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课后练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试课后练习题，共24页。试卷主要包含了全卷满分100分，可能用到的相对原子质量，下列推理正确的是等内容，欢迎下载使用。
第三章　铁　金属材料
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　N 14　O 16　Al 27　S 32　Fe 56　Cu 64。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20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.(2021湖北沙市中学高一上期末)化学与人类历史、生产生活密切相关。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹的燃放涉及氧化还原反应
B.指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是Fe3O4
C.家用铝制器皿不宜用来长时间盛装酸性或碱性的食物
D.人类利用金属的顺序跟地壳中金属元素的含量有关
2.(2021四川蓉城教育联盟高一上期末联考)合金是一类用途广泛的金属材料,下列关于合金的说法正确的是 (　　)
A.铜铝合金的硬度比铜和铝的都大,熔点比铜和铝的都低
B.合金只能由两种或两种以上的金属组成
C.合金的制备过程中发生了化学变化
D.铝合金不能与酸反应
3.(2021广东汕头高一上期末)化学与生活密切相关,下列物质与其用途不符合的是 (　　)
A.Ti-Fe合金——储氢材料　　B.纯碱——治疗胃酸过多症
C.次氯酸钠——消毒剂　　　　D.三氧化二铁——制作红色颜料
4.(2021黑龙江牡丹江高一上期末)下列推理正确的是 (　　)
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
5.(2021江西高安中学高一上期末)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.Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3
B.Fe FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
C.Mg MgCl2 Mg(OH)2 MgSO4
D.Na NaOH Na2CO3 NaCl
6.(2021广东深圳第二外国语学校高一上期末)下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法不正确的是 (　　)
A.铝粉和氢氧化钠的混合物可用作下水道疏通剂
B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3
C.铝在空气中可形成致密的氧化膜,能保护内部金属
D.铝制品廉价易得,适用于厨房长期存放各类食物
7.(2021天津耀华中学高一上期末)若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,一定能大量共存的是 (　　)
A.NH4+、SO42-、CO32-、K+　　　　B.Na+、Ba2+、Ca2+、HCO3-
C.Mg2+、SO42-、K+、Cl-　　　　 D.K+、Cl-、Na+、SO42-
8.(2021北京房山高一上期末)下列反应的离子方程式书写正确的是 (　　)
A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑
B.氯化亚铁溶液与氯水反应:Fe2++Cl2 Fe3++2Cl-
C.氯化铁溶液与金属铜反应:2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
D.氧化铁与盐酸反应:2Fe3++3O2-+6H+ 2Fe3++3H2O
9.(2021湖北鄂州高一上期末)蛟龙号载人潜水器外壳用特殊的钛合金材料制成,它可以在深海中承受700个大气压的压力。已知金属钛的原子序数为22,化学性质与铝类似。下列说法正确的是 (　　)
A.钛合金的熔点高于单质钛
B.TiO2一定条件下可能会溶于强酸或强碱溶液
C.钛合金强度比单质钛小
D.在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得合金
10.(2021湖南长沙一中高一上期末)下列水溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是 (　　)
A.Na+、Ba2+、Cl-、SO42-　　　　B.Ca2+、HCO3-、Cl-、K+
C.MnO4-、K+、Fe2+、H+　　　　 D.H+、Cl-、Na+、CO32-
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意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021湖南长沙岳麓高一上期末)某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作载热介质,下列有关说法不正确的是 (　　)
A.铝钠合金的熔点高于铝的熔点
B.钠、铝在常温下都可以与空气中的氧气反应
C.将m g不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中,若放出H2越多,则合金中铝的质量分数越小
