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．以下物质中，属于防腐剂的是
A．谷氨酸钠 B．硫酸亚铁 C．碳酸氢钠 D．苯甲酸钠
2．以下各组离子能在溶液中大量共存的是
A．滴加酚酞变红的溶液：加入、Fe3+、K+、Cl-
B．含有大量Cl-的溶液：加入Mg2+、Cu2+、Cl-、
C．所含溶质为NaHSO4的溶液：加入K+、Ba2+、、Na+
D．常温下，加入铝粉能生成H2的溶液：加入Na+、Ca2+、OH-、
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1molFe与足量的S完全反应转移的电子数为3NA
B．1mol羟基含有7NA个电子
C．标准状况下，11.2LSO3所含分子数为0.5NA
D．4.6g由NO2和N2O4组成的混合气体中含有N原子总数为0.1NA
4．化学与生活密切相关，下列说法错误的是
A．铝制餐具不可以用来蒸煮或长期存放碱性食物
B．FeCl2溶液可作为印刷电路板的“腐蚀液”
C．口罩中的铝合金鼻梁条具有熔点低、硬度大等优点
D．向“84消毒液”通入适量CO2，可以增强漂白效果
5．列表格中，对物质分类正确的是
选项 化合物 碱性氧化物 混合物 强电解质
A 空气 Fe2O3 钢 一水合氨
B 生石灰 CuO 液溴 HCl
C 干冰 Na2O 氯水 胆矾
D 烧碱 Al2O3 医用酒精 纯碱
A．A B．B C．C D．D
6．下列物质不属于合金的是( )
A．钡餐 B．青铜 C．硬铝 D．生铁
7．下列说法不正确的是
A．亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂，可用于一些肉制品的生产
B．石灰石、纯碱、黏土可作为制备玻璃的主要原料
C．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞
D．工业上用电解熔融的氧化铝来制取金属铝
8．某学习小组辨析以下说法①粗盐和酸雨都是混合物；②冰和干冰都是化合物；③非金属氧化物CO是酸性氧化物；④金属氧化物Al2O3是碱性氧化物；⑤磷酸和醋酸都是多元酸；⑥纯碱和小苏打水溶液都呈碱性。其中正确的是
A．②③⑥ B．①②④ C．①②⑥ D．③④⑤
9．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．Fe(s)Fe2O3(s)Fe(s)
B．NaCl(aq)Cl2(g)FeCl3(aq)
C．CaCl2(aq) CaCO3(s)CaO(s)
D．NaHCO3(s) Na2CO3(s)NaOH(aq)
10．下列有关物质的俗称与化学式对应正确的是
A．Na2CO3——小苏打 B．Fe2O3——铁红
C．CuSO4——芒硝 D．NaHCO3——苏打
11．下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量铁丝在Cl2中点燃
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
⑤稀硝酸中加入过量铁粉
A．①② B．①③ C．①③④ D．①③④⑤
12．下列说法不正确的是
A．铁在氧气中燃烧与或水蒸气反应的共同产物是
B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D．可以通过化合反应制得
13．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
14．下列离子方程式书写错误的是
A．FeCl3溶液腐蚀铜电路板：
B．铁红溶于盐酸：
C．氯气溶于水：
D．氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合：
15．铁的价类二维图如图所示。下列说法错误的是
A．→X需要加入氧化剂 B．Fe与水蒸气在高温下反应生成
C．→X可以加入NaOH溶液 D．用酸除铁锈时，
二、填空题
16．加热某纯净的小苏打(NaHCO3)样品至固体质量不再变化，得到固体(Na2CO3)质量21.2g，将该固体溶于水配制成500mL溶液，计算：
(1)产生的气体冷却至标准状况下，其体积为多少升？
(2)求所得溶液中Na+的物质的量浓度？
17．小组同学利用下列实验探究铁盐和亚铁盐的性质。
实验编号 ① ② ③
实验操作
实验现象 溶液黄色褪去 …… 立即产生白色沉淀，一段时间后白色沉淀变为红褐色
(1)由实验①可得到结论是Fe3+具有 性。
(2)由实验②得出结论“Fe2+具有还原性”，所依据的实验现象是 。
(3)由实验③中现象“产生白色沉淀”，可推测FeSO4溶液能与碱发生 (填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(4)实验③中现象“一段时间后白色沉淀变为红褐色”产生的原因是 (用化学方程式表示)。
