人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试练习

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练习，共14页。试卷主要包含了有关铁及其化合物的说法正确的是，1 ml·L-1的溶液等内容，欢迎下载使用。
考点1 铁及其化合物
1.(高考组编,)有关铁及其化合物的说法正确的是 ( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体
B.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液显红色
C.Cu与FeCl3 溶液反应可生成CuCl2
D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
2.(2016课标Ⅱ,28节选,)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 ml·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有
(填离子符号)。深度解析
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 。
3.(2018课标Ⅱ,28节选,)(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是
。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有 、 。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是:
。
4.(2020江苏单科,19节选,)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下:
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,使Fe3+完全转化为Fe2+。“还原”过程中除生成Fe2+外,还会生成 (填化学式);检验Fe3+是否还原完全的实验操作是
。
考点2 铝及其化合物
5.(2020江苏单科,3,2分,)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
6.(2016海南单科,14节选,)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:
易拉罐滤液A沉淀B 产物
(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用 (填标号)。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液
c.氨水 d.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 。
三年模拟练
应用实践
1.(2020安徽芜湖高一期末,)新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,它在一定条件下完全吸氢的反应为Mg17Al12+17H2 17MgH2+12Al,得到的混合物Y(成分为MgH2、Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.合金在吸氢过程中被H2还原
C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中,也可以完全溶于足量的NaOH溶液中
D.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压下)大小顺序为VH2(铝)>VH2(镁铝合金)>VH2(镁)
2.(2021江西南昌高二开学考试,)铝铁合金可在某些航天器件中替代钛铝合金,大幅度降低成本。如下实验流程可利用废弃的铝铁合金制备聚合硫酸铁和明矾:
(1)操作Ⅰ是 。
(2)试剂X为 。
(3)写出“浸泡”过程中发生反应的离子方程式: 。
(4)已知氧化性:Cl2>H2O2>Fe3+>I2>S,则试剂Y的最佳选择是 (填字母),写出该反应的离子方程式: 。
A.H2O2 B.Cl2 C.S D.I2
(5)由KAl(SO4)2溶液制KAl(SO4)2·12H2O固体需要经过: 、
、过滤、洗涤、干燥。
迁移创新
3.(2021黑龙江省实验中学高三期中,)某化学课外小组在制备Fe(OH)2过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色。该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因,进行了实验探究。
已知:检验溶液中的亚铁离子可用K3[Fe(CN)6]溶液,Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀。
Ⅰ.甲同学猜测灰绿色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,设计并完成实验1和实验2。
(1)实验中产生红褐色沉淀的化学方程式为 。
(2)实验1中加入维生素C溶液是利用该物质的 性。
(3)实验2中加入的试剂a为 (写化学式,下同)溶液,试剂b为 溶液。实验2的现象说明甲同学的猜测 (填“正确”或“不正确”)。
Ⅱ.乙同学查阅资料得知,Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性,猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,设计并完成了实验3~实验5。
(4)依据乙同学的猜测,实验4中沉淀无灰绿色的原因为
。
(5)该小组同学依据实验5的实验现象,间接证明了乙同学猜测的正确性,则实验5的实验现象可能为
。
Ⅲ.该小组同学发现当溶液中存在Fe3+或溶解较多O2时,白色沉淀更容易变成灰绿色。经过再次查阅资料得知当沉淀形成时,若得到的沉淀单一,则沉淀结构均匀,也紧密;若有杂质固体存在时,得到的沉淀便不够紧密,与溶液的接触面积会更大。因此,当Fe(OH)2沉淀中混有Fe(OH)3时,沉淀不够紧密,与溶液接触面积更大,更容易吸附Fe2+。
(6)根据上述实验该小组同学得出结论:制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜的条件和操作为 ,并除去溶液中的Fe3+和溶解的O2。
答案全解全析
五年高考练
1.C 制备Fe(OH)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,A错误;向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,B错误;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2,C正确;I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,D错误。
2.答案 (1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+
(5)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
解析 (1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧化,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验②加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验①和③说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O。
知识拓展
实验室常用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+。在溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若有蓝色沉淀生成,则含有Fe2+。
