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第三章
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考点一：铁及其化合物性质的实验探究
1．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( )
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
【解析】选C。由于在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，因此甲、乙两同学的观点均正确；铁与水不反应，与水蒸气在高温下反应，丙同学的观点错误；用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，丁同学的观点正确。
2．某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如图探究：
(1)装置的连接顺序为a→______ →_______→_______→_______ →b→c→f。
(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，这样做的优点是________________________________________________________。
(3)反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如图实验：
试剂X中溶质的化学式为________________________________________；
固体产物的成分可能为__________(填字母)。
A．Fe和FeCl3
B．FeCl2和FeCl3
C．Fe、FeCl2和FeCl3
D．Fe和FeCl2
(4)加入少许植物油的作用是_____________________________________，
加入新制氯水后溶液红色加深的原因：_________________________ (用离子方程式表示)。
【解析】(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂，碱石灰具有碱性而吸收氯气，饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺序为a→g→h→d→
e→b→c→f。(2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟，冷却易生成固体，导管口较细，易堵塞，所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。(3)Fe3＋用KSCN溶液检验，Fe3＋和KSCN反应使溶液呈红色，所以试剂X为KSCN溶液；固体和氯气反应时可能没有完全反应，导致Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁，固体中成分为Fe和FeCl3，A选项正确。(4)Fe2＋不稳定而易被氧化，所以植物油的作用是隔绝空气防止Fe2＋被氧化；Fe2＋被氯气氧化生成Fe3＋，从而增大Fe3＋浓度，Fe3＋、SCN－反应生成Fe(SCN)3，溶液颜色加深，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：(1)g h d e (2)防止堵塞 (3)KSCN A
(4)隔绝空气，防止Fe2＋被氧化 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
考点二：铝及其化合物的性质
3．美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质，有关说法不正确的是( )
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小
【解析】选D。金属性：Na>Al；铝钠合金投入水中发生反应：2Na＋2H2O
===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)；铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯化铜溶液反应有铜析出；铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 mol氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到的氢气越多。
4．美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。下列有关该工艺的说法错误的是( )
A．氧化铝电解生成氧气和铝过程中，Al为氧化产物
B．铝镓合金可以循环使用
C．铝镓合金与水反应的化学方程式为
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
D．总反应式为2H2O2H2↑＋O2↑
【解析】选A。氧化铝电解生成氧气和铝的过程中，Al元素由＋3价变为0价，化合价降低发生还原反应，Al应为还原产物，故A错误。根据题意可知B、C、D均正确。
考点三：合金的性质
5．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不易采取这种方法制取的是( )
金属 Na Mg Al Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1 535
沸点/℃ 883 1 090 2 467 2 750
A.Fe Al合金 B．Na Al合金
C.Na Fe合金 D．Mg Al合金
【解析】选C。要形成合金，必须满足各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已变为气态，所以铁和钠用加热熔化的方法不能形成合金。
6．某课外活动小组，收集了一种合金进行研究：
(1)外观暗灰色，表皮光滑；
(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的一定质量的金属，放入足量稀硫酸中，收集到标准状况下氢气9.96 L；
(4)另取与(3)等质量的刮去表皮的金属，放入足量氢氧化钠溶液中，也收集到标准状况下氢气9.96 L。
试据此判断，合金中含有的成分是( )
A.Cu，Fe B．K，Na
C.Cu，Al D．Zn，Mg
【解析】选C。灼烧，火焰呈绿色说明合金中含有铜。合金熔化，但不滴落，且等量合金与足量的稀硫酸和足量的氢氧化钠溶液反应都产生相同量的氢气，说明含有铝。
考点四：物质的量在化学方程式中的应用