18．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H＋浓度影响较大。用K2FeO4氧化含氨氮废水，其他条件相同时，废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时，随着pH的增大，氨氮去除率增大，氧化时间明显增长的原因是
19．现有下列八种物质：①盐酸；②小苏打；③FeSO4 7H2O；④二氧化碳；⑤蔗糖；⑥氢氧化铁胶体；⑦氨水；⑧NaHSO4固体。
(1)上述八种物质中，属于电解质的是 (填序号，下同)；属于非电解质的是 。
(2)向⑥中滴加①产生的现象为 。
(3)将少量②的溶液与澄清石灰水混合，发生反应的离子方程式为 。
(4)FeSO4 7H2O俗称绿矾，在医药工业中可用于补铁剂的制造，而硫酸亚铁溶液在保存时需要加入适量的铁粉，请用离子方程式表示铁粉的作用 。
20．将200mL CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份，向其中一份加入足量铁粉，充分反应后测得固体质量保持不变；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到23.3g白色沉淀。请计算：
（1）原溶液中c（SO42-） = 。
（2）原溶液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量比为 。
21．某化学兴趣小组用含A、B两种金属单质的粉末状混合物进行如下实验，其转化关系如下图所示(部分反应物和生成物未列出，所用试剂均足量)，其中X是氨水，I为红褐色沉淀。
请回答下列问题：
(1)F的化学式为 ，J的化学式为 ；
(2)D→E的离子方程式为 ；
(3)H→I的化学方程式为 ，现象为 ；
(4)B和水蒸气反应的化学方程式为 ；
(5)证明某溶液中不含，而可能含有，进行如下实验操作的最佳顺序为_______。
①加入适量氯水 ②加入足量溶液 ③加入少量溶液
A．①③ B．②③ C．③① D．③①②
22．某工厂的废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属Cu。请根据以下流程图，回答下列问题。
(1)填写下列标号所代表的物质(主要成分化学物质的化学式)：① ② ③ ④ ⑤ ⑦
(2)写出加入试剂⑤与工业废水反应的离子方程式：
23．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用如图装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式： ；
(2)圆底烧瓶中所装的液体为水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是 。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ，原因是 。
(4)如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．谷氨酸钠是味精的主要成分，是常用的鲜味剂，故A不符合题意；
B．硫酸亚铁具有还原性，可以作抗氧化剂，故B不符合题意；
C．碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，是常用的疏松剂，故C不符合题意；
D．苯甲酸及其钠盐是应用很广的化学防腐剂，在酸性环境下能抑制微生物生长，碳酸显酸性，所以可以用苯甲酸作防腐剂，故D符合题意；
故选D。
2．B
解析：A．滴加酚酞变红的溶液显碱性，含有大量OH-，OH-与Fe3+会反应产生Fe(OH)3沉淀，不能大量共存，A不符合题意；
B．该组离子之间不能发生任何反应，可以大量共存，B符合题意；
C．所含溶质为NaHSO4的溶液中，NaHSO4电离产生Na+、H+和，Ba2+与会发生反应生成BaSO4沉淀，不能大量共存，C不符合题意；
D．常温下，加入铝粉能生成H2的溶液，可能为酸溶液，也可能为碱溶液；若为酸溶液，含有大量H+，H+与OH-会反应产生H2O，与反应产生CO2、H2O，不能大量共存；若为碱溶液，Ca2+、OH-、会反应产生CaCO3沉淀和H2O，不能大量共存，D不符合题意；
故选B。
3．D
解析：A．铁和硫反应生成+2价铁，则1molFe与足量的S完全反应转移的电子数为2NA，A错误；
B．1个羟基含有9个电子，则1mol羟基含有9NA个电子，B错误；
C．标准状况下，三氧化硫为固体，无法计算其物质的量，C错误；
