第三章 铁金属材料 单元测试 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册（Word含答案）

第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题（共12题）
1．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是
A．3Cl2＋6FeI2=2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2=FeCl2＋I2
C．Co2O3＋6HCl(浓)=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I-=2Fe2＋＋I2
2．《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。青矾加热时的反应为。下列说法正确的是
A．产物中含有3种酸性氧化物 B．所得赤色物质为
C．反应为分解反应 D．铁元素被还原
3．下列说法中，不正确的是（ ）
A．FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黄色的
B．Fe(OH)2是白色的，Fe(OH)3是红褐色的
C．FeO、 Fe2O3都能与盐酸反应
D．FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
4．下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是
①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变
②将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式：Fe3++Fe=2Fe2+
⑥Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
A．①②⑥ B．①②③ C．①④⑤ D．②④⑥
5．下列描述中不符合生产实际的是
A．电解熔融氧化铝制金属铝 B．根据原电池原理生产化学电源
C．电解饱和食盐水制金属钠 D．电镀法铁上镀锌
6．等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是（　　）
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
7．常温下，下列各组离子在指定条件下能大量共存的是
A．溶液中：、、、
B．遇酚酞变红的溶液中：、Na+、、K+
C．的溶液中：、、、
D．pH=1的溶液中：、、K+、Cl-
8．铝比铁活泼，但在空气中铁制品更易被锈蚀，其原因是（ ）
A．铁的密度比铝的密度大
B．铝不能与氧气发生反应
C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜
D．铁的相对原子质量比铝的大
9．“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
10．下列实验现象与实验操作不相匹配的是（ ）
选项 实验操作 实验现象
A 在Fe(NO3)2溶液中滴加酸化的H2O2 浅绿色变黄色
B 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶 集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生
C 向盛有硝酸银溶液的试管中逐渐滴入浓氨水 产生白色沉淀，且白色沉淀不溶解
D 向盛Na2SO3溶液的试管中滴加1滴酚酞，然后逐滴加入稀盐酸至过量 试管中溶液先变红后褪色
A．A B．B C．C D．D
11．某实验小组研究刻蚀电路板以及刻蚀废液的性质，下列实验对应的离子方程式书写正确的是
A．用盐酸双氧水刻蚀铜板：
B．用溶液刻蚀铜板：
C．检验废液中含有：
D．用酸性检验：
12．在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是 ( )
①只有Fe2+； ②Fe2+和Fe3+； ③Fe2+和Cu2+； ④Cu2+和．
A．②③ B．②④ C．①④ D．①③
二、非选择题（共10题）
13．实验室常用加热高锰酸钾的方法制备少量氧气。
(1)请写出该反应的化学方程式___________。
(2)现欲制备3.36L(标准状况)氧气，理论上需要________克高锰酸钾？
(3)用制备的3.36L(标准状况)氧气与H2完全反应生成水，理论上需要________升H2的体积(标准状况)？
14．氧化还原反应原理在研究物质性质及转化方面具有重要价值。
(1)化合价是学习氧化还原反应的基础。在横线上写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Cu ________ Na2O2 ________ ClO________ (NH4)2Fe(SO4)2________
(2)制备氯气的一种反应是MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+ 2H2O。该反应中，还原剂是(填化学式，下同)___________，被还原的物质是___________。若反应中消耗了1 mol MnO2，则生成Cl2的物质的量为___________mol。
(3)某含余氯废水(主要成分是NaClO) 的处理流程如下：
