第三章 铁 金属材料 单元同步测试
一、单选题
1.宏观辨识和微观探析是化学学科核心素养之一,下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A.将铝粉投入氢氧化钠溶液中:
B.锌与浓硝酸溶液反应:
C.草酸与酸性高锰酸钾溶液反应:
D.少量碳酸氢钠溶液与足量澄清石灰水混合:
2.下列检验或鉴别的说法中,不正确的是
A.用相互滴加的方法可以鉴别盐酸和溶液
B.向某溶液中滴加几滴溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含
C.某溶液的焰色试验呈黄色,该溶液中可能含有钾元素
D.某溶液滴入溶液不变红,再滴入氯水后溶液变红,则原溶液中一定含有
3.如图所示是铁及其化合物的价类二维图,下列有关叙述正确的是
A.物质X是Fe3O4
B.Fe2O3→Fe的转化,Fe2O3发生氧化反应
C.在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
D.可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化
4.铁元素的“价-类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.Fe→Fe3O4只能通过置换反应得到
B.Fe3O4在自然界中不存在
C.可用Fe粉去除FeCl2溶液中混有的少量FeCl3
D.向Fe(OH)2悬浊液中通入Cl2可得到Fe(OH)3
5.下列关于化学实验或者实验现象的叙述正确的是
A.铜和浓硝酸反应时,生成无色无味气体
B.可用溶液检验的存在
C.向过氧化钠中通入过量的,固体由白色转化为淡黄色
D.分别蘸有浓氨水和浓盐酸的两根玻璃棒接近时,不会看到白烟
6.某溶液中加入铝粉可以产生氢气,则下列离子在此溶液中可能大量共存的是
A.Fe2+、NO、Cl-、Na+ B.CO、NH、SO、ClO-
C.Ba2+、HCO、I-、NO D.NO、K+、SO、F-
7.下列叙述正确的是
A.和分别在中燃烧得到和
B.分别与足量盐酸和氢碘酸反应均得到含的溶液
C.分别与品红溶液和溴水反应后溶液颜色均褪去,体现了的漂白性
D.等物质的量的和分别溶于水可以得到相同浓度的和
8.下列原理所涉及反应的离子方程式书写正确的是
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O
C.用氯化铁溶液腐蚀铜电路板:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
D.打磨过的铝片投入氢氧化钠溶液中:Al+OH-+H2O=AlO+H2↑
9.制砖瓦的技术是我国古代人民对世界建筑业的一大杰出贡献,有“秦砖汉瓦”之称。制砖瓦的原料为黏土(主要成分为铝硅酸盐和亚铁盐)。烧制流程如图:
下列描述错误的是
A.“过筛”的目的是选取小颗粒,提高水浸速率
B.在空气过量和自然冷却条件下制得红砖,因为生成了Fe2O3
C.烧制青灰色砖瓦,需从窑顶加入一定量冷水冷却
D.烧制砖瓦的过程是物理变化
二、非选择题
10.利用氧化还原反应将废水中的有害物质转变为无毒物质、难溶物质或易挥发除去的物质,是废水处理中的重要方法之一、在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将还原为Cr3+:+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,再加入熟石灰进行中和,最终将Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀而从废水中除去。请回答下列问题:
(1)方程式中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______;
(2)熟石灰的化学式是_______,中和时发生反应的离子方程式为_______;
(3)Cr3+和熟石灰反应生成Cr(OH)3沉淀的离子反应方程式为_______;
(4)若处理含铬废水100mL需要0.15mol/LFeSO4溶液25ml,则此废水中铬离子浓度为____。
11.利用“价—类”二维图研究物质的性质是一种有效的学习方法。铁及其部分化合物的“价—类”二维图如图所示。
(1)X、Y的化学式分别为_______、_______。
(2)图中只具有还原性的物质是_______(填化学式)。
(3)某实验小组从亚铁盐的物质类别角度,预测其可能与某些金属、酸、碱、盐发生反应;从亚铁盐中铁元素的化合价,预测亚铁盐既具有氧化性,又具有还原性。请根据实验室提供的试剂完成下列实验。
实验室提供的试剂:锌片、铜片、溶液、KSCN溶液、新制氯水、酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液。
