专题9质量检测卷
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1．在电影《我和我的祖国》之《前夜》中有一场景，升旗杆上阻断球锈断，林治远工程师向原材料中加入铬和镍形成不锈钢，赶制出新的阻断球。不锈钢是常见的合金。关于合金，下列说法不正确的是( )
A．多数合金熔点低于其组分中任意一种组成金属的熔点
B．人类使用最早的合金是青铜
C．钠钾合金是原子反应堆的导热剂
D．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
2．类比法是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是( )
A．已知Fe与S能直接化合生成FeS，推测Cu和S可直接化合生成CuS
B．已知Fe与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应
C．已知Cu与Cl2能直接化合生成CuCl2，推测Fe与Cl2可直接化合生成FeCl2
D．已知Al能与O2生成致密氧化膜保护金属，推测Fe也与O2生成氧化膜保护金属
3．有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．烧煮开水 B．盛放食醋
C．用碱水洗涤 D．用金属丝擦表面的污垢
4．钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )
A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
5．将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是( )
A．加入足量的铁粉后的FeCl3溶液
B．铁丝在足量氯气中燃烧后所得产物的水溶液
C．长期暴露在空气中的绿矾溶液
D．加入新制氯水后的FeCl2溶液
6．“嫦娥四号”月球探测器于2019年1月3日实现人类首次月背登陆。“嫦娥四号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是( )
A．生铁属于合金
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
C．一般合金的熔点比各成分金属的低
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
7．查阅以下有关焊锡(锡和铅)和武德合金(铅、铋、锡、镉)组成的合金熔点数据，你能得出的结论是( )
纯金属 合金
铅 镉 铋 锡 焊锡合金 武德合金
熔点/℃ 327 321 271 231 187 70
A.焊锡的熔点比锡和铅的熔点低
B．焊锡的熔点比锡和镉的熔点低
C．焊锡的熔点比锡和铋熔点低
D．焊锡的熔点比铅、镉、铋和锡的熔点都低
8．某无色透明溶液放入铝片后有氢气产生。向此溶液中加入下列物质，该物质一定不能在溶液中大量存在的是( )
A．NH4Cl B．NaHCO3
C．Cu(NO3)2 D．K2S
9．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示，下列说法正确的是( )
A.铝球表面有气泡产生，溶液中有白色沉淀生成；杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出；溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的碱性增强
10．把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是( )
A．7∶2 B．3∶2
C．2∶3 D．2∶7
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．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．铝钠合金是化合物
B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，会有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出的H2越多，则铝的质量分数越小
12．将铁和氧化铁的混合物15 g，加入150 mL稀硫酸中，在标准状况下放出氢气1.68 L，同时铁和氧化铁均无剩余。向溶液中滴入硫氰化钾溶液，未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，而且使铁完全转化成Fe(OH)2，共消耗3 mol·L－1的氢氧化钠溶液200 mL，原硫酸溶液的浓度是( )
A．1.5 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．2.5 mol·L－1 D．3mol·L－1
13．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具有氧化性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Zn具有还原性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 Fe3＋＋Fe===2Fe2＋ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 棕黄色溶液变成蓝色溶液 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有还原性
14.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( )
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂
D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
15．有一铁粉和氧化铜的混合物6.96 g，进行如下实验：
根据实验所得数据，关于混合物相关说法正确的是( )
A．生成气体质量为0.2 g
B．原混合物中铁的质量分数无法计算
C．实验中反应的H2SO4质量为10.78 g
D．原混合物中铜元素的质量不一定为0.64g
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题：本题包括5小题，共60分。
16．(12分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3。写出焙烧过程主要反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)试剂X是(写化学式)_____________________________________________________。
(3)设计实验检验还原得到的溶液是否达标：________________。
(4)从还原得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作是_________________
________________________________________________________________________。
(5)可以用标准浓度的酸性KMnO4溶液来测定产品中FeSO4的纯度，反应中KMnO4被还原成Mn2＋。反应的离子方程式为 ________________________________。
(6)某种工业品中含有FeSO4和Fe2(SO4)3。通过元素分析得知其中铁元素和硫元素的物质的量之比n(Fe)∶n(S)＝1∶1.2 ，此工业品中FeSO4的物质的量分数为________。
17．(12分)下表是某种常见金属的部分性质：
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 2.7 g·cm－3 660.4 ℃ 良好 良好 良好
将该金属投入到稀盐酸中，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____________________。
(2)该金属的活动性比铜__________(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______________________________________________________________；
②验证方法______________________________________________________________；
③实验现象______________________________________________________________；
④实验结论______________________________________________________________。
18．(12分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)向操作①的滤液中滴加KSCN 溶液后变为红色，则该滤液中含有________(填离子符号)。
(2)操作②中反应的离子方程式：__________________________________。
(3)操作③中反应的离子方程式：________________________________。
(4)操作④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为______g。(用含a的代数式表示)
19．(12分)某研究小组利用如图所示的装置，进行CO还原Fe2O3的实验(固定装置略)。
(1)装置B中发生的化学方程式______________________。装置C的作用是____________________。
(2)用酒精喷灯对装置D加热，得到灰黑色粉末。用黑色粉末进行以下实验：
步骤 操作 现象
1 取灰黑色粉末加入稀硫酸 溶解，有气泡
2 取步骤1中溶液，滴加NaOH溶液后，在空气中，搅拌放置 白色沉淀最终变为红褐色
3 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 无现象
4 向步骤3溶液中滴加新制氯水至过量 先变红，后褪色
①得到的灰黑色粉末一定有________________(填写化学式)。
②步骤2中“白色沉淀最终变为红褐色”的化学反应方程式为________________。
③步骤4中，溶液变红的原因为____________________；溶液褪色可能的原因____________________；验证上述原因的实验操作方法为____________________________。
(3)上述装置，从实验安全考虑，需要采取的改进措施是___________________________。
20．(12分)A、D是生活中常见的金属单质，B、C、E、F、G、H是中学常见的6种化合物，反应①可用于焊接钢轨，相关物质间的关系如下图所示。
(1)H的化学式是________________。
(2)反应①的化学方程式是______________________________。
(3)反应②的离子方程式是____________________________。
(4)检验F溶液中金属阳离子的操作和现象是__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)H转化为G的实验现象是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)为了更清楚地观察到生成H的现象，使F的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是________。(填下图字母)
专题9质量检测卷
1．答案：D
解析：A.一般来说，合金熔点低于其成分金属的熔点，硬度比成分金属大，A正确；B.人类使用最早的合金，是易于从自然界取得、性质不太活泼的金属混合物，青铜是人类使用最早的合金，B正确；C.钠钾合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂，C正确；D.目前世界上使用量最大的合金是铁碳合金，D不正确。故选D。
2．答案：B
解析：A.硫具有弱氧化性，能将变价金属氧化为低价态，所以Cu和S反应生成Cu2S，故A错误；B.在金属活动性顺序表中，活泼的金属能置换出不活泼的金属，金属活动性Fe＞Cu＞Ag，所以Fe与AgNO3溶液也能反应生成Ag，故B正确；C.铁单质还原性强，和强氧化剂Cl2反应生成高价化合物FeCl3，故C错误；D.Al与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，Fe与O2反应生成疏松的氧化物，不能保护金属，故D错误。故答案为B。
3．答案：A
解析：A.铝表面很容易形成致密的氧化铝氧化膜，与热水不反应，选项A正确；B.铝能与酸反应，不能用于盛放食醋，选项B错误；C.金属铝能和碱反应，不能用碱水洗涤，选项C错误；D.铝制品表面有一层致密的氧化薄膜，可以起到保护作用，若用金属丝擦表面的污垢，会破坏保护膜，不可取，选项D错误。答案选A。
4．答案：A
解析：A.保险丝应该用熔点比较低的金属材料做，而钛及其合金熔点高，不适合做保险丝，故A错误；B.因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于制造航天飞机，故B正确；C.因为钛合金与人体有很好的“相容性”，所以可用来制造人造骨，故C正确；D.因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于家庭装修，做钛合金装饰门，故D正确。答案选A。
5．答案：A
解析：将KSCN加入溶液中，溶液不显红色，说明溶液中无Fe3＋。
A．发生的反应为Fe＋2FeCl3===3FeCl2，铁粉过量，溶液中无Fe3＋，A符合题意；B.铁丝在足量氯气中燃烧得到的FeCl3溶于水后得到FeCl3溶液，加入KSCN溶液会显红色，B不符合题意；C.溶液中的Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe3＋，加入KSCN溶液会显红色，C不符合题意；D.发生的反应为Cl2＋2FeCl2===2FeCl3，加入KSCN溶液会显红色，D不符合题意。故本题答案为A。
6．答案：B
解析：A.生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，故A正确；B.合金的化学性质一般与各成分金属的化学性质相同，故B错误；C.一般地，合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，故C正确；D.不同的合金具有不同的性能，改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金，故D正确。故答案选B。
7．答案：A
解析：A.从表中数据可以看出，焊锡的熔点比锡和铅的熔点低，正确；B.镉不是焊锡的成分金属，与焊锡的熔点无关，错误；C.铋不是焊锡的成分金属，与焊锡的熔点无关，错误；D.镉、铋不是焊锡的成分金属，与焊锡的熔点无关，错误。故选A。
