第三章 铁 金属材料（含解析） 测试题 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．如图所示，两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol，水的质量为100g。下列说法正确的是
A．甲、乙、丙均为氧化还原反应
B．投入水中后滴入酚酞呈现持久的红色
C．甲反应的离子方程式为
D．甲、乙、丙充分反应后所得溶液中溶质的质量分数分别为：、、，则
2．下列离子方程式正确的是
A．新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O3 + 2OH-=2AlO+ H2O
B．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH-+ O2↑
C．Cl2通入NaOH溶液：Cl2 + OH-= Cl- + ClO- + H2O
D．NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：CO+ 2H+ =H2O + CO2↑
3．下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 将干燥的氯气通过盛有鲜花的集气瓶 鲜花褪色 氯气有漂白性
B 向硫酸铜溶液中加入小颗粒钠 产生红色固体 钠比铜活泼
C 向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠粉末 产生红褐色沉淀 已变质
D 向烧碱溶液中滴加氯化钡溶液 产生白色沉淀 烧碱已变质
A．A B．B C．C D．D
4．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．氢气是一种具有助燃性的体
B．硬铝是一种铝合金
C．漂白粉可漂白棉、麻、纸张，其有效成分为次氯酸钠
D．氧化亚铁常用作油漆的红色颜料
5．下列说法不正确的是
A．铝制餐具可用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
B．过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源
C．氯化铁溶液在工业上可作为制作印刷电路板的腐蚀液
D．漂白粉既可作棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂
6．化学与生活、科技息息相关。下列说法不正确的是
A．高铁车厢采用铝合金，主要是因为铝密度小，常温下不与氧气反应
B．新型氢动力计程车可以降低氮氧化物的排放，减少大气污染
C．金属钠着火时可用沙土进行灭火
D．火星探测器携带的太阳能电池帆板的材料是硅
7．岭南有众多国家级非物质文化遗产，如广式月饼、龙窑建盏、客家黄酒和肇庆端砚等．下列说法不正确的是
A．广式月饼的包装袋内加入一小袋铁粉作为脱氧剂
B．客家黄酒是混合物
C．染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物
D．肇庆端砚研出的墨经久不褪色，体现了碳单质的稳定性
8．化学使生活更美好。下列生产生活情境中涉及的化学原理错误的是
选项 生产生活情境 化学原理
A 蒸馒头时加入小苏打，面团在发酵和蒸熟过程中体积均变大 NaHCO3与酸反应和加热条件下均能产生CO2气体
B 卡塔尔世界杯开幕式烟花秀流光溢彩 焰色试验属于化学变化
C 用FeCl3溶液刻蚀铜电路板 氧化性：Fe3+＞Cu2+
D 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O高温下会反应
A．A B．B C．C D．D
9．下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A B C D
配制一定物质的量浓度溶液时的定容操作 用钠制备过氧化钠 制备 比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性
A．A B．B C．C D．D
10．下列语句或谚语都与化学现象有关，下列说法不正确的是
A．“铁质菜刀生锈”与氧化还原反应有关
B．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
C．“水乳交融，火上烧油”前者包含物理变化，后者包含化学变化
D．“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”(《沈卢、鱼肠》)中“剂钢”指的是铁的合金，其硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低
11．向300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不在变化，此时固体的质量为
A．5.4g B．4.32g C．4.8g D．6.42g
12．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示，且该合金耐腐蚀，强度大，从以上性能来看，下列说法不正确的是
熔点/℃ 密度/(g·cm 3) 抗拉强度/MPa 电阻率(银为15.86)
合金 463 1.8~3.0 420 26.546~44.5
铁 1535 7.86 170~270 97.1
