3.1 铁的多样性（含解析） 章节测试 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

3.1 铁的多样性 章节测试
一、单选题
1．铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是（　　）
A．实验时，试管口应高于试管底
B．加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声
C．反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D．试管中发生化合反应
2．可用于检验溶液是否少量变质的试剂（　　）
A．NaOH B．Fe C． D．KSCN
3．在指定条件 下，下列选项所示物质间转化能实现的是（　　）
A．Fe(s) FeCl2(s)
B．FeO(s)Fe(NO3)2(aq)
C．Fe(OH)2(s) Fe(OH)3(s)
D．FeCl3(aq) Fe(s)
4．某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜(其它成分不跟酸反应)，跟废盐酸接触形成污水。若向该污水中撒入铁粉，反应后铁粉有剩余，所得溶液中一定含有的金属离子是（　　）
A．Fe2+、Cu2+ B．Cu2+、Zn2+ C．Zn2+、Fe2+ D．Zn2+、Fe3+
5．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入（　　）
A．KSCN溶液 B．铁片 C．HCl溶液 D．石蕊溶液
6．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．H2SiO3 SiO2 SiCl4
B．Cu Cu(NO3)2(aq) Cu(NO3)2(s)
C．ClCH2－CH2Cl HOCH2－CH2OH HOOC－COOH
D．Al Al2O3 NaAlO2(aq)
7．下列关于铁的叙述正确的是（　　）
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀 ②在人体内的血红蛋白中含有铁元素 ③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族 ④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧 ⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3
A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥
8．下列物质间的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是（　　）
A． B．
C．溶液 D．溶液
9．在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色．将灰黑色粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现血红色．以下结论不正确的是（　　）
A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B．该灰黑色粉末不可食用
C．小袋中原来装有铁粉 D．小袋中原来装有氧化铁
10．能源是人类可持续发展面临的重要问题，某科学家设计的UT－3热化学循环如下图所示：
该过程最终制得的能源气体是（　　）
A．H2 B．O2 C．HBr D．Br2
11．含n克HNO3的稀溶液恰好与m克Fe完全反应，若HNO3只被还原为NO，则n：m可能是 ①5：1、②9：2、③3：1、④2：1、⑤4：1（　　）
A．②③⑤ B．①③④ C．②③④ D．①③
12．物质的性质决定用途，下列两者对应关系错误的是
A．能与酸反应，可用作抗胃酸药
B．受热易分解，可用作冷敷袋的主要物质
C．Al还原性比Fe强，Al和能发生铝热反应得到Fe
D．易结合水变成蓝色晶体，可用来检验水
13．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．下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，下列说法正确的是（　　）
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．Fe(OH)2在空气中受热，转化为FeO
C．由图可预测：高铁酸盐( )具有氧化性
D．加热 Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
14．下列有关说法正确的是（　　）
A．足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3
B．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3
C．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