①探究亚铁盐与碱的反应;
向溶液中滴加NaOH溶液,发现先生成白色沉淀,一段时间后沉淀基本变为红褐色,写出白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式:_______。
②探究的氧化性:
分别将铜片、锌片投入溶液中,结果铜片没变化,锌片逐渐溶解。由此说明三种金属的还原性由强到弱的顺序为:_______。
③探究的还原性:
向溶液滴加酸性高锰酸钾溶液,发生反应的离子方程式为:_______。
(4)若要验证溶液中不含而只含有,正确的实验操作方法及现象是:_______。
12.如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图中缺失的类别①_______和化学式②_______。
(2)参考“价—类”二维图,对的性质进行预测:可能与下列试剂中的_______(填字母)发生反应。
① ②溶液 ③溶液 ④溶液 ⑤溶液
(3)某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,写出该过程的化学反应方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目____。当转移电子数为时,被氧化的物质的质量为___g。
13.某化学兴趣小组进行了如下实验。请回答:
(1)用一氧化碳还原氧化铁,反应的化学方程式为_______。反应完毕后,他们将得到的铁屑装入下图所示装置进行实验,A中的玻璃丝可以阻止固体离开A管,B中碱石灰的作用是_______。一段时间后,他们将A中的固体溶于水,并向所得溶液中滴入几滴KSCN溶液。
①若观察到溶液出现红色,证明溶液中含有_______(填离子符号)。
②若未观察到溶液出现红色,可能的原因是_______。
(2)用足量的稀盐酸溶解一定量的Fe2O3,得到棕黄色溶液。甲同学向溶液中加入铜粉欲获得铁,他_______(填“能”或“不能”)成功,原因是_______
(3)已知铝粉与氧化铁能发生反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3小组成员将反应的产物用足量的NaOH溶液浸泡,除去其中的Al2O3,分离得到Fe,反应的化学方程式为_______。某同学认为用足量稀盐酸浸泡也能达到相同的结果,他的观点_______(填“正确”或“不正确”)。
14.“价类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具,如图所示是铁及其化合物的“价类”二维图。
(1)X、Y分别代表_______、_______;Z在空气中转化为W的化学方程式为_______。
(2)某小组研究性质,预测能与_______发生氧化还原反应(填序号)。
①NaOH溶液②氯水③稀盐酸④酸性溶液⑤镁⑥碳酸钠
(3)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用溶液刻蚀铜制电路板,被_______(填“还原”或“氧化”)为,该反应的离子方程式为_______。
(4)为检验食品中的铁元素,可将菠菜剪碎、研磨、溶解、_______,然后将少许滤液加入试管中,加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液,振荡,若观察到_______现象,说明试验样品中含有铁元素。
(5)高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用氧化的方法制备,其原理为,用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目_______。
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.D
【详解】A.铝和水发生的氧化还原反应,正确的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑,A错误;
B.锌与浓硝酸溶液反应的离子方程式为:Zn+2NO+4H+=Zn2++2NO2↑+2H2O,B错误;
C.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化草酸生成二氧化碳,高锰酸根离子被还原生成锰离子,草酸为弱酸不可拆,离子方程式为5H2C2O4+2MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,C错误;
D.少量的碳酸氢根离子反应完全,中和时只消耗等量的氢氧根离子,,D正确;
故选D。
2.B
【详解】A.盐酸少量,与碳酸钠反应不生成气体;盐酸过量,与碳酸钠反应生成气体,改变滴定顺序可鉴别,故A正确;