8．答案：B
解析：A.若溶液为碱性环境，铵根离子和氢氧根离子反应生成氨水，故不能共存；若溶液为酸性环境，则可以共存，A不符合题意；B.NaHCO3可电离出自由移动的碳酸氢根离子，均能与氢离子和氢氧根离子反应，故一定不能共存，B符合题意；C.若溶液为碱性环境，氢氧根离子与铜离子会生成氢氧化铜沉淀，不能共存，酸性环境可以共存，故C不符合题意；D.无论溶液为酸性或碱性环境，K2S均可以共存，D不符合题意。答案选B。
9．答案：B
解析：A.左烧杯中发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，不生成沉淀，故A错误；B.左烧杯中发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，右烧杯中发生Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，观察到铝球表面有气泡产生，溶液澄清，而铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，由反应可知左烧杯中Al的质量变小，右烧杯中Fe球上生成Cu质量变大，杠杆右边下沉，故B正确；C.由选项B的分析可知，反应后去掉两烧杯，杠杆不能平衡，故C错误；D.右边球上生成Cu，球上出现红色，而左边溶液中消耗NaOH，则c（OH－）减小，碱性减弱，故D错误。故选B。
10．答案：D
解析：根据反应①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，铁溶解，固体质量减少，根据反应②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋可知，铁溶解，铜析出，固体质量增加，而反应结束后，称得剩余固体质量与所加铁屑的质量相等，则反应①中固体减少的质量与反应②中固体增加的质量相等，即56 g·mol－1×＝（64 g·mol－1－56 g·mol－1）×n（Cu2＋），得n（Fe3＋）∶n（Cu2＋）＝2∶7，故n（FeCl3）∶n（CuCl2）＝2∶7，故答案为D。
11．答案：AD
解析：A.根据合金的定义，合金是混合物．故A错误；B.铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解，则n（Al）≤n（Na），故B正确；C.铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，若n（Al）＞n（Na），金属铝也可能会置换出金属铜，故C正确；D.根据金属钠和金属铝和酸反应生成氢气量的关系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等质量的金属钠和金属铝，则金属Al产生的氢气量多，所以放出的H2越多，则铝的质量分数越大，故D错误．
12．答案：B
解析：当铁全部作为Fe（OH）2沉淀沉降出来，此时溶液中的溶质应为Na2SO4，依据元素守恒： n（SO）＝n（H2SO4）＝n（Na＋）＝n（NaOH）＝0.5×200×10－3×3 mol＝0.3 mol，此时硫酸的浓度是c（H2SO4）＝0.3/（150×10－3） mol·L－1＝2 mol·L－1。
13．答案：B
解析：A.Fe2＋具有还原性，在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，Fe2＋离子被氯水氧化生成Fe3＋离子，溶液由浅绿色变成棕黄色，故A错误；B.Fe2＋具有氧化性，Zn具有还原性，在氯化亚铁溶液中加入锌片，锌与Fe2＋离子发生置换反应生成Fe和无色的Zn2＋离子，溶液由浅绿色变成无色，故B正确；C.氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故C错误；D.氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应前氯化铁溶液为黄色，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为淡蓝色，氯化亚铁和氯化铜的混合溶液为蓝绿色，说明Fe3＋具有氧化性，故D错误。故选B。
14．答案：C
解析：A.铁与水蒸气反应时，生成Fe3O4，故A错误；B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体Fe3O4，故B错误；C.由图可预测：高铁酸盐（FeO）中的Fe元素为＋6价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe（OH）3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，故C正确；D.Fe（OH）3受热分解生成Fe2O3，而Fe（OH）3不溶于水，加水不能转化为Fe3＋，故D错误。故选C。
15．答案：AC
解析：可燃性气体为氢气，浅绿色溶液为硫酸亚铁溶液，红色固体为金属铜。A.由以上分析可计算出CuO的质量是0.80 g，Fe的质量是6.16 g，其中用于置换出铜的Fe是0.56 g，用于和稀硫酸反应置换出氢气的Fe是5.60 g，因此生成的气体的质量为0.2 g，正确；B.Fe的质量是6.16 g，所以可以计算出铁的质量分数，错误；C.最终的溶液是硫酸亚铁溶液，由元素守恒可知：Fe～FeSO4～H2SO4，所以反应的硫酸质量为10.78 g，正确；D.原混合物中铜元素的质量也即铜单质的质量为0.64 g，错误，答案选A、C。
16．答案：（1）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 （2）Fe （3）取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明溶液达标 （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 （5）MnO＋5Fe2＋＋8 H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O （6）75%
解析：（1）硫铁矿高温焙烧反应生成氧化铁和二氧化硫，原子守恒配平书写化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；（2）由分析可知，加入的试剂X是铁，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁；（3）检验还原得到的溶液是否达标就是看溶液中是否含有铁离子，用KSCN溶液检验是否含有Fe3＋，具体操作为：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明溶液达标；（4）从还原得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；（5）高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性能，氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为二价锰离子，铁元素的化合价由＋2价升高为＋3价，锰元素的化合价由＋7价降低为＋2价，根据电荷守恒和原子守恒，反应的离子反应为：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；（6）设某种工业品中含有FeSO4的物质的量为x mol，Fe2（SO4）3的物质的量为y mol，根据铁元素和硫元素的物质的量之比n（Fe）∶n（S）＝1∶1.2可知，（x＋2y）∶（x＋3y）＝1∶1.2，解得x∶y＝3∶1，所以FeSO4的物质的量分数为3/（3＋1）×100%＝75%。
17．答案：（1）用于制电线或实验室制氢气等 （2）强 （3）该金属的活动性比铁强 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分别加入大小和表面积相同的铁片和该金属片，比较反应快慢 都有气泡放出，被测金属产生气泡更快 被测金属的活动性比铁强
解析：（1）该金属具有良好的导电性，且能与盐酸反应生成气泡，因此可以作导线，也可以用来制取氢气等；（2）由于金属X可以和盐酸反应，说明其金属活动性在氢前，比铜活动性强；（3）为了证明X和铁的金属活动性强弱，可以采用和酸溶液反应，也可以和盐溶液反应；如：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分别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．答案：（1）Fe3＋ （2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （3）Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓[或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe（OH）3↓＋3NH] （4）洗涤 冷却至室温
（5）0.07a
解析：（1）向操作①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，说明该滤液中含有Fe3＋。（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，则②中反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。（3）步骤③是将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe（OH）3↓＋3NH。
（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，即过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量。（5）a g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为＝0.07a g。
19．答案：（1）Zn＋CO2ZnO＋CO 除去多余CO2 （2）Fe 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色 SCN－可能被Cl2氧化 取上述褪色后的溶液少量，再滴加入KSCN溶液，若出现红色，则证明上述假设成立 （3）在装置BC之间添加装置E，以防止倒吸，在装置F末端增加尾气吸收装置
解析：（1）装置B中锌将CO2还原，发生的化学方程式 Zn＋CO2ZnO＋CO。结合实验目的可知在装置B处，CO2与Zn作用生成CO气体，进入后面装置进行实验，故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体；（2）①步骤1现象是产生气泡，则说明Fe与稀硫酸反应，故黑色固体一定有Fe；②步骤2中“白色沉淀最终变为红褐色”是氢氧化亚铁被空气中氧气氧化所致，化学反应方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 。③因Fe3＋遇SCN－显红色，步骤4中，溶液变红的原因为Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色 ；溶液褪色可能的原因SCN－可能被Cl2氧化 ；验证上述原因的实验操作方法为取上述褪色后的溶液少量，再滴加入KSCN溶液，若出现红色，则证明上述假设成立。（3）上述装置，从实验安全考虑，需要采取的改进措施是：若B处停止加热后，C中液体易倒吸入B中引起玻璃管炸裂，因此可采取的改进措施是在装置BC之间添加装置E防倒吸，在装置F末端增加尾气吸收装置。
20．答案：（1）Fe（OH）2 （2）Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe （3）Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ （4）取2 mL F溶液于试管中，加入K3Fe（CN）6溶液，生成特征的蓝色沉淀，则F溶液中金属阳离子为Fe2＋
（5）白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 （6）B
解析：A、D是生活中常见的金属单质，B、C、E、F、G、H是中学常见的6种化合物，反应①可用于焊接钢轨，则反应①为铝热反应，所以A为Al，D为Fe，C为Al2O3，B为铁的氧化物，D与硫酸反应生成F为FeSO4，F与氢氧化钠反应生成H为Fe（OH）2，H氧化得G为Fe（OH）3，所以E为Fe2（SO4）3，则B为Fe2O3，据此答题。据上所述可知：A是Al，B是Fe2O3，C是Al2O3，D是Fe；E是Fe2（SO4）3，F是FeSO4，G是Fe（OH）3，H是Fe（OH）2。
（1）根据上面的分析可知，H的化学式是Fe（OH）2；（2）反应①的化学方程式是 Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe；（3）反应②为硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，该反应的离子方程式是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；（4）F是FeSO4，检验F溶液中金属阳离子Fe2＋的方法是取2 mL F溶液于试管中，加入K3Fe（CN）6溶液，若生成特征的蓝色沉淀，则证明F溶液中金属阳离子为Fe2＋；
（5）H是Fe（OH）2，G是Fe（OH）3，Fe（OH）2不稳定，容易被空气中的氧气氧化产生Fe（OH）3，该反应的化学方程式是：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，看到的现象是产生的沉淀由白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；（6）为了更清楚地观察到生成Fe（OH）2的现象，使FeSO4的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是在FeSO4溶液的液面上覆盖一层煤油，以隔绝空气，然后将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸到液面以下再滴加NaOH溶液，这样就可以减少与氧气接触，从而可防止Fe（OH）2被氧化产生Fe（OH）3，因此合理选项是B。
2专题9 金属与人类文明
第一单元 金属的冶炼方法
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1金属的存在形式
1.我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话是指金在强热条件下( )
A．活泼 B．稳定
C．易被氧化 D．易被还原
2．铝土矿的主要成分是( )
A．Fe2O3 B．SiO2
C．Al2(SO4)3 D．Al2O3
3．下列关于金属在自然界中存在形态的说法正确的是( )
A．大多数金属在自然界中以单质的形式存在