已知处理过程中发生反应： Na2SO3+NaClO= Na2SO4+ NaCl，若NaClO的含量是7.45×10-3g/L，则处理1000L含余氯废水，理论上需要0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液___________ L。
15．锰及其化合物主要用于锰矿的开采、锰铁冶炼、化肥和医药等领域。
(1)早期冶炼金属Mn的一种方法是先煅烧软锰矿(主要成分为MnO2)生成Mn3O4，再利用铝热反应制备金属Mn，该铝热反应的化学方程式为___。
(2)工业上通常采用软锰矿与KOH固体在空气中共热生成K2MnO4，再通入CO2的方法制备KMnO4。
各物质的溶解度如表所示：
温度/℃ 物质 0 10 20 30 40 60 80 100
KMnO4 2.83 4.31 6.34 9.03 12.6 22.1 41.1 50.5
K2CO3 105 109 111 114 117 127 140 156
A 22.5 27.4 33.7 39.9 47.5 65.5 — —
①K2MnO4与CO2的反应中氧化产物和还原产物的比值为___。
②该制备过程需控制通入CO2的量，若CO2过量，还会生成物质A___(填化学式)。
③从KMnO4和K2CO3混合溶液中分离提纯出KMnO4晶体的步骤为蒸发浓缩、___、过滤、洗涤、干燥；物质A的生成会使KMnO4的纯度降低，原因是__。
16．某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下：
已知反应原理为：
①Fe2++2OH-=Fe(OH)2
②3Fe(OH)2=Fe+2Fe(OH)3
③Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O
(1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为_______。
(2)当pH<2时，Fe/Fe3O4产率极低的原因是_______。
(3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图，图2为回流1h所得产品的X射线衍射图。回流1h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可能的原因_______。
(4)采用Pd-Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的NO和NO，反应历程如图3所示。
其中Fe3O4中Fe2+和Fe3+分别用Fe(II)、Fe(III)表示。
①用该法处理废水后，溶液的pH_______。(填“降低”“升高”或“不变”)
②写出过程④反应的离子方程式_______。
③反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为_______。
17．现有碳酸钠和氯化钠的混合物15g，将其放入烧杯中加入100g水，使其完全溶解。向所得溶液中加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，烧杯中溶液的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，请回答下列问题。
(1)B点时烧杯中溶液含有的阳离子是_______(填离子符号)。
(2)恰好完全反应时加入稀硫酸的质量为_______g。
(3)混合物中氯化钠的质量是_______克(写出具体计算过程)？
18．高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 0 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L－1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为________(列出计算式即可，已知2MnO＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O)。
19．现有两种与的固体混合物X和Y。已知受热难分解，而受热解：。
(1)现取固体混合物X，充分加热至恒重，固体混合物质量减少了，则原固体混合物中的质量为_____________________。
(2)现取固体混合物Y，充分加热至恒重，把产生的气体通入足量澄清石灰水中，生成沉淀，则原固体混合物中的质量分数为______________________。
20．从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起到了巨大的作用。
(1)①古代中国四大发明之一指南针由天然磁石制成的， 其主要成分： ___________(填化学式)
②所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 ___________。
A．Fe B． FeCl3 C．FeO D．FeSO4 E．Fe (OH)3
(2)①在现代半导体工业生产中，常利FeCl3腐蚀铜的原理制作印刷线路板，该原理的化学方程式为：___________。
②氯化铁溶液中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后烧杯底部不可能出现的是___________
A．有铁无铜 B． 有铜无铁 C．有铁有铜 D．无铁无铜
(3)实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4溶液变质，经常会向其中加入一些铁粉，其原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)为证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序： ___________。