B.白色沉淀可能为氯化银或硫酸钡,由实验操作和现象可知,原溶液中也可能含有银离子,不一定含硫酸根离子,故B错误;
C.钠元素的焰色为黄色,观察钾元素的焰色需透过蓝色的钴玻璃,由实验操作和现象可知,该溶液中可能含有钾元素,故C正确;
D.滴入溶液不变红,可知不含铁离子,再滴入氯水后溶液变红,可知亚铁离子被氧化为铁离子,则原溶液中一定含有,故D正确;
答案。
3.C
【详解】A.物质X是FeO,故A错误;
B.Fe2O3→Fe的转化,铁化合价降低,因此Fe2O3发生还原反应,故B错误;
C.在空气中Z→Y是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁,其现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,故C正确;
D.FeCl2和FeCl3中铁的化合价发生了改变,只能通过氧化还原反应实现相互转化,不能通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化,故D错误。
综上所述,答案为C。
4.C
【详解】A.Fe与O2点燃条件下也生成Fe3O4,A错误;
B.Fe3O4是一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色警惕,俗称磁性氧化铁,在自然界存在,B错误;
C.Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+,Fe粉可将Fe3+还原为Fe2+且不引入新的杂质,C正确;
D.向2Fe(OH)2 +3Cl2 =2FeCl3+O2+2H2O,向Fe(OH)2悬浊液中通入Cl2可得到FeCl3,D错误;
故选C。
5.B
【详解】A.铜和浓硝酸反应时,生成二氧化氮,为红棕色气体,A错误;
B.三价铁离子和硫氰化钾反应生成血红色物质,可以检验三价铁,B正确;
C.向过氧化钠中通入过量的生成碳酸钠,固体由淡黄色转化为白色,C错误;
D.浓氨水和浓盐酸都会挥发,可以生成氯化铵,可以看到白烟,D错误;
故选B。
6.D
【详解】已知加入铝粉可以产生氢气的溶液可能是强酸性溶液或者强碱性溶液,即溶液中含有大量的H+或OH-,据此分析解题:
A.酸性条件下,H+、Fe2+、NO三者不能大量共存且加入铝粉不产生H2,碱性条件下OH-与Fe2+不能大量共存,A不合题意;
B.酸性条件下H+与CO、ClO- 均不能大量共存,碱性条件下OH-与NH不能大量共存,B不合题意;
C.酸性条件下H+与HCO不能大量共存,H+、I-、NO三者不能大量共存,碱性条件下OH-、HCO、Ba2+三者不能大量共存,C不合题意;
D.酸性条件下H+与F-不能大量共存,碱性条件下OH-与NO、K+、SO、F-均不反应,能够大量共存,D符合题意;
故答案为:D。
7.A
【详解】A.锂和氧气反应只能生成氧化锂,镁和氧气反应生成氧化镁,A正确;
B.氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氧化铁和氢碘酸发生氧化还原反应,生成亚铁离子,B错误;
C.二氧化硫使品红褪色体现了二氧化硫的漂白性,二氧化硫使溴水褪色体现了二氧化硫的还原性,C错误;
D.1mol三氧化硫和水反应生成1mol硫酸,而3mol二氧化氮和水反应生成2mol硝酸,故等物质的量的三氧化硫和二氧化氮分别溶于1L水,得到的硫酸和硝酸的浓度不同,D错误;
故选A。
8.C
【详解】A.醋酸难电离,用醋酸除水垢的离子方程式为:,A错误;
B.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸的离子方程式为:,B错误;
C.用氯化铁溶液腐蚀铜电路板的离子方程式为:,C正确;
D.打磨过的铝片投入氢氧化钠溶液中的离子方程式为:,D错误。
答案选C。
9.D
【详解】A.“过筛”的目的是选取小颗粒,增大接触面积,加快浸出速率,A正确;
B.黏士(主要成分为铝硅酸盐和亚铁盐),在空气过量和自然冷却条件下制得红砖,因为生成了Fe2O3,B正确;
C.从窑项加入一定量冷水冷却,得到含黑色四氧化三铁的砖瓦,烧制青灰色砖瓦,C正确;
D.烧制砖瓦的过程中有新物质生成,是化学变化,D错误;
故答案为:D。
10.(1)1∶6
(2) Ca(OH)2 Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
(3)2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+
(4)6.25×10-3mol/L
【分析】在反应中,铬元素的化合价降低,是氧化剂,铁元素的化合价升高,Fe2+是还原剂,以此分析作答。
【详解】(1)由上述分析可知,是氧化剂,Fe2+是还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6,故答案为:1∶6;
