溶液中通入CO2
B.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液
C.向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液
D.向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液
【解析】选D。向CaCl2溶液中通入CO2不反应,A错误;向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,B错误;向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液先产生白色沉淀,然后迅速转化为灰绿色,最终变为红褐色,C错误;向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁沉淀,D正确。
7.(2019·广州高一检测)某溶液中可能含有Fe3+、Mg2+、Na+、Ba2+、Cl-、OH-、S中的若干种,下列说法中正确的是 ( )
A.溶液中最多有4种离子
B.若溶液有颜色,则一定没有OH-
C.若溶液呈碱性,则一定含有Na+
D.该溶液不可能溶解单质铜
【解析】选B。Fe3+、Mg2+、Na+、Cl-、S可共存,A错;若溶液有颜色,则溶液中一定含有Fe3+,Fe3+与OH-不能大量共存,B对;溶液呈碱性时,溶液中没有Fe3+、Mg2+,但依电中性原理知,Na+、Ba2+至少有一种存在,C错;若溶液中有Fe3+,则可溶解铜,D错。
8.(2019·杭州高一检测)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( )
A.已知Fe与S能直接化合生成FeS,推测Cu和S可直接化合生成CuS
B.已知Fe与CuSO4溶液反应,推测Fe与AgNO3溶液也能反应
C.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
D.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
【解析】选B。Cu与S反应生成Cu2S;Fe与Cl2化合生成FeCl3;Fe在潮湿空气中生成Fe2O3,比较疏松,不能保护内部金属。
9.(2019·银川高一检测)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.5.6 g Fe在氧气中燃烧,完全反应时转移电子数为0.3NA
B.标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气所含原子数均为2 NA
C.32 g Cu与S完全反应转移的电子数为0.5NA
D.在反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑中生成1 ml H2转移的电子数为3NA
【解析】选C。A. 5.6 g Fe的物质的量为0.1 ml,在氧气中燃烧,生成Fe3O4,完全反应时转移电子数为NA,故A错误; B. 标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气均为1 ml,1 ml He含有NA个原子,1 ml Cl2含有2NA个原子,故B错误; C. 32 g Cu是0.5 ml,由于S的氧化性弱,只能将Cu氧化成+1价,所以Cu～Cu2S～e-,转移0.5 ml e-,即转移的电子数为0.5NA,故C正确; D项反应中,生成1 ml H2转移的电子数为2NA,故D错误。
10.用铝箔包裹0.1 ml金属钠,用针扎若干个小孔,放入水中,完全反应后,放出的气体体积(标准状况)为 ( )
A. 1.12 LB.小于1.12 L
C.大于1.12 LD.无法确定
【解析】选C。首先发生的反应是2Na+2H2O2NaOH+H2↑,标准状况下0.1 ml Na与水反应产生的H2的体积为1.12 L,然后发生的反应是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,此反应又能产生部分H2,故最后放出的H2的体积大于1.12 L。
11.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
【解析】选C。A项中Cl2能把FeCl2氧化,B项中Fe能把FeCl3还原,D项除去了C和S又引入了Cl-,均不合要求。A项中应加适量铁粉,B项中可加足量铁粉过滤后,向滤液中通足量Cl2,D项中应加适量稀硫酸。
12.(2019·太原高一检测)医疗上颇为流行的“理疗特效热”,就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热,使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁,则需要消耗氧气的质量为( )
A.24 g B.32 g C.21 g D.16 g
【解析】选A。56 g铁的物质的量为1 ml,由4Fe+3O22Fe2O3可知,1 ml铁生成0.5 ml氧化铁,消耗0.75 ml氧气,其质量为24 g。
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
13.(12分)下表是某种常见金属的部分性质:
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体。根据上述信息回答下列问题:
(1)推断该金属的一种用途是__________________________。
(2)该金属的活动性比铜________(填“强”或“弱”)。
(3)请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性的强弱。
①一种猜想:______________________________;
②验证方法:______________________________;
③实验现象: ______________________________;
④实验结论: ______________________________。
【解析】(1)该金属具有良好的导电性,且能与盐酸反应生成无色气体,因此可以作导线,也可以用来制取氢气等。
(2)由于该金属可以和盐酸反应,说明其金属活动性在氢前,比铜活动性强。
(3)为了探究该金属和铁的金属活动性强弱,可以采用和酸溶液反应,也可以和盐溶液反应。
答案:(1)用于制电线或实验室制氢气等(合理即可) (2)强 (3)①该金属的活动性比铁强
②取两支大小相同的试管,分别注入同体积、同浓度的稀盐酸;向两支试管中同时加入大小和表面积相同的铁片和该金属片,比较反应快慢 ③都有气泡放出,被测金属产生气泡更快
④被测金属的活动性比铁强
14.(10分)(2019·郑州高一检测)把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应,然后取出部分溶液(忽略水电离出的离子)。
(1)若滴加一滴KSCN溶液,溶液显红色,则溶液中可能存在的离子有________。
(2)若滴加一滴KSCN溶液,溶液不显红色,则溶液中一定存在的离子有________,可能存在的金属粉末有_________________________________。