D.将含0.1 mol钠和0.2 mol铝的合金投入足量的水中,充分反应,产生氢气4.48 L(标准状况)
12.(2021江西景德镇一中高一上期末)对废弃物的再利用,不仅能够减少污染,还能有效节约资源,实现“变废为宝”。为实现某合金废料的再利用,设计流程如下:

下列叙述错误的是 (　　)
A.从合金废料回收的金属元素有Al、Fe、Cu
B.X可能是NaOH或H2SO4
C.操作1包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.滤渣1一定含有Fe和Cu
13.(2021河北石家庄高一上期末)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4,其流程示意图如下:

下列叙述正确的是 (　　)
A.步骤①发生的反应均为氧化还原反应
B.步骤②中,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe Fe2+
C.浊液C和浊液D中分散质不相同
D.步骤⑤中,“分离”包含的操作有过滤、洗涤
14.(2021江苏锡山高级中学高一上期末)向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化,下列说法不正确的是(　　)

A.a点时溶液中阳离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+
B.b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+ Cu+Fe2+
C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度无法计算
D.原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1
15.(2021湖北沙市中学高一上期末)将一定量的Fe、Fe2O3和CuO的混合物投入100 mL 0.9 mol/L的硫酸溶液中,充分反应后生成448 mL标准状况下的气体,得不溶物0.03 mol。向滤液中加入2 mol/L的NaOH溶液,加至10 mL时开始出现沉淀。忽略溶液的体积变化,下列说法不正确的是 (　　)
A.0.03 mol不溶物全为Cu
B.混合物中氧原子的物质的量为0.05 mol
C.滤液中的阳离子只有两种
D.滤液中的Fe2+的物质的量浓度为0.8 mol/L
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(2021广东汕尾高一上期末)(12分)铁是人类较早使用的金属之一,运用铁及其化合物的知识,回答下列问题。
(1)所含铁元素只有还原性的物质是　　　　(填字母)。 
A.Fe　　　B.FeCl3　　　C.FeSO4　　　D.Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系中分散质粒子直径的范围是　　　　nm。 
(3)检验溶液中是否存在Fe3+的试剂是　　　　　　　　　　(填物质名称),若要验证溶液中不含Fe3+而只含有Fe2+,正确的实验操作方法及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　　　　　　　。 
(4)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜制造印刷电路板。
①请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:　　　　　　　　　　。
②欲从制造印刷电路板的废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液的工艺流程如下:

请写出上述流程中加入的有关物质的化学式:Ⅰ　　　　,Ⅳ　　　　　　。请写出通入Ⅴ发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
17.(2021北京昌平高一上期末)(16分)某小组同学研究FeSO4的性质,经历如下研究过程:
预测:从FeSO4的类别角度,预测其可能与某些金属、酸、碱、盐发生反应;聚焦FeSO4中的Fe元素作为核心元素,预测FeSO4既具有氧化性,又具有还原性。
(1)从FeSO4的元素组成看,它的物质类别是　　　　　　　　。 
(2)预测其具有还原性的思路是　　　　　　　　　　　　　。 
实验和观察:该小组同学分别进行以下实验。
实验①
实验②
实验③
实验④
实验⑤





(3)实验①的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,观察到现象:　　　　　　　　　　　　　　　　,可证明预测成立。FeSO4发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)实验②中的现象是　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 
(5)实验⑤未观察到明显现象,该小组同学反思后认为该反应不能发生,理由是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　
　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。 
(6)以上实验中能够证明FeSO4有氧化性的是　　　　　　　(填序号),该反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 
