第三章 铁 金属材料 单元同步测试卷
一、单选题
1.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是。
A.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应:Ba2++=BaSO4↓
B.将NaHSO4溶液滴入Ba(OH)2溶液中至溶液呈中性:2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
C.向澄清石灰水中通入足量CO2:CO2+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+2H2O
D.用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作电路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
2.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,下列说法不正确的是
A.铁在高温下与水蒸气反应不能实现转化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
C.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,可用于消毒
D.加热发生转化⑥,加盐酸溶解可实现转化③
3.将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水即可显红色的是
A.FeO B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe(OH)3
4.铁元素的“价一类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A.a在纯中燃烧可直接转化为e
B.在不同条件下,g可能分别转化为f沉淀或胶体
C.c在空气中直接加热可转化为b
D.检验含d溶液中金属阳离子的方法为先加入氯水,再加入KSCN溶液
5.下列描述所对应的化学知识或原理正确的是
选项 项目描述 化学知识或原理
A 钠与水反应时,钠在水面上四处游动 反应产生气体,推动小球四处游动
B 补铁剂宜与维生素C一同服用 维生素C具有氧化性
C 硬铝可用于制造飞机外壳 主要利用硬铝熔点高的性质
D 食品包装袋内常放一小包铁粉 铁粉吸收袋内水蒸气,延长食品保质期
A.A B.B C.C D.D
6.下列关于合金的说法中,正确的是
A.在我国最早使用的合金是钢 B.稀土金属可以用于生产合金
C.合金的熔点比各成分金属的高 D.钢是含碳量高于生铁的铁碳合金
7.下列离子方程式正确的是
A.碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液:
B.与稀混合:
C.溶液腐蚀铜板的离子方程式:
D.铜和浓硝酸反应:
8.化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.合金的熔点一般比其成分金属的熔点高
C.青铜是我国使用最早的合金材料,目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁
D.铝比铁活泼,但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀
9.下列反应方程式或离子方程式正确的是
A.铁和氯气反应的化学方程式:
B.钠和水反应的化学方程式:
C.用溶液腐蚀覆铜板:
D.碳酸氢钠溶液和稀硫酸反应的离子方程式:
10.为除去物质中的杂质,所选用试剂或方法正确的是
选项 物质 杂质 除杂试剂
A 碱石灰
B 加热
C
D 溶液
A.A B.B C.C D.D
11.易水解、易升华,是有机反应中常用的催化剂。实验室用如图所示装置制备少量。下列说法正确的是
A.实验开始,先点燃酒精灯,再滴加浓盐酸
B.实验时若不足量,则可能生成
C.装置丙的作用是收集
D.装置丁中的作用是吸收未反应的
12.铁元素是重要的金属元素,含有铁元素的物质,在人类的生产生活中有着重要的应用。是炼铁工业中的主反应。硫铁矿烧渣中含有大量,工业上常用于制取绿矾。铁元素的常见价态有、价,实验室可用赤血盐溶液检验,黄血盐溶液检验。由硫铁矿烧渣(主要含)制取绿巩的流程如下:
下列有关说法不正确的是
A.第一次“过滤”所得滤渣的主要成分是
B.“反应”时发生的主要反应为
C.“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D.“调”的主要目的是将未被还原的转化为沉淀除杂