①加入适量的氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
21．某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。
(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：___(用化学方程式表示)。
(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：
实验 序号 w(FeSO4)/% w(NaOH)/% t/s
i 2.5 15 149
ii 5 15 138
iii 10 15 93
iv 5 25 142
v 5 35 180
①实验i、ii、iii的目的是___。
②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是___。
③由绿矾晶体(FeSO4 7H2O)固体配制250mL0.10mol L-1FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、___。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是___。
A．容量瓶中原有少量蒸馏水
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中
C．定容时俯视刻度线
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线
(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是___。
22．某学习小组拟研究FeSO4的分解实验探究，请你利用所学知识帮该小组完成以下实验方案。
[实验目的]探究FeSO4分解产物与温度关系。
[提出假设]
假设1：Fe2O3、SO3、SO2 ；
假设2：FeO、SO3、SO2；
假设3：Fe3O4、SO3、SO2。
[查阅资料]几种物质的物理性质如表所示。
物质 SO3 SO2 O2 N2
熔点/℃ 16.8 - 72.4 -218.4 -209.9
沸点/℃ 44.8 - 10 -182.9 - 195.8
回答下列向题：
(1)根据所学知识判断，假设2肯定不成立，理由是_______。
(2)实验过程中，在检查装置气密性之后点燃A处酒精灯之前的操作是_______，(只填操作)，当A处固体完全分解后通入N2的目的是_______。
(3)实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备N2，该反应的离子方程式为_______。
(4)低温浴槽Ⅰ收集的物质是_______(填化学式)，低温浴槽Ⅱ控制的温度范围为_______。
(5)甲、乙组分别进行实验，实验数据如下(不考虑损失，固体已完全分解且固体产物为纯净物)：
实验 A处温度/℃ FeSO4质量/g 低温浴槽Ⅰ净增质量/g 低温浴槽Ⅱ净增质量/g
甲 T1 3.04 0.80 0.64
乙 T2 4.56 1.60 0.64
甲组实验中A装置得到固体产物是_______(填化学式)。
(6)为进一步确认固体产物成分，取乙组实验得到的固体溶于稀硫酸，将溶液分成两份，进行如下实验：在一份溶液中滴加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液，观察到的现象是_______。
[实验结论]通过上述实验，FeSO4分解产物与温度有关。
[交流反思]FeSO4分解反应中是否有O2生成？
(7)为验证实验猜想，他们设计两种方案检验O2：
方案1：将D管导出的气体通入酸化的淀粉-KI溶液中。
方案2：用带火星的木条放在D管口处。
假设过程中持续缓缓通入N2，对比以上两种方案，其中方案_______(填“1”或“2”)可行。
参考答案：
1．A
根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，以此对下列方程式进行判断。
A．由于I-的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I-，而不应先氧化Fe2＋，A错误；
B．Cl2氧化性强于I2，反应方程式正确，B正确；
C．氧化性Co2O3>Cl2，反应方程式正确，C正确；
D．氧化性Fe3＋>I2，反应方程式正确，D正确；
故答案选A。
2．C
A．产物中的酸性氧化物只有SO2，故A错误；
B．Fe2O3是红色粉末，所得赤色物质为Fe2O3，故B错误；
C．反应，一种物质变为多种物质，属于分解反应，故C正确；
D．反应中铁元素化合价由+2升高为+3，铁元素被氧化，故D错误；
选C。
3．A
A．FeCl3溶液是黄色的，FeCl2溶液是浅绿色的，A项错误；
B．Fe(OH)2是白色的，Fe(OH)3是红褐色的，B项正确；
C．FeO、 Fe2O3都是金属氧化物，金属氧化物一般都能与盐酸反应，C项正确；
D．FeCl3溶液、FeCl2溶液与NaOH溶液反应分别生成氢氧化铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀，故FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应，D项正确；
答案选A。
4．A