(3)若加入的金属全部溶解,则溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=_______________。
(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子,欲从中回收Cu和FeCl3,需要用到的试剂有(按反应顺序填写)_ _______________________。
【解析】还原性:Fe>Cu,故Fe3+优先与Fe反应:2Fe3++Fe3Fe2+,然后与Cu反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。 (1)若滴加KSCN溶液显红色,说明Fe3+过量,则Cu、Fe粉均已溶解,故溶液中的离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-。 (2)若滴加KSCN溶液,溶液不显红色,则Fe3+已完全反应,溶液中一定存在的离子是Fe2+、Cl-,金属粉末可能是Fe、Cu的混合物,也可能只有Cu。 (3)通过反应方程式分析,等物质的量的Cu、Fe完全溶解,产生的n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶5。 (4)为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HClFeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。
答案:(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-
(2)Fe2+、Cl- Fe、Cu(或Cu)
(3)1∶5 (4)Fe、稀盐酸、新制氯水
【易错警示】要依据氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性:Fe2+
15.(14分)下列物质之间有如下反应关系:
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,D________,
甲________,乙________,丙________。
(2)写出E→C反应的化学方程式: _________________________。
【解析】E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3,A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,B为FeCl3,D为FeCl2,乙为NaOH(或KOH等),由D→B的转化可知,甲为氯气或新制氯水等,由红色溶液可知,丙为KSCN。
答案:(1)Fe2O3 FeCl3 FeCl2 Cl2 NaOH(或KOH等) KSCN
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
16.(10分)(2019·银川高一检测)(1)FeS2(二硫化亚铁)不溶于水,可溶于适量的稀硝酸中,离子反应式如下,请配平此氧化还原反应方程式:
________FeS2 +________H++________N________Fe2++ ________S+______
NO↑+________H2O
在上述氧化还原反应方程式中还原剂为____________________________。
(2)为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,实验方案设计错误的是____________(填字母)
A.④和⑤ B.只有③ C.③和④ D.①②③
(3)已知:氧化性Cl2>Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br->Cl-,则向1 L 0.2 ml·L-1的FeBr2溶液中通入标准状况下氯气2.24 L,被氧化的粒子是________,此反应的离子方程式:________。
【解析】(1)FeS2中铁元素化合价为+2价,硫元素化合价为-1价,反应后硫元素化合价为0价,氮元素化合价由+5价变化为+2价,结合原子守恒和电子守恒配平化学方程式,还原剂为元素化合价升高的物质;(2)①Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe + 2Fe3+ 3Fe2+;②KSCN与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3;③硫酸铜与FeCl3溶液不反应;④硝酸银与FeCl3溶液反应的离子方程式为Cl-+ Ag+AgCl↓,产生白色沉淀,但不是Fe3+的性质;⑤氢氧化钠与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3OH-Fe(OH)3↓。
(3)还原性Fe2+>Br-,向FeBr2溶液中通入Cl2时,反应顺序为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、2Br-+Cl2Br2+2Cl-。
答案:(1)3 8 2 3 6 2 4 FeS2 (2)C (3)Fe2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
【等级性考试】(30分钟 30分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
17.(2019·哈尔滨高一检测 )在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【解析】选C。根据三种离子浓度的变化,Cu2+浓度并没有发生变化,说明没有参加反应,反应离子方程式:2Fe3++Fe3Fe2+,若Fe3+减少了2 ml,说明消耗1 ml铁,故参加反应的铁粉与原溶液Fe3+物质的量之比为1∶3,故选项C正确。
18.在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 ml·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448 mL气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+,则下列判断正确的是( )
A.混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3
B.反应后所得溶液中的Fe2+与Cl-的物质的量浓度之比为1∶3
C.混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多
D.混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多
【解析】选C。本题考查Fe及其化合物的性质、混合物组成的判断、简单的化学计算。混合物恰好完全溶解,且无Fe3+,故溶液中溶质为FeCl2,c(Fe2+)∶c(Cl-)=1∶2,B错误;由反应2Fe3++Fe3Fe2+可知,还原Fe3+的Fe的物质的量与Fe2O3的物质的量相等,但还有一部分Fe与盐酸反应生成H2,可知Fe比Fe2O3的物质的量多,C正确;FeO的物质的量无法确定,A、D错误。
19.(2019·日照高一检测)将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 ml·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 ml·L-1(溶液体积变化忽略不计),则下列表述不正确的是( )
