第三章 铁 金属材料 测试题（含解析） 2023-2024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 测试题
一、选择题
1．分类法是学习化学的方法之一、对下列物质的分类正确的是
A．铁红属于单质 B．次氯酸属于强酸
C．纯碱属于碱 D．氯化钾属于盐
2．将一定量的铝粉溶于过量的NaOH溶液中，再通入一定量CO2后，蒸干溶液并充分灼烧，得到固体物质的组成可能是
A．Na2CO3、Al(OH)3、NaOH B．Na2CO3、NaAlO2、Al2O3
C．NaHCO3、NaAlO2、NaOH D．Na2CO3、NaHCO3、Al2O3
3．抗疫居家期间，同学们在参与家务劳动的过程中体会到化学知识无处不在。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是
选项 家务劳动 化学知识
A 用白醋除去水壶中的水垢 白醋可溶解碳酸钙等沉淀
B 用小苏打粉作膨松剂焙制糕点 碳酸氢钠加热容易分解产生气体
C 用含NaClO的84消毒液拖地 NaClO具有腐蚀性
D 用铝制锅烧水、煮饭 铝表面覆盖着耐高温的致密氧化铝的保护膜
A．A B．B C．C D．D
4．下列离子能大量共存的是
A．与Al反应放出H2的溶液：HCO、Na+、Cl-、Ca2+
B．无色透明的溶液中：Cu2+、K+、SO、NO
C．含有大量Ba(NO3)2的溶液中：Mg2+、NH、SO、Cl-
D．强酸性溶液中：Na+、Fe3+、NO、MnO
5．不能由单质直接化合制得的是
A．NaCl B． C． D．
6．从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法不正确的是
A．用酸性溶液可检验溶液W中是否含有
B．试剂a是铁、试剂b是稀盐酸
C．操作Ⅰ、操作Ⅱ均需用到漏斗，操作Ⅲ需用蒸发皿
D．试剂c是氯气，在该流程中做氧化剂
7．下列变化不能通过一步反应实现的是
A．Na2CO3→NaOH B．Cu→CuCl2 C．Fe→Fe3O4 D．Fe2O3→Fe(OH)3
8．氢能是最理想的能源，科学家们研制出一种能方便地储存、释放氢气的储氢材料，这种储氢材料是
A．合金 B．无机非金属 C．合成材料 D．复合材料
9．化学创造美好生活。下列关于物质用途的说法不正确的是
A．俗称铁红，可用于油漆的红色颜料
B．纯碱可直接用于治疗胃酸过多
C．可用于潜水艇的供氧剂
D．铝合金密度小，强度大，可用于飞机制造
10．下列离子方程式中错误的是
A．MgO与稀盐酸反应：
B．铜丝放入溶液中：
C．向溶液中滴加溶液：
D．溶液中滴入少量溶液：
11．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．无色透明的溶液中：NH、Fe3+、Cl-、SCN-
B．0.1mol·L-1BaCl2溶液中：K+、Na+、OH-、NO
C．能使甲基橙变红的溶液中：Cu2+、Na+、CH3COO-、NO
D．遇酚酞显红色的溶液中：NH、NO、K+、SO
12．化学实验中的颜色千变万化，下列实验过程中关于颜色的描述正确的是
①氯水放久了会逐渐由黄绿色变成几乎无色
②将通入盛有干燥有色布条的集气瓶中，有色布条褪色
③向溶液中滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀
④KBr溶液中加入少量新制氯水，溶液变成黄绿色
⑤钾元素的焰色反应透过蓝色的钴玻璃观察呈紫色
A．④⑤ B．②⑤ C．①②③ D．①⑤
13．某溶液滴加硫氰化钾(KSCN)溶液时无明显现象，再向其中滴加适量双氧水后溶液变成红色，则原溶液中一定有
A． B． C． D．
14．下列关于铁及其化合物的叙述中，错误的是
A．铁是地壳中含量最多的金属元素
B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料
D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价
15．下列实验操作对应的现象及结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 将钠粒投入溶液中 析出红色固体 红色固体为
B 取适量固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测 试管内温度上升，结块变为晶体 溶于水放热
C 向可能含的 溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液褪色 溶液中一定含有
D 纯净的氢气在氯气中燃烧 安静地燃烧，发出苍白色火焰，并在瓶口产生大量白雾 有生成
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．化学是一门实用性很强的自然科学。请根据题意填空：