(2)熟石灰是固体,加熟石灰中和时,与氢离子反应,离子方程式为:,故答案为:;;
(3)和熟石灰反应生成沉淀,离子方程式为:;
(4)~6Fe2+,n(Fe2+)=0.15mol/L0.025L=3.7510-3mol,故n()==6.2510-4mol,故c()==6.25×10-3mol/L。
11.(1)
(2)Fe
(3) Zn、Fe、Cu(或Zn>Fe>Cu)
(4)取少量待测液于试管中,先滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液变红(氧化剂选择其他浅色氧化剂也可)
【分析】(3)实验中,①反应生成的容易被氧化,能与空气中的氧气发生氧化还原反应生成。②根据金属活动性顺序,单质活泼性,能与置换而不能。③酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把氧化成。
【详解】(1)X中铁为+3价,化学式是,Y中铁为+2价,化学式是。
(2)Fe元素化合价处于最低价时只有还原性,对应物质是Fe。
(3)①白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式:。
②能与置换而不能,说明三种金属的还原性由强到弱的顺序为:Zn、Fe、Cu(或Zn>Fe>Cu)。
③酸性高锰酸钾溶液氧化的离子方程式为:。
(4)验证溶液中不含而只含有的实验操作方法及现象是:取少量待测液于试管中,先滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液变红。
12.(1) 单质
(2)②③⑤
(3) 320
【详解】(1)二维图中缺失的类别①是单质,化学式②是,答案为:单质,;
(2)①与不反应,①错误;
②具有强氧化性可以将碘离子氧化成碘单质,②正确;
③溶液与反应生成氢氧化铁沉淀,③正确;
④溶液与不反应,④错误;
⑤溶液与反应生成氯化银沉淀,⑤正确;
故选②③⑤;
(3)溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,该过程的化学反应方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目 ,由电子转移可知当转移电子数为时,被氧化的铜的物质的量是5摩尔,质量为320g,答案为: ,320。
13.(1) 吸收氯气,防止污染空气 Fe3+ 过量的铁屑和FeCl3反应生成FeCl2,无Fe3+存在,溶液不变红
(2) 不能 铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,不能得到铁
(3) 不正确
【详解】(1)一氧化碳还原氧化铁,反应的化学方程式为:;碱石灰能与过量的氯气反应,作用是吸收氯气,防止污染空气;Fe3+与KSCN反应变为红色,故有Fe3+存在;若未变为红色,可能是过量的铁屑和FeCl3反应生成FeCl2,无Fe3+存在,溶液不变红;
(2)氧化铁与盐酸反应的化学方程式为:,铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,不会得到铁,故不能成功,原因是铜粉与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,不能得到铁;
(3)氧化铝能与NaOH溶液反应,化学方程式为:,盐酸和铁、氧化铝均能反应,不能分离得到铁,故观点不正确。
14.(1) 氧化物
(2)②④⑤
(3) 还原
(4) 过滤 溶液变红
(5)
【详解】(1)FeO是铁的氧化物,X表示氧化物,则Y表示三价铁的氧化物,Y为;Z表示二价铁的氢氧化物,Z为,W表示三价铁的氢氧化物,W为,和O2反应生成,方程式为:。
(2)具有还原性,氯水、酸性溶液具有氧化性可以和发生氧化还原反应;也具有氧化性,Mg的还原性强于Fe,也可以和Mg发生氧化还原反应,故选②④⑤。
(3)用溶液刻蚀铜制电路板,Fe元素由+3价下降到+2价,被还原成,该反应的离子方程式为:。
(4)为检验食品中的铁元素,可将菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,然后将少许滤液加入试管中,加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),将Fe2+氧化为Fe3+,再滴加几滴KSCN溶液,振荡,若观察到溶液变红,说明试验样品中含有铁元素。
(5)反应中Cl元素由+1价下降到-1价,Fe元素由+3价上升到+6价,根据得失电子守恒用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目为:。
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%