第三章 铁 金属材料 单元同步测试题 （含解析）2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 单元同步测试题
一、单选题
1．月球土壤中富含铁元素，主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的三价铁，有可能是以下哪个原因造成的
A． B．
C． D．
2．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是
A．NH3NO B．FeFe3O4
C．SiO2Na2SiO3 D．CuNO2
3．下列关于常见离子的检验方法和结论，其中正确的是
A．取样于试管中，加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，证明原溶液一定有Cl-
B．取样于试管中，先加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸沉淀不溶解，证明原溶液一定有SO
C．取样于试管中，先加入KSCN溶液，无现象，再加氯水后溶液变红，证明原溶液一定有Fe2+
D．取样于试管中，加入少量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则溶液中一定含有CO
4．将等物质的量的和混合物完全溶于100mL稀盐酸中，向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液，下列图象中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH的体积，纵坐标表示生成沉淀的质量)：
A． B． C． D．
5．下列化学反应的离子方程式正确的是
A．向碳酸氢钠溶液中滴加少量氢氧化钡溶液：Ba2++2+2OH-=BaCO3↓ +2H2O+
B．向溶液中加入金属钠：
C．向氯化亚铁溶液中通入氯气：Cl2 +Fe2+=Fe3++2Cl-
D．氯气溶于水：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
6．某白色粉末样品。可能含有KNO3、KI、KHSO4和KHCO3中的一种或几种。取少量该样品进行如下实验：
①溶于水，得到无色透明溶液；
②向①的溶液中滴加过量BaCl2溶液，溶液变浑浊；
③取②的上层清液，向其中滴加FeCl2溶液，有无色气体产生。
该样品中确定存在的是
A．KNO3、KI B．KI、KHSO4 C．KHSO4、KHCO3 D．KNO3、KHSO4
7．下列实验操作、对应的现象、解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 过量的Fe粉中加入稀HNO3溶液，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
B 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸 试纸变红色，且不褪色 体现出浓硝酸具有酸性
C 将CO2通入饱和Na2CO3溶液 产生白色沉淀 白色沉淀为NaHCO3
D 向铜与浓硫酸反应后的试管中慢慢加入水 溶液为蓝色 说明铜与浓硫酸反应生成了CuSO4
A．A B．B C．C D．D
8．常温下，某含的溶液中可能含有、、、、、中的某几种离子，现取100mL该溶液进行如图所示实验：
已知氧化性。根据实验结果，判断下列说法正确的是
A．一定不存在，可能存在和 B．一定存在、、
C．与至少存在一种 D．该溶液中
9．下列实验操作和现象得出的实验结论正确的是
实验操作 实验现象 实验结论
A 把通入紫色石蕊试液中 紫色褪去 具有漂白性
B 常温下，将铁片、铜片分别插入浓硝酸中 铁无明显变化；铜片剧烈反应 金属活动性：
C 取少量待测液于试管中，加入浓溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 溶液中含有
D 把浓硫酸滴到试纸上 试纸变红 浓硫酸具有酸性
A．A B．B C．C D．D
10．常温下，下列关于离子共存或者离子反应的说法正确的是
A．使紫色石蕊试液变红的溶液中，能大量存在以下离子：、、、
B．向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳，发生的反应为：
C．新制氯水中，能大量存在以下离子：、、、
D．氢氧化铁和碘化氢溶液反应：
11．铁触媒(主要成分)常用作合成氨反应的催化剂。下列说法正确的是
A．使用铁触媒可加快反应速率 B．是的混合物
C．和的共用电子对数相等 D．的电子式为
12．元素化合物的性质是我们学习化学的基石，下列有关于元素化合物的性质说法正确的是
A．铝和NaOH溶液反应：Al+2OH-=AlO+2H2↑
B．二氧化硅是酸性氧化物，可溶于水制得硅酸
C．一定条件下，石墨转化成金刚石要吸收能量，所以石墨比金刚石更稳定
D．SO2和Cl2同时通入到品红溶液中，漂白效果将增强
13．实验室对某铁的氧化物(FexO)进行如下实验。下列说法错误的是

A．
B．溶液A为和混合溶液
C．反应②生成标准状况下1.12 L
D．Zn至少参加了3个氧化还原反应
14．一定浓度的稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知稀硝酸被还原为)。下列说法不正确的是