A．该合金是作更轻更薄的笔记本电脑的外壳的首选材料
B．该合金比铁更适合作导电材料
C．该合金密度小，强度大，刚性好，可用于制造手机等高科技产品
D．铁单质必须加热到1535℃才能与氧气反应
二、非选择题
13．铁及其化合物与生产、生活息息相关。回答下列问题：
(1)易被人体吸收，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用维生素C．维生素C的作用是 。
(2)印刷电路板的制作原理是用足量的溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔。写出上述反应的化学方程式： 。
(3)生铁是通过高炉冶炼而得到的，以赤铁矿为例用将其还原的化学方程式为 。
(4)某废料铁泥的主要成分为、、和杂质(杂质不与硫酸反应)。现取废料铁泥提取，设计实验流程如下：
①分离溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、 、 。
②能检验溶液A中含有的试剂是 (填字母)。
A．铁粉 B．酸性溶液 C．KSCN溶液
③步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
④若最终获得，则废料铁泥中铁元素的质量分数为 。
14．某废料铁泥主要成分是Fe2O3、FeO和Fe，其他杂质不与硫酸反应。实验室用该废料提取Fe2O3，设计实验流程如下：
(1)步骤(I)中生成的气体是 ，溶液A和沉淀分离的操作名称是 。
(2)步骤(II)中加入H2O2溶液后，反应生成Fe2(SO4)3，该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(3)步骤(III)中生成Fe(OH)3沉淀的颜色是 (填“白色”或“红褐色”)。
(4)步骤(IV)中Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O的化学方程式为 。
15．现有五种物质：
A．常见活泼金属单质，A原子有13个质子；
B．氢氧化钠；
C．氢氧化铝；
D．盐酸溶液的溶质；
E.A与D反应得到的无色澄清溶液，其分散质为E。
(1)将上述五种物质按照化学键特性分类，请填入化学式：既有离子键又有共价键的物质： ；仅含共价键的物质： 。
(2)请写出下列物质的电子式：A： ；B： ；D： 。
(3)单质A既能和氢氧化钠反应，又能和稀盐酸反应，都能产生氢气。请计算在273K，101.3kPa情况下3mol的A能与足量稀盐酸反应产生 mol氢气。
16．为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol·L-1的浓HNO3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况)，并测得溶液中c(H+)=1mol·L-1。假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：
①被还原的HNO3的物质的量是 ；(只写结果)
②合金中铜的质量分数为 。(写出计算过程)
17．I.将200mLH2SO4 和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份。向其中一份中加入足量铁粉，充分反应后测的固体质量减少4.48g；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干 燥、称量，得到46.6g 白色沉淀。则：
(1)原溶液中c()= ；
(2)原溶液中H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度之比为 。
(3)实验室中的FeSO4溶液常因氧化而变质。除杂的方法是 ，检验是否变质的方法是
II.准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4 g，则这种铁的氧化物为
18．将7.8g Na2O2投入一定量的水中，完全反应后得到溶液的体积为500mL，计算：
（1）生成气体在标准状况下的体积
（2）反应后溶液的物质的量浓度（本题要求写出计算过程）
19．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：
20．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。
(1)写出化学式C、 ，F ，G 。
(2)检验D中阳离子的方法 。
(3)保存C溶液时为什么要加固体A 。
(4)写出下列转化的离子方程式。
①A→C： 。
②B+盐酸： 。
21．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 。
22．某同学在探究铁生锈的条件时，将铁钉浸没在食盐水中，一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末。该同学对此黑色粉末的组成做了如下几种猜想：①Fe；②Fe2O3；③Fe3O4；④FeCl3。请完成下列问题。
(1)你认为该同学的上述猜想中，不做实验就可排除的是 ，理由是 。你认为黑色粉末还可能是 ，理由是 。