B．金属在自然界中只能以化合态的形式存在
C．金属在自然界中都能以化合态和游离态两种形式存在
D．金属在自然界中的存在形态与其化学活动性有关
4．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量
C．金属的化合价高低 D．金属的活泼性强弱
5．下列关于金属的叙述正确的是( )
A．常温下所有的金属都是固体
B．金属具有导电性、导热性和延展性
C．所有金属都能与酸反应
D．金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的
6．(双选)下列说法不正确的是( )
A．自然界中金属只以化合态形式存在
B．金属由化合态变为游离态，都是被还原
C．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
D．金属单质被发现和应用得越早，其活性一般越弱
知识点2金属的冶炼
7.金属冶炼方法选择的依据是( )
A．金属熔点的高低
B．金属阳离子得电子的能力
C．金属元素在自然界的存在形式
D．金属元素在地壳中的含量
8．下列关于金属冶炼的说法不正确的是( )
A．金属冶炼方法的选择是由金属的活泼性决定的
B．工业上常用电解熔融氯化物的方法来冶炼钠、镁、铝
C．热还原法冶炼金属常用的还原剂有焦炭、一氧化碳和氢气
D．金属冶炼的本质是找到合适的还原剂(或还原手段)将金属从其化合物中还原出来
9．在工业上，下列金属的冶炼方法错误的是( )
A．加热法冶炼汞 B．电解法冶炼铝
C．电解法冶炼铜 D．热还原法冶炼铁
10．工业炼铁，用到的原料有：铁矿石、焦炭、空气、石灰石，下列对原料在冶炼过程中的作用叙述不正确的是( )
A．焦炭是铁矿石炼铁时的还原剂
B. 焦炭先与空气中的氧气反应，为炼铁提供能量
C．石灰石的主要作用是帮助矿石中杂质形成炉渣
D. 固体原料需粉碎，增大与气体的接触面
11．金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是( )
A．电解法 B．热还原法
C．热分解法 D．铝热法
12．下列金属适合用热分解法冶炼的是( )
A．Na B．Al
C．Fe D．Ag
13．从高熔点氧化物中冶炼金属的常用方法是铝还原法，即铝热反应法。不能用铝热反应法从下列物质中冶炼金属的是( )
A．氧化镁 B．氧化铁
C．二氧化锰 D．氧化镍
14．铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不正确的是( )
A．铝热反应是放热反应
B．铝热反应可用于冶炼某些金属
C．实验中镁条的主要作用是还原氧化铁
D．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出
15．下列反应中，不属于铝热反应的是( )
A．2Al＋3FeOAl2O3＋3Fe
B．2Al＋WO3Al2O3＋W
C．4Al＋3O22Al2O3
D．4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
16．(双选)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
对上述流程的判断正确的是( )
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2不可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ中的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断，下列说法错误的是( )
A．生铁属于混合物
B．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
C．炼铁过程中所有元素的化合价均发生了改变
D．工业炼铁的设备是高炉
2．下列有关金属的工业制法中正确的是( )
A．钒、锰：用金属铁作还原剂与钒、锰的氧化物在高温下反应
B．铁：用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
C．钠：以海水为原料制得精盐，再电解纯净的饱和NaCl溶液
D．镁、铝：分别用电解熔融氧化镁、熔融氯化铝的方法制备
3．下列金属的冶炼(“→”前为原料，“→”后为所得的金属)，①MgCl2→Mg、②MnO2→Mn、③ZnO→Zn、④HgO→Hg、⑤磁铁矿→Fe、⑥NaCl→Na，其中最适宜用热还原法冶炼的是( )
A．①②④⑥ B．③④
C．②③⑤ D．②③④⑤
4．下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是( )
选项 方法 冶炼原理
A 湿法炼铜 CuSO4＋2K===Cu＋K2SO4
B 热分解法炼铜 Cu2S＋O2===2Cu＋SO2
C 电解法炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
D 热还原法冶炼钡 BaO＋H2Ba＋H2O
5.实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是( )
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5
C．Cr2O3和V2O5 D．MnO2和Cr2O3
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．高炉炼铁的反应方程式是Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，当有560 g铁生成时，电子转移了( )
A．90 mol B．60 mol
C．30 mol D．20 mol
7．下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝相同的是( )
A．2NaCl2Na＋Cl2↑
B．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2Ag2O4Ag＋O2↑
8．工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O)为原料生产铝， 主要包括下列过程：
ⅰ. 将粉碎、 筛选、 湿磨后的铝土矿浸泡在氢氧化钠溶液中，过滤；
ⅱ. 通入过量二氧化碳使ⅰ所得滤液中析出氢氧化铝固体，过滤；
ⅲ. 使ⅱ中所得氢氧化铝脱水生成氧化铝；
ⅳ. 电解熔融氧化铝生成铝。 下列说法正确的是
( )
A．过程ⅰ说明氧化铝具有酸性氧化物的性质
B．过程ⅱ说明碳酸的酸性比氢氧化铝的酸性强
C．过程ⅲ发生的反应类型属于氧化还原反应
D．过程ⅳ也可以用热分解法代替电解法冶炼铝
9．工业上冶炼金属钼的化学原理为：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2；
②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O；
③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl；
④H2MoO4MoO3＋H2O；
⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。
则下列说法正确的是( )
A．上述①、③、⑤属于氧化还原反应，②、④属于非氧化还原反应
B．MoO3是金属氧化物，也是酸性氧化物
C．H2MoO4是一种强酸
D．利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2
三、非选择题
10．铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题：
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。原料中除铁矿石和焦炭外还有________。除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为____________________、______________________；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和________(填化学式)。
(2)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的________部分，主要反应的化学方程式为________________________；熔融造气炉相当于高炉的________部分。
(3)铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是________________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—科学精神与社会责任)中华民族的发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献。下列我国传统制作工艺中，涉及化学反应的是( )
A.用氧化铁作外墙涂料 B.铸造司母戊鼎 C.火法炼铜 D.淘金制饰品
2.钛是一种用途广泛的活泼金属。工业上常用二氧化钛冶炼金属钛，发生的主要反应有：①TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO，②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti。
下列关于这两个反应的叙述正确的是( )
A.均属于置换反应
B.反应①中碳作氧化剂
C.钛元素在反应中均被还原
D.反应②说明镁的金属性强于钛的金属性
3．(素养题—证据推理与模型认识)工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：
下列叙述不正确的是（ ）
A.反应①中试剂X是NaOH溶液
B.图中所示转化反应中包含1个氧化还原反应
C.试剂Y是CO2，它与AlO反应生成氢氧化铝
D.将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果
4．（素养题—科学探究与创新意识）除金、铂等极少数金属外，绝大多数金属元素以化合物形式存在于自然界中，将金属元素从其化合物中还原出来的工业工程称为金属的冶炼。下列材料描述了一些常见金属的冶炼方法。
①工业上冶炼镁的方法有两种，电解法和皮江法。电解法是电解熔融的氯化镁；皮江法是硅在高温下还原氧化镁。
②霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石（Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950～970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧气。
③湿法炼铜是工业上常用的一种炼铜的方法。使用铁和硫酸铜溶液反应。
④工业上冶炼银的方法是加热条件下让氧化银分解。
⑤冶炼锰一般用铝热法，即在高温下用铝还原二氧化锰。
⑥相关各物质熔点见下表：
物质 Al2O3 AlCl3 MgO MgCl2 Al Mn Mg
熔点/℃ 2 303 190 2 800 712 660 1 244 649
Ⅰ.根据上述信息回答下列问题：
（1）影响金属冶炼方法的首要因素是 。
（2）冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO，冶炼铝时电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3的原因是 。
（3）写出铝热法冶炼Mn的化学方程式_____________________________________
________________________________________________________________________，
一般使用铝热法冶炼的金属具有哪些性质 。
Ⅱ.下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图
（1）气体a是 。
（2）白云石煅烧前粉碎的目的是 。
（3）还原炉需控制温度为1 200 ℃左右，并抽空气到近似真空，还原炉中发生的主要反应有 、 。
（4）还原炉中抽空气到近似真空的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
第一单元 金属的冶炼方法
必备知识基础练
1．答案：B
解析：金的活泼性弱，性质稳定，在强热条件下也不反应。“金入于猛火，色不夺精光。”这句话的意思是黄金的性质在强热条件下稳定。
2．答案：D
解析：A.Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故A错误；B.SiO2是石英的成分，故B错误；C.Al2（SO4）3是一种被广泛运用的工业试剂，故C错误；D.铝土矿的主要成分是Al2O3，故D正确。
3.答案：D
解析：A.大多数金属的化学性质比较活泼，所以在自然界中大多数金属以化合态形式存在，故A错误；B.金的性质稳定，在自然界中以游离态存在，故B错误；C.活泼的金属元素，在自然界中不存在游离态，如钠元素，故C错误；D.金、银的活动性很弱，可在自然界中以游离态形式存在，钠的活泼性很强，在自然界中只能以化合态的形式存在，存在形态与其化学活动性有关，故D正确。
4．答案：D
解析：金属的活动性强弱决定了金属冶炼的先后。越不活泼的金属越容易冶炼，越先发现，故答案选D。
5.答案：B
解析：A.常温下汞为液体，A项错误；B.金属一般都具有导电性、导热性和延展性，B项正确；C.不是所有金属都能与酸反应，有些不活泼的金属不与酸反应，如金与盐酸、硫酸等均不反应，C项错误；D.性质活泼的金属元素在自然界中以化合态的形式存在，有些化学性质不活泼的金属元素（例如金）在自然界中是以游离态形式存在的，D项错误。
6．答案：AC
解析：A.自然界中金属大部分以化合态形式存在，有少数金属例如金等有游离态，A说法错误；B.金属由化合态变为游离态，从正化合价降低到0价，故都是被还原，B说法正确；C.冶炼金属时，有些可以加入一种物质作为还原剂来冶炼，有些可以电解，则不需要加还原剂，C说法错误；D.活性越弱，越有可能以游离态存在，越容易被发现和使用，D说法正确。
7.答案：B
解析：A.冶炼方法与金属熔点的高低无关，与金属离子被还原到单质的难易程度有关，A错误； B．金属的冶炼方式与金属的活动性或金属阳离子得电子的能力有关，B正确；C.大多数金属元素在自然界以化合态形式存在，存在形式与冶炼方法无关，C错误；D.金属元素在地壳中的含量不同，不能从根本上决定冶炼方法，D错误。
8．答案：B
解析：A.金属冶炼方法的选择是由金属的活泼性决定的，活泼的金属用电解的方法，比较活泼的可以用热还原法，不活泼的金属可以用热分解法，故正确；B.工业上用电解熔融的氯化钠、氯化镁和氧化铝的方法得到钠、镁、铝金属，故错误；C.利用还原剂把金属元素从化合态变为游离态，因此热还原法常用的还原剂有碳、一氧化碳和氢气等，故正确；D.金属冶炼的本质就是把金属元素从化合态变为游离态，需要找到合适的还原剂或还原手段，故正确。
9.答案：C