A．段和段产生的气体物质的量之比为
B．段发生的反应为
C．点之后的溶液中溶质只有
D．原混合溶液中的浓度为
二、非选择题
15．黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩尔质量为480 g·mol-1]。Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。
根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为_______。
16．垃圾是放错了地方的资源。要使垃圾中宝贵的再生资源得到充分利用，必须对垃圾进行分类回收。
(1)如上图所示四个垃圾分类图示中有害垃圾图示是_______；
(2)小明在整理房间时，清理出如下物品，它们应分别放入哪个垃圾箱(请填字母)？
A．废作业本；B．汽水易拉罐；C．烂苹果；D．过期药品；E.生锈铁钉；F.涂改液瓶G.矿泉水瓶H.废旧电池
i.应放入“可回收垃圾箱”的是_______；
ii.应放入“有害垃圾箱”的是_______；
(3)小明用盐酸除去铁钉上的锈(主要成分为氧化铁)，以重新使用它，请写出盐酸除锈的化学方程式：_______；
(4)请设计一种从氯化铜溶液中回收铜的方法(用化学方程式说明)：_______。
17．现有如下物质：①液态氯化氢 ②氯水 ③ ④ ⑤澄清石灰水 ⑥铝 ⑦NaOH溶液 ⑧溶液
(1)这些物质中，属于电解质的是(填编号)_______。
(2)将铝放入氢氧化钠溶液中有气体产生，请写出发生反应的离子方程式_______。
(3)把少量的④加入⑤中，离子反应方程式为_______。
(4)电子工业中常用溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板，请写出发生反应的化学方程式_______。
18．硫氰化钾()是中学化学实验室的常见药品。某实验小组测定制备的晶体中的含量：称取样品，配成溶液，取溶液于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴溶液作指示剂，用标准溶液滴定，滴定时发生反应：(白色)，平均消耗标准溶液。
(1)刚好沉淀完时，锥形瓶中溶液的颜色变化是_______。
(2)晶体中的质量分数为_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，FeO可能反应生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三价铁，A正确；
B．Fe3O4分解生成Fe2O3和FeO，虽然Fe2O3中含有三价铁，但是四氧化三铁中含有较多三价铁，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，B错误；
C．月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成Fe2O3，C错误；
D．月球表面铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，Fe2O3中Fe为+3价，D错误；
故答案选A。
2．D
【详解】A．NH3与氧气发生催化氧化生成NO和水，转化能够实现，故A不选；
B．铁和水蒸气和高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，故B不选；
C．SiO2是酸性氧化物，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，故C不选；
D．稀硝酸的氧化性弱于浓硝酸，Cu和稀硝酸反应生成硝酸铜、水和NO，不能直接生成NO2，故D选；
故选：D。
3．C
【详解】A．只加入溶液，有白色沉淀生成，也可能是原溶液中含有等，A项错误；
B．先加入溶液有白色沉淀生成，不能排除Ag+干扰，B项错误；
C．先加入KSCN溶液，无现象，说明原溶液中无，再加氯水后溶液变红，证明原溶液一定有，C项正确；
D．取样于试管中，加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能为或，原溶液中可能含、、，D项错误；
故选：C。
4．C
【详解】Al2O3和 Fe2O3分别与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，加入氢氧化钠后开始出现沉淀，发生的反应为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓，当沉淀达到最大值时再加入氢氧化钠，此时氢氧化铝开始溶解，反应的方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少时，所得沉淀全部为Fe(OH)3，根据NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O可知，若溶解Al(OH)3消耗的NaOH体积为10mL，设NaOH的浓度为cmol/L，说明Al3+的物质的量为0.01cmol，则Fe3+的物质的量为0.01cmol，故沉淀Al3+和Fe3+的NaOH的物质的量为(0.01cmol+0.01cmol)×3=0.06cmol，体积为=0.06L=60mL，因此C选项所对应的图象符合题意；
