高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第2课时练习

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第2课时练习，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)
1.(2021·杭州高一检测)许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的还原性铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法正确的是( )
A．还原性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应
B．富脂食品长时间放置易被还原
C．变质的还原性铁粉溶入稀盐酸中得到的溶液可以腐蚀铜制线路板
D．如果在包装盒内放入Fe2(SO4)3，也可起到与铁粉同样的作用
【解析】选A。长时间放置的铁粉变成Fe2O3，铁元素的化合价升高，可知铁粉发生了氧化反应，A项正确；由题给信息可推知富脂食品易被空气中的氧气氧化，B项错误；变质的还原性铁粉中同时含有Fe粉和Fe2O3，当Fe2O3过量时，溶于稀盐酸会得到含有Fe2＋和Fe3＋的溶液，此时可以腐蚀铜制线路板，当Fe粉过量时，得到只含有Fe2＋的溶液，不能腐蚀铜制线路板，C项错误；Fe2(SO4)3中铁元素为＋3价，不能被O2氧化，D项错误。
【补偿训练】
下列关于铁及其化合物的性质叙述错误的是( )
A．补血剂中含有＋3价铁元素
B．铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料
C．Fe2O3常用于制造红色油漆和涂料
D．保存氯化亚铁溶液时，应加少量铁粉
【解析】选A。亚铁血红蛋白输送氧气，缺铁导致营养性贫血，所以补血剂中含有＋2价铁元素，故A错误；铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料，故B正确；Fe2O3呈红色，不易被氧化，常用于制造红色油漆和涂料，故C正确；FeCl2易被氧化，故保存时应加铁粉来防氧化，故D正确。
2．(2021·汕头高一检测)下列有关物质检验的说法正确的是( )
A．用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
B．取少量待测液于一试管中，先滴入几滴KSCN溶液，溶液不变红色；再滴入几滴新制氯水，溶液变红色，说明待测液中有Fe2＋而没有Fe3＋
C．为了检验菠菜中的铁元素，可先将菠菜灼烧、溶解、过滤，然后取少量滤液于一试管中，先加入过量双氧水，再滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色
D．为检验一碱性洗涤液中是否含有Cl－，可取少量洗涤液于一试管中，滴入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有沉淀产生，说明洗涤液中还含有Cl－
【解析】选B。亚铁离子、氯离子在酸性条件下均能被高锰酸钾氧化，则不能确定是否含Fe2＋，故A错误；滴入几滴KSCN溶液不显红色，可知不含铁离子，再滴几滴新制的氯水，变为红色，可知亚铁离子被氧化为铁离子，则原溶液中有Fe2＋而没有Fe3＋，故B正确；将菠菜灼烧，菠菜中的铁元素会转化为氧化铁，加水不溶解，所以应该加硝酸溶解，或加稀硫酸和双氧水，然后再滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色，故C错误；Cl－、Br－、I－等离子均能与硝酸银反应生成难溶于硝酸的沉淀，所以滴入几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有沉淀产生，不能说明洗涤液中还含有Cl－，故D错误。
【补偿训练】
证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．只需滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色
【解析】选C。先滴加氯水，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液中不含Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中是否含有Fe3＋，故A错误；只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法验证Fe2＋存在，故B错误；KSCN与Fe3＋反应使溶液显红色，与Fe2＋不反应，故无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋，滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，故C正确；加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色，只能证明溶液中含有Fe2＋，无法证明是否含有
Fe3＋，故D错误。
3．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
【解析】选D。要实现Fe3＋→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
4．(2021·扬州高一检测)要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe2＋(且未被氧化)，最好的方法是( )
A．加入NaOH溶液
B．先加入KSCN溶液再加氯水
C．先加氯水再加KSCN溶液
D．加入锌片
【解析】选B。KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2＋作用无此现象，故先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋；再加入氯水，溶液显红色，说明溶液中有Fe3＋生成，进而说明原溶液中含有Fe2＋，故鉴定某溶液中含有Fe2＋，最好的方法是先加入KSCN溶液再加氯水。
5．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，其中实验方案设计错误的是( )
A．只有④ B．只有③
C．③④ D．③④⑤
【解析】选C。实验③中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，体现的是Cl－的性质。
6．(2021·茂名高一检测)下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，正确的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为红褐色
C．Fe3＋具有还原性，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
【解析】选A。Fe2＋的水溶液为浅绿色，A正确；Fe3＋的水溶液为黄色，氢氧化铁沉淀或胶体才是红褐色，B错误；Fe3＋是铁元素的高价状态，具有强氧化性，C错误；Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液立即出现红色，而不是沉淀，D错误。
二、非选择题(本题共1小题，共15分)
7．(2021·大连高一检测)绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)证明绿矾已被氧化的实验操作为_____________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________；
(2)证明绿矾已完全被氧化的实验操作为__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________；
(3)使用绿矾溶液时，防止被氧化的措施为________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3＋，有Fe3＋存在即可说明绿矾样品已被氧化，Fe3＋可使硫氰化钾溶液变为红色。
(2)Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色，若溶液不褪色，说明溶液中没有Fe2＋，则证明绿矾样品完全被氧化。
(3)为防止Fe3＋的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，加入铁粉后Fe3＋与铁反应生成Fe2＋。
答案：(1)取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若观察到溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化
(2)取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若观察到溶液不褪色，则证明绿矾样品完全被氧化
(3)向溶液中加入适量铁粉
应用实践 共35分
一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)
8．(2021·芜湖高一检测)《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是( )
A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨
B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦
C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦
D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩
【解析】选B。将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①、②和⑨都能用到，故A不符合题意；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，故B符合题意；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，④、⑤和⑦都能用到，故C不符合题意；检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的实验用品有试管、KSCN溶液、胶头滴管等，③、⑧和⑩都能用到，故D不符合题意。
【补偿训练】
某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．步骤①研磨时需要在研钵中进行
B．步骤②加入氨水的作用是将Fe2＋完全沉淀
C．步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重
D．每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
【解析】选B。步骤①是将补血剂磨成细粉，便于溶解，研磨时需要在研钵中进行，A正确；步骤②中加入过氧化氢是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后用过量氨水将Fe3＋完全沉淀为红褐色氢氧化铁，B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，C正确；w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂中含铁元素的质量为 eq \f(w g×\f(112,160),10) ＝
0.07w g，D正确。
9．(2021·深圳高一检测)某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
【解析】选D。加入NaOH溶液，开始时产生白色沉淀，则原溶液中一定不含有Fe3＋，最后沉淀变成红褐色，则一定含有Fe2＋，不能确定是否含有Mg2＋。
10．(2021·潍坊高一检测)已知：①绿茶中含有大量的鞣酸；②鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据实验流程分析，下列叙述错误的是( )
A．绿茶水与FeSO4反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色
B．维生素C可将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁
C．④中发生的反应有2个
D．服用补铁剂时不能喝绿茶
【解析】选C。鞣酸亚铁溶液为无色，鞣酸铁溶液为蓝黑色，在绿茶水中加入FeSO4，出现蓝黑色，说明鞣酸亚铁易被氧气氧化，A正确；向蓝黑色溶液中加入维生素C，溶液由蓝黑色恢复原色，说明维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁，表现还原性，B正确；④中发生的反应有维生素C、Fe2＋被H2O2氧化、
Fe3＋与SCN－的络合反应等，反应不止2个，C错误；因为绿茶水中的鞣酸与补铁剂中的Fe2＋反应生成鞣酸亚铁，鞣酸亚铁不稳定，易被氧化为鞣酸铁，故服用补铁剂时不能喝绿茶，D正确。
11．(2021·珠海高一检测)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25 nm)的流程示意图如图：
下列叙述错误的是( )
A．步骤①中，生成车间要禁止烟火
B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．步骤④中H2O2应该过量
D．步骤⑤中，为验证得到的固体是纳米态Fe3O4粒子，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验
【解析】选C。步骤①中铁与盐酸会反应放出氢气，因此生成车间要禁止烟火，故A正确；滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故B正确；步骤④中，过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化＋2价的铁，因此步骤④中H2O2不能过量，故C错误；纳米态Fe3O4的平均直径25 nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，故D正确。
二、非选择题(本题共1小题，共15分)
12．(2021·鹰潭高一检测)金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，有CuCl2和FeCl2生成。如图是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图：
请回答下列问题。
(1)实验室中，检验溶液中存在Fe3＋的试剂是__________，证明Fe3＋存在的现象是________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式：_____________________。
(3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式：
①__________，②__________，④__________。
(4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为______________________________。
【解析】废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3，向废液中加入过量Fe，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，然后过滤，滤液中含有FeCl2，滤渣中含有Cu、Fe，向滤渣中加入过量盐酸，Fe溶解，Cu不溶解，然后过滤得到金属单质Cu，滤液中含有FeCl2，向含有FeCl2滤液中通入过量Cl2，发生的离子反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，从而得到FeCl3溶液。
(1)Fe3＋和KSCN溶液混合生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色，可以用KSCN溶液检验Fe3＋。
(2)氯化铁具有氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成氯化亚铁，离子反应方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(3)通过以上分析知，①②④分别是Fe、FeCl2、HCl。
(4)FeCl2与Cl2发生氧化还原反应生成FeCl3，化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
答案：(1)KSCN溶液 溶液变成红色
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)Fe FeCl2 HCl
(4)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
迁移创新 共20分
非选择题(本题共1小题，共20分)
13．(2021·福州高一检测)Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
回答下列有关问题：
Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可选用________(选填字母)。
a．Cl2 b．Fe c．Cu d．KMnO4
Ⅱ.硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时可以用于制造补血药物，但具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的糕点的情况，设计了如图所示实验方案：
(1)该同学在实验中加入了过量新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，现对褪色原因进行探究(已知SCN－有还原性)。
【提出假设】
假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态；
假设2：_________________________________________________________。
【设计方案】
(2)为了对你所提出的假设2进行验证，实验方案是_________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】Ⅰ.要使产物纯净，必须使物质间发生反应后，没有杂质生成；氯气有氧化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有氯离子生成，没有杂质生成，故a正确；铁与铁离子反应生成二价铁离子，不引入其他杂质，故b正确；铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子，引入了铜离子杂质，故c错误；酸性高锰酸钾氧化亚铁离子时，产物会有钾离子、锰离子引入，不符合产物纯净的要求，故d错误；故选ab。
Ⅱ.(1)实验中加入了过量的新制氯水，放置一段时间后，发现红色褪去，说明Fe(SCN)3的浓度逐渐减小。而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，故可能是溶液中的Fe3＋被Cl2氧化为更高的价态，也可能是由于SCN－具有还原性，Cl2是一种强氧化剂，SCN－被过量的新制氯水氧化，导致红色褪去。(2)假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，则只要向褪色后的溶液中加入过量KSCN溶液，溶液出现红色，说明假设2成立；若溶液不出现红色，说明假设2不成立。
答案：Ⅰ.ab
Ⅱ.(1)SCN－被过量的新制氯水氧化
(2)取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明假设2成立；若溶液不变为红色，则假设2不成立