13.硫及其化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的作用。对燃煤烟气脱硫能有效减少对大气的污染并实现资源化利用。方法1:用氨水将先转化为,再氧化为;方法2:用生物质热解气(主要成分为CO、、)将在高温下还原为单质硫;方法3:用溶液吸收生成,再加热吸收液,使之重新生成亚硫酸钠;方法4:用溶液吸收烟气中,使用惰性电极电解吸收后的溶液,在阴极被还原为硫单质。可以用溶液除去气体,生成黑色CuS沉淀。下列硫酸盐性质与用途具有对应关系的是
A.水溶液呈酸性,可用作杀菌剂 B.具有还原性,可用作治疗贫血药剂
C.具有氧化性,可用于制取BaS D.易溶于水,可用作净水剂
二、多选题
14.草酸亚铁(FeC2O4)可作为生产电池正极材料磷酸铁锂的原料,受热容易分解,为探究草酸亚铁的热分解产物,按下面所示装置进行实验。下列说法不正确的是
A.装置D的作用只是除去混合气中的水蒸气,由于草酸亚铁的热分解产物没有水,不用除去水蒸气,所以装置D可以省略
B.实验中观察到装置B、F中石灰水变浑浊,E中固体变为红色,则证明分解产物中有CO2和CO
C.实验开始时,应先通入N2,再点燃装置A、E的酒精灯
D.反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,向其中滴加1~2滴KSCN溶液,溶液无颜色变化,证明分解产物中不含Fe2O3
三、非选择题
15.某小组同学设计如图所示装置(夹持仪器略去)制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。
称取一定量的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50~60 ℃热水浴中加热,充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水,搅拌使其反应完全,制得浅绿色悬浊液, KMnO4溶液的作用是_______
16.热分解的质量变化过程如图所示,其中之前是隔绝空气加热,之后是在空气中加热,A、B、C三点时的产物均为纯净物。用化学方程式表示从A点到B点的物质转化:_______,C点时产物的化学式是_______。
17.铁的氧化物的比较
化学式
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 _______ _______ _______
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与反应的离子方程式 _______ _______
与的反应(炼铁原理)
18.元素的“价一类”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“价一类”二维图,箭头表示部分物质间的转化关系。
请回答以下问题:
(1)中Fe的化合价为_______。
(2)是否为碱性氧化物_______(填是或否),理由:_______。
(3)制备氢氧化亚铁时,现象由白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀,请用化学方程式解释现象:_______。
(4)已知在强碱溶液中稳定存在,PH越小稳定性越差;则制备时需要在_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行:也可以作为净水剂,能与水反应生成具有吸附性的胶体,写出其中离子方程式:_______。其中检验溶液中的试剂是_______。
(5)FeO、是合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分。某FeO、混合物中,铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5,其中FeO、的物质的量之比为_______。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.缺少离子反应,正确的离子方程式为,A错误;
B.溶液呈中性,NaHSO4与Ba(OH)2按物质的量2:1反应,则其离子反应方程式为2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,B正确;
C.向澄清石灰水中通入足量CO2反应生成碳酸氢钙,离子反应方程式为CO2+OH-=,C错误;
D.电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,D错误;
故选B。
2.B
【分析】由图可知,①表示铁单质缓慢氧化转化为Fe2O3,②表示FeO被氧化转化为Fe2O3的过程,③表示和稀盐酸等反应转化为Fe3+和水,④表示和稀盐酸等反应转化为Fe2+和水,⑤表示被还原为Fe3+,⑥表示加热分解生成Fe2O3和水,铁与稀盐酸反应得到Fe2+,Fe2+加氧化剂可以转化为Fe3+,Fe3+加还原剂可以转化为Fe2+,由此分析。
【详解】A.铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,不能实现上述①转化, A正确;
