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．下列说法正确的是
A．利用铝热反应可以冶炼高熔点金属 B．我们常用pH试纸测定新制氯水的pH值
C．食盐的焰色试验是化学变化 D．铁盐和铝盐可用作净水剂和消毒剂
2．工业生产中以为氧载体，化学链制氢联合甲烷干重整制备合成气(、)的原理如图所示。下列有关叙述错误的是
A．M为
B．“干重整”时，装置中可能出现积碳
C．“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是
D．该过程能有效实现温室气体(、)的回收利用
3．常温下，下列各组离子一定可以大量共存的是
A．无色透明的溶液中：K+、Fe3+、Na+、SCN-
B．在新制氯水中：H+、Na+、I-、Fe2+
C．pH=11的溶液中：NO、Cl-、K+、Ba2+
D．1mol L-1的Na2CO3溶液中：K+、Ca2+、Cl-、NO
4．检验浸泡过覆铜板的“腐蚀液”是否有剩余，可选用的试剂是
A．氯水 B．酸性溶液 C．KSCN溶液 D．双氧水
5．铁红的化学式是
A．Fe B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4
6．下列物质对应的组成不正确的是
A．石英：SiO2 B．氯仿：CHCl3 C．铁红：Fe3O4 D．重晶石：BaSO4
7．某氢氧化钠固体已经置露于空气中一段时间，取样品4.3 g，加入50 g7.3%的盐酸，恰好完全反应，产生气泡。将反应后的溶液蒸干，可以得到固体的质量为
A．4.3 g B．5.85 g C．6.29 g D．6.5 g
8．下列离子方程式书写正确的是。
A．铝粉投入NaOH溶液中：
B．溶液中加入足量氨水：
C．往溶液中加入铜粉：
D．溶液与反应：
9．下列物质中不属于铁合金的是
A．黄铁矿 B．生铁 C．碳素钢 D．不锈钢
10．反应可制备广谱消毒剂，装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是
A．按气流从左至右，装置中导管连接顺序为f→c→d→a→b→e
B．升高温度不利于装置A中产品的生成
C．当加入4mol NaOH时，最多消耗氰尿酸()1mol
D．装置D中橡皮管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下
11．因为铝在空气中比较稳定，所以铝制品在生活中被广泛应用。铝在空气中能稳定存在的原因是
A．铝的密度比较小
B．铝的熔点比较低
C．铝的金属性比镁弱
D．常温下铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜
12．有一种优良的磁性合金材料，经查阅相关资料得知：主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片，进行如下探究性实验，其中现象、结论均正确的是
(已知：Si不和盐酸反应)
选项 实验方案 现象 结论
A 加入过量盐酸充分反应 有少量固体不溶 含有金属铜
B 加入过量盐酸充分反应 有气体产生 含有金属镁
C 加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水 产生白色沉淀 含有金属铝
D 用盐酸溶解后滴加少量氯水，再加入KSCN溶液 溶液呈红色 含有铁元素
A．A B．B C．C D．D
13．向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是
A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+
B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+
C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D．试管3中必定有红色沉淀生成
14．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．
15．下列离子方程式书写正确的是
A．向氯化钙溶液中通入：
B．向氯化铁溶液中加入铜粉：
C．石灰乳与溶液混合：
D．向硫酸亚铁溶液中滴加双氧水(稀硫酸酸化)：
二、填空题
16．400℃时，向一个容积为10L、盛有催化剂的密闭容器中，充入一定量的SO2和14mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。2min后，测得容器中剩余2mol SO2和12mol O2.请分析计算(请写出计算过程)：
(1)生成SO3的物质的量 ；
(2)SO2的起始的物质的量浓度 ；
(3)2min内，SO2和SO3的反应速率 。
17．镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性，常用来制作又轻又薄的笔记本电脑、手机等的外壳。把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，在标准状况下生成6.72 L氢气。试计算：
(1)该合金中铝的质量分数是 。
(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是 。
(3)该合金溶于足量的盐酸中，标准状况下产生氢气的体积是 。
18．将标准状况下22.4L氯化氢气体溶于水得到500mL的溶液，计算
(1)所得溶液溶质的物质的量浓度为 mol/L。
(2)上述溶液可与 mL2mol/L的氢氧化钠溶液恰好完全反应。
19．写出下列反应的离子方程式。
(1)向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液 。
(2)向NaHCO3溶液中滴加稀H2SO4 。
(3)Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液 。
20．标准状况下的HCl气体8.96L溶于水形成100ml溶液，然后与足量的铁屑充分反应。计算：
（1）所得盐酸的物质的量浓度
（2）标准状况下生成H2的体积
21．将19.5g锌投入100mL某浓度的稀盐酸中，锌和稀盐酸恰好完全反应。求：
（1）反应中生成的H2在标准状况下的体积为 L。
（2）若用36.5%的浓盐酸（ρ =1.2g/mL）来配制上述稀盐酸，需要浓盐酸的体积为 mL。
22．已知A、B、C、D、E、F、G为中学化学中常见的化合物，其中A是淡黄色固体，B是无色液体，G为红褐色沉淀。常温下甲、乙、丙为气态非金属单质，丙呈黄绿色；丁、戊为常见金属单质，其中戊是当前用量最大的金属。它们之间的转化关系如下图所示(有的反应部分产物已经略去)。请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A ，G ；