(1)铝制易拉罐的表面有一层氧化膜，主要成分是Al2O3。它与盐酸和氢氧化钠溶液反应都生成盐和水，则Al2O3属于 氧化物。(填“酸性”、“碱性” 或“两性”)
(2)厨房中用的食盐和纯碱外观相似。某同学为区分这两种物质，各取少量置于玻璃杯中，滴加食醋，有气体产生的是 。(填“食盐”或“纯碱”)。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠用途很多，其中可以焙制蛋糕的是 。(填“碳酸钠”或“碳酸氢钠”)
(4)钠有两种氧化物，其中能用于呼吸面具和潜水艇中作为氧气来源的氧化物是 (填“Na2O”或“Na2O2”)
(5)铁可以形成多种氧化物，其中常用作红色油漆和涂料的是 。(填“FeO”、“ Fe2O3”或“Fe3O4”)
17．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学进行如下实验。补全下表。
序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
Ⅰ 将一段打磨过的铁丝放入CuSO4溶液中，充分反应 溶液蓝色变浅，铁丝表面析出红色固体 Fe具有还原性
Ⅱ 向FeCl3溶液中加入过量铁粉 Fe3+具有氧化性
向盛有FeCl3溶液的试管中滴加3滴KI溶液，然后滴加2滴淀粉溶液 溶液棕黄色加深，滴加淀粉溶液后变蓝色
Ⅲ 向FeCl2溶液中加入过量光亮的锌片，充分反应 浅绿色溶液变无色，锌片表面变暗 Fe2+ + Zn= Fe + Zn2+
Ⅳ 向FeCl2溶液中滴加新制的氯水 浅绿色溶液变棕黄色 Fe2+具有还原性
18．人们可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题：
(1)是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、、NaOH制备：，设代表阿伏加德罗常数的值，当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为 。
(2)打印机使用的墨粉中含有，下列关于的说法正确的是 (填字母)。
a、有磁性，是FeO与的混合物 b、属于两性氧化物，与酸、碱都能反应
c、FeO在空气里受热能迅速生成 d、能被CO还原为Fe粉
(3)维生素C易溶于水，可将转化为被人体吸收。为检验转化产物，设计如下实验：取适量溶液置于试管中，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 (填“能”或“不能”)检验的生成。部分变质的溶液可制得。若100mL该溶液最终制得，不考虑过程损失，变质前溶液的浓度为 。
19．“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 。
20．铁的性质
(1)铁的物理性质
铁有 和 。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
(2)铁原子的结构
在一定条件下，铁作为还原剂，遇强氧化剂失去3个电子生成 价铁的化合物，遇到弱氧化剂失去2个电子生成 价铁的化合物。
(3)铁与非金属单质
①铁在氧气中点燃： 。
②铁在Cl2中燃烧： 。
(4)铁与酸反应
铁与稀H2SO4反应(离子方程式)： 。
(5)铁与盐溶液反应
铁与CuSO4溶液反应(离子方程式)： 。
(6)铁与水蒸气反应： 。
21．称取铁粉和氧化铜的混合物6.40g，进行如下实验：
根据实验所得数据，完成下列填空：
（1）原混合物中氧化铜的质量能否确定？ （填“能”或“不能”），若能确定，则氧化铜的质量为 ；
（2）上述过程中生成气体的名称为 ；（折算为标准状况下）的体积为 ；
（3）实验中参加反应的硫酸的物质的量为 ；
（4）原混合物中铁的质量分数为 。
22．已知A是一种红棕色金属氧化物，B、D是金属单质，C是两性金属氧化物，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。
(1)写出下列物质的化学式：A 、J 。
(2)按要求写方程式：
①A+B→C+D的化学方程式：
②F→G的化学方程式：
③C→I的离子方程式：
④B与NaOH溶液反应的离子方程式：
(3)同温同压下，相同质量的金属B和D分别于足量的盐酸反应，所生成的气体体积比为 。
23．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。试推断
(1)B： 、D： 、E：
(2)写出C加热得到A的化学方程式
24．纳米材料一直是人们研究的重要课题，例如纳米级Fe粉表面积大，具有超强的磁性，高效催化性等优良的性质。
Ⅰ.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示：
(1)纳米级Fe和稀盐酸反应的离子方程式为 。
(2)将FeCl2·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2应在 (填仪器名称)中进行。