(2)该同学将黑色粉末干燥后，用磁铁靠近，发现粉末能被磁铁吸引，于是得出结论：黑色粉末一定是铁粉。你认为该同学的结论对吗？ ，理由是 。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．Na与H2O反应生成NaOH和H2，属于氧化还原反应，Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，属于氧化还原反应，而Na2O与H2O反应过程中，没有发生电子转移，不属于氧化还原反应，故A错误；
B．投入水中后发生反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成氢氧化钠，滴入酚酞呈红色，但是具有强氧化性，能漂白，故红色会褪去，故B错误；
C．Na与H2O反应生成NaOH和H2，故甲反应的离子方程式为，故C错误；
D．Na、Na2O、Na2O2分别与H2O反应的方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、Na2O+H2O=2NaOH、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，根据钠元素守恒，当反应物均为0.1mol时，溶液增加的质量：Na＜Na2O=Na2O2，所以0.1molNa、Na2O、Na2O2分别溶于H2O中所得溶液溶质的质量分数分别为：，， ，所以ω1＜ω2=ω3，故D正确；
故选D。
2．A
解析：A．氧化铝与氢氧化钠反应，离子方程式为Al2O3 + 2OH-=2AlO+ H2O，A正确；
B．Na2O2与水反应制备氧气，离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，B错误；
C．Cl2通入NaOH溶液，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，C错误；
D．碳酸氢钠与稀硫酸反应，离子方程式为+H+=H2O+CO2↑，D错误；
故答案选A。
3．D
解析：A．干燥的氯气没有漂白性，与水反应生成的具有强氧化性的次氯酸表现漂白性使鲜花褪色，故A错误；
B．钠与硫酸铜溶液反应时，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，不能生成铜，故B错误；
C．硫酸亚铁溶液与具有强氧化性的过氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，则产生红褐色沉淀不能说明硫酸亚铁已变质，故C错误；
D．向烧碱溶液中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀说明氢氧化钠溶液中的碳酸钠与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀，证明烧碱已变质，故D正确；
故选D。
4．B
解析：A．氢气是一种具有可燃性的体，A错误；
B．合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特性的物质；硬铝是一种铝合金，B正确；
C．漂白粉可漂白棉、麻、纸张，其有效成分为次氯酸钙，C错误；
D．氧化亚铁为黑色，氧化铁为红色，氧化铁常用作油漆的红色颜料，D错误；
故选B。
5．A
解析：A．铝、氧化铝都能与酸、碱反应，铝制餐具不能用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，故A错误；
B．过氧化钠能与二氧化碳反应放出氧气，过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源，故B正确；
C．氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化铁溶液在工业上可作为制作印刷电路板的腐蚀液，故C正确；
D．次氯酸钙溶液能与二氧化碳反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能杀菌、消毒、漂白，漂白粉既可作棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂，故D正确；
选A。
6．A
解析：A．常温下Al与氧气要反应，反应后生成致密的氧化膜，氧化膜阻碍了金属铝继续与氧气反应，故A错误；
B．氢气燃烧生成水，不污染环境，因此新型氢动力计程车可以降低氮氧化物的排放，减少大气污染，故B正确；
C．金属钠与水要反应，因此金属钠着火时可用沙土进行灭火，故C正确；
D．太阳能电池帆板的材料是硅单质，故D正确。
综上所述，答案为A。
7．C
解析：A．还原铁粉能与氧气反应，具有还原性，可用作食品“脱氧剂”，故A正确；
B．客家黄酒中含有酒精和水，属于混合物，故B正确；
C．纯碱水溶液中含有碳酸钠和水，属于混合物，故C错误；
D．肇庆端砚研出的墨经久不褪色，是因为碳单质常温下化学性质不活泼，性质稳定，故D正确；
故选C。
8．B
解析：A．NaHCO3与酸反应和加热条件下均能产生CO2气体，气体膨胀使得馒头疏松多孔，A正确；
B．焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应，为物理变化，B错误；
C．铁离子和铜生成亚铁离子和铜离子，氧化剂氧化性大于氧化产物，故氧化性：Fe3+＞Cu2+，C正确；
D．铁与H2O高温下会反应生成四氧化三铁和氢气，故模具干燥后再注入熔融钢水，D正确；
故选B。
9．C