7．在托盘天平两盘上分别放有盛有等质量的足量稀盐酸的烧杯，调整天平至平衡。向左边烧杯中加入10.8 g镁条，向右边烧杯中加入10.8 g铝条(两金属外形相同，表面均经过砂纸打磨处理)。反应过程中指针偏转情况正确的是( )
A.先偏左，最后偏右
B.先偏右，最后偏左
C.先偏左，最后平衡
D.先偏右，最后平衡
【解析】选B。开始镁反应的速度快，产生的氢气多，指针偏向铝；金属与酸反应产生氢气质量与反应转移电子数数值相等，稀盐酸是足量的，金属完全反应，10.8 g镁条产生的氢气×2＝0.9 g，而10.8 g铝产生的氢气×3＝
1.2 g，铝产生氢气多，右盘增重小，指针最后偏向于镁，B选项正确。
8．将铝投入一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol的电子发生转移，则参加反应的NaOH的物质的量为( )
A. mol B．1 mol
C.2 mol D． mol
【解析】选D。铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol，根据
2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 2 mol
mol n(NaOH)
得n(NaOH)＝ mol。
9．(2021·天津和平区高一检测)铁、铜混合粉末7.2 g加入100 mL 1.0 mol·L－1
FeCl3溶液中，完全反应后(溶液体积的变化忽略不计)，剩余固体质量为4.2 g。下列有关说法正确的是( )
A.剩余固体有铁和铜
B.原固体混合物中铜的质量是3.0 g
C.完全反应后，溶液中c(Fe2＋)＝1.25 mol·L－1
D.完全反应后，转移电子的物质的量为0.2 mol
【解析】选C。铁的还原性强于铜，把其加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是0.1 mol，设铁离子只与铜反应消耗铜的质量为m1，只与铁反应消耗铁的质量为m2，
Cu ＋ 2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
64 g 2 mol
m1 0.1 mol
Fe＋ 2Fe3＋===3Fe2＋
56 g 2 mol
m2 0.1 mol
＝，得m1＝3.2 g，
＝，
解之得m2＝2.8 g，
而溶解的金属质量是7.2 g－4.2 g＝3 g，由2.8 g＜3 g＜3.2 g，则两种金属都参与反应，Fe3＋完全反应，剩余的金属是铜；
列方程进行计算，设反应的铜的物质的量是n1，反应的铁的物质的量是n2
质量守恒：64n1＋56n2＝3 g
得失电子守恒：n1＋n2＝0.05 mol
解之得n1＝0.025 mol，
n2＝0.025 mol，
A.剩余固体全部是铜，故A错误；
B.反应的铜的质量为0.025 mol×64 g·mol－1＝1.6 g，原固体混合物中铜的质量是4.2 g＋1.6 g＝5.8 g，故B错误；
C.完全反应后，溶液中c(Fe2＋)＝ mol·L－1＝1.25 mol·L－1，故C正确；
D.完全反应后，转移电子的物质的量为0.1 mol，故D错误。
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1．(2020·湖北合格考)我国古文献《淮南万毕术》中，描述湿法炼铜的方法为“曾青得铁则化为铜”，该反应中铁元素的化合价( )
A．不变 B．降低 C．升高 D．无法判断
【解析】选C。铁从硫酸铜溶液中置换出铜，铁元素的化合价升高。
2．(2020·湖北合格考)2019年，中国科学院的科学家在超高压、高温条件下成功获得了“金属氢”。下列关于“金属氢”的说法错误的是( )
A.具有良好的导电性 B．具有强还原性
C.是一种绿色高能燃料 D．不具有金属光泽
【解析】选D。根据信息，金属氢应具有类似金属的性质，应具有金属光泽。
3．(2020·山东合格考)化合物A、B、C、D均含同一种元素；E是一种重要的化工原料，常温、常压下为黄绿色气体。各物质之间的转化关系如图所示：
回答下列问题：
(1)A的化学式为____________；B的颜色为________。
(2)B→C的化学方程式为____________________________________。
(3)检验D中阳离子的试剂为________(填化学式)。
(4)A＋E―→D的离子方程式为__________________。
【解析】E为黄绿色气体，则E为氯气；C为红褐色沉淀，则C为Fe(OH)3，A、B、C、D含同种元素，结合转化关系图可知A为FeCl2，B为Fe(OH)2，是一种白色沉淀；D为FeCl3，可用KSCN溶液检验。A＋E―→D的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：(1)FeCl2 白色
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)KSCN
(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
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1．(2019·天津高考)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )
A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D.无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
【解析】选C。废气中的氯气能被FeCl2溶液吸收生成FeCl3，铁屑再与FeCl3溶液反应得FeCl2溶液，A正确；铝中加适量的锂，可以制得低密度的合金，B正确；盐碱地含碳酸钠使土壤呈碱性，施加熟石灰，碱性增强，C错误；根据钴化合物的颜色变化，可以用来判断硅胶是否吸水，D正确。
2．(2019·全国卷Ⅱ)下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是( )
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Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2
【解析】选C。金属活泼性Zn>Cu，CuSO4溶液中加入足量Zn粉，置换出铜单质，溶液蓝色消失，A正确；久置的澄清的石灰水会与空气中的CO2发生反应生成难溶于水的CaCO3，B正确；Na2O2在空气中放置，会与空气中的CO2和水蒸气反应，最终生成Na2CO3，C错误；向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液，Mg(OH)2逐渐转化为Fe(OH)3红褐色沉淀，D正确。
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