解释和结论:
(7)由以上实验可得出的结论是　　　　　　　　　　 　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
18.(2021湖北荆州中学高一上期末)(12分)FeCO3是重要的工业原料,可以生产补血剂。资料显示:FeCO3是难溶于水的白色固体,不同条件下煅烧可得到不同的铁的氧化物。
(1)在物质的分类中,FeCO3属于　　　　(填字母)。 
a.碳酸盐　　　b.亚铁盐　　　c.难溶盐
(2)验证FeCO3的性质,进行如下实验:
实验一:Ⅰ.向FeCO3固体中加入稀盐酸,固体溶解并产生无色气体,溶液为浅绿色;向浅绿色溶液中加入KSCN溶液,无明显现象。
Ⅱ.向Ⅰ中所得溶液中滴入几滴氯水,溶液变为　　　　色。 
Ⅲ.向FeCO3固体中加入蒸馏水,固体未见明显减少;一段时间后,难溶物上方出现红褐色物质。
①Ⅰ中,反应的化学方程式是　　　　　　　　 　　　　　　
　　　　　　　　。
②Ⅱ中,滴入氯水后反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。
③根据Ⅲ中现象,完成下列方程式并配平:
4FeCO3+　　　　　+　　　　  4Fe(OH)3+4CO2 
实验二:

④由实验流程推知,红棕色固体A是　　　　,116 g FeCO3在空气中充分煅烧,消耗的氧气折算为标准状况下的体积为　　　　L。 
19.(2021江西南昌七校高一上期末)(10分)某合金废料主要含铁、铜、铝,为从合金废料中得到Fe2O3、Al2O3和金属Cu等产品,某化学兴趣小组按如下工艺流程进行实验(杂质不与稀硫酸反应)。请回答下列问题:

(1)固体A主要含有的物质是　　　　　　。 
(2)B到C发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　,溶液C中的阳离子主要有　　　　　　。 
(3)若D为NaOH,则溶液E中铝元素的存在形式是　　　　　　(填化学式)。 
(4)灼烧沉淀F时所用主要仪器之一是　　　　　　(填字母)。 
A.蒸发皿　　　　B.烧杯　　　　C.坩埚　　　　D.试管
(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种具有广阔开发前景的高温结构材料,具有高导热率、高电绝缘性、高强度、高硬度、耐腐蚀等优良性能,工业上可通过Al2O3、碳和N2在高温条件下反应得到,同时生成一种常见气体G,若该反应每转移3.01×1023个电子,有0.25 mol气体G生成,则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
20.(2021湖南长沙望城高一上期末)(10分)氧化铁黄(化学式为FeOOH,不溶于水)是一种黄色颜料,工业上以废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如图:

(1)废铁和硫酸反应的主要产物是　　　　(写化学式)。 
(2)氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　。
(3)检验洗涤是否完全时常选择的试剂是　　　　　　　 　　　　　
　　　　　　　　。
(4)色光度是产品质量的指标之一,合格氧化铁黄的色光度值范围为-0.5~0.5。
①氧化过程若温度太高,会导致产品颜色偏红,可能含有的杂质是　　　　　　　　。 
②氧化过程溶液pH对产率、色光度的影响如图所示,氧化时应控制pH的合理范围是　　　　　　　　,pH过小导致产率较低的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　。 


答案全解全析
1.D
2.A
3.B
4.D
5.A
6.D
7.D
8.C
9.B
10.C
11.AC
12.B
13.CD
14.CD
15.B

1.D　爆竹燃放时发生的反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,A正确;Fe3O4俗称磁性氧化铁,具有磁性,是制造指南针的磁性物质,B正确;由于Al既能与酸反应,也能够与强碱反应,故不宜用来长时间盛装酸性或碱性的食物,C正确;金属活动性越弱,冶炼越容易,其单质的制取、加工就越容易,利用金属的顺序与金属元素在地壳中的含量多少无关,D错误。
2.A　依据合金的性质可知:铜铝合金的硬度比铜和铝的都大,熔点比铜和铝的都低,A正确;合金中可以含有非金属元素,如生铁为铁与碳的合金,B错误;合金的制备过程中没有新物质生成,发生的是物理变化,C错误;铝合金中含有铝,能够与酸反应,D错误。
3.B　Ti-Fe合金有良好的吸附氢气的能力,常用作储氢材料,A正确;纯碱是Na2CO3,Na2CO3不能用于治疗胃酸过多症,B错误;次氯酸钠可以作消毒剂,C正确;三氧化二铁是红棕色的,可以制作红色颜料,D正确。
4.D　钠在常温下与氧气反应生成Na2O,在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,A错误;钠与盐溶液反应时,先与水反应,所以钠与硫酸铜溶液中的水反应生成NaOH,NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以Na不能从硫酸铜溶液中置换出铜,B错误;Al在空气中能形成致密的氧化膜,致密的氧化膜能保护内部金属,所以不必保存在煤油中,C错误;金属单质的化合价为最低价,只有还原性,所以金属单质参与反应时均作还原剂,D正确。