A.反应中消耗的HCl为0.08 ml
B.混合物中含有0.02 ml Al
C.混合物中含有0.01 ml Fe
D.混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1
【解析】选D。n(消耗HCl)=0.2 L×5 ml·L-1-0.2 L×4.6 ml·L-1=0.08 ml,A正确;可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y,则根据Al～3HCl,Fe～2HCl,可得3x+2y=0.08 ml ①,27 g· ml-1×x+56 g· ml-1×y=1.1 g ②,①②联立可得x=0.02 ml,y=0.01 ml,可知B、C正确,D错误。
20.28 g铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为( )
A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g
【解析】选B。28 g铁粉的物质的量是0.5 ml,溶于稀盐酸中生成氯化亚铁,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤得到氢氧化铁,将滤渣加强热,最终得到的固体是氧化铁,根据铁原子守恒可知氧化铁的质量为0.25 ml×
160 g· ml-1=40 g。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
21.(2019·西安高一检测)阅读下列材料后,回答相应问题。
铁在生活中分布较广,占地壳含量的4.75%,纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属,用于制发电机和电动机的铁芯,铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等。另外人体中也含有铁元素,+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分,用于氧气的运输。在我国,从战国时期到东汉初年,铁器的使用开始普遍起来,成为了我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿,是早期司南的材料。
(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有什么性质?
(2)新配制的FeCl2溶液应加入什么物质可以防止FeCl2转化为FeCl3?
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是什么? 处理过程中需定期添加的原料是什么?
(5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知溶液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?
【解析】(1)铁元素的化合价降低,维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液应加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中的反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。(4)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉,保证反应持续发生。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通氯气,再加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;正确的实验操作:取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,不变红色,再加入氯水,若溶液变红色,则溶液中含Fe2+。
答案:(1) 还原性 (2)铁粉
(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+3Fe2+ 铁粉 (5)不合理 取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中有Fe2+
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选项
A
B
C
D
X
FeCl2
溶液
FeCl3
溶液
Fe
Na2SO4
溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH
溶液
BaCl2
溶液
颜色和
状态
硬度
密度
熔点
导电性
导热性
延展性
银白色
固体
较软
2.70
g·cm-3
660.4℃
良好
良好
良好
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单元素养评价(三)
(第三章)
(90分钟 100分)
【合格性考试】(60分钟 70分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分)
1.下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法错误的是
( )
A.百炼成钢——通过反复锤炼,除去铁中部分杂质,使其转化为钢
B.水滴石穿——CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C.恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D.真金不怕火炼——单质金的熔点很高
【解析】选D。锤炼过程中可除去一部分碳等杂质,A项正确;空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应,B项正确;钢的性能比铁好,C项正确;真金不怕火炼是指在高温下金也很难发生反应,D项错误。
2.(2019·中山高一检测)下列有关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,其阳离子只有氧化性
B.金属元素的单质在常温下都为固体
C.含金属元素的离子都是阳离子
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
【解析】选D。金属阳离子也可以具有氧化性,例如亚铁离子,A错误;金属汞是液态,B错误; Mn、Al等阴离子中含有金属元素,C错误;铁离子被还原生成亚铁离子, D正确。
3.(2019·北京西城区高一检测)合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质不属于合金的是( )
A.不锈钢B.青铜
C.生铁D.水银
【解析】选D。由两种或两种以上的金属和金属或金属和非金属熔合而成的具有金属特性的物质是合金,合金都属于混合物。不锈钢、生铁属于铁合金,青铜是铜锡合金,水银属于单质。
【补偿训练】
合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤ B.②③④