①向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，溶液不再存在Fe3+，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，①正确；
②氯气具有强氧化性，能氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe=3Fe2+，从而除去氯气，②正确；
③向FeCl2溶液中不存在Fe3+，加入NH4SCN溶液不变红，③错误；
④将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀，无法得到胶体，④错误；
⑤选项所给离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，⑤错误；
⑥酸性环境中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，⑥错误；
综上所述答案为A。
5．C
A.氯化铝熔融时不导电，所以电解熔融氧化铝制取金属铝，符合生产实际，故A不选；
B.原电池装置可以形成电流，所以根据原电池原理可以生成化学电源，符合生产实际，故B不选；
C.电解饱和食盐水制取烧碱时，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧化钠，不能得到金属钠，所以不符合生产实际，故C选；
D.电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以在镀件上镀锌时，纯锌作阳极，符合生产实际，故D不选；
故选C。
6．B
设Fe的物质的量为1 mol，根据方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知与盐酸反应生成的氢气为1mol，根据方程式3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知与水蒸气反应生成的氢气为mol，相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成H2体积之比为：1∶＝3∶4，故选B。
7．B
A．Fe3+与会发生氧化还原反应，同时Fe3+和还会发生络合反应，故Fe3+与、在溶液中不能大量共存，故不选A；
B．遇酚酞变红的溶液为碱性溶液，碱性条件下，、Na+、、K+相互之间不反应，能大量共存，故选B；
C．与会结合生成碳酸钙沉淀，与不能大量共存，故不选C；
D．pH=1的溶液为强酸性溶液，与H+反应生成CO2和H2O，不能共存，故不选D；
选B。
8．C
铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，因Al被氧化后生成致密的氧化物阻止反应的进行，所以不易被锈蚀，以此来解答。
由于铝是活泼的金属，其表面极易被氧化生成一层致密的氧化膜，从而阻止内部的金属铝被氧化，所以铝制品是耐腐蚀的；与密度和相对原子质量无关。
答案选C。
9．C
A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；
D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；
故选C。
10．C
A. H2O2具有强氧化性，能将Fe(NO3)2溶液中二价铁氧化成三价铁，溶液由浅绿色变黄色，A正确；
B. 金属钠具有强还原性，能与CO2反应，生成碳酸钠和碳，所以集气瓶中产生大量白烟为碳酸钠，黑色颗粒是碳，B正确；
C. 向盛有硝酸银溶液的试管中逐渐滴入浓氨水，先生成氢氧化银白色沉淀，氨水过量后沉淀溶解，生成[Ag(NH3)2]OH，形成银氨溶液，C错误；
D. Na2SO3溶液为强碱弱酸盐，具有碱性，滴加酚酞变红，然后加入稀盐酸至过量，Na2SO3与稀盐酸反应生成二氧化硫气体，溶液碱性消失，变成无色，D正确。
答案选C。
11．B
A．过氧化氢只作氧化剂，反应的离子方程式为，A错误；
B．用溶液刻蚀铜板，Cu和反应生成FeCl2和CuCl2，反应的离子方程式为，B正确；
C．是络合物，不是沉淀，正确的离子方程式为，C错误；
D．酸性条件下，高锰酸根离子被还原为锰离子，正确的离子方程式为，D错误；
选B。
12．D
由于Fe3+能氧化Fe、Cu，充分反应后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中一定无Fe3+，可排除②④，固体物质存在两种可能：
1、当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，一定含有Fe2+，故①正确；
2、当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3+，Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu，所以溶液中一定没有Fe3+，可能含有Cu2+，一定含有Fe2+；综上可知：滤液中一定含有Fe2+，故③正确；
答案选D。
13．(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)47.4
(3)6.72
【解析】（1）
加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）
3.36L(标准状况)氧气的物质的量为 ，根据化学反应方程式可知，n(KMnO4)=2n(O2)=0.30mol，需要高锰酸钾的质量为 ；
（3）
根据化学反应方程式2H2+O2 2H2O，3.36L(标准状况)氧气的物质的量为 ，需要n(H2)=0.30mol，需要H2的体积(标准状况)为 。
14．(1) 0 -1 +3 +2