解析：根据金属的活动性顺序选择合适的冶炼方法，非常活泼的金属如钠、镁、铝用电解方法，比较活泼的金属用还原法冶炼，如铁或铜，不活泼的金属用加热分解的方法如汞、银等。
10．答案：A
解析：A.焦炭在高炉中主要是提供热量得到还原剂CO。
11.答案：A
解析：常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等，Na、Mg都很活泼，常用电解法冶炼，而Li活泼性介于Na与Mg之间，则Li也应采用电解法冶炼。
12．答案：D
解析：A.Na属于活泼金属，采用电解法冶炼，A不符合题意；B.Al属于活泼金属，采用电解法冶炼，B不符合题意；C.Fe属于较活泼金属，采用热还原法冶炼，C不符合题意；D.Ag属于不活泼金属，采用热分解法冶炼，D符合题意。
13.答案：A
解析：镁的活泼性大于铝，不能用铝热反应冶炼金属镁。
14．答案：C
解析：A.铝热反应中放出大量的热使生成的铁熔化，所以铝热反应为放热反应，选项A正确；B.铝的还原性强，且铝热反应放出大量的热，则可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，选项B正确；C.在铝热反应中，金属镁燃烧会放出大量的热，为铝热反应提供能量，选项C不正确；D.反应剧烈，火星四射，漏斗下方有红热熔融物流出，说明该反应为放热反应，选项D正确。
15.答案：C
解析：铝热反应是单质铝与没有铝活泼的金属氧化物反应置换出金属单质和三氧化二铝的反应，所以此题选C。
16．答案：BC
解析：A.试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解，A错误；B.若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al（OH）3会溶解，不能保证生成Al（OH）3沉淀，B正确；C.反应Ⅱ为向含有偏铝酸根的溶液通入CO2，二者可以发生反应，离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO，C正确；D.因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al，D错误。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：A选项，生铁是碳和铁等的合金，属于混合物，故A正确，不符合题意；B选项，原料中焦炭先生成二氧化碳，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳和铁矿石反应，且燃烧提供大量的能量，故B正确，不符合题意；C选项，炼铁过程中石灰石中的钙元素化合价未发生改变，故C错误，符合题意；D选项，工业炼铁的设备是高炉，故D正确，不符合题意。
2．答案：B
解析：A.工业上常用铝热反应（铝作还原剂）冶炼钒、锰等金属，故A错误；B.用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物得到Fe，故B正确；C.电解熔融的NaCl才能得到钠，故C错误；D.AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，工业上分别用电解熔融MgCl2、熔融Al2O3的方法制镁、铝，故D错误。
3.答案：C
解析：金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法，金属活动顺序表中的金属冶炼：活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解熔融的氯化物（Al是电解熔融的三氧化二铝）制得；较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法制得，常用还原剂有（C、CO、H2等）；Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，Pt、Au用物理分离的方法制得，以此来解答。
由分析可知：①MgCl2→Mg、⑥NaCl→Na利用电解法冶炼；②MnO2→Mn、③ZnO→Zn、⑤磁铁矿→Fe均可利用热还原法冶炼；④HgO→Hg利用加热分解法。
4．答案：C
解析：A.在水溶液中K会迅速和水反应，不能置换出硫酸铜溶液中的铜，湿法炼铜是用铁做还原剂，把硫酸铜溶液中的铜置换出来，故A不选；B.用Cu2S煅烧冶炼铜是火法炼铜，故B不选；C.电解熔融的氧化铝可以冶炼金属铝，故C选；D.钡是非常活泼的金属，不能用氢气从氧化钡中把钡置换出来，故D不选。
5.答案：A
解析：n（Al）＝＝ mol，可提供电子为1 mol，根据电子守恒：
A．当全部为Fe2O3，生成m（Fe）＝×56 g＝18.7 g，当全部为MnO2，生成m（Mn）＝×55 g＝13.75 g，当铝粉完全反应时，可生成金属单质18 g，故A正确；B.当全部为MnO2，生成m（Mn）＝×55 g＝13.75 g，当全部为V2O5，生成m（V）＝×51 g＝10.2 g，即使9 g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18 g，故B错误；C.当全部为Cr2O3，生成m（Cr）＝×52 g＝17.3 g，当全部为V2O5，生成m（V）＝×51 g＝10.2 g，即使9 g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18 g，故C错误；D.当全部为MnO2，生成m（Mn）＝×55 g＝13.75 g，当全部为Cr2O3，生成m（Cr）＝×52 g＝17.3 g，即使9 g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18 g，故D错误。
6．答案：C
解析：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 转移电子6e－
2×56 g 6 mol
560 g x mol
计算可得x＝30，故电子转移30 mol。
7.答案：A
解析：A.工业上用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠，与冶炼金属铝的方法相同，A项正确；B.湿法炼铜属于置换反应，与冶炼铝的方法不同，B项错误；C.工业上用热还原法冶炼金属铁，与冶炼铝的方法不同，C项错误；D.工业上用热分解法冶炼金属银，与冶炼铝的方法不同，D项错误。
8．答案：AB
解析：A.氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，所以是酸性氧化物，故A正确；B.过量二氧化碳与偏铝酸钠生成氢氧化铝固体，所以二氧化碳的酸性强于氢氧化铝，故B正确；C.氢氧化铝分解生成氧化铝和水，是非氧化还原的分解反应，故C错误；D.适合用电解法冶炼的金属为活泼金属，常见有Na、Mg、Al等，铝是活泼金属不能用加热法，故D错误。
9.答案：BD
解析：A.①⑤中存在元素的化合价变化，属于氧化还原反应，②③④中没有元素的化合价变化，则为非氧化还原反应，故A错误； B．由反应②可知，MoO3属于酸性氧化物，故B正确；C.由③可知，强酸制弱酸，而且难溶于水，故C错误；D.还原等量的MoO3，转移电子数相同，若转移6 mol电子，需要还原剂氢气、一氧化碳、铝的物质的量之比为3∶3∶2，故D正确。
10．答案：（1）石灰石 CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 CO （2）炉腰 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 炉腹 （3）用碱液或氢氧化钠、氨水等吸收
解析：（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可加入石灰石，石灰石分解生成氧化钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，涉及反应有CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3，加入焦炭，先生成CO，最后生成二氧化碳，尾气中含有CO；（2）高炉炼铁时，炉腰部分发生Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C＋O22CO以及CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3反应，则熔融造气炉相当于高炉的炉腹部分；（3）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应，可用碱液或氢氧化钠、氨水等吸收。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：物质在发生化学变化时有新物质生成，而物理变化的特征是无新物质生成，氧化铁是红棕色固体，利用氧化铁的颜色作外墙涂料，没有新物质生成，不涉及化学反应，A项错误；B.铸造司母戊鼎是改变合金的形状，没有新物质生成，不涉及化学反应，B项错误；C.火法炼铜的原理为Cu2S＋O22Cu＋SO2，有新物质生成，涉及化学反应，C项正确；D.金化学性质稳定，淘金制饰品没有新物质生成，不涉及化学反应，D项错误；答案选C。
2．答案：D
解析：A.反应①中没有单质生成，不是置换反应，A错误；B.反应①中碳的化合价升高，作还原剂， B错误；C.反应①中Ti元素的化合价没有发生变化，没有被还原，C错误；D.镁将钛从其氯化物中置换出来，说明镁的金属性强于钛的金属性，D正确；答案选D。
3.答案：D
解析：A.铝土矿中的氧化铁不溶于强碱，而氧化铝溶于强碱，则反应①中试剂X是NaOH溶液，A正确；B.图中所示转化反应中涉及Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、AlO＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO、2Al（OH）3 Al2O3＋3H2O、2Al2O34Al＋3O2↑，包含1个氧化还原反应，B正确；C.试剂Y是CO2，它与AlO、水反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，C正确；D.CO2与氧化铝、氧化铁都不反应，将X与Y试剂进行对换，则无法得到含铝的溶液，D错误；答案为D。
4．答案：Ⅰ.（1）金属的活泼性 （2）MgO的熔点比MgCl2的更高，电解时需要更多的能量，故选用MgCl2；AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3 （3）4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn 熔点高且比铝不活泼的金属
Ⅱ.（1）CO2 （2）增大固体表面积，提高反应速率
（3）2MgO＋Si2Mg↑＋SiO2 SiO2＋CaOCaSiO3
（4）防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化
解析：皮江法冶炼镁，把白云石粉碎，在回转炉中煅烧，白云石分解为MgO、CaO，加入硅铁，在还原炉中MgO被Si还原为Mg，CaO被SiO2转化为炉渣CaSiO3，最后将镁蒸气冷凝得到粗镁锭。
Ⅰ.（1）通常根据金属的活泼性顺序选择金属冶炼的方法，可见影响金属冶炼方法的首要因素是金属的活泼性。
（2）因为MgO的熔点比MgCl2熔点更高，为节约能源，冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO；AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3，冶炼铝时只能电解熔融Al2O3。
（3）铝热法冶炼锰是铝与二氧化锰高温下发生反应，反应化学方程式为4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn；通常高熔点且比铝不活泼的金属使用铝热法冶炼；
Ⅱ.（1）CaMg（CO3）2高温煅烧生成CO2和氧化镁、氧化钙，则气体a是CO2。
（2）为增大固体表面积，提高反应速率通常煅烧前将白云石粉碎；
（3）还原炉需控制温度为1 200℃左右，发生的主要反应有2MgO＋Si 2Mg↑＋SiO2、SiO2＋CaOCaSiO3；
（4）防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化，需要将还原炉中空气抽尽，接近真空。
1第三单元 金属材料的性能及应用
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1金属材料的性能
1.联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具，应向全世界大力推广，主要原因是（ ）
A．升热慢，退热也慢
B．烹饪的食物中含有铁元素
C．生产过程简单，价格便宜
D．生铁中含碳元素，因而含有对人体有益的有机物
2．在生活、生产中，目前用量最大，用途最广的合金是（ ）
A．钛合金 B．铜
C．钢 D．硬铝
3．铜锌合金制成的假元宝欺骗行人的事件屡有发生，不能用于区别其真伪的方法是 （ ）
A．测定密度 B．放入稀硝酸中
C．放入盐酸中 D．观察外观
4．铝镁合金材料在现代装饰材料中占有极为重要的地位，这种材料常用于制作门窗框、防护栏等。下列铝镁合金的性质与这些用途无关的是（ ）
A．不易生锈 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
知识点2合金及其应用
5.（双选）对于合金的说法，不正确的是（ ）
A．常见的铜合金是青铜和黄铜
B．合金与各组分金属相比一般具有更高的熔点
C．钢是铁和碳的合金，生铁则是纯铁
D．合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度
6．下列与合金相关的叙述正确的有（ ）
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大
②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低
③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属的更强
⑤合金的应用范围比纯金属更广
A．仅①②⑤ B．仅①②③⑤
C．仅②③④ D．仅①②④
7．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，根据下表中数据判断（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 1535
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
8．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
熔点/℃ 密度/g·cm－3 硬度（金刚石为10） 导电性（银为100）
某合金 2 500 3.00 7.4 2.3
铁 1 535 7.86 4.5 17
还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看，该合金不适合作（ ）