解析：A．配制一定物质的量浓度溶液时定容，沿玻璃棒向容量瓶中注入蒸馏水，离刻度线2～3cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水，直到液体凹液面与刻度线持平，题中所给装置没有使用胶头滴管，故A错误；
B．用钠制备过氧化钠用坩埚加热金属钠，得到过氧化钠，故B错误；
C．先打开止水夹，利用氢气排除装置中的氧气，然后关闭止水夹，利用压强增大，将生成硫酸亚铁压入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化亚铁，故C正确；
D．外管温度高，内管温度低，外管盛放碳酸钠，内管盛放碳酸氢钠，右侧澄清石灰水变浑浊，说明碳酸氢钠稳定性比碳酸钠低，故D错误；
答案为C。
10．B
解析：A．“铁质菜刀生锈”，铁失去电子生成铁的氧化物，有化合价变化，所以与氧化还原反应有关，故A正确；
B．氧化铁是红色固体，“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，不可能来自氧化铁，故B错误；
C．水乳交融体现的是物质溶解性，物质相互溶解，火上烧油为燃烧，则前者包含物理变化，而后者包含化学变化，故C正确；
D．铁的合金，其硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，故D正确；
故选：B。
11．C
解析：300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，则生成氢氧化亚铁的物质的量为300mL×0.2mol/L×10-3=0.06mol，过滤，加热，并灼烧得到氧化铁，根据铁元素守恒分析，氧化铁的物质的量为0.03mol，则质量为0.03mol×160g/mol=4.8g。
故选C。
12．D
解析：A．该合金密度较小、耐腐蚀，是作更轻更薄的笔记本电脑的外壳的首选材料，A正确；
B．该合金的电阻率比铁小，比铁更适合作导电材料，B正确；
C．该合金密度小，强度大，刚性好，符合手机材料的要求，可用于制造手机等高科技产品，C正确；
D．铁的熔点为1535℃，不代表铁必须加热到1535℃才能与氧气反应，铁还原性较强，常温下就可以和氧气反应，D错误；
综上所述答案为D。
二、非选择题
13．(1)防止被氧化
(2)
(3)
(4) 漏斗 玻璃棒 B 或
解析：（1）维生素C有还原性，服用维生素C，防止被氧化；
（2）用溶液腐蚀覆铜板上不需要的铜箔，反应的化学方程式：；
（3）用还原赤铁矿，反应的化学方程式为：；
（4）废料铁泥的主要成分为、、，加入足量的稀硫酸，得到的溶液中含有和，用将氧化成为，加入过量的溶液，生成沉淀，将沉淀加热灼烧，得到。①分离溶液A和沉淀C的操作为过滤，使用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；②能使酸性溶液褪色，用酸性溶液检验；③用将氧化成为，反应的离子方程式为：；④中铁的质量为：，废料铁泥中铁元素的质量分数为。
14．(1) H2 过滤
(2)属于
(3)红褐色
(4)2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O
【分析】铁泥中的Fe2O3、FeO和Fe和足量硫酸反应得含Fe3+、Fe2+、H+的溶液A，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+所得溶液B含Fe3+，加NaOH溶液将Fe3+沉淀，过滤得Fe(OH)3沉淀，将Fe(OH)3沉淀洗涤、加热得Fe2O3固体，据此解答。
解析：（1）发生的反应包含Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，将溶液和沉淀分离的操作名称为过滤，故答案为：H2；过滤；
（2）结合分析可知，步骤(Ⅱ)中加入H2O2溶液后，Fe2+被氧化成Fe3+，故答案为：属于；
（3）Fe(OH)3沉淀为红褐色，故答案为：红褐色；
（4）Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O的化学方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O，故答案为：2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O。
15．(1) B、C D
(2)
(3)4.5
【分析】A有13个质子，质子数决定元素种类，故A为Al；B为NaOH；C为Al(OH)3；D为HCl
解析：（1）既有离子键又有共价键的物质：NaOH、C为Al(OH)3；仅含共价键的物质：HCl；
故答案为：B、C；D。
（2）A为Al的电子式：；B为NaOH的电子式：；D为HCl的电子:式：
故答案为：；；。
（3），铝与产生氢气的物质的量之比为2:3，3mol的Al完全反应，则生成的氢气4.5mol；
故答案为：4.5
16．3mol 64﹪
解析：①浓硝酸与金属反应，硝酸的作用是氧化性和酸性，硝酸起酸的作用，与金属反应产生硝酸盐，硝酸被还原产生NO2，所以被还原的硝酸的物质的量等于NO2的物质的量，n(HNO3)=n(NO2)==0.3mol,故答案为：0.3mol；
②假设在30.0 g铜银合金中含有Cu、Ag的物质的量分别是x、y，根据质量守恒可得64x+108y=30.0g；根据N元素守恒可得2x+y+0.3mol+1mol·L－1 ×0.08L=13.5mol·L－1 ×0.08L。解得x=0.3mol，y=0.1mol，所以合金中铜的质量分数为=64%故答案为：64%。