(2) 浓HCl MnO2 1
(3)0.2
【解析】（1）
单质中元素化合价为0，Cu中铜元素化合价是0； Na2O2中钠元素化合价为+1，根据元素化合价代数和等于0，可知氧元素化合价为-1； ClO中氧元素化合价为-2，根据元素化合价代数和等于-1，Cl元素化合价为+3； (NH4)2Fe(SO4)2中的化合价为+1、的化合价为-2，根据化合价代数和等于0，铁元素化合价为+2；
（2）
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+ 2H2O反应，HCl中Cl元素化合价升高，还原剂是浓HCl，MnO2中Mn元素化合价降低，被还原的物质是MnO2。根据反应方程式，若反应中消耗了1 mol MnO2，则生成Cl2的物质的量为1mol。
（3）
若NaClO的含量是7.45×10-3g/L，1000L含余氯废水中含NaClO的物质的量是，设理论上需要0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液VL，
V=0.2L。
15．(1)3Mn3O4+8Al4Al2O3+9Mn
(2) 2∶1 KHCO3 冷却结晶 在冷却结晶时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出
【解析】(1)
Mn3O4与铝发生置换反应生成氧化铝和金属Mn，该铝热反应的化学方程式为3Mn3O4+8Al4Al2O3+9Mn；
(2)
①软锰矿与KOH固体在空气中共热生成K2MnO4，再通入CO2的方法制备KMnO4，方程式为O2+2KOH+4K2MnO4+3CO2=4KMnO4+H2O+3K2CO3，其中高锰酸钾是氧化产物（Mn元素化合价从+6价升高到+7价，失去1个电子），氧气是氧化剂，化合价从0价降低到－2价，则依据电子得失可知K2MnO4与CO2的反应中氧化产物和还原产物的比值为2∶1。
②该制备过程需控制通入CO2的量，若CO2过量，生成的碳酸钾和二氧化碳反应转化为碳酸氢钾，因此还会生成物质A的化学式为KHCO3。
③根据表中数据可知高锰酸钾的溶解度小于碳酸钾的，则从KMnO4和K2CO3混合溶液中分离提纯出KMnO4晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；由于在冷却结晶时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出，所以物质A的生成会使KMnO4的纯度降低。
16．(1)
(2)氢氧根离子浓度小，难以生成Fe(OH)2
(3)Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O反应速率慢
(4) 升高 NO被Fe2+还原为，和NO发生归中反应生成氮气
【解析】（1）
FeCl2溶液和KOH溶液在100℃条件下反应生成Fe/Fe3O4、KCl、H2O，反应的离子方程式为；
（2）
当pH<2时，氢氧根离子浓度小，难以生成Fe(OH)2，所以Fe/Fe3O4产率极低；
（3）
Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O反应速率慢，所以回流1h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质；
（4）
①用该法处理废水的反应方程式为，反应消耗氢离子，溶液的pH升高；
②过程④是发生氧化还原反应生成N2，反应的离子方程式是 ；
③反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为NO被Fe(Ⅱ)还原为，和NO发生归中反应生成氮气。
17．(1)Na+、H+
(2)100
(3)4.4
从图中可以看出，在A点，曲线出现了拐点，则表明A点时，硫酸与碳酸钠刚好完全反应；在B、C点，硫酸都过量。
（1）
向碳酸钠和氯化钠的混合溶液中加入稀硫酸，由于碳酸钠能与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，且由图可知，A点时表示稀硫酸与碳酸钠恰好反应，则B点时稀硫酸过量，则B点时溶液中的溶质有硫酸钠、氯化钠和硫酸，此时溶液中的阳离子有Na+、H+。
（2）
发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，由于反应前后物质的总质量不变，则产生的二氧化碳的质量为15g+100g+150g-260.6g=4.4g，m(H2SO4)==9.8g，则硫酸溶液的质量为=100g。答案为：100；
（3）
由上面计算可知，m(CO2)=4.4g，则m(Na2CO3)==10.6g，m(NaCl)= 15g-10.6g=4.4g。答案为：4.4。
18．
根据信息反应式或得失电子守恒计算高锰酸钾产品纯度，注意配制溶液体积与取用量之间的转化问题。
由离子反应方程式：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O可知，草酸中碳元素为＋3价，氧化产物为CO2，高锰酸钾被还原为＋2价锰离子，根据得失电子守恒知，5n(KMnO4)＝2n(H2C2O4)，m(KMnO4)=，w(KMnO4)＝。
19．
(1)根据方程式先求，再求原固体混合物中的质量。
(2)根据方程式得到关系式，，再求质量分数。
(1)，，解得，原固体混合物中的质量为；故答案为：4.16g。
(2)，，
由此得关系式：，则，解得；故答案为：67.2%。
20． Fe3O4 CD A C
(1)①指南针是由天然磁石制成的，主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