D．NO2与N2O4组成的4.6g混合气体，设NO2的物质的量为x，N2O4的物质的量为y，则46x+92y=4,6，所以x+2y=0.1，即NO2与N2O4组成的4.6g混合气体含氮原子物质的量为0.1mol，含N原子数0.1NA，D正确；
故选D。
4．B
解析：A．铝及其表面的氧化铝均能氢氧化钠等碱反应，则铝制餐具不可以用来蒸煮或长期存放碱性食物，A正确；
B． FeCl3溶液可作为印刷电路板的“腐蚀液” ，B不正确；
C．与很多金属相比，铝合金的熔点偏低、强度大、硬度大，C正确；
D． 次氯酸具有漂白性，向“84消毒液”通入适量CO2，反应生成次氯酸，则可以增强漂白效果，D正确；
答案选B。
5．C
解析：A．空气为混合物，一水合氨是弱碱，属于弱电解质，故A错误；
B．液溴是液态的溴，属于纯净物，故B错误；
C．干冰是二氧化碳，属于化合物，Na2O与水反应生成氢氧化钠，是碱性氧化物，氯气溶于水形成氯水，是混合物，胆矾是的俗名，属于盐，是强电解质，故C正确；
D．Al2O3是两性氧化物，故D错误；
故选C。
6．A
解析：A．钡餐为硫酸钡，不属于合金，A符合题意；
B．青铜是在紫铜中加入锡或铅的合金，B与题意不符；
C．硬铝属于铝、铜、锰、硅的合金，C与题意不符；
D．生铁成分主要为铁，其次含C、Si、Mn、S、P等元素的合金，D与题意不符；
答案为A。
7．B
解析：A．亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂，可用于一些肉制品的生产，但由于亚硝酸钠有一定的毒性，国家对它的使用量有一定的规定，A正确；
B．石灰石、纯碱、石英可作为制备玻璃的主要原料，B错误；
C．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞，C正确；
D．氯化铝是共价化合物，氧化铝是离子化合物，用冰晶石作助溶剂，电解熔融氧化铝制取金属铝，D正确；
故选B。
8．C
解析：①粗盐和酸雨都含有多种组分，是混合物，①正确；
②冰的化学式为H2O，干冰的化学式为CO2，都是含有多种元素的纯净物，是化合物，②正确；
③非金属氧化物CO不能和碱反应，不是酸性氧化物，③错误；
④金属氧化物Al2O3既能与酸反应也能与碱反应，为两性氧化物，④错误；
⑤一个醋酸分子只能电离出1个氢离子，是一元酸，⑤错误；
⑥纯碱和小苏打都是盐，其水溶液能发生水解，使溶液呈碱性，⑥正确；
综上，①②⑥正确，故选C。
9．D
解析：A．，A不符合题意；
B．，B不符合题意；
C．氯化钙与二氧化碳不反应，C不符合题意；
D．，，D符合题意；
故答案为：D。
10．B
解析：A．碳酸钠俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，A错误；
B．氧化铁为红棕色粉末，俗称铁红，B正确；
C．芒硝为十水合硫酸钠，C错误；
D．碳酸钠俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，D错误；
答案选B。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
11．B
解析：①铁和氯气反应，不论量的多少，都是生成三价铁，正确‘；
②铁与稀硫酸反应，无论量多理少，都生成二价铁，错误；
③氯气把亚铁离子转化成了三价铁，C正确’；
④如果铁过量，反应会没有氧化铁了，D错误；
⑤过量的铁粉，最后生成二价铁，D错误；
故选B。
12．C
解析：A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确；
B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确；
C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误；
D．Fe和氯化铁反应生成氯化亚铁属于化合反应，故D正确；
故选C。
13．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。
14．A
解析：A．FeCl3与铜单质反应，生成铜离子和二价铁离子，故正确离子方程式为：
，A错误；
B．铁红是，是金属氧化物，写离子方程式时不能拆开，故与盐酸反应的离子方程式为：，B正确；
C．氯与水反应生成盐酸和次氯酸，该反应是可逆反应，离子方程式为：，C正确；
D．氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合，铵根离子和氢氧根离子可以反应生成一水合氨，反应的离子方程式为：，D正确；
故本题选A。
15．B
解析：A．X为Fe(OH)3，→Fe(OH)3，铁元素化合价升高，作还原剂，需要加入氧化剂，A正确；
B．Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4而不是，B错误；