D．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，且颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液只含Fe2+
15．下列各组内物质反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中，能与FeSO4发生反应的是（　　）
A．Na2O2和H2O B．Al和NaOH溶液
C．食盐和浓硫酸共热 D．铜片和浓硫酸共热
16．下列各组中两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是（　　）
A．Fe与稀HNO3 B．Na2O2与CO2
C．NaOH溶液与CO2 D．AlCl3溶液与NaOH溶液
二、综合题
17．有四种物质：①氧化铁 ②盐酸 ③碳酸氢钠 ④氢氧化钠
（1）写出其中盐的电离方程式　 　。
（2）上述物质中有一种与其它三种物质均能反应，此物质是　 　(填序号)。
（3）写出③④两种溶液反应的离子方程式　 　。
18．铁及其化合物与我们的生活生产息息相关。
（1）纳米铁粉可用于处理废水中的：酸性条件下，纳米铁粉与废水中反应生成与，其反应的离子方程式是　 　。
（2）以硫铁矿(主要成分为)为原料制备硫酸亚铁晶体()的工艺流程如下：
①焙烧所得矿渣的成分为、和，写出酸溶时发生反应的化学方程式　 　。
②酸溶时，若其他条件不变，下列措施中能提高单位时间内铁元素溶出率的有　 　。
A．适当减小硫酸浓度 B．适当加快搅拌速率 C．将焙烧所得的矿渣粉碎
③加入铁粉的目的是　 　(用离子方程式表达)。
（3）铁的化合物之一聚合硫酸铁{}广泛用于水的净化。以为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
Ⅰ．将一定量的溶于稀硫酸，在约70℃时边搅拌边缓慢加入一定量的溶液继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。
Ⅱ．测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数；准确称取液态样品5.000g，置于250mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的溶液(将还原为)，充分反应后，除去过量的。用溶液滴定至终点(滴定过程中与反应生成和)，消耗溶液22.00mL。
①上述实验中若不除去过量的，样品中铁的质量分数的测定结果将　 　(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程) 　 　。
19．铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：
（1）铁的原子结构示意图为。由此可知，铁是第　 　周期元素，铁原子核外3d轨道上共填充了　 　个电子。
（2）古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是　 　(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
（3）FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶液中加入铁粉，其原因是　 　(用离子方程式表示)。
（4）向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：
Fe2++H++NO=Fe3++NO↑+H2O
①配平上述反应　 　。
②每生成0.5molNO气体，转移的电子数为　 　。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是　 　。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：
（5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式　 　。
（6）写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：　 　。
（7）Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知：①Fe3O4+CO 3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃，平衡时CO体积百分含量最高的原因：　 　。
20．铜、铁、铝是重要的金属材料，铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途．
（1）工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为　 　．电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是　 　．
（2）铁元素与氯元素可形成FeCl2和FeCl3两种化合物，下列说法正确的是　 　 （填序号）．
①保存FeCl2溶液时，需向溶液中加入少量Fe
②FeCl2只能通过置换反应生成，FeCl3只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒
④向淀粉﹣碘化钾溶液中滴加几滴FeCl2的浓溶液，原无色溶液变为蓝色
⑤纯铁与稀盐酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuCl2 2H2O晶体，速率加快
（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种高效多功能水处理剂．K2FeO4可以铁为电极，通过电解浓的KOH溶液来制取，写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式：　 　
（4）工业上常用铝土矿（含SiO2等杂质）生产铝．从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al（OH）3，需要从下列试剂中选择两种，选用的试剂组合最好是　 　．
a．NaOH溶液 b．氨水 c．CO2 d．盐酸
（5）四氢铝锂（LiAlH4）是有机合成中重要的还原剂，溶解于NaOH溶液时产生一种无色气体，请完成并配平该反应的离子方程式．
LiAlH4+　 　=　 　+　 　+　 　．
21．锡为IVA族元素，锡的单质和化合物与某些物质在化学性质上有许多相似之处．
（1）锡溶于盐酸，再向反应后的溶液中通入氯气，有关反应类似于铁的相应的变化，试写出有关反应的化学方程式：　 　．
（2）将（1）中溶液蒸干后继续加热所得固体，变化过程类似于FeCl3溶液相应的变化，则最后得到的固体物质是（写分子式）　 　．
（3）若向（1）中所得溶液中加入适量的NaOH溶液，产生白色沉淀（该沉淀物的分子中含2个氢原子），再加过量的NaOH溶液，白色沉淀溶解．上述反应类似于AlCl3溶液的相应反应，试写出有关反应的离子方程式：　 　．
（4）已知锡元素具有如下性质：①Sn4++Sn=2Sn2+；②2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O；③Sn（OH）2与HCl以1：2的物质的量比反应后的溶液略带浑浊；④2H++SnO22﹣ Sn（OH）2 Sn2++2OH﹣﹣，试回答：用SnCl2固体配制并保存SnCl2溶液的方法是　 　，若可用SnCl2溶液与过量的碱溶液反应的方法制Sn（OH）2，该碱是　 　．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．实验时，试管口应略向下倾斜，即试管口应低于试管底，A不符合题意；
B．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，因此加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声，B符合题意；
C．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，C不符合题意；
D.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，该反应属于置换反应，不属于化合反应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、加热固体时试管口应略向下倾斜；
B、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁为黑色，氢气点燃有爆鸣声；
C、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
D、铁和水蒸气的反应是置换反应。
2．【答案】D
【解析】【解答】易被氧化为Fe2(SO4)3，只需检验是否含有Fe3+即可说明溶液是否变质，Fe3+能和SCN-生成络合物硫氰化铁，使溶液呈现血红色，因此可用KSCN检验溶液是否少量变质；
故答案为：D。
【分析】硫酸亚铁变质，即生成铁离子，鉴别铁离子的方法是使用硫氰酸钾，变为红色。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．铁和氯气反应生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，A不符合题意；
B．氧化亚铁和足量硝酸反应生成硝酸铁，B不符合题意；
C．Fe(OH)2(s)很容易被氧气氧化为Fe(OH)3(s)，C符合题意；
D．铜没有铁活泼，铜不能置换出铁，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.铁在氯气中燃烧只生成氯化铁；
B.硝酸足量生成硝酸铁；
C.氢氧化亚铁易被氧化成氢氧化铁；
D.Cu与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜。
4．【答案】C
【解析】【解答】盐酸和锌反应生成氯化锌和氢气，氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，则无水的主要成分是HCl、ZnCl2、CuCl2，根据氧化性强弱顺序，可知氧化性：Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+，则氧化性强的离子先和Fe反应，最终铁粉剩余，结合氧化性强的物质制备氧化性弱的物质可知，Fe只能和Cu2+反应生成Fe2+和Cu，和H+反应生成Fe2+和H2，而铁粉有剩余，则溶液中Cu2+和H+反应完，溶液剩余Fe2+和Zn2+，故答案为：C