A．导线 B．门窗框
C．炉具 D．飞机外壳
知识点3金属材料的类型
9.现代建筑的门窗框常用硬铝制造，硬铝的成分是 （ ）
A．Al－Mg合金
B．表面有Al2O3的铝板
C．Al－C合金
D．Al－Cu－Mg－Mn－Si合金
10．日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的，而不是由纯铝所制，这主要是因为铝合金的（ ）
A．熔点低 B．耐腐蚀性强
C．硬度大 D．密度小
11．（双选）下列有关铁及铁合金的说法正确的是（ ）
A．生铁是铁碳合金，而钢则为纯铁
B．生铁的硬度比纯铁的硬度大
C．减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢
D．铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程
12．下列材料掺入普通钢中，可形成不锈钢的是（ ）
A．Ni、Cr B．Mn、Si
C．稀土金属 D．W、Pt
知识点4无机非金属材料
13.下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是（ ）
①晶体硅 ②金属铝 ③石墨 ④晶体锗 ⑤金刚石
A．只有① B．只有⑤
C．②和③ D．①和④
14．下列生活、生产中用到的材料属于新型无机非金属材料的是（ ）
A．玻璃钢 B．涤纶
C．压电陶瓷 D．钢化玻璃
15．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是（ ）
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
16．（双选）我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是（ ）
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵
D．晶体硅具有金属光泽，，可以导电，但它属于非金属材料
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．高铁、移动支付、共享单车、网购，被称为中国“新四大发明”。用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料是（ ）
A．Na K合金 B．Cu Sn合金
C．Sn Pb合金 D．Mg Al合金
2．我国自主研制的大型客机C919的机身大量使用铝锂合金材料。这是利用了铝锂合金性质中的（ ）
A．高强度、低密度 B．高强度、导热性
C．低密度、导电性 D．导电性、导热性
3．下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是（ ）
金属用途 金属的有关性质
A 金可以制成比纸还薄的金箔 延展性
B 生活用铁锅 导热性
C 用铁回收照相定影废液中的银 氧化性
D 用铜制作印刷电路 导电性
4.铁铝合金是一种新型高温结构材料，取一定量的铁铝合金完全溶于盐酸中，然后通入过量的氯气，再加入过量的烧碱溶液，溶液中能够存在较多的阳离子为（ ）
A.Na＋、Fe3＋、Al3＋、H＋ B．Na＋
C.Na＋、Fe3＋ D．Na＋、Fe2＋、Al3＋
5．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（ ）
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列相关说法不正确的是（ ）
A．钛合金具有强度高、耐热性好等特点，主要用来制作飞机发动机部件
B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具
C．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械
D．铅锑合金的熔点较低，常用于制造发热体
7．金属Ti（钛）是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
金属 Ti Mg Cu
金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
下列有关三种金属的说法正确的是（ ）
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D．Cu和稀盐酸不发生化学反应
8．将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24 L，则该金属合金可能是（ ）
A．Mg Al合金 B．Fe Al合金
C．Fe Zn合金 D．Cu Zn合金
9．将17.9 g Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量NaOH溶液中，产生气体6.72 L（标准状况），另取等质量的合金溶于过量稀硫酸中，产生气体10.08 L（标准状况）。则合金中Cu的质量为（ ）
A．5.4 g B．8.4 g
C．4.1 g D．9.6 g
三、非选择题
10．（1）制造运－20飞机使用了很多新技术和新型合金，这些新型合金的使用对飞机的性能起到了极为重要的作用。下列材料能用于运－20飞机中器件的制造且合理的有（ ）
A．利用生铁制造运－20飞机的发动机
B．用镁铝合金制造运－20飞机的座椅
C．用不锈钢制造运－20飞机的电器线路的导线
D．普通钢制造运－20飞机上灭火器的外壳
（2）一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12，科学家发现该合金具有储氢性能，是—种潜在的贮氢材料。在氩气保护下，将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下熔炼可获得该合金。已知该合金在一定条件下完全吸氢的反应的化学方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，得到的混合物Y（MgH2＋Al）在一定条件下能释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是 。
②已知在5.0 mol·L－1的HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述浓度的盐酸完全反应，消耗盐酸的体积为 L。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．（素养题—科学精神与社会责任）下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是（ ）
A.钢索 B.钢材
C.铝合金 D.硅酸盐
2.（素养题—科学精神与社会责任）将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是（ ）
A．记忆合金的形状变化属于化学变化
B．合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小
C．形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等
D．钛合金的化学性质与钛单质完全相同
3．（素养题—科学精神与社会责任）汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了汞外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是（ ）
A．汞合金是一种具有金属特性的物质
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
4．（素养题—科学探究与创新意识）铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%～5%的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
探究一
实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是 。
实验步骤：
（1）称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入体积为V浓度为2.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。为保证合金充分反应，NaOH溶液的体积V≥ 。
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将 （填“偏大”或“偏小”）。
探究二
实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积（实验装置如图所示）。
（1）某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个除酸雾的装置。你的意见是 （填“需要”或“不需要”）。
（2）为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有（写出两点）：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
探究三
实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。
（1）欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的数据是 。
（2）若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？ （填“是”或“否”）。
第三单元 金属材料的性能及应用
必备知识基础练
1．答案：B
解析：铁是人体所必需的微量元素，是血红蛋白的主要成分，为了摄入足量的铁元素来满足人体需要，所以推广使用铁锅；与生铁中含碳无关，价格和导热性也并非主要原因，选项B正确，故答案为B。
2．答案：C
解析：钢是对含碳量质量百分比0.03%～2%之间的铁碳合金，是目前世界上用量最大的合金，故合理选项是C。
3．答案：D
解析：A.测定密度，铜锌合金密度小于黄金，测定密度时会发现二者密度不同，密度小者为假，A能；B.放入稀硝酸中，锌与稀硝酸反应生成气体，而黄金与稀硝酸也不反应，B能；C.放入盐酸中，锌与盐酸反应生成氢气，而黄金与盐酸不反应，C能；D.观察外观，由于二者的颜色基本一致，所以难于比较其真假，D不能；故合理选项是D。
4．答案：B
解析：A.不易生锈，用作建筑装潢材料，美观，故选项A不选；B.导电性好，与装潢无关，故选项B可选；C.密度小，用作建筑装潢材料，轻，故选项C不选；D.强度高，用作建筑装潢材料，坚固耐用，故选项D不选。答案选B。
5．答案：BC
解析：A.青铜是我国最早使用的合金，也是常见的铜合金，黄铜广泛地应用在制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等方面，正确；B.合金与各组分金属相比一般具有更低的熔点，错误；C.生铁和钢都是铁和碳的合金，生铁含碳量高于钢，错误；D.合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度，正确；故选BC。
6．答案：B
解析：①合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，正确；②合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，正确；③改变原料的配比和工艺，可以得到不同性能的合金，正确；④合金的导电性比纯金属的更弱，错误；⑤合金的应用更广泛，正确；①②③⑤均正确。答案选B。
7．答案：C
解析：两种金属能够通过加热使其全部熔化再冷却得到合金，要求两种金属在某一温度下均为液态。即两种金属的熔点和沸点两个温度差有交集。所以Fe－Al、Na－Al、Mg－Al都可以形成合金。而钠在883 ℃即沸腾，而铁在1 535 ℃才熔化，所以不能形成Na－Fe合金。答案选C。
8．答案：A
解析：A.合金的导电性差，不能做导线，故A符合题意；B.合金的硬度大，可做门窗框，故B不符合题意；C.合金的熔点高，可做炉具，故C不符合题意；D.合金的熔点高，硬度大、密度小，所以可以用来做飞机外壳，故D不符合题意；故选A。
9．答案：D
解析：A、Al－Mg合金中Mg的质量分数为4%～11%, 该类合金密度小，并且具有较高的力学性能，优异的耐腐蚀性能，良好的切削加工性能，加工表面光亮美观。但由于该类合金冶炼和铸造工艺复杂，除用作耐蚀合金外，也用作装饰用合金，故A错误；B、表面有Al2O3 的铝板硬度低，不适合制作门窗，故B错误；C、Al－C合金，不适合作门窗，故C错误；D、现代建筑的门窗框常用硬铝制造，硬铝是铝、铜、镁、硅的合金，具有强度和硬度好的性质，故D正确；故选D。
10．答案：C
解析：单质铝的硬度较小，而作为钥匙的材料，需要硬度较大，所以铝合金代替纯铝制作钥匙主要是因为铝合金的硬度大，故答案为C。
11．答案：BD
解析：A.生铁和钢都是合金，A项错误；B.生铁的硬度比纯铁的硬度大，B项正确；C.炼钢虽减少生铁中的碳元素，但增加硅、锰等元素，C项错误；D.随着文明和技术的进步，铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程，故D正确。答案选BD。
12．答案：A
解析：不锈钢是掺了Ni、Cr的钢。
13．答案：D
解析：①晶体硅属于半导体；②金属铝，金属是良好的导体；③石墨能导电；④晶体锗属于半导体；⑤金刚石属于绝缘体；故选D。
14．答案：C
解析：A、玻璃钢属于复合材料，选项A错误；B、涤纶属于合成纤维，是有机高分子化合物，选项B错误；C、压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于新型无机非金属材料，选项C正确；D、钢化玻璃属于传统的无机非金属材料，选项D错误。答案选C。
15．答案：A
解析：A项、氧化铁为红棕色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；B项、秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经高温煅烧而制成的，故B正确；C项、陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；D项、陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故D正确。故选A。
16．答案：AD