(3)生成纳米级Fe的化学方程式为 。
Ⅱ.查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。甲同学进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。
(4)纳米级Fe粉与水蒸气在500℃条件下反应的化学方程式是 。
(5)为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
实验步骤 实验操作 实验现象
Ⅰ 将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
Ⅱ 实验Ⅰ得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液没有出现红色
根据以上实验，甲同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。乙同学认为甲同学的结论不正确，他的理由是 (用简要文字叙述)。
(6)丙同学称取5.60gFe粉，在600℃与水蒸气反应，停止后将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g，则丙同学实验后的固体物质中氧化物的质量分数约为 (结果保留三位有效数字)。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．铁红是氧化铁的俗称、属于氧化物、不属于单质，A错误；
B． 次氯酸属于弱酸、酸性比碳酸弱，B错误；
C．由金属离子和酸根离子构成的化合物是盐；纯碱是碳酸钠的俗称、由钠离子和碳酸根离子构成、属于盐，C错误；
D．由金属离子和酸根离子构成的化合物是盐，氯化钾由钾离子和氯离子构成、属于盐，D正确；
答案选D。
2．B
解析：铝粉溶于过量的NaOH溶液中，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，反应后溶质为NaOH和NaAlO2，再通入CO2，先发生CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，若二氧化碳过量，若CO2足量，那么先发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，然后发生反应2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓，蒸干溶液并充分灼烧，Al(OH)3、NaHCO3均分解，则一定不存在；1)若CO2的量不足以将NaAlO2完全转化成Al(OH)3，那么溶液中为NaAlO2，Na2CO3以及Al(OH)3沉淀，所以蒸干溶液并燃烧之后剩余固体为Na2CO3、NaAlO2、Al2O3；2)如果CO2的量足以将NaAlO2完全转化成Al(OH)3并且还有剩余，那么CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3，这样无论是否完全反应，最后固体为Na2CO3、Al2O3的混合物，得到固体物质的组成可能是Na2CO3、NaAlO2、Al2O3，故选：B。
3．C
解析：A．白醋的主要成分是醋酸，水垢的主要成分是碳酸钙，醋酸的酸性大于碳酸的酸性，故可以用白醋除去水壶中的水垢，A不符合题意；
B．碳酸氢钠不稳定受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，故小苏打粉可以作膨松剂焙制糕点，B不符合题意；
C．次氯酸钠具有氧化性，能够杀菌消毒，所以用含NaClO的84消毒液拖地，C符合题意；
D．铝性质活泼，易与氧气反应，生成致密氧化膜，阻止反应继续进行，故可以用铝制锅烧水、煮饭，D不符合题意；
故选C。
4．D
解析：A．与Al反应放出H2的溶液可能显酸性也可能显碱性，HCO在酸性或碱性溶液中均不能大量共存，A不选；
B．无色透明的溶液中Cu2+不能大量共存，B不选；
C．含有大量Ba(NO3)2的溶液中SO不能大量共存，C不选；
D．强酸性溶液中Na+、Fe3+、NO、MnO之间不反应，可以大量共存，D选；
答案选D。
5．C
解析：A．Na与Cl2化合可制得NaCl，故A不符合题意；
B．Al与Cl2化合可制得，故B不符合题意；
C．Fe与Cl2化合得到FeCl3，不能生成，故C符合题意；
D．Cu与Cl2化合得到，故D不符合题意；
答案选C。
6．A
【分析】从某含有、、的工业废液中回收铜，工业废水中加入试剂a为过量的铁，操作为过滤，得到滤渣Y为Fe、Cu，滤液氯化亚铁溶液，滤渣Y中加入试剂b为盐酸溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作过滤得到铜和滤液Z为氯化亚铁溶液，滤液Z和X合并通入氯气。氧化亚铁离子为氯化铁溶液，蒸发结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。