C.①②④D.①②④⑤
【解析】选A。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成分金属。例如,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大,多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低,但合金的导电性比纯金属弱。
4.将已完全覆盖氧化膜的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A.稀硫酸B.稀盐酸
C.硝酸铜D.氢氧化钠
【解析】选C。由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物,既可与强酸反应,又可与强碱反应,故A、B、D三项皆不符合题意,只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应,故不可能与已完全覆盖氧化膜的铝条发生反应。
【补偿训练】
在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀的原因是( )
A.铝的金属活动性比铁弱
B.铝不与氧气发生化学反应
C.铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜
D.铝的密度比铁的密度小
【解析】选C。铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜,对内部金属起到保护作用,因此在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀。
5.(2019·哈尔滨高一检测)下列反应中,铁元素被氧化的是( )
A.FeS+2HClFeCl2+ H2S↑
B.Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
C.FeO+2HClFeCl2+H2O
D.2FeCl3+Cu2FeCl2+ CuCl2
【解析】选B。铁元素被氧化,说明铁的化合价升高,只有B符合题意。
6.(2019·廊坊高一检测)下列各组反应,最终一定能得到白色沉淀的是 ( )
A.向CaCl2溶液中通入CO2
B.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液
C.向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液
D.向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液
【解析】选D。向CaCl2溶液中通入CO2不反应,A错误;向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,B错误;向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液先产生白色沉淀,然后迅速转化为灰绿色,最终变为红褐色,C错误;向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁沉淀,D正确。
7.(2019·广州高一检测)某溶液中可能含有Fe3+、Mg2+、Na+、Ba2+、Cl-、OH-、S中的若干种,下列说法中正确的是 ( )
A.溶液中最多有4种离子
B.若溶液有颜色,则一定没有OH-
C.若溶液呈碱性,则一定含有Na+
D.该溶液不可能溶解单质铜
【解析】选B。Fe3+、Mg2+、Na+、Cl-、S可共存,A错;若溶液有颜色,则溶液中一定含有Fe3+,Fe3+与OH-不能大量共存,B对;溶液呈碱性时,溶液中没有Fe3+、Mg2+,但依电中性原理知,Na+、Ba2+至少有一种存在,C错;若溶液中有Fe3+,则可溶解铜,D错。
8.(2019·杭州高一检测)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( )
A.已知Fe与S能直接化合生成FeS,推测Cu和S可直接化合生成CuS
B.已知Fe与CuSO4溶液反应,推测Fe与AgNO3溶液也能反应
C.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
D.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
【解析】选B。Cu与S反应生成Cu2S;Fe与Cl2化合生成FeCl3;Fe在潮湿空气中生成Fe2O3,比较疏松,不能保护内部金属。
9.(2019·银川高一检测)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.5.6 g Fe在氧气中燃烧,完全反应时转移电子数为0.3NA
B.标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气所含原子数均为2 NA
C.32 g Cu与S完全反应转移的电子数为0.5NA
D.在反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑中生成1 ml H2转移的电子数为3NA
【解析】选C。A. 5.6 g Fe的物质的量为0.1 ml,在氧气中燃烧,生成Fe3O4,完全反应时转移电子数为NA,故A错误; B. 标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气均为1 ml,1 ml He含有NA个原子,1 ml Cl2含有2NA个原子,故B错误; C. 32 g Cu是0.5 ml,由于S的氧化性弱,只能将Cu氧化成+1价,所以Cu～Cu2S～e-,转移0.5 ml e-,即转移的电子数为0.5NA,故C正确; D项反应中,生成1 ml H2转移的电子数为2NA,故D错误。
10.用铝箔包裹0.1 ml金属钠,用针扎若干个小孔,放入水中,完全反应后,放出的气体体积(标准状况)为 ( )
A. 1.12 LB.小于1.12 L
C.大于1.12 LD.无法确定
【解析】选C。首先发生的反应是2Na+2H2O2NaOH+H2↑,标准状况下0.1 ml Na与水反应产生的H2的体积为1.12 L,然后发生的反应是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,此反应又能产生部分H2,故最后放出的H2的体积大于1.12 L。
11.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
【解析】选C。A项中Cl2能把FeCl2氧化,B项中Fe能把FeCl3还原,D项除去了C和S又引入了Cl-,均不合要求。A项中应加适量铁粉,B项中可加足量铁粉过滤后,向滤液中通足量Cl2,D项中应加适量稀硫酸。
12.(2019·太原高一检测)医疗上颇为流行的“理疗特效热”,就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热,使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁,则需要消耗氧气的质量为( )
A.24 g B.32 g C.21 g D.16 g
【解析】选A。56 g铁的物质的量为1 ml,由4Fe+3O22Fe2O3可知,1 ml铁生成0.5 ml氧化铁,消耗0.75 ml氧气,其质量为24 g。