5.A　氧化铝不能经一步反应生成氢氧化铝,A错误;铁和盐酸反应生成氯化亚铁,氯化亚铁和碱反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁,B正确;镁和盐酸反应生成氯化镁,氯化镁和碱反应生成氢氧化镁,氢氧化镁溶于硫酸生成硫酸镁,C正确;钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠,D正确。
6.D　铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通,A正确;Al2O3和NaOH溶液反应生成可溶于水的偏铝酸钠,Fe2O3与NaOH溶液不反应,B正确;铝和氧气反应生成的氧化膜致密,能保护内部金属,C正确;铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物,D错误。
7.D　加入铝粉能放出氢气的溶液中,可能含有大量OH-,也可能含有大量H+。NH4+在碱性溶液中不能大量存在,CO32-在酸性溶液中不能大量存在,A错误;HCO3-在酸性、碱性溶液中都不能大量存在,B错误;Mg2+在碱性溶液中不能大量存在,C错误;K+、Cl-、Na+、SO42-在酸性和碱性溶液中都能大量存在,D正确。
8.C　铁与盐酸反应生成FeCl2和H2,正确的离子方程式为Fe+2H+ Fe2++H2↑,A错误;B项电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,B错误;氯化铁溶液与金属铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,C正确;氧化物应写化学式,离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O,D错误。
9.B　合金的熔点通常比成分金属更低,A错误;Ti的化学性质与铝类似,TiO2与Al2O3的性质相似,故一定条件下可能会溶于强酸或强碱溶液,B正确;合金的机械强度通常比成分金属大,故钛合金强度比单质钛大,C错误;在加热条件下空气中的O2能与金属钛、铝反应,故需在隔绝空气的容器中将金属钛、铝混合后熔化制得合金,D错误。
10.C　Ba2+、SO42-结合生成沉淀,因发生复分解反应而不能大量共存;B组离子之间不反应,能大量共存;MnO4-、Fe2+、H+发生氧化还原反应,不能大量共存;H+、CO32-结合生成水和二氧化碳,因发生复分解反应而不能大量共存。
11.AC　合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,铝钠合金的熔点低于铝的熔点,A错误;铝在常温下与氧气反应生成氧化铝,钠与氧气在常温下反应生成氧化钠,B正确;根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系:2Al~3H2↑,2Na~H2↑,可知等质量的金属钠和金属铝,金属铝产生的氢气量多,所以放出的H2越多,铝的质量分数越大,C错误;含0.1 mol钠和0.2 mol铝的合金投入足量的水中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,根据2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,0.1 mol钠与水反应生成0.1 mol氢氧化钠和0.05 mol氢气,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,根据2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑,0.2 mol铝和0.1 mol氢氧化钠反应时,铝有剩余,氢氧化钠完全反应,则生成氢气的物质的量为0.15 mol,共产生氢气的物质的量为0.05 mol+0.15 mol=0.2 mol,根据V=nVm可得V=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L,D正确。
12.B　由流程图可知,合金溶解后的滤液1与过量的二氧化碳反应生成沉淀,该沉淀溶于盐酸,可知沉淀为Al(OH)3,滤渣1与Y溶液反应后,滤液2经蒸发浓缩、冷却结晶得到FeSO4·7H2O晶体,滤渣2可以得到胆矾,因此合金中含Cu、Fe和Al。分析流程可知X为NaOH,Y为H2SO4。
13.CD　步骤①中Fe2O3、FeO与盐酸的反应为非氧化还原反应,A项错误;步骤②中,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+,B项错误;步骤④中,氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成氢氧化铁,C项正确;步骤⑤为浊液D与溶液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4的过程,要分离出Fe3O4需经过滤、洗涤,D项正确。