【分析】本题考查的是氧化还原反应的反应规律，氧化性强的物质可以制备氧化性弱的物质，即氧化剂的氧化性应大于氧化产物的氧化性，同时要结合多种氧化剂和一种还原剂共同存在时，氧化性强的物质优先反应的规律判断。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．如果FeCl2溶液变质，变质后的物质是FeCl3，Fe3+能和SCN-生成络合物，使溶液呈现血红色，现象明显，这一反应是Fe3+的特征反应，可以用KSCN溶液检验某FeCl2溶液是否变质，故A符合题意；
B．如果氯化亚铁变质，则生成氯化铁，少量氯化铁和铁片反应，但现象不明显，不能用铁片检验某FeCl2溶液是否变质，故B不符合题意；
C．加入盐酸，没有明显现象，无法检验是否变质，故C不符合题意；
D．无论氯化亚铁是否变质，都是强酸弱碱盐，溶液都呈酸性，所以无法检验，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】本题的本质就是考查Fe3+的检验方法，要注意现象必须明显。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．SiO2是酸性氧化物，和HCl不反应，故SiO2不能和盐酸反应生成SiCl4，故A不符合题意；
B．硝酸盐不稳定，受热易分解，加热蒸发硝酸铜溶液最终得到的是氧化铜，故B不符合题意；
C．HOCH2CH2OH不能被氢氧化铜氧化，应和酸性高锰酸钾溶液直接反应得到乙二酸，故C不符合题意；
D．Al和四氧化三铁能发生铝热反应置换出铁单质：8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe；氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，故均能一步完成，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】金属活动性顺序表中从 K到 Mg的硝酸盐加热时生成亚硝酸盐和氧气；金属活动性顺序表中从Mg到Cu（包括Mg和Cu）的硝酸盐加热时生成金属氧化物、二氧化氮和氧气；金属活动性顺序表中Cu以后的金属的硝酸盐加热时生成金属单质、二氧化氮和氧气。
7．【答案】B
【解析】【解答】当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe＋2FeCl3=3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3制得。
故答案为：B
【分析】①纯铁稳定，不易发生腐蚀；②血红蛋白中含有铁元素；③根据帖元素在周期表中的位置判断；
④铁能与水蒸气反应；⑤铁与硝酸反应的产物与硝酸的量的多少有关；⑥氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氢氧化亚铁与氧气化合生成氢氧化铁。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．钠和水反应生成NaOH，NaOH与少量二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和氯化钡反应生成NaCl，能一步实现转化，A不选；
B．铁和氯气反应生成氯化铁，氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁加热分解生成氧化铁，能一步实现转化，B不选；
C．由于盐酸的酸性比碳酸的强，则二氧化碳和氯化钙溶液不反应，C选；
D．硫酸铜溶液与Fe反应生成硫酸亚铁和Cu，Cu与氧气在加热下反应生成CuO，能一步实现转化，D不选；
故答案为：C。
【分析】根据各元素的单质及其化合物之间的相互转化分析。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：由题中信息，溶于盐酸后，滴入氯水和KSCN溶液，马上出现血红色，说明溶液中存在三价铁离子，原粉末含有铁元素
A、灰黑色粉末具有氧化性，用作抗氧化剂，故A正确；
B、该灰黑色粉末不可食用，故B正确；
C、该灰黑色粉末是铁粉，故C正确；
D、氧化铁不是灰黑色，且不具有还原性，不能抗氧化，故D错误；
故选D．
【分析】根据题干描述，灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色，溶于稀盐酸，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现血红色，可知一定存在三价铁离子，原灰黑色粉末一定是铁粉；再逐项分析即可．
10．【答案】A
【解析】【解答】根据UT-3热化学循环的流程可知：①Fe3O4与HBr反应生成FeBr2、Br2和H2O，②Br2与CaO反应生成CaBr2和O2，分离出O2后，③CaBr2与水反应生成CaO和HBr，④FeBr2与H2O反应生成Fe3O4、HBr和H2，分离出H2后，得到的HBr可以在①循环利用，
根据以上反应可知，除了H2和O2，其它物质均可以循环利用，减少的原料是H2O，反应实质为：2H2O=2H2+O2，所以该过程获得的能源气体为H2，
