第三章铁金属材料单元同步测试卷（含解析）-2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 单元同步测试卷
一、单选题
1．下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向稀硝酸中加入少量铜粉：
B．锂在氧气中燃烧：
C．向溶液中滴几滴NaClO溶液：
D．用烧碱溶液除去铁粉中的少量铝粉：
2．下图为铝的生产原理示意图，下列相关说法不正确的是
A．冰晶石做助熔剂
B．氧化铝属于过渡晶体
C．金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D．铝在工业上是一种很好的还原剂
3．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是
①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤NO2 ⑥Mg3N2 ⑦NH3
A．①③⑤ B．①②③⑤ C．①②④⑤ D．全部
4．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．
5．某固体粉末由两种物质组成，为鉴定其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量NaOH溶液中，有气泡产生，固体部分溶解
②取少量样品加入足量冷的稀盐酸中，有气泡产生，固体全部溶解
则该固体粉末的组成成分可能是
A．Fe、Al B．Cu、Al C．CuO、 D．Cu、FeS
6．向200mL稀与稀的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况下)之间的关系如图所示，且曲线中每一段只对应一个反应。下列说法错误的是

A．混合溶液中的物质的量浓度为1 mol/L
B．若向铜粉中加入100mL上述混合溶液，最多能溶解19.2g铜
C．
D．每一阶段反应转移电子数目之比为
7．下列实验现象或结论描述不正确的是
选项 实验 现象或结论
A 在氯化铁溶液中加入铜粉 棕黄色溶液变成蓝色溶液，说明Fe3+具有氧化性
B 紫色石蕊溶液中通入足量的Cl2 溶液先变红色，后褪色，说明氯水有酸性和漂白性
C 往AlCl3溶液中滴加足量NaOH溶液 产生大量白色沉淀
D 加热放在坩埚中的小块钠 钠先熔化成光亮的小球，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体
A．A B．B C．C D．D
8．下列除杂试剂或操作选用不正确的是
选项 物质(括号内为杂质) 除杂试剂或操作
A Na2CO3晶体(NaHCO3) 加热
B FeCl2(FeCl3) 足量铁粉，过滤
C Fe2O3(Al2O3) NaOH溶液，过滤
D CO2(HCl) 饱和碳酸钠溶液、浓硫酸，洗气
A．A B．B C．C D．D
9．下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是
A．使酚酞溶液变红的溶液：Na＋、Cl-、、Fe3＋
B．碳酸氢钠溶液：K＋、、Cl-、H＋
C．加入铝粉有氢气产生的溶液中：K＋、Na＋、、
D．澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br-、Cl-
10．将某份镁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为，则样品中镁、铝物质的量之比为
A． B． C． D．
11．下列离子方程式中正确的是
A．过量的与溶液反应：
B．溶液与过量溶液反应：
C．溶液中加入过量的氨水：
D．溶液中通入等物质的量的：
12．FeCl3是有机反应中常用的催化剂。实验室用如下图所示装置制备少量FeCl3.已知：FeCl3易升华，且易水解：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl。下列说法不正确的是
A．甲中可制得纯净的Cl2
B．实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C．装置丙的作用是收集FeCl3
D．装置丁中CaCl2的作用是防止水蒸气进入装置丙
13．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：
14．中国古代文献和诗句中涉及许多化学知识。下列说法错误的是
A．《天工开物》“凡石灰，经火焚炼为用”里的“石灰”是指Ca(OH)2
B．《梦溪笔谈》记载“方家以磁石磨针，则能指南”，磁石的主要成分是Fe3O4
C．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”中爆竹爆炸发生的反应为氧化还原反应
D．“青蒿一握，以水二升渍，绞取法”，屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化
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．利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，图中甲~戊均含铁元素。回答下列问题：
(1)Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe(NO3)3、NaOH制备：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(2)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是______(填标号)。
A．有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物
B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应