14.CD　由氧化性:Fe3+>Cu2+及图像变化可知:加入0~5.6 g Fe时发生Fe+2Fe3+ 3Fe2+,a点时溶液中阳离子为Cu2+、Fe2+和Fe3+,A正确;加入铁粉0.56~1.68 g时,n(Fe)=1.12 g56 g/mol=0.02 mol,剩余物为1.28 g,即1.28 g Cu,物质的量n(Cu)=1.28 g64 g/mol=0.02 mol,此时发生Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,B正确;由图像可知原溶液中Fe3+为0.02 mol,即Fe2(SO4)3为0.01 mol,Fe2(SO4)3提供的n(SO42-)=3n[Fe2(SO4)3]=0.03 mol,Cu2+为0.02 mol,即CuSO4为0.02 mol,CuSO4提供的n(SO42-)=n(CuSO4)=0.02 mol,当加入铁粉1.68~2.24 g(即加入0.56 g Fe)时,剩余物的质量增加1.84 g-1.28 g=0.56 g,说明溶液中不含Cu2+,溶液中溶质为FeSO4,溶液中n(SO42-)=0.02 mol+0.03 mol=0.05 mol,n(FeSO4)=n(SO42-)=0.05 mol,所以c点溶液中溶质的物质的量浓度为0.05 mol÷0.1 L=0.5 mol/L,C错误;由上述分析可知原溶液中Fe2(SO4)3为0.01 mol,CuSO4为0.02 mol,所以原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶2,D错误。
15.B　向一定量的Fe、Fe2O3、CuO混合物中加入100 mL 0.9 mol/L的硫酸,充分反应后滤去不溶物,向滤液中加入2 mol/L的NaOH溶液至10 mL时开始出现沉淀,说明硫酸有剩余,则反应后溶液中金属阳离子只有Fe2+,溶液中溶质为FeSO4、H2SO4,不溶物只有Cu,则滤液中n(H2SO4)=12n(NaOH)=12×0.01 L×2 mol/L=0.01 mol;100 mL 0.9 mol/L的硫酸溶液中H2SO4的物质的量为0.1 L×0.9 mol/L=0.09 mol;0.03 mol不溶物为Cu,则CuO为0.03 mol,根据反应CuO+H2SO4 CuSO4+H2O可知,消耗硫酸的物质的量为0.03 mol;充分反应后生成标准状况下448 mL的气体,H2的物质的量为0.02 mol;根据反应Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑可知,与硫酸反应的铁的物质的量为0.02 mol;根据反应Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O可知,Fe2O3的物质的量为0.01 mol,与Fe3+反应的Fe的物质的量为0.01 mol,与Cu2+反应的Fe的物质的量为0.03 mol。溶液中阳离子只有Fe2+和H+,c(Fe2+)=0.01mol×3+0.02mol+0.03mol0.1 L=0.8 mol/L;CuO为0.03 mol、Fe2O3为0.01 mol,氧原子的物质的量为0.06 mol。
16.答案　(除注明外,每空2分)
(1)A
(2)1~100(1分)
(3)硫氰化钾溶液(1分)　先加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变为红色
(4)①2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+　②Fe(1分)　HCl(1分)　2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
解析　(1)Fe单质中Fe为0价,只有还原性,没有氧化性。
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,此液体为氢氧化铁胶体,该分散系中分散质粒子直径的范围是
1~100 nm。
(3)检验溶液中是否存在Fe3+的试剂是硫氰化钾溶液,若要验证溶液中不含Fe3+而只含有Fe2+,应先检验并确定Fe3+不存在,再检验Fe2+的存在,所以正确的实验操作方法及现象是先加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变红色。
(4)根据流程图分析可知Ⅰ为Fe,Ⅳ为HCl。通入Cl2后,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
17.答案　(除注明外,每空2分)
(1)盐(1分)
(2)FeSO4中的Fe为+2价,可能升高为+3价,因此FeSO4可能具有还原性
(3)证明FeSO4具有还原性(1分)　溶液变为红色(1分)　Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+
(4)产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(5)发生复分解反应需要满足产生水或气体或沉淀的条件,FeSO4与稀盐酸混合不能产生水或气体或沉淀
(6)④(1分)　Zn+Fe2+ Zn2++Fe
(7)FeSO4可能与某些金属单质、非金属单质、碱、盐发生反应,FeSO4既具有氧化性,又具有还原性
解析　(1)从FeSO4的元素组成看,FeSO4是由金属阳离子Fe2+与酸根离子SO42-组成的,因此它的物质类别是盐。
(2)在FeSO4中Fe元素化合价为+2价,可能升高变为+3价,因此FeSO4可能具有还原性。
(3)实验①向盛有FeSO4溶液的试管中先加入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,证明FeSO4具有还原性。
(4)实验②向盛有FeSO4溶液的试管中先加入几滴NaOH溶液,二者发生复分解反应:FeSO4+2NaOH Fe(OH)2↓+Na2SO4,看到产生白色沉淀,Fe(OH)2不稳定,容易被溶解在溶液中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3,因此又看到该白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(5)在实验⑤中,将稀盐酸滴入FeSO4溶液中未观察到明显现象,这是由于发生复分解反应需要满足产生水或气体或沉淀的条件,FeSO4与稀盐酸混合不能产生水或气体或沉淀,因此该小组同学反思后认为该反应不能发生。