解析：A．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2+，A错误；
B．由最终得到 FeCl3及其流程图可知，a是铁、b为盐酸，B正确；
C．上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤需用漏斗，操作Ⅲ是蒸发结晶需用蒸发皿，C正确；
D．c为氯气，氧化亚铁离子为铁离子反应为：2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+，D正确；
故选A。
7．D
解析：A．,A项正确；
B．，B项正确；
C．，C项正确；
D．氧化铁不溶于水，不能一步转化为氢氧化铁，可以通过：,，实现转化，D项错误；
答案选D。
8．A
解析：镧镍合金是金属金属和金属形成的合金材料，目前可以解决氢气的储存和运输问题，故选A。
9．B
解析：A．俗称铁红，可用作油漆的红色颜料，A项正确；
B．纯碱碱性过强，不能用于治疗胃酸过多，B项错误；
C．能与水或二氧化碳反应生成氧气，可用于潜水艇的供氧剂，C项正确；
D．铝合金密度小，强度大，可用于飞机制造，D项正确；
答案选B。
10．D
解析：A．MgO与稀盐酸反应生成氯化镁和水，离子方程式为：，A正确；
B．铜丝放入溶液中，铜和反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为：，B正确；
C．向溶液中滴加溶液，发生反应生成醋酸钠、水和二氧化碳，是弱酸，不能拆为离子形式，离子方程式为：，C正确；
D．溶液中滴入少量溶液，少量，过量有剩余，正确的离子方程式为：，D错误；
故选D。
11．B
解析：A．Fe3+在溶液中显黄色，A项错误；
B．0.1mol·L-1BaCl2溶液中：K+、Na+、OH-、 NO 均能大量存在且互不反应，B项正确；
C．能使甲基橙变红的溶液呈酸性，CH3COO-不能大量存在于酸性溶液中，C项错误；
D．遇酚酞显红色的溶液呈碱性， NH不能大量存在 ，D项错误；
答案选B。
12．D
解析：①氯水放久了会逐渐由黄绿色变成几乎无色，因为新制氯水中： ，放置久了以后 ，盐酸无色，①正确；
②将通入盛有干燥有色布条的集气瓶中，有色布条不会褪色，次氯酸才具有漂白性，②错误；
③向溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色氢氧化亚铁沉淀，在转为灰绿色最后产生红褐色沉淀，③错误；
④KBr溶液中加入少量新制氯水，溶液变成橙黄色，氯水中的氯气与次氯酸将溴离子氧化为溴单质，④错误；
⑤钾元素的焰色反应透过蓝色的钴玻璃观察呈紫色，⑤正确；
综上所述故选D。
13．B
解析：向某溶液中滴加硫氰化钾(KSCN)溶液时无明显现象，说明不含Fe3+，再滴入几滴氯水后溶液变成红色，说明原溶液中含有Fe2+，被氯水氧化为Fe3+；
故答案为B。
14．A
解析：A．金属元素在地壳中的含量铝元素为第一，铁元素为第二，A错误；
B．铁具有延展性和导热性，可制作炊具，B正确；
C．Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料，C正确；
D．Fe3O4是具有磁性的黑色晶体，铁的化合价有+2价和+3价，D正确；
故选A。
15．D
解析：A．钠粒投入溶液中，要先与水反应生成，再与反应生成蓝色沉淀，A错误；
B．碳酸氢钠加入少量水吸热，温度计示数下降，没有结块变为晶体，B错误；
C．溶液中的也可能把酸性高锰酸钾还原，从而使高锰酸钾溶液褪色，C错误；
D．氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，生成，瓶口产生大量白雾，D正确；
故选D。
二、填空题
16． 两性 纯碱 碳酸氢钠 Na2O2 Fe2O3
解析：(1) Al2O3与盐酸和氢氧化钠溶液反应都生成盐和水，说明Al2O3属于两性氧化物，故答案为：两性；(2) 食醋的主要成分是乙酸，食盐的主要成分为氯化钠，氯化钠不与乙酸反应；纯碱的主要成分是碳酸钠，能和乙酸反应生成乙酸钠、水、二氧化碳，因此有气体产生的是纯碱，故答案为：纯碱；(3) 碳酸氢钠俗称小苏打，在一定酸度的情况下会分解出二氧化碳气体，使得面饼变得松软多孔，常用于烘焙蛋糕，故答案为：碳酸氢钠；(4)过氧化钠能够与水、二氧化碳反应生成氧气，通常用过氧化钠做可用于呼吸面具和潜水艇中的供氧剂，故答案为：Na2O2； (5) FeO和Fe3O4为黑色氧化物，不可用作红色油漆和涂料，Fe2O3俗称铁红，是一种红棕色物质，常用作红色油漆和涂料，故答案为：Fe2O3。
17． Cu2++ Fe = Fe2++ Cu 棕黄色溶液变浅绿色 2Fe3++ Fe= 3Fe2+ 2Fe3++ 2I = 2Fe2++ I2 Fe2＋具有氧化性 2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ 2Cl
