人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料综合与测试同步练习题

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同步练习题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章 学业质量标准检测


(90分钟，100分)


一、选择题(每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)


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( D )


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＋CaCO3===Ca(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：真金不怕火炼这句话的意思是：金单质的化学性质稳定，在通常的高温下不易与其它物质发生化学反应，且单质金的熔点不是很高，低于铁或铜的熔点，故D错误。


2．下列各组反应，最终一定能得到白色沉淀的是( D )


A．向CaCl2溶液中通入CO2


B．向CuSO4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：碳酸酸性比盐酸的弱，CaCl2溶液中通入CO2不反应，A错；CuSO4溶液中加入NaOH溶液得蓝色沉淀，B错；FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液，在空气中先生成白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变为红褐色，C错；MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液生成白色Mg(OH)2沉淀，D正确。


3．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 )


A．24 gB．32 g


C．21 gD．16 g


解析：设需氧气质量为x g，


4Fe＋3O2===2Fe2O3


224 96


56 g x g


eq \f(224,56)＝eq \f(96,x)，解得x＝24


故选A。


4．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( C )





解析：氯气将FeCl2氧化为FeCl3，不能除去FeCl3，A错；Fe与FeCl3和CuCl2都反应，B错；NaOH溶液与Al反应，与Fe不反应，C正确；Na2SO4溶液和Na2CO3溶液都与BaCl2溶液反应，D错。


5．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为( C )


A．铁的纯度越高，熔点越低


B．合金的熔点比其成分物质的熔点高


C．形成了铁碳合金，所以熔点变低


D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应


解析：合金的熔点比成分金属的低。


6．下列说法错误的是( C )


A．钠在空气中燃烧最后所得产物为Na2O2


B．镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜，保护了里面的镁，故镁不需和钠一样进行特殊保护


C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼


D．铁在潮湿的空气中因生成的氧化物很疏松，不能保护内层金属，故铁制品往往需涂保护层


解析：铝因易与O2反应生成致密的氧化物保护膜而耐腐蚀，我们日常用的铝制品常采用特殊工艺将氧化膜变厚，保护作用更好，并不是铝不活泼。


7．下列实验的现象或表述正确的是( B )


A．铁的氧化物在空气中都较稳定


B．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可


C．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁


D．向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液，煮沸后即得红棕色Fe(OH)3胶体


解析：FeO不稳定，A错误；制备氢氧化亚铁时，用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液后，把胶头滴管插入硫酸亚铁溶液的底部，不能搅拌，否则会带入氧气，看不到白色的氢氧化亚铁，C错误；向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，D错误。


8．下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是( C )


A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4


B．澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O


C．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2===2Na2O＋O2↑


D．向FeCl3溶液中滴加几滴NaOH溶液出现红褐色沉淀FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl


解析：Zn比Cu活泼，过量的Zn能将CuSO4溶液中的Cu全部置换出，溶液蓝色消失，A项正确；Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成难溶性的CaCO3沉淀，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，B项正确；Na2O2在空气中放置后，可与空气中的CO2和H2O发生反应，可理解为Na2O2先和H2O反应，则第一步反应为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，第二步反应为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，最终变为Na2CO3，C项错误；FeCl3可与NaOH发生复分解反应，生成红褐色沉淀氢氧化铁，D项正确。


9．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( B )


A．1∶1 B．3∶4


C．2∶3 D．4∶3


解析：根据电子守恒分析：等量的铁与足量的盐酸和水蒸气反应失去的电子数比为2∶eq \f(8,3)，即3∶4，则相同的条件下，产生氢气的体积比为3∶4。


10．将10 g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( B )


A．生铁B．高碳钢


C．中碳钢D．低碳钢


解析：n(CaCO3)＝eq \f(1.4 g,100 g·ml－1)＝0.014 ml，


由碳元素守恒，得铁碳合金中碳单质的物质的量也为0.014 ml，m(C)＝0.014 ml×12 g·ml－1＝0.168 g，


故w(C)＝eq \f(0.168 g,10 g)×100%＝1.68%，


所以该铁碳合金属于高碳钢。


二、选择题(每小题3分，共18分，每小题有1个或2个选项符合题意)


