高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试试讲课课件ppt

第三章　铁　金属材料

章末质量评估(三)

 (时间；90分钟　满分；100分)

可能用到的相对原子质量；H-1　C-12　N-14　O-16  Na-23　Mg-24　Al-27　S-32　Cl-35.5　Fe-56  Cu-64

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.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是              (　　)

A.Mg-Al合金　　　　　　B.黄铜(Cu-Zn合金)

C.Na-K合金                 D.生铁(Fe-C合金)

答案：A

2.下列关于合金的叙述中正确的是 (　　)

A.所有不锈钢都只含有金属元素

B.我国流通的硬币材质属于合金

C.从广东打捞的明代沉船上存在铝合金餐具

D.镁合金的硬度和强度均低于纯镁

答案：B

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.在化学反应中，铝容易失去电子，表现还原性

C.在空气中用酒精灯点不着铝片

D.在常温下，铝不能与氧气反应

答案：D

4.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行以下实验的最佳顺序为(　　)

①加入新制氯水　②加入KMnO4溶液　③加入KSCN溶液

A.①③ B.③②   C.③①    D.①②③

答案：C

5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果是(　　)

A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色

B.向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红

C.反应后的溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1

D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5

解析：n(Fe)==0.02 mol，n(FeCl3)=2 mol/L×0.025 L=0.05 mol，根据铁粉与FeCl3反应的离子方程式；Fe+2Fe3+3Fe2+可知，FeCl3有剩余，Fe完全反应，故A项错误；由于FeCl3有剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液显红色，故B项正确；反应生成0.06 mol Fe2+，FeCl3剩余0.01 mol，则Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1，故C项错误；氧化产物、还原产物均为FeCl2，由电子守恒可知，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，故D项错误。

答案：B

6.将6.8 g 由Fe2O3和 Fe组成的固体混合物加入50 mL 2 mol/L稀硫酸中，恰好使固体完全溶解，并放出一定量气体。在所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色。下列说法中正确的是 (　　)

A.所得溶液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3

B.固体混合物中含0.05 mol Fe2O3

C.固体混合物中含0.025 mol Fe

D.生成的气体体积为0.56 L(标准状况下)

解析：设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol，混合物与H2SO4恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中的溶质为FeSO4，则n(Fe2+)=n(H2SO4)=0.05 L×2 mol/L=0.1 mol，由Fe元素守恒得：x+2y=0.1、56x+160y=6.8，解得；x=0.05、y=0.025，即混合物中Fe的物质的量为0.05 mol，Fe2O3的物质的量为0.025 mol；0.025 mol Fe2O3消耗0.025 mol的Fe，剩余0.025 mol 的Fe与H2SO4反应生成0.025 mol H2，即标准状况下0.56 L。

答案：D

7.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量的NaOH溶液[已知Al(OH)3可溶于NaOH溶液中]。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁与铝的物质的量之比为 (　　)

A.9∶8 B.8∶9

C.1∶1 D.7∶3

解析：反应前a g固体成分是铁、铝混合物，反应后a g固体成分为Fe2O3，可见Fe2O3中铁元素的质量就是原合金中铁的质量，氧元素的质量就是原合金中铝的质量。n(Fe)∶n(Al)=2∶=9∶8。

答案：A

8.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了以下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是 (　　)

答案：A

9.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+，下列物质中最好选用 (　　)

A.KMnO4溶液 B.H2O2溶液  C.氯水  D.HNO3溶液

答案：B

10.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中不全部是通过一步反应完成的是 (　　)

A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl

B.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3

C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4

D.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3

解析：Na与H2O反应生成NaOH，NaOH与CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3与HCl反应生成NaCl，能通过一步反应完成，故A项不符合题意；Al与O2反应生成Al2O3，Al2O3不溶于水，不能与水反应生成Al(OH)3，不能通过一步反应完成，故B项符合题意；Mg与HCl或Cl2反应生成MgCl2，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2与H2SO4反应生成MgSO4，能通过一步反应完成，故C项不符合题意；Fe与HCl反应生成FeCl2，FeCl2与NaOH反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2与O2和H2O反应生成Fe(OH)3，能通过一步反应完成，故D项不符合题意。