(6)在实验③中FeSO4与BaCl2反应产生BaSO4白色沉淀,反应的离子方程式为Ba2++SO42- BaSO4↓,反应过程中元素化合价都没有发生变化;在实验④中Zn与FeSO4发生置换反应产生ZnSO4、Fe,在反应过程中Fe元素化合价降低,得到电子被还原,所以FeSO4表现氧化性,Zn表现还原性,故在实验中能够证明FeSO4有氧化性的是④,该反应的离子方程式为Zn+Fe2+ Zn2++Fe。
(7)通过题给实验可知:FeSO4可能与某些金属单质、非金属单质、碱、盐等发生反应。在反应中Fe2+可以失去电子变为Fe3+,表现还原性,也可以得到电子变为Fe单质,表现氧化性,即FeSO4既具有氧化性,又具有还原性。
18.答案　(除注明外,每空2分)
(1)abc
(2)红(1分)　①FeCO3+2HCl FeCl2+H2O+CO2↑　②2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-　③1　O2　6　H2O(共2分)　④Fe2O3(1分)　5.6
解析　(1)FeCO3属于盐,根据阳离子进行分类是亚铁盐,根据阴离子进行分类是碳酸盐,FeCO3是难溶于水的白色固体,是难溶性盐。
(2)Ⅱ.向Ⅰ中所得溶液中滴入几滴氯水,Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+结合SCN-生成Fe(SCN)3,则溶液变为红色。
Ⅲ.①Ⅰ中为碳酸亚铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁、二氧化碳和水的反应;②Ⅱ中溶液变为红色,滴入氯水反应的离子方程式是2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-;③红褐色物质为Fe(OH)3,+2价的铁元素被空气中的O2氧化为+3价的铁元素,氧元素从0价降低至-2价,根据得失电子守恒来配平方程式,则O2前配1,再由原子守恒来配平即可;④实验流程是在空气中煅烧,即有氧气参与,又因为固体A呈红棕色,则A是Fe2O3,根据关系式:
4FeCO3　　 ~　 　O2
4 mol×116 g/mol 22.4 L
116 g V
解得V=5.6 L。
19.答案　(除注明外,每空2分)
(1)Cu或铜(1分)
(2)Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+　Fe3+、Al3+和H+
(3)NaAlO2(1分)
(4)C
(5)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
解析　铁、铝和稀硫酸反应分别生成硫酸亚铁、硫酸铝,铜和稀硫酸不反应,溶液B中含有硫酸亚铁、硫酸铝,通入足量氯气,Fe2+被氧化为Fe3+,加入过量氢氧化钠溶液,生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水。
(1)铁、铝和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铝,铜和稀硫酸不反应,所以固体A主要含有的物质是Cu。
(2)滤液B中含有硫酸亚铁、硫酸铝和过量的硫酸,通入足量氯气,Fe2+被氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+;溶液C中的阳离子主要有Fe3+、Al3+和H+。
(3)若D为NaOH,Al3+和过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,则溶液E中铝元素的存在形式是NaAlO2。
(4)在坩埚中灼烧固体物质,灼烧氢氧化铁沉淀时所用主要仪器之一是坩埚。
(5)工业上可通过Al2O3、碳和N2在高温条件下反应得到AlN,同时生成一种常见气体G,若该反应每转移3.01×1023个电子,有0.25 mol气体G生成,说明碳的化合价升高为+2价,则G是CO,该反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO。
20.答案　(除注明外,每空2分)
(1)FeSO4(1分)
(2)4FeSO4+O2+8NaOH 4FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O
(3)盐酸酸化的BaCl2溶液(1分)
(4)Fe2O3或Fe(OH)3　3.5~4.0　氧化铁黄部分溶于酸
解析　(1)过量的废铁加入稀硫酸溶解得到硫酸亚铁溶液,加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄,过滤、洗涤、干燥得到产品氧化铁黄,废铁和硫酸反应的主要产物是FeSO4。
(2)由流程分析可知过量铁粉和硫酸反应生成硫酸亚铁,加入氢氧化钠溶液通入空气发生氧化还原反应生成氧化铁黄,同时生成硫酸钠和水。
(3)检查洗涤液中是否含有硫酸根离子,常用的试剂是盐酸酸化的氯化钡溶液。
(4)①氧化过程若温度太高,会导致产品颜色偏红,依据铁的化合物中呈红色的物质有氧化铁、氢氧化铁,推测可能含有的杂质是Fe2O3或Fe(OH)3;②氧化时应控制pH的合理范围是保证产率最高,且保证氧化铁黄的色光度在合格范围内,pH的合理范围是3.5~4.0,pH过小导致产率较低的可能原因是酸性增强,氧化铁黄部分溶于酸。