解析：Ⅰ 铁与硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Cu2++ Fe = Fe2++ Cu；
Ⅱ Fe与FeCl3反应生成FeCl2，现象是棕黄色溶液变浅绿色；离子方程式为2Fe3++ Fe= 3Fe2+；滴加淀粉溶液后变蓝色，说明生成碘单质，离子方程式为2Fe3++ 2I = 2Fe2++ I2；
Ⅲ 由离子方程式可知，铁元素由+2价变成0价，是氧化剂具有氧化性；
Ⅳ 氯水具有氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ 2Cl 。
18．(1)0.15mol
(2)cd
(3) 不能 0.2mol/L
解析：（1）反应中，氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，3molClO-被完全还原，转移电子6mol，所以当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为0.15mol；
（2）a．四氧化三铁有磁性，四氧化三铁是由与按照一定比例组成的纯净物，选项a错误；
b．四氧化三铁只与酸反应，不与碱反应，不属于两性氧化物，选项b错误；
c．中铁元素为+2价，还原性较强，在空气里受热，发生氧化还原反应，能迅速生成，选项c正确；
d．高温条件下能被CO还原为Fe粉，同时生成二氧化碳，选项d正确；
答案选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；
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；
答案为：不能；0.2mol/L。
19．(1) 氧化物
(2)②④⑤
(3) 还原
(4) 过滤 溶液变红
(5)
解析：（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：。
20．(1) 延展性 导热性
(2) +3 +2
(3) 3Fe＋2O2Fe3O4 2Fe＋3Cl22FeCl3
(4)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
(5)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋
(6)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
解析：略
21． 能 0.8g 氢气 2.016L 0.1mol 87.5%
解析：生成可燃性气体，说明发生反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，溶液为浅绿色，只有一种金属离子，则发生CuO+H2SO4=CuSO4+H2O后，又发生CuSO4+Fe=FeSO4+Cu，且Cu被完全置换，生成0.64gCu，其物质的量：=0.01mol，由Cu元素守恒可知n（CuO）=n（Cu）=0.01mol，
故混合物中：m（CuO）=0.01mol×80g/mol=0.8g，则：m（Fe）=6.40g-0.8g=5.6g，n（Fe）==0.1mol。（1）原混合物中氧化铜的质量能确定，氧化铜的质量为0.8g；（2）上述过程中生成气体的名称为氢气；设氢气的物质的量为nmol，根据电子转移守恒可得：2n+0.01mol×2=0.1mol×2，解得n=0.09mol，（折算为标准状况下）的体积为0.09mol×22.4L/mol=2.016L；（3）实验中参加反应的硫酸最终转化为硫酸亚铁，根据质量守恒可知，其物质的量等于铁的物质的量，则为0.1mol；（4）由上述分析可知，Fe的质量为5.6g，混合物中Fe的质量分数为：×100%=87.5%。
点睛：本题考查了混合物反应的计算，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力。生成可燃性气体，说明铁粉过量，发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，反应后的溶液为浅绿色，且只有一种金属离子，则发生反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O后，又发生CuSO4+Fe=FeSO4+Cu，且Cu被完全置换；根据Cu的质量计算CuO质量，进而计算Fe的质量，根据电子转移计算生成氢气的质量。
22．(1) Fe2O3 Al(OH)3
(2) 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Al2O3+2OH-=2+H2O 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(3)28：9