解析：A.晶体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大，故A正确；B.硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱反应，故B错误；C.单晶硅是由二氧化硅与碳共热，再将产物与氯化氢或者氯气反应（提纯），得到SiCl4或SiHCl3，然后与氨气高温反应（也有其他不同方法）最后得到较纯的硅单质，提炼工艺不算复杂，价格谈不上昂贵，故C错误；D.晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽，且为半导体材料，故D正确；故答案为AD。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：A.Na－K合金熔点低，导热性好，所以用Na－K合金作原子反应堆的导热剂，不是用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料，故A错误；B.铜锡合金密度较大，不适宜高铁和共享单车制造业，故B错误；C.Sn－Pb合金密度较大，不适宜高铁和共享单车制造业，故C错误；D.镁铝合金（如硬铝，成分为0.5% Mg、0.5% Mn、0.7% Si、4% Cu其余为Al）由于强度和硬度大，几乎相当于钢材，且密度小被广泛应用于汽车、船舶、飞机、高铁和共享单车等制造业，故D正确；故选D。
2．答案：A
解析：铝锂合金的密度较小，强度较大，能够实现飞机减重的目标，因此使用铝锂合金是利用铝锂合金的高强度、低密度的特点；答案选A。
3．答案：C
解析：A.金做成金箔，说明有延展性，故正确；B.生活用铁锅，利用其导热性，故正确；C.铁回收银，利用其还原性，不是氧化性，故错误；D.铜能做印刷电路，说明其有导电性，故正确。故选C。
4．答案：B
解析：铁铝合金完全溶于盐酸中，生成氯化亚铁和氯化铝，通入过量的氯气，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加入过量的烧碱溶液，氢离子反应生成水，Al3＋反应生成AlO，Fe3＋反应生成氢氧化铁沉淀，则溶液中能够存在较多的阳离子为Na＋。答案选B。
5．答案：D
解析：A.因铝、铁、镁都能和盐酸反应生成气体，其中任意组合都能产生气体，A错误；B.铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体，B错误；C.加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀，也可能含有铝，C错误；D.铁单质与酸反应生成亚铁离子，放置一段时间后亚铁离子被氧化为铁离子，铁离子遇KSCN溶液，溶液呈血红色，D正确；答案选D。
6．答案：D
解析：A.钛合金具有强度高、耐热性好，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以主要用来制作飞机发动机部件，故A正确；B.金属铁具有良好的导热性，可以用于制造加热容器、炊具等，故B正确；C.不锈钢是一种特殊的合金，由于其抗腐蚀性好，所以可用来制造医疗器械，故C正确；D.铅锑合金由于其熔点低，不适合制造发热体，故D错误；故答案选D。
7．答案：D
解析：通过表中现象分析可知，Mg与盐酸反应，生成气泡速率相对最快，则失电子能力最强；Ti与盐酸反应，生成气泡稍慢，则失电子能力相对较差；Cu与盐酸不反应，失电子能力最差。A.由现象可以看出反应最快的是镁，其次是钛，无明显现象的是铜；根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的关系可以得出，三种金属活动性顺序为：镁>钛>铜，A错误；B.Ti和Mg都与盐酸反应，在除去Mg的同时，Ti也除掉了，B错误；C.钛（Ti）是一种昂贵的金属，用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu制取铜，成本太高，在工业上是不可取的，C错误；D.Cu与稀盐酸混合，无明显现象，则Cu与盐酸不反应，D正确；答案为D。
8．答案：B
解析：由题意知，n（H2）＝2.24 L÷22.4 L/mol＝0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗该合金5.0 g，则产生1 mol H2消耗该合金50 g，满足此条件的合金的要求是产生1 mol H2时消耗一种成分金属的质量大于50 g，另一种成分金属的质量小于50 g；对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗各金属的质量分别为m（Mg）＝24 g，m（Al）＝18 g，m（Fe）＝56 g，m（Zn）＝65 g；A.5.0 g Mg－Al合金与足量稀盐酸反应放出H2物质的量大于0.1 mol，A不符合题意；B.5.0 g Fe－Al合金与足量稀盐酸反应放出H2物质的量等于0.1 mol，B符合题意；C.5.0 g Fe－Zn合金与足量稀盐酸反应放出H2物质的量小于0.1 mol，C不符合题意；D.Cu与稀盐酸不反应，5.0 g Cu－Zn合金与足量稀盐酸反应放出H2物质的量小于0.1 mol，D不符合题意；故答案选B。
9．答案：C
解析：合金溶于足量NaOH溶液时，只有Al与NaOH反应，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，n（Al）＝n（H2）＝×＝0.2 mol；根据2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑可知，等质量的合金溶于过量稀硫酸中，产生气体10.08 L（标准状况）气体中有（10.08－6.72） L是铁与稀硫酸反应生成，根据Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，n（Fe）＝ mol＝0.15 mol，故合金中Cu的质量为（17.9－27×0.2－56×0.15） g＝4.1 g，C正确；答案选C。
10．答案：（1）BD （2）①防止Mg、Al被空气氧化 ②14
解析：（1）A项，生铁含碳量高，质地脆且不能承受很高的温度，不能用于制造飞机发动机，错误。B项，镁铝合金具有质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强、易于加工等性能，能用于制造运－20飞机的座椅，正确。C项，不锈钢虽能导电，但其导电性不好，不宜用于制造运－20飞机电器线路的导线，错误。D项，普通钢制造的容器具有较好的承压能力、抗冲击能力，适合制造灭火器的外壳，正确。答案选BD；
（2）①由于Mg、Al都易被空气氧化，所以制备镁铝合金时通入氩气的目的是防止Mg、Al被空气氧化。
②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物为17 mol MgH2和12 mol Al，与盐酸反应的化学方程式为MgH2＋2HCl===MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，17 mol MgH2消耗34 mol HCl，12 mol Al消耗36 mol HCl，共消耗70 mol HCl，则所消耗HCl溶液的体积为＝14 L。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：A.世界最大射电望远镜主体用料：钢索是金属合金材料，故A不符合；B.中国第一艘国产航母主体用料：钢材属于合金为金属材料，故B不符合；C.中国大飞机C919主体用料：铝合金属于金属材料，故C不符合；D.世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料：硅酸盐不是金属材料，故D符合；故答案为D。
2．答案：C
解析：A.记忆合金的形状变化没有生成新物质，属于物理变化，故A错误；B.合金的熔点一般比组分金属的低，但硬度要比组分金属的大，故B错误；C.形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等，故C正确；D.钛合金中因为加入了其他金属，化学性质与钛单质不完全相同，故D错误；故选C。
3．答案：C
解析：A.合金是指由两种以上的金属与金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，故A正确； B．合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，故B正确；C.补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，故C错误；D.长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，故D正确；故答案为C。
4．答案：探究一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
（1）97 mL （2）偏大
探究二：（1）不需要 （2）冷却至室温再读数 读数时，使量气管左右液面相平
探究三：（1）充分灼烧后固体粉末的质量 （2）是
解析：探究一
（1）铝镁合金中镁的质量分数为3%时，5.4 g铝镁合金粉末样品中铝的质量为5.4 g×（1－3%）＝5.4 g×97%，则：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n（NaOH）＝n（Al）＝，则n（NaOH）＝0.194 mol，需要NaOH溶液的体积V＝＝0.097 L＝97 mL；为保证合金充分反应，NaOH溶液的体积V≥97 mL。
（2）镁上会附着NaAlO2等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数将偏大；
探究二
（1）因为氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除酸雾装置。
（2）反应中装置的气密性、合金是否完全溶解、量气装置的使用都会影响测定结果。因此为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有：检查装置的气密性，加入足量盐酸，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，待冷却至室温再读体积等。
探究三
（1）Mg、Al均与氧气反应生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，才能计算出Mg的质量分数。
（2）若用空气代替O2进行实验，会发生反应：3Mg＋N2Mg3N2，2Mg＋CO22MgO＋C，对测定结果会有影响。
3第二单元 探究铁及其化合物的转化
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1反应的合理选择
1.常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是（ ）
A．稀硫酸 B．浓硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．硫酸铜溶液
2．①FeCl2 ②Fe（OH）3 ③FeCl3，通过化合、置换、复分解反应均能制得的是（ ）
A．只有① B．只有②
C．只有①③ D．全部
3．为了除去氯化亚铁溶液中少量的氯化铁杂质，在不引入新的杂质的前提下，应选择的试剂是（ ）
A．氯水 B．氢氧化钠溶液
C．铁粉 D．铜粉
4．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（ ）
①过量的铁与氯气反应 ②FeCl2溶液中通入少量Cl2 ③铁与过量的稀硫酸反应 ④铁和氧化铁的混合物溶于盐酸
A．① B．①②
C．①②③ D．①②④
5．下列试剂不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是（ ）
①氯水 ②NaCl溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④H2O2溶液 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
6．要检验FeSO4溶液是否变质，应选用的最佳试剂是（ ）
A．盐酸 B．稀HNO3
C．NaOH溶液 D．KSCN溶液
7．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径。若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是（ ）
（1）FeH2Cu；
（2）CuOCuSO4Cu。
A．消耗氧化铜的质量不同 B．消耗铁的质量相同
C．消耗硫酸的质量相同 D．生成硫酸亚铁的质量不同
8．（双选）向Fe2（SO4）3溶液中加入a g铜，铜完全溶解后，再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是（ ）
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入到稀硫酸中，无气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
知识点2反应条件的控制
9.利用下列物质间的反应，能够说明“反应条件（如温度、浓度、用量等）不同得到产物不同”的观点的是（ ）
A．金属钠与水 B．铁粉与盐酸
C．氢气与氯气 D．二氧化碳和澄清石灰水
10．下列物质在空气中放置较长时间，因发生氧化反应而变质的是（ ）
A.氢氧化铁 B．氢氧化钠
C．氢氧化亚铁 D．硫酸铁
11．关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中错误的是 （ ）
A．都是不溶于水的固体
B．都能与酸反应生成盐和水
C．不稳定，受热都能分解
D．在空气中都容易被氧化
12．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比），化学反应的本质并不改变的是（ ）
A．Na和O2 B．NaOH和SO2
C．木炭（C）和O2 D．Fe和盐酸
13．（双选）实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是（ ）
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内
D．产生Fe（OH）2沉淀后，需要振荡试管后静置
14．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（ ）
A．①②③ B．①②④
C．①②③④ D．②③④
15．把一定量铁粉放入FeCl3溶液中，过滤，除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入过量氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为（ ）
A．Fe（OH）2；FeO B．Fe（OH）3；Fe2O3
C．Fe2O3；Fe（OH）3 D．Fe（OH）3、Fe（OH）2；Fe3O4
16．如图所示装置可用来制取Fe（OH）2和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol/L的硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是（ ）
A.已知B中盛有一定量的NaOH溶液，则A中应预先加入的试剂是铁屑，C中收集到的气体主要是H2
B．实验开始时应先将E关闭
C．生成Fe（OH）2的操作为：关闭E，将A中溶液压入B中