故选C。
5．A
【详解】A．碳酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为Ba2++2+2OH-=BaCO3↓ +2H2O+，故A正确；
B．金属钠的还原性强，与硫酸铜溶液反应时，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应生成的氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，不可能发生置换反应生成铜，故B错误；
C．氯化亚铁溶液中与氯气反应生成氯化铁，反应的离子方程式为Cl2 +2Fe2+=2Fe3++2Cl-，故C错误；
D．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，故D错误
故选A。
6．D
【详解】向①溶液中滴加过量BaCl2溶液，溶液变浑浊，产生沉淀BaSO4，说明原溶液中含有KHSO4，一定不含有KHCO3；取②的上层清液，向其中滴加FeCl2，有无色气体产生，利用NO(H+)具有强氧化性，Fe2+以还原性为主，②中KHSO4提供H+，NO(H+)与Fe2+发生氧化还原反应，生成无色气体NO，因此推出原溶液中含有KNO3，原溶液中一定不存在KI；
综上所述，原溶液一定存在的是KHSO4、KNO3，选项D正确；
答案为D。
7．C
【详解】A．硝酸与Fe反应生成硝酸铁，过量的Fe与硝酸铁反应生成硝酸亚铁，充分反应后，滴入KSCN溶液，无现象，故A错误；
B．浓硝酸具有酸性和强氧化性，浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上，试纸变红色然后褪色，均合理，故B错误；
C．将CO2通入饱和Na2CO3溶液生成白色沉淀为NaHCO3；故C正确；
D．Cu与浓硫酸反应后，仍然剩余有大量的硫酸，所以不能将水直接倒入试管中，故D错误；
故答案选C。
8．B
【分析】氢离子浓度为0.1mol/L的溶液中碳酸根离子与氢离子反应，则溶液中一定不含有碳酸根离子；向溶液中通入氯气后，加入四氯化碳萃取、分液得到紫色溶液说明原溶液中含有碘离子，溶液中铁离子能够氧化碘离子，则溶液中一定不含有铁离子；水层中加入足量氢氧化钠溶液，过量得到沉淀和溶液，则溶液中一定含有亚铁离子；沉淀洗涤、灼烧得到氧化铁；由有机层分离得到2.54g紫黑色固体可知，溶液中碘离子的物质的量为×2=0.02mol，由沉淀洗涤、灼烧得到1.60g氧化铁可知，溶液中亚铁离子的物质的量为×2=0.02mol，由电荷守恒可知，溶液中一定含有氯离子，不能确定是否含有钠离子，则溶液中的氯离子的物质的量不小于0.02mol×2—0.02mol—0.1mol/L ×0.1L=0.01mol。
【详解】A．由分析可知，溶液中一定含有氯离子，一定不含有碳酸根离子，可能含有钠离子，故A错误；
B．由分析可知，溶液中一定含有亚铁离子、碘离子、氯离子，故B正确；
C．由分析可知，溶液中一定不含有铁离子，故C错误；
D．由分析可知，溶液中的氯离子的物质的量不小于0.01mol，则氯离子的浓度最小为=0.1mol/L，故D错误；
故选B。
9．C
【详解】A．具有漂白性，但不能漂白酸碱指示剂，故A错误；
B．常温下，将铁片、铜片分别插入浓硝酸中，铁片发生钝化而无明显变化，铜片剧烈反应，该现象不能说明金属活动性：，故B错误；
C．取少量待测液于试管中，加入浓溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明有NH3生成，溶液中含有，故C正确；
D．浓硫酸具有脱水性，会使试纸中的H、O两种元素以水的组成脱去，试纸变为黑色C单质，所以把浓硫酸滴到pH试纸上，试纸最后变为黑色，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．使紫色石蕊试液变红的溶液呈酸性，溶液中存在大量氢离子，与发生反应，所以不能大量共存，故A错误；
B．硅酸钠水溶液俗称水玻璃，碳酸的酸性比硅酸强，强酸反应制弱酸，向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳，反应生成硅酸沉淀：，该反应的离子方程式为：，故B正确；
C．新制氯水中含有氯气、盐酸和次氯酸，氯气和次氯酸具有强氧化性，能氧化，所以不能大量共存，C错误；
D．氢氧化铁和碘化氢溶液反应生成碘化亚铁、碘和水，反应的离子方程式为，故D错误。
综上所述，答案为B。
11．A
【详解】A．铁触媒是工业合成氨的催化剂，使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，可加快反应速率，A正确；
B．是纯净物，不是混合物，B错误；
C．中有3对共用电子对，中有1对共用电子对，C错误；
D．缺少孤电子对，的电子式正确的为，D错误；
故选A。
12．C
【详解】A．铝和NaOH溶液反应离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；故A错误；
B．SiO2是一种特殊的酸性氧化物，其不能溶于水；故B错误；
C．一定条件下，石墨转化成金刚石要吸收能量，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定；故C正确；