11．11.6 g Fe3O4加到100 mL某浓度的盐酸中，再加入9.8 g铁粉，反应停止时，溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液，未见颜色变化，为了中和过量的盐酸(不考虑盐酸的挥发)，且使铁完全转化成Fe(OH)2，共消耗5.0 ml·L－1 NaOH溶液160 mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为( D )


A．2 ml·L－1B．4 ml·L－1


C．6 ml·L－1D．8 ml·L－1


解析：由题意可知，经过一系列反应后，最终得到的物质是Fe(OH)2和NaCl，根据元素守恒得：c(HCl)×V(HCl)＝c(NaOH)×V(NaOH)，c(HCl)＝5.0 ml·L－1×eq \f(160 mL,100 mL)＝8 ml·L－1。


12．下表中对离子方程式书写的评价正确的是( AB )





解析：A项离子方程式应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；B项离子方程式应为2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，B项中对离子方程式书写的评价正确；C项离子方程式正确，其评价错误；D项，一水合氨不能拆写成离子形式，其评价错误。


13．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( C )


A．2∶1B．1∶2


C．1∶3D．1∶4


解析：因氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入适量的铁粉，使溶液中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比变为1∶2∶4，说明Fe3＋有剩余，则Cu2＋没有参加反应，加入Fe粉仅与Fe3＋反应，设原混合溶液中Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量分别为3 ml、2 ml、1 ml，由反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，可知Fe3＋的物质的量减2 ml，则消耗1 ml Fe粉，生成3 ml Fe2＋，正好满足题目要求，故参加反应的Fe粉与原溶液中Fe3＋物质的量之比为1∶3。


14．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( AB )


A．反应中消耗的HCl为0.09 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：n(消耗HCl)＝0.2 L×5 ml·L－1－0.2 L×4.6 ml·L－1＝0.08 ml，A错误；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。


15．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( BC )


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∶2


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：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正确；由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋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。


16．28 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( B )


A．36 gB．40 g


C．80 gD．160 g


解析：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。


三、非选择题(本题包括5小题，共52分)


17．(10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__用于制电线或实验室制氢气等(合理即可)__。


(2)该金属的活动性比铜__强__(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：__该金属的活动性比铁强__；


②验证方法：__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实验现象：__都有气泡放出，被测金属产生气泡更快__；


④实验结论：__被测金属的活动性比铁强__。


18．(10分)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__Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－__。


(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__Fe2＋、Cl－__，可能存在的金属粉末有__Fe、Cu(或Cu)__。


(3)若加入的金属全部溶解，则溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝__1∶5__。


(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(按反应顺序填空)__Fe、稀盐酸、新制氯水__。


解析：还原性：Fe>Cu，故Fe3＋优先与Fe反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后与Cu反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋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＋2HCl===FeCl2＋H2↑；过滤后，得到Cu，再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。


19．(10分)(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：


__3__FeS2＋__8__H＋＋__2__NOeq \\al(－,3)===__3__Fe2＋＋__6__S＋__2__NO↑＋__4__H2O


在上述氧化还原反应方程式中还原剂为__FeS2__。


(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__C__(填字母)





A．④和⑤B．只有③


C．③和④D．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__Fe2＋__，此反应的离子方程式：__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__。


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＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。


20．(10分)固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验：





请回答：


(1)由现象1得出化合物X含有__O__元素(填元素符号)。


(2)固体混合物Y的成分__Cu和NaOH__(填化学式)。


(3)X的化学式__NaCuO2__。


X与浓盐酸反应产生黄绿色气体，固体完全溶解，得到蓝色溶液，该反应的化学方程式是__2NaCuO2＋8HCl===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O__。


21．(12分)阅读下列材料后，回答相应问题。


铁在地壳中分布较广，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eq \(――→,\s\up7(通Cl2滴KSCN溶液))溶液呈红色(证明含有Fe2＋)，你认为此方案是否合理？若不合理，要检验Fe2＋应如何操作？


答案：(1)还原性 (2)铁粉


(3)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋


(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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＋。


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＋＋Cl2===2Fe3＋＋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＋。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
选项
化学反应或离子方程式
评价
A
将铜屑加入含Fe3＋的溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
正确
B
Na2O2与H2O反应：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
错误，氧元素不守恒
C
NaOH溶液与氧化铝反应：Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
错误，产物应该是Al(OH)3
D
向FeCl3溶液中滴加足量氨水：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
正确
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