故答案为：A。
【分析】UT-3热化学循环图示可知，可以循环利用的是溴化亚铁、溴化钙、溴、HBr、CaO和水，反应过程中产生的气体为氢气和氧气，相当于水分解生成氢气和氧气，其中获得的能源气体为氢气。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：含n克HNO3的稀溶液恰好与m克Fe完全反应，生成硝酸铁时，发生Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，溶解Fe的质量最小，根据电子转移守恒n（NO）= × = mol，
根据氮原子守恒可知n（HNO3）=n（NO）+3n[Fe（NO3）3]，即 mol+ mol×3= ，整理得整理得2n=9m，
生成硝酸亚铁时溶解Fe的质量最大，根据电子转移守恒n（NO）= × = mol，
根据氮原子守恒可知n（HNO3）=n（NO）+2n[Fe（NO3）2]，
则 mol+2× mol= ，整理得n=3m
故m的取值范围为： n≤m≤ n，②③⑤都符合，
故选A．
【分析】Fe和稀硝酸反应方程式为3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O、Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，根据方程式计算被还原的硝酸的物质的量分析解答．
12．【答案】B
【解析】【解答】A．能与酸反应消耗氢离子，可用作抗胃酸药，A不符合题意；
B． 受热易分解是化学性质，与可用作冷敷袋不存在对应关系，B符合题意；
C．Al还原性比Fe强，还原性强的物质可以制取还原性弱的，所以Al和能发生铝热反应得到Fe，C不符合题意；
D．易结合水由无色变成蓝色晶体，所以可用来检验水，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.碳酸氢钠能与酸反应，可作抗胃酸药；
C.还原性强的物质可以制取还原性弱的物质；
D.遇水变为蓝色。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁，不能实现上述转化①，A说法不符合题意；
B．Fe(OH)2在空气中受热，转化为Fe2O3，B说法不符合题意；
C．由图可预测：高铁酸盐( )中Fe的化合价为+6价，易得电子，具有氧化性，C说法符合题意；
D．加热Fe(OH)3生成氧化铁，发生转化⑥，Fe(OH)3加水不溶解，不能实现转化③，D说法不符合题意；
答案为C。
【分析】A.高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
B.Fe (OH)2在空气中受热，且Fe失去电子被氧化；
C.高铁酸盐中Fe为+6价；
D.氢氧化铁不溶于水。
14．【答案】A
【解析】【解答】A、铁与氯气反应，无论过量与否都生成FeCl3，故A符合题意；
B、铁与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2，故B不符合题意；
C、KMnO4能把Cl－氧化成Cl2，对Fe2＋的检验产生干扰，故C不符合题意；
D、生成白色沉淀变为红褐色沉淀，说明原溶液中一定含有Fe2＋，但也可能含有Mg2＋等离子，与NaOH溶液产生白色沉淀，被红褐色沉淀干扰，故D不符合题意。
【分析】A.无论铁的用量多少，与氯气反应都生成氯化铁；
B.铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
C.氯化亚铁中的氯离子和亚铁离子都能还原酸性高锰酸钾；
D.红褐色沉淀可以掩盖白色沉淀。
15．【答案】A
【解析】【解答】解：A. 过氧化钠和水反应生成氧气，氧气能将硫酸亚铁氧化成硫酸铁，故A符合题意；
B. 铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气，氢气与硫酸亚铁溶液不反应，故B不符合题意；
C. 食盐和浓硫酸加热反应生成氯化氢气体，氯化氢气体不与硫酸亚铁发生反应，故C不符合题意；
D. 铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，二氧化硫具有还原性和氧化性，但氧化性弱于铁离子，所以二氧化硫不能和硫酸亚铁发生反应，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A. 过氧化钠和水反应生成氧气，氧气具有氧化性，Fｅ2＋有还原性，被氧气氧化成Fｅ3＋
B、C中产生的 氢气和氯化氢气体具有还原性，Fｅ2＋也是还原性，不反应
D.二氧化硫的氧化性＜Fｅ3＋
16．【答案】B
【解析】【解答】解：A．Fe少量时与硝酸反应生成硝酸铁，Fe过量时生成硝酸亚铁，故A不选；
B．二者反应与反应物的用量、反应条件无关，故B选；
C．NaOH足量时反应生成碳酸钠，NaOH不足时反应生成碳酸氢钠，故C不选；
D．NaOH不足时生成氢氧化铝，NaOH足量时生成偏铝酸钠，故D不选；
故选B．
【分析】A．与Fe的量有关；
B．二者反应生成碳酸钠和氧气；
C．与反应物的量有关；
D．与反应物的量有关．
17．【答案】（1）NaHCO3=Na++HCO
（2）②
（3）OH-+HCO = CO + H2O