D．SO2和Cl2将发生氧化还原反应，从而失去漂白效果，故D错误；
故答案选C。
13．B
【分析】反应①为硫酸和铁的氧化物反应，根据硫酸的物质的量n(H2SO4)=0.15L×1mol/L=0.15mol结合O原子守恒可知，FexO的物质的量小于等于0.15mol，故有n(FexO)×(56x+16)=6.08g，解得n(FexO)=0.1mol时，x=0.8，设FexO中+2价的铁为a个，则+3价的铁为(0.8-a)个，根据化合价之和等于0可知，2a+3(0.8-a)=2，解得a=0.4，即含有Fe2+为0.4，Fe3+为0.4，故6.08gFexO中含有Fe2+为0.04mol，Fe3+为0.04mol，反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol，故反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，，A正确；
B．由分析可知，反应②为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，根据硫酸根守恒可知，若溶液A为ZnSO4溶液则溶解的Zn的质量为0.15mol×65g/mol=9.75g，即Zn过量，说明溶液A中不可能含有FeSO4，B错误；
C．由分析可知，反应①后剩余H2SO4为0.15mol-0.1mol=0.05mol，反应②中：，解得V=1.12L，即生成标准状况下1.12 L ，C正确；
D．由分析可知，反应②为Zn+Fe3+=Zn2++Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe，Zn至少参加了3个氧化还原反应，D正确；
故答案为：B。
14．D
【分析】由图象可知，刚开始铁少量，OA段发生反应为：Fe++4H+=Fe3++NO+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2，据此解答。
【详解】A．由分析可知，OA段发生反应为：Fe++4H+=Fe3++NO+2H2O，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2，OA段消耗5.6gFe，BC段消耗14.0g-8.4g=5.6gFe，由方程式可知，段和段产生的气体物质的量之比为1：1，故A正确；
B．由分析可知，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确；
C．硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为，故C正确；
D．由图可知：反应消耗14g铁，物质的量是=0.25mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，含硫酸，所以硫酸的浓度是，故D错误；
故选D。
15．NH4Fe3(SO4)2(OH)6
【详解】设有480 g物质分解，670 ℃以上为红棕色纯净物Fe2O3，则其物质的量为n(Fe2O3)= =1.5 mol，即y=3；在固体质量400 g→240 g时，分析可知，该产物为SO3和Fe2O3，则n(SO3)= =2 mol，即z=2；化合物中各元素化合价代数和为0，则x+3×(+3)+ 2×(-2)+w×(-1)=0，17x+3×56+2×96+17w=480，解得x=1、w=6，所以该物质的化学式为NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
16．(1)图2
(2) ABEG DFH
(3)Fe2O3 +6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
(4)CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu
【详解】（1）图1可回收垃圾，图2有害垃圾，图3厨余垃圾，图4其他垃圾，故选图2；
（2）烂苹果属于厨余垃圾，ABEG属于可回收垃圾，DFH属于有害垃圾；
（3）铁锈的主要成分是氧化铁，盐酸除锈的化学方程式Fe2O3 +6HCl = 2FeCl3 + 3H2O；
（4）铁的还原性强于铜，可将铜盐中的铜离子置换出来回收利用：CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu。
17．(1)①③④
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质，即①③④属于电解质；
（2）铝与氢氧化钠反应生成氢气和偏铝酸钠，即离子方程式为；
（3）碳酸氢钠少量氢氧化钙（澄清石灰水）过量，则离子方程式中碳酸氢根的系数定位1，即离子方程式为；
（4）三价铁离子具有氧化性，单质铜具有还原性，二者发生氧化还原反应，即方程式为。
18．(1)溶液由红色变为无色(或浅黄色或黄色)
(2)95.06%
【详解】（1）滴定时发生离子方程式为，则刚好沉淀完时，溶液中SCN-反应完全，红色褪去，溶液中存在少量Fe3+，故锥形瓶中溶液的颜色变化是溶液由红色变为无色(或浅黄色或黄色)；
（2）滴定样品溶液，消耗AgNO3标准溶液的物质的量为，由反应可知，2.45×10-3mol，晶体中的质量分数为=95.06%