17．00mol/L 1:3 加入适量铁粉 取少量溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液不变色，则未变质；若溶液变红色，则变质 FeO
解析：I.将200mLH2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液分成两等份。向其中一份中加入足量铁粉，充分反应后测的固体质量减少4.48g；向另一份中加入足量BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干 燥、称量，得到46.6g 白色沉淀。则：
(1)每份溶液的体积为100mL，生成46.6g沉淀为BaSO4，其物质的量为，原溶液中n()=0.2mol，则原溶液中c()=；
(2)固体质量减少的4.48g为Fe，其物质的量为：，设H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量分别为x、y，根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑可知：①x+y=0.08mol，根据硫酸根离子守恒可知：②x+3y=0.2mol，联立①②解得：x=0.02mol、y=0.06mol，溶液具有均一性，则原溶液中H2SO4和Fe2(SO4)3的物质的量之比=0.02mol:0.06mol=1:3；
(3)FeSO4溶液常因氧化而变质生成Fe2(SO4)3，由于可发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，则除杂的方法是加入适量铁粉；检验FeSO4溶液是否变质，即检验是否存在Fe3+，方法是取少量溶液于试管，滴加KSCN溶液，若溶液不变色，则未变质；若溶液变红色，则变质；
II.4g沉淀CaCO3的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol×16g mol-1=0.64g，则铁的氧化物中氧元素质量为0.64g，铁元素质量为2.88g-0.64g=2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素物质的量之比为，则化学式为FeO。
18．12L 0.4 mol·L－1
解析：(1)Na2O2投入一定量的水中，反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，7.8gNa2O2的物质的量为，则生成0.05molO2，在标准状况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
(2)反应后溶液的溶质为NaOH，物质的量为0.2mol，则溶液的物质的量浓度c=。
19． 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+。
20．(1) FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3+
(3)防止Fe2+被O2氧化
(4)
解析：A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知F为Fe(OH)3，A为Fe，Fe与氧气反应生成B为Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe与盐酸反应得到X为H2、C为FeCl2，可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3，G为Fe2O3。
(1)由分析可知，C为FeCl2，F的化学式为Fe(OH)3，G的化学式为Fe2O3；
(2)D为FeCl3，检验其含有的Fe3+常用KSCN溶液，具体方法是：取D溶液少量于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变为(血)红色，证明含Fe3+，
(3)C为FeCl2，Fe2+容易被氧化成Fe3+，且2Fe3++Fe=3Fe2+，因此保存FeCl2溶液加铁屑的原因是：防止Fe2+被O2氧化；
(4)①A为Fe，C为FeCl2，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则A→C离子方程式：；
②B为Fe3O4，其组成可看作1个Fe2+和2个Fe3+，Fe3O4和盐酸反应生成亚铁离子和铁离子，则B+盐酸离子方程式：。
21． 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。
22．(1)②④ Fe2O3呈红棕色，FeCl3可溶于水 炭粉 铁钉是钢铁制成的，含有碳元素
(2)不对 Fe3O4也可以被磁铁吸引
解析：(1)Fe2O3是红棕色的粉末，FeCl3是易溶于水的物质，故黑色粉末不会是Fe2O3和FeCl3；生铁是铁和碳的合金，碳不与盐酸反应，故黑色粉末可能是炭粉，故答案为：②④；Fe2O3呈红棕色，FeCl3可溶于水；炭粉；铁钉是钢铁制成的，含有碳元素。
(2)因为铁、四氧化三铁都能够被磁铁吸引，所以黑色粉末不一定是铁粉，还可能是Fe3O4或它们的混合物，故答案为：不对；Fe3O4也可以被磁铁吸引