【解析】【解答】(1)氧化铁是氧化物，②盐酸是酸溶液，③碳酸氢钠为盐，④氢氧化钠为碱，碳酸氢钠在水溶液中完全电离，电离方程式：NaHCO3=Na++HCO ，故答案为：NaHCO3=Na++HCO ；(2)上述物质中有一种与其他三种物质均能反应的物质是盐酸，和氧化铁反应生成氯化铁和水，和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，故答案为：②；(3)③④两种溶液反应的离子方程式为HCO +OH-=CO +H2O，故答案为：HCO +OH-=CO +H2O。
【分析】(1)根据强电解质电离规律进行书写。
(2)根据反应的实质是离子间的反应，利用离子反应的条件进行判断。
(3)利用离子方程式书写原则进行改写化学方程式。
18．【答案】（1）
（2）；BC；
（3）偏大；根据转移电子守恒可得关系式则Fe元素质量则样品中铁的质量分数
【解析】【解答】(1)纳米铁粉与废水中反应生成Fe2+和，离子方程式为。
(2)①酸浸时加入了稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁，化学方程式为。②A减小硫酸浓度，反应速率变慢，不能提高单位时间内铁元素的溶出率，A不正确；B适当加快搅拌速率，可加快反应速率，B正确；C将焙烧所得矿渣粉碎，增大了反应物与硫酸的接触面积，可以增大反应速率，C正确。加入铁粉的目的是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，离子方程式为。
(3)Sn2+具有还原性，能被K2Cr2O7氧化，从而导致K2Cr2O7消耗偏多，则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为Cr3+，消耗一个转移6个电子，氧化一个亚铁离子转移一个电子，根据转移电子守恒可得关系式
则
Fe元素质量
则样品中铁的质量分数
【分析】确定该流程的目的，看懂生产流程图；了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应，利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳，每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物，杂质或副产物是怎样除去的等等
19．【答案】（1）四；6
（2）d
（3）Fe + 2Fe3+ =3Fe2+
（4）3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有
（5）K=
（6）C+H2OCO+H2
（7）温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，核外电子排布为：，铁位于第四周期VIII族，铁原子核外3d轨道上共填充了6个电子，故答案为：四；6；
（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；
（3）FeSO4具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止FeSO4氧化，发生的离子反应为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，故答案为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+；
（4）1mol Fe2+被氧化为Fe3+失去1mol电子，1mol NO被还原为NO得3mol电子，根据得失电子守恒得到反应方程式：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO转移3mol电子，则生成0.5molNO气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；
（5）由图可知反应III为C与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)2CO(g)，平衡常数表达式K=，故答案为：K=；
（6）由图可知总反应为C与水高温生成CO和氢气，反应为：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；
（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO的百分含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO的百分含量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高。
【分析】（1）根据原子序数和电子层数，可以判断元素在周期表的位置；
（2）四氧化三铁俗称磁性氧化铁；
（3）铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4） ① 结合化合价升降守恒判断化学计量数；
② 电子数的计算要结合化合价变化数目判断；
③ 亚提离子的检验可以采用酸性高锰酸钾溶液判断；
（5）化学平衡常数为生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值；