3.答案 (2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2 CO
③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3
解析 (2)②B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,证明分解产物中有CO。③停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内气压减小,造成倒吸。④检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后利用Fe3+遇SCN-会生成红色的Fe(SCN)3的性质检验。
4.答案 (2)H2 取少量清液,向其中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色是否呈血红色
解析 (2)“酸浸”时酸过量,“酸浸”后的滤液中还含有大量H+,H+与铁粉反应生成H2;一般用KSCN溶液检验Fe3+。
5.D A项,金属铝用于制作金属制品是因为金属铝易加工,且表面形成的氧化膜有一定的防腐作用,错误;B项,冶炼铝用氧化铝作原料,是因为氧化铝熔融时能电离,错误;C项,氢氧化铝有弱碱性,可用于中和过多的胃酸,错误;D项,明矾中的铝离子在水溶液中水解生成氢氧化铝胶体,可用于净水,正确。
6.答案 (1)d (2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑
解析 (1)易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质,试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质,HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质,会引入Fe2+、Mg2+,氨水不能溶解Al;NaOH溶液可溶解Al,但不溶解Fe、Mg杂质,故应选用d。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐,主要发生反应2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。
三年模拟练
1.D 在高温下熔炼时,镁和氮气可以发生反应:3Mg+N2 Mg3N2,故A错误;合金在吸氢过程中镁元素的化合价升高,被H2氧化,故B错误;镁铝合金可以完全溶于足量盐酸中,镁与氢氧化钠不反应,不能完全溶于足量的NaOH溶液中,故C错误;假设镁、铝、镁铝合金的质量均为w g,计算分别产生H2的物质的量:
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
24 g 1 ml
w g w/24 ml
2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑
54 g 3 ml
w g w/18 ml
镁铝合金与足量的盐酸反应生成的H2的物质的量介于w/24 ml~w/18 ml之间,同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,所以同温同压下生成H2的体积由大到小的顺序为VH2(铝)>VH2(镁铝合金)>VH2(镁),故D正确。
2.答案 (1)过滤
(2)稀硫酸
(3)2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
(4)A H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O
(5)蒸发浓缩 冷却结晶
解析 由流程可知,废弃的铝铁合金加入过量氢氧化钾溶液浸泡,铝反应得到偏铝酸钾而铁不反应,过滤,滤液经一系列反应和操作生成明矾;滤渣是铁,滤渣中加入稀硫酸,稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁,加入氧化剂Y将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,得到的溶液通过一系列操作得到聚合硫酸铁。
(1)操作Ⅰ是过滤。
(2)为了最终得到聚合硫酸铁,则溶解Fe的试剂X为稀硫酸。
(3)加入过量KOH溶液浸泡时,铝与KOH溶液反应生成偏铝酸钾和氢气。
(4)已知氧化性:Cl2>H2O2>Fe3+>I2>S,为了将Fe2+氧化为Fe3+且不引入新的杂质,则试剂Y的最佳选择是H2O2,该反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O。
(5)由KAl(SO4)2溶液制KAl(SO4)2·12H2O固体需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。
3.答案 (1)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3
(2)还原
(3)K3[Fe(CN)6] KSCN 不正确
(4)NaOH溶液浓度高,反应后溶液中Fe2+浓度较小,不易被吸附在Fe(OH)2表面
(5)白色沉淀变为红褐色,中间过程无灰绿色出现
(6)向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液
解析 (1)实验1中产生红褐色沉淀是因为Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3。
(2)实验1中加入维生素C溶液是为了防止Fe2+被氧化,利用了维生素C的还原性。
(3)根据实验现象可知,①中加入试剂a出现蓝色沉淀,目的是检验Fe2+,试剂a为K3[Fe(CN)6]溶液,检验Fe3+一般使用KSCN溶液,试剂b为KSCN溶液,由于②中溶液没有变红,则不存在Fe3+,即灰绿色沉淀中没有Fe(OH)3,甲同学的猜测错误。
(4)根据资料信息,Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性,灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,而实验4中NaOH溶液浓度高,反应后溶液中Fe2+浓度较小,不易被吸附在Fe(OH)2表面,导致沉淀没有灰绿色。
(5)当实验5中的现象为白色沉淀变为红褐色,中间过程无灰绿色出现时,可说明白色沉淀上没有或很少附着有Fe2+。
(6)根据题述实验可知,当NaOH浓度高或者溶液中不存在Fe3+和O2时,制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀,其操作可以是向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液。
编号
实验操作
实验现象
实验1
向2 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液中滴0.1 ml·L-1 NaOH溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方出现白色沉淀,一段时间后变为灰绿色,长时间后变为红褐色
实验2
取实验1中少量灰绿色沉淀,洗净后加盐酸溶解,分成两份,分别置于①、②两支试管中。①中加入试剂a,②中加入试剂b
①中出现蓝色沉淀,②中溶液未变成红色
编号
实验操作
实验现象
实验3
向10 mL 4 ml·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1 FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后,部分灰绿色沉淀变为白色
实验4
向10 mL 8 ml·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1 FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后,仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀,洗净后放在潮湿的空气中

1.C
5.D
1.D