C．Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1：2
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4
(3)维生素C易溶于水，可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+，设计如下实验：取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中，加入过量维生素C片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。该设计方案能否检验Fe2+并说明理由______。
(4)丁与烧碱溶液反应可生成乙，在空气中放置一段时间后乙转化为丙。乙转化为丙的现象为______，发生反应的化学方程式为______。
(5)若用丁溶液经一系列反应来制备Fe2O3。不考虑过程损失，若100mL丁溶液最终制得1.6gFe2O3，变质前丁溶液的物质的量浓度为______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．向稀硝酸中加入少量铜粉发生反应生成NO和硝酸铜，离子方程式为：，故A错误；
B．锂在氧气中燃烧生成Li2O，故B错误；
C．向溶液和少量NaClO溶液会发生氧化还原反应生成硫酸钠和二氧化硫，离子方程式为：，故C错误；
D．Fe不和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂，正确；
B．氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征，因此被称为过渡晶体，正确；
C．工业上用电解熔融的氧化铝，得到金属铝和氧气，而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜，错误；
D．Al为活泼金属，冶金工业中常作还原剂，正确；
故选C。
3．A
【详解】一定条件下单质硫可以和金属直接化合，并且与变价金属反应生成低价金属硫化物，即与铜化合生成Cu2S，与铁化合生成FeS，故①不能由单质直接化合生成，②能由单质直接化合生成；硫和氧气反应生成的是SO2，而不是SO3，故③不能由单质直接化合生成；一定条件下硫单质可以与氢气化合生成H2S，故④能由单质直接化合生成；氮气和氧化在放电条件下生成NO，而不是NO2，故⑤不能由单质直接化合生成；在燃烧条件下镁可以与氮气直接化合生成Mg3N2，故⑥能由单质直接化合生成；高温高压催化剂条件下氮气和氢气可以直接化合物生成NH3，故⑦能由单质直接化合生成，综上所述，正确选项为A。
4．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。
5．A
【分析】①取少量样品加入足量氢氧化钠溶液，有气泡冒出，由题中物质可知应含有铝； ②取少量样品加入足量稀盐酸有气泡产生，振荡后固体完全溶解，说明固体可与盐酸反应，以此来解答。
【详解】A．由分析可知，该固体粉末中含有Al，Fe可以与盐酸反应，A项正确；
B．Cu、Al加入足量冷的稀盐酸中产生氢气，但Cu不溶解，B项错误；
C．CuO、加入足量NaOH溶液或足量冷的稀盐酸中均无气泡产生，C项错误；
D．Cu、FeS加入足量NaOH溶液中无气泡产生，D项错误；
故选A。
6．B
【分析】向200mL稀与稀的混合溶液中逐渐加入铁粉，依次发生反应①、②、③；OA段为反应①，生成NO0.2mol；AB为反应②、BC为反应③，生成氢气0.1mol；
【详解】A．由分析可知，OA段为反应①，生成NO0.2mol，根据氮元素守恒可知，混合溶液中的物质的量浓度为0.2mol÷0.2L=1 mol/L，A正确；
B．由分析可知，200mL溶液中硝酸根离子为0.2mol、氢离子为0.2mol×4+0.1mol×2=1.0mol，，则氢离子过量、硝酸根离子完全反应消耗铜0.3mol，质量为19.2g，则若向铜粉中加入100mL上述混合溶液，最多能溶解19.2g÷2=9.6g铜，B错误；
C．由分析可知，3个反应分别消耗铁0.2mol、0.1mol、0.1mol，共消耗铁0.4mol，质量为22.4g铁，C正确；
D．由分析可知，每一阶段反应转移电子数目之比为，D正确；
故选B。
7．C
【详解】A．在氯化铁溶液中加入铜粉，氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜，棕黄色溶液变成蓝色溶液，说明Fe3+将Cu氧化为Cu2+，说明Fe3+具有氧化性，故A正确；
B．氯气与水反应生成盐酸，酸性使得石蕊变红，后褪色是因为生成盐酸(HCl)的同时还生成了次氯酸(HClO)，次氯酸有漂白的作用使得有机酸碱指示剂石蕊褪色成无色，故B正确；
C．往AlCl3溶液中滴加足量NaOH溶液生成NaAlO2溶液，不会产生大量白色沉淀，故C错误；
D．加热放在坩埚中的小块钠，钠熔点低，先熔化成光亮的小球，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体Na2O2，故D正确；
故选C。
8．D
【详解】A．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，则用加热的方法能除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠杂质，故A正确；
B．氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，则向溶液中加入足量铁粉，过滤可以除去氯化亚铁溶液中混有的氯化亚铁，故B正确；
C．氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，则向固体中加入氢氧化钠溶液、过滤能除去氧化铁中混有的氧化铝，故C正确；
D．二氧化碳和氯化氢都能与碳酸钠溶液反应，所以将混合气体依次通过盛有饱和碳酸钠溶液、浓硫酸的洗气瓶不能除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，故D错误；