C．X为Fe(OH)3，则→X可以加入NaOH溶液实现，C正确；
D．用酸除铁锈时，和氢离子反应生成Fe3+和水，能实现的转化，D正确；
故选B。
二、填空题
16．(1)4.48 (2)0.8mol/L
解析： (1)加热小苏打发生反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑，生成的n(Na2CO3)==0.2mol；根据方程式可知n(CO2)= n(Na2CO3)=0.2mol，标况下体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
(2)n(Na+)=2n(Na2CO3)=0.4mol，所以物质的量浓度为：=0.8mol/L。
17．(1)氧化
(2)酸性KMnO4溶液紫色褪去
(3)d
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
解析：（1）由实验①溶液黄色褪去,则铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，可得到结论是Fe3+具有氧化性。
（2）由实验②得出结论“Fe2+具有还原性”，亚铁离子还原高锰酸钾、锰元素化合价降低，所依据的实验现象是酸性KMnO4溶液紫色褪去。
（3）由实验③中现象“产生白色沉淀”，反应中生成请氧化亚铁，可推测FeSO4溶液能与碱发生复分解反应，选d。 .
（4）实验③中现象“一段时间后白色沉淀变为红褐色”，即4Fe(OH)2转化为Fe(OH)3，产生的原因是用化学方程式表示为： Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
18．随着pH的增大，K2FeO4的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长
解析：根据题干可知，高铁酸钾在强碱性溶液中能稳定存在，随着pH的增大，K2FeO4的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但随着pH增大，H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长。
19．(1) ②⑧ ④⑤
(2)先产生红褐色沉淀后溶解
(3)2HCO+Ca2++2OH—=CaCO3↓+CO+2H2O
(4)2Fe3++Fe=3Fe2+
【分析】①盐酸为混合物，混合物既不是电解质也不是非电解质；
②小苏打是碳酸氢钠的俗称，碳酸氢钠在溶液中能电离出自由移动的离子，属于电解质；
③七水硫酸亚铁在熔融状态或水溶液中能电离出自由移动的离子，属于电解质；
④二氧化碳不能电离出自由移动的离子，属于非电解质；
⑤蔗糖不能电离出自由移动的离子，属于非电解质；
⑥氢氧化铁胶体为混合物，混合物既不是电解质也不是非电解质；
⑦氨水为混合物，混合物既不是电解质也不是非电解质；
⑧硫酸氢钠固体在熔融状态或水溶液中能电离出自由移动的离子，属于电解质。
解析：（1）由分析可知，上述八种物质中，属于电解质的是②⑧、属于非电解质的是④⑤，故答案为：②⑧；④⑤；
（2）向氢氧化铁胶体中加入盐酸，胶体会先发生聚沉产生红褐色的沉淀，继续滴入盐酸，氢氧化铁沉淀会与盐酸发生中和反应而溶解，故答案为：先产生红褐色沉淀后溶解；
（3）少量碳酸氢钠溶液与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为2HCO+Ca2++2OH—=CaCO3↓+CO+2H2O，故答案为：2HCO+Ca2++2OH—=CaCO3↓+CO+2H2O；
（4）硫酸亚铁具有还原性，易被空气中的氧气氧化为铁离子，所以在硫酸亚铁溶液在保存时需要加入适量的铁粉发生的反应为溶液中的铁离子与铁反应生成亚铁离子，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+。
20．00 mol/L 7:1
【分析】(1)每一份溶液体积为100mL，由SO42-+Ba2+=BaSO4↓可知：n(SO42-)=n(BaSO4)，根据c=计算硫酸根离子浓度。
(2)Fe+Cu2+=Fe2++Cu使固体的质量增加而2Fe3++Fe=3Fe2+使固体质量减小，固体质量保持不变，说明前者增加量等于后者减少量。
解析：(1)根据上述分析：每份溶液的体积为100mL，每份溶液中n(SO42-)=n(BaSO4)==0.1mol，则原溶液中c(SO42-)=，故答案为：1.00 mol/L。
(2)设生成Cu的质量为64g，则Fe+Cu2+=Fe2++Cu，使固体增重64g-56g=8g，则2Fe3++Fe=3Fe2+中参加反应的Fe为8g，由方程式可知，n(Cu2+)=nCu)==1mol，n(Fe3+)=2=，故CuSO4和Fe2(SO4)2的物质的量比为1mol:()=7:1，故答案为：7:1。