答案：B

二、选择题；本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

11.有一镁铝合金，加入适量稀硫酸恰好完全溶解，再加入氢氧化钠溶液，析出沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示，则原合金中镁、铝的物质的量之比为 (　　)

A.2∶1   B.4∶1     C.1∶1   D.1∶2

解析：根据图像可以看出使Mg2+和Al3+完全沉淀消耗的NaOH是使Al(OH)3完全溶解消耗NaOH的4倍。设Mg2+和Al3+的物质的量分别为x和y。根据反应；Mg2++2OH-Mg(OH)2↓，Al3++3OH-Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-Al+2H2O，则2x+3y=4y，解得；x∶y=1∶2。

答案：D

12.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是 (　　)

A.Fe(OH)3　Fe2O3

B.Fe(OH)2　Fe2O3

C.Fe(OH)2　Fe(OH)3

D.Fe(OH)2　Fe3O4

答案：B

13.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经以下处理；

下列说法中正确的是 (　　)

A.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+

B.样品中铁元素的质量为2.24 g

C.样品中CuO的质量为4.0 g

D.V<896

解析：根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3+不共存，A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中铁元素的质量为2.24 g，B项正确；CuO的质量不超过5.76 g-2.24 g=3.52 g，C项错误；2.24 g铁元素不全是单质，故生成的氢气的体积小于896 mL，D项正确。

答案：BD

14.相同质量的铝分别投入足量的下列物质中反应生成氢气，消耗溶质的物质的量最少的是 (　　)

A.稀硫酸                      B.稀盐酸

C.氢氧化钡溶液            D.氢氧化钠溶液

答案：C

15.自然界中存在一种尖晶石，化学式可表示为MgAl2O4，它透明色美，可作为宝石，已知该尖晶石中混有Fe2O3。取该样品5.4 g，恰好完全溶解在一定浓度100 mL盐酸中，盐酸的浓度可能是 (　　)

A.2.8 mol·L-1 B.3.8 mol·L-1

C.2.3 mol·L-1 D.4.9 mol·L-1

解析：MgAl2O4与盐酸反应最终生成MgCl2和AlCl3，1 mol MgAl2O4消耗8 mol HCl。因为该样品恰好完全溶解，采用极值法计算，假如全部是尖晶石，5.4 g MgAl2O4的物质的量为≈0.038 mol，消耗HCl的物质的量为8 mol×=0.304 mol，盐酸的浓度为 =3.04 mol·L-1；假如全部是Fe2O3，1 mol Fe2O3消耗6 mol HCl，5.4 g Fe2O3的物质的量为≈0.033 8 mol，消耗盐酸的物质的量为0.033 8 mol×≈0.203 mol，盐酸的浓度为=2.03 mol·L-1，实际盐酸的浓度介于两者之间。

答案：AC

三、非选择题；本题共5小题，共60分。

16.(10分)物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质；①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上主要金属性质对应的序号。

(1)用铝制成包装用的铝箔　　　　； 

(2)用铝制成的高压铝锅　　　　； 

(3)用铁粉回收照相业废液中的银　　　　； 

(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆　　　　。 

答案： (1)④　(2)①　(3)③　(4)②

17.(10分)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的氢氧化钠溶液中，得到6.72 L H2(标准状况下)。请回答下列问题；

(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式；                   　。

 (2)该合金中铝的质量分数为　　　　(百分号前保留一位小数)。 

(3)该合金中镁与铝的物质的量之比为　　　　。 

(4)该合金溶于足量的盐酸中，产生H2的体积(标准状况下)为　　　　　　。 

解析： (1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。

(2)镁与氢氧化钠溶液不反应，根据铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知；

2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

2 mol                                        (3×22.4)L

n(Al)                                           6.72 L

解得n(Al)=0.2 mol，

m(Al)=0.2 mol×27 g·mol-1=5.4 g，

合金中铝的质量分数为×100%≈52.9%。

(3)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g，

n(Mg)=0.2 mol，

则n(Mg)∶n(Al)=0.2 mol∶0.2 mol=1∶1。

(4)根据反应的化学方程式可知；

2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑

2 mol　　　　　(3×22.4)L

0.2 mol　　　　　V1(H2)