（6）碳和水高温生成一氧化碳和氢气；
（7）反应②为放热反应，升高温度，平衡朝逆向移动；反应①为吸热反应，升高温度，平衡朝正向移动。
20．【答案】（1）Cu2S和O2；粗铜
（2）①③⑤
（3）Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O
（4）d、b
（5）2H2O；Li+；AlO2﹣；4H2↑
【解析】【解答】解：（1）Cu2S和O2反应制取粗铜，还生成二氧化硫，Cu、O元素的化合价降低，则Cu2S和O2为氧化剂；电解粗铜制取精铜，粗铜在阳极上失去电子，即粗铜为阳极，
故答案为：Cu2S和O2；粗铜；（2）①保存FeCl2溶液时，需向溶液中加入少量Fe防止Fe2+被氧化，故正确；
②FeCl2可以通过置换反应生成，也可以通过化合反应生成，如铁与FeCl3反应生成FeCl2，FeCl3只能通过化合反应生成，故错误；
③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池，铜做负极，电子由铜片沿导线流向碳棒，故正确；
④FeCl2溶液中Fe2+不能氧化I﹣，不能产生蓝色的现现象，故错误；
⑤纯铁与稀盐酸反应产生氢气的速率较慢，当加入少量CuCl2 2H2O晶体时，铁与Cu2+反应生成Cu单质，铁、铜与盐酸形成原电池，使反应速率加快，故正确；
故答案为：①③⑤；（3）电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O；
故答案为：Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O；（4）从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al（OH）3，与碱不反应，则加足量盐酸转化为硅酸沉淀和氯化铝，滤液中加氨水转化为Al（OH）3，故答案为：d、b；（5）LiAlH4与水反应生成氢气，该反应为LiAlH4+2H2O═LiAlO2+4H2↑，离子反应为LiAlH4+2H2O═Li++AlO2﹣+4H2↑，故答案为：2H2O；Li+；AlO2﹣；4H2↑．
【分析】（1）Cu2S和O2反应制取粗铜，还生成二氧化硫，Cu、O元素的化合价降低；电解粗铜制取精铜，粗铜在阳极上失去电子；（2）①应防止亚铁离子被氧化；②Fe与氯化铁化合反应生成氯化亚铁，氯化铁可由复分解反应生成；③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池，Cu为负极；④向淀粉﹣碘化钾溶液中滴加几滴FeCl2的浓溶液，不反应；⑤加入少量CuCl2 2H2O晶体，Fe置换出Cu，构成原电池；（3）在电解时铁为阳极，在电极上失电子，得到FeO42﹣；（4）从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al（OH）3，与碱不反应，则加酸转化为沉淀再分离；（5）溶解于NaOH溶液时产生一种无色气体，气体为氢气，还生成LiAlO2．
21．【答案】（1）Sn+2HCl═SnCl2+H2↑；SnCl2+Cl2═SnCl4
（2）SnO2
（3）Sn4++4OH﹣=H2SnO3↓+H2O、H2SnO3+2OH﹣=SnO32﹣+2H2O
（4）先将固体SnCl2溶解在适量浓盐酸中，然后再加蒸馏水稀释，最后在溶液中加入几粒锡粒；NH3 H2O
【解析】【解答】解：（1）Sn的性质和铁相似，根据铁、亚铁离子的性质知，Sn和HCl反应生成SnCl2、H2，SnCl2被Cl2氧化生成SnCl4，反应方程式分别为Sn+2HCl═SnCl2+H2↑、SnCl2+Cl2═SnCl4，
故答案为：Sn+2HCl═SnCl2+H2↑；SnCl2+Cl2═SnCl4；（2）加热SnCl4溶液时，SnCl4水解生成HCl，HCl易挥发促进SnCl4水解，然后灼烧最终得到金属氧化物SnO2，
故答案为：SnO2；（3）SnCl4与氢氧化钠反应生成H2SnO3沉淀，继续加氢氧化钠反应生成SnO32﹣，反应的离子方程式为：Sn4++4OH﹣=H2SnO3↓+H2O、H2SnO3+2OH﹣=SnO32﹣+2H2O；
故答案为：Sn4++4OH﹣=H2SnO3↓+H2O、H2SnO3+2OH﹣=SnO32﹣+2H2O；（4）SnCl2易被氧化、易水解，所以用SnCl2固体配制并保存SnCl2溶液的方法是先将固体SnCl2溶解在适量浓盐酸中，然后再加蒸馏水稀释，最后在溶液中加入几粒锡粒；根据2H++SnO22﹣ Sn（OH）2 Sn2++2OH﹣知，Sn（OH）2具有两性，能溶于强碱、强酸，所以用SnCl2溶液与过量的碱溶液反应的方法制Sn（OH）2，该碱可选用弱碱NH3 H2O；
故答案为：先将固体SnCl2溶解在适量浓盐酸中，然后再加蒸馏水稀释，最后在溶液中加入几粒锡粒；NH3 H2O．
【分析】（1）Sn和HCl反应生成SnCl2、H2，SnCl2被Cl2氧化生成SnCl4；（2）加热SnCl4溶液时，SnCl4水解生成HCl，HCl易挥发促进SnCl4水解，然后灼烧最终得到金属氧化物；（3）SnCl4与氢氧化钠反应生成H2SnO3沉淀，继续加氢氧化钠反应生成SnO32﹣；（4）SnCl2易被氧化、易水解；根据2H++SnO22﹣ Sn（OH）2 Sn2++2OH﹣知，Sn（OH）2具有两性，能溶于强碱、强酸．