21．(1) Al2O3 Fe2O3
(2)Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3
(3) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O= 4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
(4)3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2
(5)C
【分析】既能和酸反应，又能和碱反应的金属是铝，故A为Al。Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2，Al和盐酸反应生成AlCl3和水，C为AlCl3，AlCl3和过量的氨水反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3加热分解为Al2O3。I是红褐色沉淀，则I为Fe(OH)3，则H为Fe(OH)2，在空气中被氧气氧化为Fe(OH)3，G含Fe2+，则B为铁。
解析：（1）根据分析可知，F为Al2O3；J是Fe(OH)3加热分解的产物，所以J是Fe2O3，是红棕色粉末。
（2）AlCl3溶液中加入过量氨水，生成Al(OH)3沉淀和氯化铵，氨水中的溶质NH3·H2O是难电离的化合物，不能拆成离子，反应的离子方程式为：Al3+ + 3NH3·H2O =Al(OH)3 ↓+3NH。
（3）Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3，白色的Fe(OH)2先迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的Fe(OH)3，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3；现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
（4）根据分析可知，B为铁，故铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2。
（5）因为KSCN与Fe3+反应使溶液显红色，与Fe2+无此现象，可以先滴加加入少量KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加足量氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，即③①，故选：C。
22． Cu、Fe FeSO4 Cu FeSO4 Fe H2SO4(稀) Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
【分析】废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。要从该废水中回收FeSO4和金属Cu。则由流程知，需在废水中加热过量铁，铁和铜离子反应生成亚铁离子和铜，经过滤，得到固体为多余铁和铜的混合物、滤液为硫酸亚铁溶液，在滤渣中加入适量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气、铜不溶解，再过滤，将滤液合并，用冷却结晶法提取出绿矾晶体，据此回答；
解析：(1)据分析，则下列标号所代表的物质(主要成分化学物质的化学式)分别为：①Cu、Fe②FeSO4③Cu④FeSO4⑤Fe⑦H2SO4(稀)；
(2)加入试剂⑤与工业废水反应，即铁和铜离子反应生成亚铁离子和铜，离子方程式：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
23． 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 产生水蒸气 防止暴沸 先点燃酒精灯后点燃酒精喷灯 防止铁粉被氧化 验纯
解析：(1)Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(2)装置受热后，水转化为水蒸气，则作用为实验提供水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，可防止液体剧烈沸腾，则作用为防止暴沸；
(3)应先点燃酒精灯，产生的水蒸气将装置中的空气赶走，防止热的铁粉和空气中的氧气反应被氧化；
(4)由发生的反应可知，反应中有H2产生，氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，氢气不纯加热易引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度