二、非选择题(本题包括4小题,共46分)
13.(12分)下表是某种常见金属的部分性质:
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体。根据上述信息回答下列问题:
(1)推断该金属的一种用途是__________________________。
(2)该金属的活动性比铜________(填“强”或“弱”)。
(3)请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性的强弱。
①一种猜想:______________________________;
②验证方法:______________________________;
③实验现象: ______________________________;
④实验结论: ______________________________。
【解析】(1)该金属具有良好的导电性,且能与盐酸反应生成无色气体,因此可以作导线,也可以用来制取氢气等。
(2)由于该金属可以和盐酸反应,说明其金属活动性在氢前,比铜活动性强。
(3)为了探究该金属和铁的金属活动性强弱,可以采用和酸溶液反应,也可以和盐溶液反应。
答案:(1)用于制电线或实验室制氢气等(合理即可) (2)强 (3)①该金属的活动性比铁强
②取两支大小相同的试管,分别注入同体积、同浓度的稀盐酸;向两支试管中同时加入大小和表面积相同的铁片和该金属片,比较反应快慢 ③都有气泡放出,被测金属产生气泡更快
④被测金属的活动性比铁强
14.(10分)(2019·郑州高一检测)把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应,然后取出部分溶液(忽略水电离出的离子)。
(1)若滴加一滴KSCN溶液,溶液显红色,则溶液中可能存在的离子有________。
(2)若滴加一滴KSCN溶液,溶液不显红色,则溶液中一定存在的离子有________,可能存在的金属粉末有_________________________________。
(3)若加入的金属全部溶解,则溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=_______________。
(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子,欲从中回收Cu和FeCl3,需要用到的试剂有(按反应顺序填写)_ _______________________。
【解析】还原性:Fe>Cu,故Fe3+优先与Fe反应:2Fe3++Fe3Fe2+,然后与Cu反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。 (1)若滴加KSCN溶液显红色,说明Fe3+过量,则Cu、Fe粉均已溶解,故溶液中的离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-。 (2)若滴加KSCN溶液,溶液不显红色,则Fe3+已完全反应,溶液中一定存在的离子是Fe2+、Cl-,金属粉末可能是Fe、Cu的混合物,也可能只有Cu。 (3)通过反应方程式分析,等物质的量的Cu、Fe完全溶解,产生的n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶5。 (4)为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HClFeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。
答案:(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-
(2)Fe2+、Cl- Fe、Cu(或Cu)
(3)1∶5 (4)Fe、稀盐酸、新制氯水
【易错警示】要依据氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性:Fe2+
15.(14分)下列物质之间有如下反应关系:
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,D________,
甲________,乙________,丙________。
(2)写出E→C反应的化学方程式: _________________________。
【解析】E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3,A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,B为FeCl3,D为FeCl2,乙为NaOH(或KOH等),由D→B的转化可知,甲为氯气或新制氯水等,由红色溶液可知,丙为KSCN。
答案:(1)Fe2O3 FeCl3 FeCl2 Cl2 NaOH(或KOH等) KSCN
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
16.(10分)(2019·银川高一检测)(1)FeS2(二硫化亚铁)不溶于水,可溶于适量的稀硝酸中,离子反应式如下,请配平此氧化还原反应方程式:
________FeS2 +________H++________N________Fe2++ ________S+______
NO↑+________H2O
在上述氧化还原反应方程式中还原剂为____________________________。
(2)为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,实验方案设计错误的是____________(填字母)
A.④和⑤ B.只有③ C.③和④ D.①②③
(3)已知:氧化性Cl2>Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br->Cl-,则向1 L 0.2 ml·L-1的FeBr2溶液中通入标准状况下氯气2.24 L,被氧化的粒子是________,此反应的离子方程式:________。
【解析】(1)FeS2中铁元素化合价为+2价,硫元素化合价为-1价,反应后硫元素化合价为0价,氮元素化合价由+5价变化为+2价,结合原子守恒和电子守恒配平化学方程式,还原剂为元素化合价升高的物质;(2)①Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe + 2Fe3+ 3Fe2+;②KSCN与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3;③硫酸铜与FeCl3溶液不反应;④硝酸银与FeCl3溶液反应的离子方程式为Cl-+ Ag+AgCl↓,产生白色沉淀,但不是Fe3+的性质;⑤氢氧化钠与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3OH-Fe(OH)3↓。
(3)还原性Fe2+>Br-,向FeBr2溶液中通入Cl2时,反应顺序为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、2Br-+Cl2Br2+2Cl-。
答案:(1)3 8 2 3 6 2 4 FeS2 (2)C (3)Fe2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