解析：A是一种红棕色金属氧化物，所以是三氧化二铁，和金属B在高温下发生铝热反应，生成的C为铝的氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀，一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换，所以G是氢氧化铁，F是氢氧化亚铁，根据物质的性质可推断得，E是氯化亚铁，D是金属铁，J是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝，则金属B是铝，H是氯化铝，I是偏铝酸钠，E在酸性条件与双氧水反应得K为氯化铁，根据铁及化合物以及铝及化合物的有关性质来解析；
(1)由分析可知，A为Fe2O3，J为Al(OH)3；
(2)①Fe2O3和铝发生铝热反应生成Fe和Al2O3，方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
②氢氧化亚铁可以被氧气氧化生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③氧化铝能够和NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2+H2O；
④铝与过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(3)相同质量的金属铝和铁，设均为ag，设气体摩尔体积为Vm，根据n=，n(Al)== mol， n(Fe)==mol，根据反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，根据V=nVm，可得生成的气体体积比为(mol××Vm)：(mol×Vm)=28：9；
23．(1) KOH NaCl Fe(OH)3
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
解析：A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，则含有钠元素，而B的焰色反应为紫色，含有钾元素，A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，则C是碳酸氢钠，A是碳酸钠，D是氯化钠，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E，所以B是KOH，E是氢氧化铁。
（1）由上述分析可知，B为KOH，D为NaCl，E为Fe(OH)3，故答案为：KOH；NaCl；Fe(OH)3；
（2）C为碳酸氢钠，A为碳酸钠，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，故答案为：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
24．(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)坩埚
(3)FeCl2+H2Fe+2HCl
(4)Fe+H2O(g)FeO+H2
(5)加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+
(6)67.4%
解析：（1）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑。
（2）给固体加热脱水应在坩埚中进行，因此将FeCl2·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2应在坩埚中进行。
（3）由流程图可知，氯化亚铁与氢气发生氧化还原反应生成铁和氯化氢，化学方程式为：FeCl2+H2Fe+2HCl。
（4）由题意可知，纳米级Fe粉与水蒸气在500℃条件下反应生成FeO和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2O(g)FeO+H2。
（5）加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，说明溶液中没有铁离子，可能是因为纳米级铁粉与水蒸气反应的过程中铁过量，加入少量的盐酸，也可能发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，所以看不到血红色，因此，答案为：加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+。
（6）称取5.60gFe粉，在600℃与水蒸气反应，则铁粉与水蒸气反应的固体产物为四氧化三铁，反应后所得固体质量为6.88g，其中氧原子质量为m(O)=6.88g-5.60g=1.28g，则n(O)==0.08mol。由关系式：Fe3O4~4O，可得n(Fe3O4)=0.02mol，所以固体物质中氧化物的质量分数==≈67.4%