故选D。
9．D
【详解】A．使酚酞溶液变红的溶液呈碱性，Fe3＋在碱性溶液中不能大量存在，A不符合题意；
B．在碳酸氢钠溶液中，与H＋会发生反应，生成二氧化碳气体等，不能大量共存，B不符合题意；
C．加入铝粉有氢气产生的溶液可能呈酸性或碱性，在酸性溶液中，不能大量存在，C不符合题意；
D．在澄清透明的溶液中，Fe3＋、Mg2＋、Br-、Cl-都不发生反应，能稳定存在，D符合题意；
故选D。
10．C
【详解】根据同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，故设加入氢氧化钠溶液产生的H2为2mol，则加入盐酸产生的H2为3mol，根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物质的量为mol，由于2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知，等质量的Al与盐酸和NaOH反应放出的H2一样多，故说明Mg与盐酸反应产生的H2为1mol，根据反应方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Mg，故样品中铁、铝物质的量之比为1：=3：4，故答案为：C。
11．A
【详解】A．过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应的离子反应为，A正确；
B．氢氧化钠溶液是足量的，应该还有碳酸钠生成，正确的为：，B错误；
C．氨水为弱碱，无法溶解氢氧化铝，正确的为：，C错误；
D．FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2，氯气先于碘离子反应，2I－+ Cl2 = I2 + 2Cl－，D错误；
答案选A。
12．B
【分析】高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，混有杂质HCl和水蒸气杂质，饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥氯气，氯气和铁粉在加热下反应生成FeCl3，其易升华，加热形成蒸气，在丙装置中冷凝收集氯化铁，由于氯化铁易水解，氯化钙作用是防止空气中水蒸气进入装置丙，NaOH溶液用于吸收有毒的尾气氯气；
【详解】A．高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，浓盐酸易挥发，氯气中混有杂质HCl和水蒸气杂质，饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥氯气，甲可制得纯净的Cl2，A正确；
B．无论氯气是否足量，Fe与Cl2都只生成FeCl3，B错误；
C．氯气和铁粉在加热下反应生成FeCl3，其易升华，加热形成蒸气，在丙装置中冷凝收集FeCl3，C正确；
D．由于氯化铁易水解，氯化钙作用是防止空气中水蒸气进入装置丙，D正确；
故选：B。
13．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。
14．A
【详解】A．“凡石灰，经火焚炼为用”，这里的石灰指的是碳酸钙，A错误；
B．磁石的主要成分为四氧化三铁，B正确；
C．爆竹爆炸中有氧气参与反应，是氧化还原反应，C正确；
D．屠呦呦对青蒿素的提取涉及萃取操作，与相似相溶原理有关，没有生成新物质，属于物理变化，D正确；
故答案选A。
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)3:2
(2)CD
(3)不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有Fe2+生成
(4) 现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(5)0.2mol L-1
【详解】（1）反应中，氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，铁为还原剂，化合价由+3变为+6，根据电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2；
（2）A．Fe3O4有磁性，组成固定，是一种纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合物，A错误；
B．其能和酸反应生成两种盐和水，不与碱反应，不属于两性氧化物，B错误；
C．Fe3O4中二价铁、三价铁之比为1:2，与稀盐酸发生复分解反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2，C正确；
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，D正确；
故选CD；
（3）维生素C易溶于水，可将转化为被人体吸收，说明维生素C具有还原性；亚铁离子也具有强的还原性，亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，干扰了亚铁离子的检验，此实验方案设计不严密；
（4）丁为亚铁盐与烧碱溶液反应可生成乙氢氧化亚铁，在空气中放置一段时间后乙氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应转化为丙氢氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；乙转化为丙的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；
（5）的物质的量为=0.01mol，铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol；根据铁元素守恒规律，变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol，则100mL该溶液中，c(FeCl2)= =0.2mol/L