【等级性考试】(30分钟 30分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
17.(2019·哈尔滨高一检测 )在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
【解析】选C。根据三种离子浓度的变化,Cu2+浓度并没有发生变化,说明没有参加反应,反应离子方程式:2Fe3++Fe3Fe2+,若Fe3+减少了2 ml,说明消耗1 ml铁,故参加反应的铁粉与原溶液Fe3+物质的量之比为1∶3,故选项C正确。
18.在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 ml·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448 mL气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+,则下列判断正确的是( )
A.混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3
B.反应后所得溶液中的Fe2+与Cl-的物质的量浓度之比为1∶3
C.混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多
D.混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多
【解析】选C。本题考查Fe及其化合物的性质、混合物组成的判断、简单的化学计算。混合物恰好完全溶解,且无Fe3+,故溶液中溶质为FeCl2,c(Fe2+)∶c(Cl-)=1∶2,B错误;由反应2Fe3++Fe3Fe2+可知,还原Fe3+的Fe的物质的量与Fe2O3的物质的量相等,但还有一部分Fe与盐酸反应生成H2,可知Fe比Fe2O3的物质的量多,C正确;FeO的物质的量无法确定,A、D错误。
19.(2019·日照高一检测)将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 ml·L-1的盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 ml·L-1(溶液体积变化忽略不计),则下列表述不正确的是( )
A.反应中消耗的HCl为0.08 ml
B.混合物中含有0.02 ml Al
C.混合物中含有0.01 ml Fe
D.混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1
【解析】选D。n(消耗HCl)=0.2 L×5 ml·L-1-0.2 L×4.6 ml·L-1=0.08 ml,A正确;可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y,则根据Al～3HCl,Fe～2HCl,可得3x+2y=0.08 ml ①,27 g· ml-1×x+56 g· ml-1×y=1.1 g ②,①②联立可得x=0.02 ml,y=0.01 ml,可知B、C正确,D错误。
20.28 g铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为( )
A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g
【解析】选B。28 g铁粉的物质的量是0.5 ml,溶于稀盐酸中生成氯化亚铁,然后加入足量的Na2O2固体,充分反应后过滤得到氢氧化铁,将滤渣加强热,最终得到的固体是氧化铁,根据铁原子守恒可知氧化铁的质量为0.25 ml×
160 g· ml-1=40 g。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
21.(2019·西安高一检测)阅读下列材料后,回答相应问题。
铁在生活中分布较广,占地壳含量的4.75%,纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属,用于制发电机和电动机的铁芯,铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等。另外人体中也含有铁元素,+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分,用于氧气的运输。在我国,从战国时期到东汉初年,铁器的使用开始普遍起来,成为了我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿,是早期司南的材料。
(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有什么性质?
(2)新配制的FeCl2溶液应加入什么物质可以防止FeCl2转化为FeCl3?
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是什么? 处理过程中需定期添加的原料是什么?
(5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知溶液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?
【解析】(1)铁元素的化合价降低,维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液应加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中的反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。(4)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉,保证反应持续发生。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通氯气,再加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;正确的实验操作:取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,不变红色,再加入氯水,若溶液变红色,则溶液中含Fe2+。
答案:(1) 还原性 (2)铁粉
(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+3Fe2+ 铁粉 (5)不合理 取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中有Fe2+
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选项
A
B
C
D
X
FeCl2
溶液
FeCl3
溶液
Fe
Na2SO4
溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH
溶液
BaCl2
溶液
颜色和
状态
硬度
密度
熔点
导电性
导热性
延展性
银白色
固体
较软
2.70
g·cm-3
660.4℃
良好
良好
良好
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