则V1(H2)=6.72 L。

Mg+2HClMgCl2+H2↑

1 mol        22.4 L

0.2 mol     V2(H2)

则V2(H2)=4.48 L。

所以V(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72 L+4.48 L=11.2 L。

答案： (1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑

(2)52.9%　(3)1∶1　(4)11.2 L

18.(14分)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染，变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和铜。请根据以下流程图，回答下列问题；

(1)加入的原料①为　　　　　　；操作Ⅱ的名称为　　　　　　，该操作所用到的玻璃仪器主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)固体A为　　　　　　。 

(3)写出加入原料①和②发生反应的离子方程式；　　　　　　　　　　　　　　、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)操作Ⅲ获得FeSO4·7H2O，需要经过　　　　　　　、　　　　　　　、过滤等操作。 

答案： (1)Fe(或铁粉)　过滤　漏斗、玻璃棒、烧杯

(2)Fe和Cu

(3)Fe+Cu2+Fe2++Cu　Fe+2H+Fe2++H2↑

(4)蒸发浓缩　冷却结晶

19.(14分)某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一种或两种。某化学兴趣小组为验证该氧化物粉末的组成，做了以下实验；

(1)甲同学利用1 mol/L的硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液来确定其组成。

(2)乙同学称取30.4 g固体，按以下步骤进行实验；

步骤一；将固体置于烧杯中，加入1 mol/L的硫酸将固体完全溶解。

步骤二；往烧杯中先加入足量的氯水，充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液。

步骤三；将步骤二所得的物质过滤洗涤后，灼烧至固体质量不再变化，得到32 g红棕色固体。

①步骤二中加入氯水的目的是                                        。 

②步骤三中沉淀洗涤的操作为                                        。 

③原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为　                      　　　。 

解析： (1)②Fe3+遇到KSCN溶液，溶液变为红色，该现象可说明原粉末中有Fe2O3； ③酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+，本身紫色褪去，该现象可说明原粉末中有FeO。

(2)①步骤二中加入足量的氯水是为了将Fe2+ 全部转化成Fe3+；②沉淀洗涤的操作为沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀，自然滤下，重复2~3次；③设FeO和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol；得到的32 g红棕色固体为Fe2O3，其中Fe元素的物质的量为0.4 mol，根据铁原子守恒得解得故原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为2∶1。

答案： (1)KSCN溶液　变红色　酸性KMnO4溶液　紫色褪去

(2)①将Fe2+ 全部转化成Fe3+ 　②沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀，自然滤下，重复2~3次

③2∶1

20.(12分)化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气，若有3.20 g氢氧化钠发生了化学反应， 已知反应；Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。试求；

(1)生成NaCl的质量。

(2)生成NaClO的物质的量。

(3)被吸收的氯气在标准状况下的体积。

(4)生成水的物质的量。

解析：3.20 g NaOH的物质的量为n(NaOH)===0.08 mol。

Cl2    + 2NaOH    NaCl　  +　NaClO　 +　H2O

1 mol　2 mol　　　1 mol　　　1 mol　　　1 mol

n(Cl2) 0.08 mol　 n(NaCl)　　n(NaClO)　n(H2O)

(1)=，解得n(NaCl)=0.04 mol，

m(NaCl)=0.04 mol×58.5 g· mol-1=2.34 g。

(2)=，解得n(NaClO)=0.04 mol。

(3)=，解得n(Cl2)=0.04 mol，在标准状况下，V(Cl2)=0.04 mol×22.4 L· mol-1=0.896 L。

(4)=，解得n(H2O)=0.04 mol。

答案： (1)2.34 g　(2)0.04 mol　(3)0.896 L

(4)0.04 mol