D．取下B的橡胶塞，使空气进入，颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列离子的检验方法合理的是 （ ）
A．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
2．下列各组物质： ①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与盐酸 ⑤Na与O2。由于条件不同而能发生不同氧化还原反应的是（ ）
A．只有③④ B．只有①③⑤
C．只有①② D．只有①③④⑤
3．向FeCl2溶液中滴加少量溴水，溶液变为黄色。下列说法正确的是（ ）
A．由于所得溶液中存在Br2，所以溶液变为黄色
B．向所得溶液中加入硫氰化钾溶液，可判断是否生成了Fe3＋
C．向所得溶液中加入氢氧化钾溶液，不能判断是否生成了Fe3＋
D．向所得溶液中加入淀粉－KI溶液，不能判断是否生成了Fe3＋
4．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、H2SO4、NaOH四种无色溶液区分，这种试剂是（ ）
A．Fe（NO3）3溶液 B．MgCl2溶液
C．BaCl2溶液 D．FeCl3溶液
5．向13.6 g Fe和Fe2O3的混合物中加入150 mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12 L H2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4，并使Fe元素全部转化为Fe（OH）2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，则该稀H2SO4的物质的量浓度为（ ）
A．2.25 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．3 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法正确的是（ ）
A．用如图装置不可以制备沉淀Fe（OH）2
B．配制FeCl3溶液时，直接将FeCl3晶体溶于水即可
C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象确定溶液中含有Fe2＋
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
7．A、B、C、X为中学化学常见物质，A、B、C含有相同元素甲，可以发生如下转化（水参与的反应，水未标出）。
下列说法不正确的是（ ）
A．若A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性，则X可以是CO2
B．若C为红棕色气体，则A一定为空气中含量最高的气体
C．若B为FeCl3，则X一定是Fe
D．A可以是碳单质，也可以是O2
8．A、B、C为3种单质（其中A为固体，B、C为气体），将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是（ ）
A．物质B是H2 B．物质C是Cl2
C．物质D是FeCl2 D．物质F是FeCl2
9．向1 L FeCl3与CuCl2的混合溶液（其中Cu2＋浓度为0.05 mol·L－1）中加入一定量的Fe粉，充分反应后过滤，剩余固体质量为6.0 g，向滤液中加入足量的AgNO3溶液，生成57.4 g沉淀。下列说法正确的是（ ）
A．剩余固体为Cu
B．加入Fe粉的质量为8.4 g
C．原溶液中Fe3＋浓度为0.3 mol·L－1
D．反应后溶液中Fe2＋浓度为0.2 mol·L－1
三、非选择题
10．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验：从废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。
（1）写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式： 。
（2）检验废腐蚀液中含有Fe3＋的实验操作是 。
（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、 。
（4）废液中加入过量①后，发生反应的离子方程式： 。
（5）上述流程中取废液200 mL，其中含CuCl2 1.5 mol·L－1、FeCl2 3.0 mol·L－1、FeCl3 1.0 mol·L－1，若要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于 g；将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于 mol。
（6）某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。
制备Cl2的化学方程式为： 。该装置不完整，请在所给虚线框内画出所缺部分，并标注试剂。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．（素养题—科学精神与社会责任）指南针是我国的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是（ ）
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Fe
2．（素养题—科学精神与社会责任）互联网上报道：“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血，影响着人的身体健康和智力，对孕妇和儿童危害尤其严重”。我国政府已启动了“酱油补铁工程”。这里的铁是指（ ）
A．铁元素 B．氧化铁
C．铁单质 D．四氧化三铁
3．（素养题—科学探究与创新意识）利用下列装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法正确的是（ ）
A．烧瓶B中制备氯气的反应物为MnO2和稀盐酸
B．装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水
C．装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置，才能制得无水氯化铁
D．装置F的目的是检验有无氯气逸出
4．（素养题—科学探究与创新意识）某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。
（一）制备硫酸亚铁溶液
硫酸铁晶体清液残渣
（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是 。
（2）步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是 。
（二）制备氢氧化亚铁
（3）选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为 （按气流方向，用装置字母表示）。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是 。
（4）装置B中发生反应的离子方程式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
装置C的作用是_________________________________________________________。
（三）探究思考
反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe（OH）2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3（OH）8。
（5）Fe3（OH）8中n（Fe2＋）∶n（Fe3＋） ＝ ，用氧化物的形式表示可写成 。
（6）设计实验证明灰绿色物质中含Fe3（OH）8： 。
第二单元 探究铁及其化合物的转化
必备知识基础练
1．答案：C
解析：A.铁与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，不符合题意；B.常温下，铁与浓硫酸会发生氧化还原反应生成致密的氧化膜导致铁钝化，不符合题意；C.铁与氢氧化钠溶液不发生反应，符合题意；D.铁与硫酸铜溶液发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，不符合题意；故答案为C。
2．答案：A
解析：①Fe与氯化铁发生化合反应生成氯化亚铁，铁与盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，氢氧化亚铁与盐酸发生复分解反应生成氯化亚铁，都能制得，故①符合题意；②Fe（OH）3可通过氢氧化亚铁、氧气、水发生化合反应生成，可通过NaOH与FeCl3发生复分解反应生成，但不能通过置换反应得到，故②不符合题意；③FeCl3可通过铁和氯气发生化合反应生成，可通过氯化钡与硫酸铁发生复分解反应生成，不能通过置换反应得到，故③不符合题意；综上所述，答案为A。
3．答案：C
解析：A.氯水能将氯化亚铁氧化，故A不符；B.氢氧化钠溶液与氯化亚铁生成氢氧化亚铁沉淀，故B不符；C.铁粉发生2FeCl3＋Fe===3FeCl2，可达到除杂的目的，故C符合；D.铜粉与FeCl3反应生成氯化铜，引入新的杂质，故D不符；故选C。
4．答案：B
解析：①过量的Fe在Cl2中燃烧生成产物为氯化铁，由于是固体反应，过量的铁不会和三氯化铁反应，所以一定得到三价铁，故①正确；②FeCl2溶液中通入少量Cl2，氯气具有氧化性，亚铁离子具有还原性，氯气将亚铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故②正确；③铁与过量的稀硫酸反应，铁可以置换出酸中的氢而生成氢气，稀硫酸只能把铁氧化成二价，反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故③错误；④Fe和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸，生成氯化亚铁和氯化铁，若铁足量会和氯化铁反应生成氯化亚铁，题目要求一定生成三价铁，故④错误；答案选B。
5．答案：D
解析：氯水有氧化性，能使Fe2＋转化为Fe3＋，①正确；氯化钠不能氧化亚铁离子，②错误；酸性高锰酸钾溶液有氧化性，能使Fe2＋转化为Fe3＋，③正确；双氧水有氧化性，能使Fe2＋转化为Fe3＋，④正确；盐酸不能氧化亚铁离子，⑤错误；硝酸钠不能氧化亚铁离子，⑥错误；②⑤⑥错误，答案选D。
6．答案：D
解析：Fe2＋易被氧化为Fe3＋，要检验FeSO4溶液是否变质，可检验溶液中是否含有Fe3＋，Fe3＋和KSCN溶液反应，溶液变血红色。故选D。
7．答案：D
解析：途径（1）中用H2还原CuO时，实验前需先通H2排出装置中的空气，实验结束时要继续通H2至试管冷却，故利用途径（1）制取1 mol Cu，消耗的H2大于1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量均为（1）>（2），生成FeSO4的质量（1）>（2），但两种途径中消耗CuO的质量相等；答案选D。
8．答案：BC
解析：在Fe2（SO4）3溶液中加入铜，发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，反应完毕后，溶液中一定有Cu2＋、Fe2＋，可能剩余Fe3＋，再向溶液中加入铁后，Fe3＋的氧化性大于Cu2＋，Fe先与Fe3＋反应，再与Cu2＋反应置换出Cu，铁若有剩余，则Cu一定能被全部置换出来，即c＞a，而题干已知a＞c，说明残留固体中无Fe且Cu未被全部置换出来，最后得到的溶液中一定含有Cu2＋，A.根据分析，残余固体是铜，没有铁，故A错误；B.根据分析，最后得到的溶液中一定含有Cu2＋，故B正确；C.根据分析，将残余固体铜，加入到稀硫酸中不反应，无气泡产生，故C正确；D.根据分析，Fe3＋的氧化性大于Cu2＋，Fe先与Fe3＋反应，再与Cu2＋反应置换出Cu，则最后得到的溶液中不含有Fe3＋，故D错误。
9．答案：D
解析：A.金属钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，不选A；B.不管盐酸的浓度多大，铁粉与盐酸反应均为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，不选B；C.氢气与氯气反应：H2＋Cl2===2HCl，不选C；D.二氧化碳和澄清石灰水反应：CO2（少量）＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O，2CO2（过量）＋Ca（OH）2===Ca（HCO3）2，用量不同，产物不同，选D。
10．答案：C
解析：A选项，氢氧化铁在空气中长久放置可能发生分解，最终变为氧化铁，化合价没有变化，故A错误；B选项，氢氧化钠在空气中长久放置会与二氧化碳反应生成碳酸钠，化合价没有变化，故B错误；C选项，氢氧化亚铁在空气中长久放置被氧气氧化变为氧化铁，故C正确；D选项，硫酸铁在空气中长久放置可能会发生水解，但没有化合价变化，故D错误；综上所述，答案为C。
11．答案：D
解析：A、氢氧化铁、氢氧化亚铁都是不溶于水的固体，故A说法正确；B、氢氧化铁、氢氧化亚铁属于碱，与酸发生中和反应，生成盐和水，故B说法正确；C、氢氧化铁受热分解成Fe2O3和H2O，氢氧化亚铁隔绝空气受热分解为FeO和H2O，故C说法正确；D、氢氧化铁中Fe元素显＋3价，处于最高价，只具有氧化性，在空气中不易被氧化；而Fe（OH）2中铁元素化合价为＋2价，处于中间价态，以还原性为主，在空气中容易被氧化成Fe（OH）3，故D说法错误。
12．答案：D
解析：A.4Na＋O2===2Na2O、2Na＋O2Na2O2，所以条件不同其产物不同，A项错误；B.NaOH＋SO2===NaHSO3、2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，所以二氧化硫的量不同其产物不同，B项错误；C.C＋O2（过量）CO2、2C＋O2（少量）2CO，所以氧气的量不同，其产物不同，C项错误；D.Fe和盐酸反应时，改变反应条件（温度、反应物用量比），本质都是铁与氢离子反应置换出氢气和亚铁离子，D项正确；答案选D。
13．答案：CD
解析：A.FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe（OH）2的生成在无氧的环境里，故A正确；B.在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气，故C错误；D.产生Fe（OH）2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气的接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D错误。
14．答案：B
解析：因为Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。答案选B。
15．答案：B