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化四氧化三铁,不能发生转化②,B错误;
C.处于高价态的物质化合价很容易下降时具有强氧化性,高铁酸盐()中铁为+6价,很容易转化为+3价,具有强氧化性,C正确;
D.加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁, 和稀盐酸反应转化为Fe3+和水,可实现转化③,D正确;
答案选B。
3.A
【详解】A.FeO与稀盐酸反应生成氯化亚铁,氯化亚铁与KSCN不反应,加入氯水后氯化亚铁被氧化成氯化铁,三价铁遇KSCN变红色,故A符合题意;
B.Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁,滴加KSCN溶液变红色,故B不符合题意;
C.FeCl3溶于稀盐酸,电离出三价铁离子,滴加KSCN溶液变红色,故C不符合题意;
D.Fe(OH)3与稀盐酸反应生成氯化铁,滴加KSCN溶液变红色,故D不符合题意;
故选:A。
4.B
【分析】由图可知,a为铁单质,b为氧化亚铁,c为氢氧化亚铁,d为亚铁盐,e为氧化铁,f为氢氧化铁,g为铁盐。据此解答。
【详解】A.铁在纯氧气中燃烧生成四氧化三铁,故A错误;
B.铁盐与氢氧化钠反应生成氢氧化铁,饱和氯化铁溶液滴到沸水中可以制得氢氧化铁胶体,故B正确;
C.氢氧化亚铁直接加热,被氧气氧化为氧化铁,不能得到氧化亚铁,故C错误;
D.检验亚铁离子的方法是先加KSCN溶液,无现象,在加入氯水,溶液变为红色,故D错误;
故选B。
5.A
【详解】A.钠与水反应时,反应产生氢气,氢气推动小球四处游动,因此钠在水面上四处游动,故A正确;
B.补铁是补亚铁离子,补铁剂在空气中易被氧化,维生素C具有还原性,将生成的铁离子还原为亚铁离子,因此补铁剂宜与维生素C一同服效果更好,故B错误;
C.硬铝可用于制造飞机外壳,主要原因是硬铝硬度大、质量轻的特点,故C错误;
D.铁粉主要吸收袋内氧气,延长食品保质期,故D错误。
综上所述,答案为A。
6.B
【详解】A.我国最早使用的合金是铜合金,A错误;
B.稀土金属可添加至镁、铝、铜等有色金属中,改善合金的物理、化学性能,故稀土金属可用于生产合金,B正确;
C.合金的熔点低于成分金属,C错误;
D.钢是含碳量低于生铁的铁碳合金,D错误;
故答案选B。
7.C
【详解】A.碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠生成碳酸钠和水,反应的离子方程式是,故A错误;
B.与稀混合生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C.溶液腐蚀铜板生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为,故C正确;
D.铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,反应的离子方程式是,故D错误;
选C。
8.B
【详解】A.硬币是由不锈钢、铁芯镀铜、铁芯镀镍等合金材料制造的,A正确;
B.合金的熔点一般比其成分金属的熔点低,硬度大,B错误;
C.青铜是我国使用最早的合金材料,商朝的司马鼎等,目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁,C正确;
D.虽然铝的金属活动性大于铁的,但铝表面容易被空气氧化为致密的氧化物薄膜,从而使其更耐腐蚀,D正确;
故选B。
9.C
【详解】A.铁与氯气反应生成氯化铁,A错误;
B.钠和水反应的化学方程式:,B错误;
C.用溶液腐蚀覆铜板实质是铜被氧化为铜离子:,C正确;
D.碳酸氢钠溶液和稀硫酸反应的离子方程式:,D错误;
故选C。
10.D
【详解】A.碱石灰也可以和氯气反应,不能用来除杂,A错误;
B.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,加热时被消耗,B错误;
C.二氧化碳能和过氧化钠反应生成氧气而被消耗,C错误;
D.铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠而铁与氢氧化钠不反应,故可以除去铁中混有的铝,D正确;
故选D。
11.C
【详解】A.实验开始,先滴加浓盐酸,利用生成的氯气排尽装置内的空气,以免铁粉与氧气发生反应,故A错误;
B.铁与氯气只能生成氯化铁,即使少量氯气也不能生成氯化亚铁,故B错误;
C.装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁,故C正确;
D.与氯气不能反应,其目的是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使水解,故D错误;
故选:C。
12.D
【分析】硫铁矿烧渣酸溶后,二氧化硅不反应,过滤得到的滤渣为二氧化硅,滤液中的金属离子为Al3+和Fe3+,加入过量铁粉的目的是将铁离子完全转化为亚铁离子,检验过程用黄血盐溶液检验,无现象则完全反应,NaOH溶液调节pH值是将转化为沉淀,过滤后滤渣为沉淀,经过一系列操作得到绿矾。