②铁元素的最高化合价为+3，最低化合价为0，故含有+2价铁元素的物质既有氧化性又有还原性，故答案选CD；
(2)①铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，化学方程式为；
②铁和铜同时加进去，铁先和三价铁反应，如果铁离子还有多的，再和铜反应；
A．不可能，有金属铁时，一定将铜置换出来了，故A结果不可能出现，故A正确；
B．可能，铁离子的量较大，能和铁反应完毕，或剩余部分三价铁和部分铜反应，或者是铁和三价铁恰好反应，故B结果可能出现，故B错误；
C．可能，铁离子量不足，只能和部分铁反应，故C错误；
D．可能，铁离子量特别大，足够溶解所有铁和铜，故D错误；
答案选A；
(3)加入铁粉，可与铁离子生成亚铁离子，防止硫酸亚铁变质，离子方程式为；
(4)先根据铁离子的特征反应，加入硫氰化钾溶液判断溶液中不含铁离子；然后加入氯水，如果含有也铁离子，亚铁离子被氧化成三价铁离子，溶液变成红色，以此证明亚铁离子的存在，注意高锰酸钾溶液为紫红色，不反应溶液也可以变红，所以不能选用高锰酸钾溶液，答案选C。
21． 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 沉淀持续时间t：v>iv>ii 胶头滴管 BD 有红褐色沉淀生成，有气体放出
(1)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(2) ①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是：探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响；
②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是：沉淀持续时间t：v>iv>ii；
③配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、胶头滴管；
A．定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；
C．定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据可知溶液浓度偏高，C不选；
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选；
故选：BD；
(3) Na2O2和水反应生成NaOH和O2，NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2中，由于Na2O2过量，则Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是有红褐色沉淀生成，有气体放出。
22．(1)化合价只有降低，不符合氧化还原反应化合价变化规律
(2) 通入一段时间N2 使A中残留的三氧化硫和二氧化硫分别排入I和Ⅱ中
(3)
(4) SO3 16.8℃-44.8℃
(5)Fe2O3
(6)溶液显红色或血红色
(7)1
【解析】（1）
根据所学氧化还原反应的规律可知，有元素化合价的升高，必有元素化合价降低，而假设2中根据分解产物分析可知，反应后部分硫元素化合价降低，但无化合价升高的元素，不符合氧化还原反应的规律，所以假设2错误，故答案为：化合价只有降低，不符合氧化还原反应化合价变化规律；
（2）
实验过程中，在检查装置气密性之后点燃A处酒精灯之前需通入一定量氮气，可排除装置内的空气，避免氧气或水蒸气干扰实验；当A处固体完全分解后通入N2，随着气流方向可使产生的气体全部进入下一装置，使其全部被吸收，故答案为：通一段时间N2；使A中残留的二氧化硫和三氧化硫分别排入I和Ⅱ中；
（3）
饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热可发生归中反应生成氮气、氯化钠和水，其离子方程式为：；
（4）
根据表中数据可知，SO3的沸点为44.8℃，SO2的沸点为-10℃，所以在低温浴槽I中收集SO3，II中收集SO2，且II的温度范围选择是高于熔点，低于沸点，应该是以液态收集，防止固体堵塞导管。所以解析中，I的温度范围应选择16.8℃-44.8℃；
（5）
甲组实验中，FeSO4的质量为3.04g，则其物质的量为=0.02mol，低温浴槽Ⅰ中SO3的质量为0.8g，所以物质的量为=0.01mol，低温浴槽Ⅱ中SO2的质量为0.64g，所以其物质的量为=0.01mol，根据元素守恒可知，得到的固体为Fe2O3，其物质的量为0.01mol；
（6）
根据小问（5）分析可知，乙组实验中，FeSO4的质量为4.56g，则其物质的量为=0.03mol，低温浴槽Ⅰ中SO3的质量为1.60g，所以物质的量为=0.02mol，低温浴槽Ⅱ中SO2的质量为0.64g，所以其物质的量为=0.01mol，根据元素守恒可知，得到的固体为Fe3O4，其物质的量为0.01mol，所以取乙组实验得到的固体溶于稀硫酸，溶液中含铁离子与亚铁离子，在一份溶液中滴加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液，会产生蓝色沉淀，在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液，观察到的现象是会观察到溶液显红色或血红色；
（7）
N2不燃烧也不支持燃烧 ，假设过程中持续缓缓通入N2，若用带火星木条检验氧气的存在，现象会受干扰，而氧气具有氧化性，在酸性条件下可氧化碘离子生成能使淀粉变蓝的碘单质，不受氮气的干扰，所以选择实验方案1可行。