解析：铁粉放入FeCl3溶液中，生成氯化亚铁，加入适量硝酸，把二价铁氧化成三价铁，再加入过量氨水，有红褐色氧氢化铁沉淀生成，氢氧化铁不稳定，加热时分解得到红棕色的残渣是氧化铁，故B正确。
16．答案：B
解析：A.用铁与稀硫酸反应制取硫酸亚铁，同时会产生H2，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，C中收集到的气体主要是H2，A项正确；B.稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，因为有气体生成，如果关闭E，会将未反应的硫酸压入B中，所以要打开E，B项错误；C.铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭E，A中的压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中发生反应，生成氢氧化亚铁，C项正确；D.氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化成红褐色的氢氧化铁，颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色，D项正确；答案选B。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：A.加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故A正确；B.若原溶液中含Fe2＋，通入Cl2，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，滴加KSCN溶液后显红色，若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液同样可以变血红色，故B错误；C.KSCN溶液与Fe3＋溶液作用的方程式为：Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3，而Fe2＋与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3＋，又含Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋而不能证明没有Fe2＋，故C错误；D.氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，故D错误；故选A。
2．答案：B
解析：①Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，①符合；②Cu与FeCl3溶液只能生成氯化亚铁和氯化铜，②不符合；③Zn与稀H2SO4反应生成硫酸锌和氢气，与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，③符合；④Fe与盐酸反应只能生成氯化亚铁和氢气，④不符合；⑤Na与O2常温下生成氧化钠，点燃生成过氧化钠，⑤符合，答案选B。
3．答案：B
解析：A.溶液变为黄色是因为Fe2＋被溴水氧化为Fe3＋，A项错误；B.向所得溶液中加入KSCN溶液，若溶液变为红色，则可判断生成了Fe3＋，反之，没有生成Fe3＋，B项正确；C.向所得溶液中加入KOH溶液，若生成红褐色沉淀，则能判断生成了Fe3＋，反之，没有生成Fe3＋，C项错误；D.向所得溶液中加入淀粉 KI溶液，Fe3＋能把碘化钾氧化为单质碘，若溶液变蓝，则可以判断生成了Fe3＋，反之，没有生成Fe3＋，D项错误；答案选B。
4．答案：D
解析：A.Fe（NO3）3溶液不与AgNO3、H2SO4反应，不能鉴别AgNO3、H2SO4，故A错误；B.MgCl2溶液不与KSCN、H2SO4反应，不能鉴别KSCN、H2SO4，故B错误；C.BaCl2溶液不与KSCN、NaOH反应，不能鉴别KSCN、NaOH，故C错误；D.FeCl3溶液加入四种溶液中依次出现的现象是：白色沉淀、溶液呈血红色、无现象、红褐色沉淀，反应现象不同，所以可以鉴别，故D正确。故选D。
5．答案：B
解析：Fe和Fe2O3的混合物与足量稀H2SO4反应，Fe和Fe2O3均无剩余，且有H2生成，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红，说明反应生成FeSO4；为了中和过量的硫酸，而且FeSO4完全转化成Fe（OH）2，共消耗3 mol·L－1的NaOH溶液200 mL，说明反应后的溶液中溶质只有Na2SO4，根据硫元素守恒，则n（H2SO4）＝n（Na2SO4），根据钠元素守恒，则n（Na2SO4）＝n（NaOH），则有n（H2SO4）＝n（Na2SO4）＝n（NaOH）＝×3 mol·L－1×0.2 L＝0.3 mol，故该稀硫酸的物质的量浓度c（H2SO4）＝＝2 mol·L－1，B正确，故答案为：B。
6．答案：CD
解析：A.装置A中发生Fe与稀硫酸的反应生成硫酸亚铁和氢气，利用氢气将装置中的空气排出，然后关闭C，氢气将硫酸亚铁压入B中，硫酸亚铁与NaOH反应生成Fe（OH）2，该装置能防止Fe（OH）2被氧化，故A错误；B.FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，故B错误；C.Fe3＋可以与KSCN溶液作用显红色，开始滴加KSCN溶液不变色，说明溶液中没有Fe3＋，滴加氯水后显红色，说明原溶液中有Fe2＋，被氯水氧化成Fe3＋使溶液显红色，故C正确；D.Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，故D正确；故答案为CD。
7．答案：B
解析：A.若A、B、C的焰色反应呈黄色，说明A、B、C中含有钠元素，水溶液均呈碱性，则A为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，B为碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性；碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，C为碳酸氢钠，碳酸氢钠为碱性，故A正确；B.若A为氨气、X为氧气，则B为一氧化氮，C为红棕色气体二氧化氮，则A不一定为空气中含量最高的氮气，故B错误；C.若B为FeCl3，则A为氯气，与铁反应生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，故C正确；D.若A为碳单质、X为氧气，则B为一氧化碳，C为二氧化碳；若A为氧气、X为碳，则B为二氧化碳，C为一氧化碳，故D正确；答案为B。
8．答案：D
解析：将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则D是FeCl3；由于A、B为单质（其中A为固体，B为气体），所以A是Fe，B是Cl2；向FeCl3溶液中加入Fe，发生反应变为FeCl2；气体B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E，则C是H2，E 是HCl，盐酸与Fe发生反应产生FeCl2；因此选项正确的是D。
9．答案：BD
解析：57.4 g氯化银沉淀的物质的量为＝0.4 mol，由氯原子个数守恒可知1 L FeCl3与CuCl2的混合溶液中氯离子的物质的量为0.4 mol，由电荷守恒可得n（Cu2＋）×2＋n（Fe3＋）×3＝n（Cl－），混合溶液中n（Cu2＋）＝0.05 mol，则n（Fe3＋）＝＝0.1 mol。
A．混合溶液中铜离子的物质的量为0.05 mol，由铜原子个数守恒可知，若铜离子完全反应生成铜的质量为0.05 mol×64 g/mol＝3.2 g＜6.0 g，则剩余固体为Cu和过量的Fe，故A错误；B.由题意可知，混合溶液中铁离子和铜离子均完全反应，由得失电子数目守恒可得反应的铁的物质的量为＝＝0.1 mol，则加入Fe粉的质量为0.1 mol×56 g/mol＋（6.0 g－3.2g）＝8.4 g，故B正确；C.混合溶液中铁离子的物质的量为0.1 mol，则1 L FeCl3与CuCl2的混合溶液中铁离子的浓度为0.1 mol/L，故C错误；D.由铁原子个数守恒可知，反应后溶液中n（Fe2＋）＝n（Fe3＋）＋反应n（Fe）＝0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol，则反应后溶液中亚铁离子的浓度为0.2 mol/L，故D正确。
10．答案：（1）2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
（2）取少量废腐蚀液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe3＋（或其它合理答案）；
（3）玻璃棒、烧杯
（4）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu 2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
（5）22.4 0.6
（6）MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
解析：根据题干分析：①是铁，②是氯化亚铁，③是铁和铜，④是盐酸，⑤是氯化亚铁，⑥氯气。（1）氯化铁与铜反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；（2）因为腐蚀液中既有亚铁离子，也有三价铁离子，所以最好用KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe3＋；（3）根据过滤装置从上到下应该有：烧杯、玻璃棒、漏斗；（4）废液中CuCl2和FeCl3都要与铁反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu 2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu；（5）n（Cu2＋）＝0.3 mol；n（Fe3＋）＝0.2 mol，需要n（Fe）＝0.3 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，m（Fe）＝0.4 mol×56 g/mol＝22.4 g；反应后n（FeCl2）＝0.3 mol＋0.3 mol＋0.6 mol＝1.2 mol，由2FeCl2＋Cl2===2FeCl3可知，铁的化合物全部转化为FeCl3溶液通入Cl2的物质的量不少于＝0.6 mol。（6）氯气一般用二氧化锰和浓盐酸制取，反应后要用氢氧化钠溶液除去尾气。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：A.FeO没有磁性，故A错误；B.Fe2O3没有磁性，故B错误；C.Fe3O4有磁性，可以用来制造指南针，故C正确；D.Fe没有磁性，故D错误；故选C。
2．答案：A
解析：氧化铁、铁单质和四氧化三铁都是不溶于水的物质，不能添加到酱油中，所以只有A正确，B、C、D都是错误的。本题正确答案为A。
3．答案：C
解析：A.烧瓶B中制备氯气的反应物为MnO2和浓盐酸，二氧化锰不能氧化稀盐酸，A错误；B.生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气，应该首先除去氯化氢，然后再干燥氯气，则装置C、D中分别盛有饱和食盐水、浓硫酸，B错误；C.由于F装置中的水蒸气可能进入E装置中，影响氯化铁的制备，因此装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置，才能制得无水氯化铁，C正确；D.氯气有毒，需要尾气处理，则装置F的目的是吸收氯气，防止大气污染，D错误；答案选C。
4．答案：（1）抑制Fe2＋的水解
（2）铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色
（3）ACBD 防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气
（4）Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe（OH）2↓＋2NH 安全瓶，防倒吸
（5）1∶2 FeO·Fe2O3·4H2O
（6）取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为血红色；另一份加入适量K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3（OH）8
解析：该实验的目的是利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3＋还原成Fe2＋，得到硫酸亚铁溶液。（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解；（2）步骤②，加入还原铁粉后，铁粉和酸反应和Fe3＋反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色；制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。（3）制备氢氧化亚铁的装置中，A装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应放出热量，放出氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是氨气和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C装置的作用是作为安全瓶防止倒吸，D装置的作用是吸收尾气。故装置连接顺序为ACBD；反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨气全部吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气；（4）装置B中发生反应的离子方程式是：Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe（OH）2↓＋2NH，装置C在A和B之间，故C的作用是：安全瓶，防倒吸；（5）Fe3（OH）8中，3个Fe带8个正电荷，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝1∶2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O；（6）要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3（OH）8，即要证明此物质中既有Fe2＋又有Fe3＋，Fe2＋用K3[Fe（CN）6]溶液检验，Fe3＋用KSCN溶液检验，故试验方法为：取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为血红色；另一份加入适量K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3（OH）8。
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