【详解】A.根据分析,第一次“过滤”所得滤渣的主要成分是,A正确;
B.“反应”时,加入过量铁粉的目的是将铁离子完全转化为亚铁离子,发生的主要反应为,B正确;
C.根据分析,“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全,C正确;
D.“调”的主要目的是将转化为沉淀除杂,D错误;
故选D。
13.C
【详解】A.硫酸铜可以用来制造杀菌剂是因为它含有的重金属离子能够引起蛋白质变性,与溶液显酸性无关,A错误;
B.亚铁离子是血红蛋白的成分,人体合成血红蛋白必须亚铁离子,因此亚铁离子可用作治疗贫血药剂,与还原性无关,B错误;
C.,BaSO4具有氧化性,C正确;
D.,铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性,用作净水剂,D错误;
故答案为:C。
14.AD
【分析】探究草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物,A装置中草酸亚铁晶体加热分解,装置B中出现浑浊,证明产物中含有CO2,C装置利用氢氧化钠除去二氧化碳,防止影响CO的检验,D装置用浓硫酸干燥气体,F中出现浑浊,E内固体变红,证明分解产物中存在CO,装置检查气密性后,先通一段时间N2,排除装置内的空气,避免空气中CO2对实验造成的干扰,实验结束前,也需要通入氮气,使分解产物全部通过后面的装置,充分反应;将充分反应后的固体残余物投入稀硫酸中,固体完全溶解且无气体放出,取反应液加入KSCN溶液无血红色,无法证明固体产物中不含Fe2O3,因为无法确定分解产物中是否有铁存在,以此分析解答。
【详解】A.经过B、C装置的气体中混有水蒸气,装置E中氧化铜与一氧化碳的反应需要加热,若没有装置D,易导致装置E中的硬质管炸裂,所以装置D不能省略,A错误;
B.装置A中草酸亚铁晶体加热分解,装置B中出现浑浊,证明产物中有CO2存在,C装置利用氢氧化钠除去二氧化碳,防止影响CO的检验,D装置利用浓硫酸干燥气体,F中出现浑浊,E内固体变红,证明分解产物中存在CO,实验中观察到装置B、F中石灰水变浑浊,E中固体变为红色,则证明分解产物中有CO2和CO气体,B正确;
C.实验开始时,先通一段时间N2,排除装置内的空气,避免空气中CO2对实验造成的干扰,再点燃装置A、E的酒精灯,C正确;
D.铁离子和KSCN溶液作用显示血红色,可检验铁离子,但是如果草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物含有铁和氧化铁,反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,三者生成亚铁离子,向其中滴加1~2滴KSCN溶液,溶液无颜色变化,所以无法证明分解产物中不含Fe2O3,D错误;
故选AD。
15.吸收氨气、二氧化硫等杂质气体,防止污染空气
【详解】尾气中含有的二氧化硫、氨气等会污染空气,故KMnO4溶液的作用是吸收氨气、二氧化硫等杂质气体,防止污染空气。
16.
【详解】18.30g CoC2O4 2H2O的物质的量为,0.1molCoC2O4 2H2O含0.2mol水,结晶水的质量m=nM=0.2mol×18g/mol=3.6g,起点到A固体质量减少为18.30-14.70=3.6g,则A点是纯净的CoC2O4,0.1mol CoC2O4 2H2O 含Co质量为m=nM=0.1mol×59g/mol=5.9g,则B为金属Co,A到B是CoC2O4分解,分解反应方程式为:;由图知C点钴氧化物质量为8.30g,0.1molCo质量为5.9g,氧元素质量为8.3g-5.9g=2.4g,氧的物质的量,则Co和O的原子个数比为0.1:=2:3,C点产物化学式是Co2O3。
17. 、
【详解】根据化合物中化合价代数和为0可知,中Fe元素化合价为+2价,中Fe元素化合价为+3价,可以看成,故Fe元素化合价为+2、+3价,与氢离子反应的离子方程式为,与氢离子反应的离子方程式为。
18.(1)+6
(2) 是 与盐酸反应生成了盐和水
(3)
(4) 碱性 KSCN溶液
(5)2:1
【详解】(1)中钠、氧元素化合价分别为+1、-2,根据化合价代数和为零,可知Fe的化合价为+6;
(2)能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;与盐酸反应生成了盐和水,故其为碱性氧化物;
(3)氢氧化亚铁和空气中氧气、水生成红褐色氢氧化铁,反应为;
(4)已知在强碱溶液中稳定存在,PH越小稳定性越差;则制备时需要在碱性环境中进行;也可以作为净水剂,能与水反应生成具有吸附性的胶体,反应中铁化合价由+6变为+3,则反应中氧元素化合价升高得到氧气,根据电子守恒、质量守恒可知,离子方程式:;铁离子能和KSCN溶液变红色,故其中检验溶液中的试剂是KSCN溶液;
(5)设FeO、的物质的量之比为a:b,则,故a:b=2:1