(2)F转化为G的过程中出现的现象是 ，生成G的化学方程式是 ；
(3)写出②中反应的离子方程式： ；
(4)用酸性高锰酸钾溶液可以检验F中是否有Fe2+，写出反应的离子方程式 ；
(5)只含有Fe2+的溶液加入KSCN溶液没有明显现象，再加入氯水因为发生反应 (写离子方程式)生成了Fe3+而使溶液呈红色。
23．某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将铝片(不除氧化膜)投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，触摸容器知溶液温度迅速上升，收集气体，检验其具有可燃性。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。
(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是 。
a.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
b.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
c.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能
d.生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水
请设计一个简单实验验证你的选择： 。
(2)铝片表面出现的暗红色物质是 ，产生该物质的离子方程式是 ，用离子方程式解释产生气泡： 。
(3)放出的气体是 ，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是 。
(4)某同学通过一定的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是
A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中
C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片
D．在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．利用铝热反应可以冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等，故A正确；
B．新制的氯水中含有次氯酸，次氯酸有强氧化性，具有漂白的能力，不能用pH试纸测定新制氯水的pH值，故B错误；
C．食盐的焰色试验是物理变化，故C错误；
D．铝盐和铁盐都可水解、生成氢氧化铁、氢氧化铝胶体,能吸附水中的杂质，但二者不能作消毒剂，故D错误；
故选A。
2．C
解析：A．“氧化Ⅰ”中主要发生高温下铁和水蒸气生成四氧化三铁和的反应，则M为，A正确；
B．甲烷中碳元素是-4价，二氧化碳中碳元素是+4价，因此“干重整”时有可能生成单质碳，装置中可能出现积碳，B正确；
C ．“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是，C错误；
D．根据题图和已知信息可判断该过程能有效实现温室气体(、)的回收利用，D正确；
故选C。
3．C
解析：A．无色透明溶液中不能有有色离子，含Fe3+的溶液呈黄色且其与SCN-生成络合物Fe(SCN)3，故A错误；
B．新制氯水具有强氧化性，能氧化和，不能大量共存，故B错误；
C．pH=11的溶液中存在大量的，NO、Cl-、K+、Ba2+之间不反应，也不与反应，可以大量共存，故C正确；
D．Na2CO3溶液中的与Ca2+反应生成难溶的CaCO3，不能大量共存，故D错误；
故答案选C。
4．C
解析：检验选用的试剂是KSCN溶液，溶液出现血红色，故选：C。
5．C
解析：铁红是氧化铁的俗称，因为氧化铁的颜色为红棕色，所以俗称铁红，化学式为：Fe2O3，所以答案为C。
答案选C
6．C
解析：A．石英由二氧化硅组成，化学式为SiO2，A正确；
B．氯仿的化学式为CHCl3，B正确；
C．铁红为氧化铁，化学式为Fe2O3，C错误；
D．重晶石为硫酸钡，化学式为BaSO4，D正确；
故答案选C。
7．B
解析：50 g7.3%的盐酸中含有HCl的物质的量为n(HCl)=，根据Cl元素守恒可知，将该NaOH样品用盐酸处理后产生固体物质是NaCl，其物质的量是0.1 mol，则其质量为m(NaCl)=0.1 mol×58.5 g/mol=5.85 g，故合理选项是B。
8．D
解析：A．铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气，，A错误；
B．AlCl3溶液中加入足量氨水，生成Al(OH)3沉淀和NH4Cl，离子方程式为：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3，B错误；
C．溶液中加入铜粉生成FeCl2和CuCl2，离子方程式为：2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，C错误；
D．溶液与反应，生成FeCl3，离子方程式为：，D正确；
故选D。
9．A
【分析】合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。
解析：A．黄铁矿的主要成分是含铁的化合物，不是铁合金，故A符合题意；
B．生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，故B不符合题意；
C．碳素钢是碳含量低于2%,并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金，故C不符合题意；
D．不锈钢是含有碳、铬、镍等成分的铁合金，故D不符合题意；
故选A。
10．C
【分析】浓盐酸和反应生成，盐酸具有挥发性，所以生成的氯气中含有HCl，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O，和NaClO反应生成、NaOH和H2O，发生反应的化学方程式为。氯气有毒，多余的氯气需要用NaOH溶液吸收，防止污染环境。
解析：A．A为制取的装置、B为除去氯气中的HCl的装置、C为处理尾气装置、D为制取装置，所以完成上述实验，按气流从左至右，导管连接顺序为f→c→d→a→b→e，A正确；
B．升高温度，和NaOH溶液反应生成，生成NaClO浓度减小，不利于装置A中产品的生成，B正确；
C．由反应方程式：、，可得关系式：，加入4molNaOH时，可消耗1mol，由于产物也生成NaOH，则消耗氰尿酸大于1mol，C错误；
D．装置D是浓盐酸和反应生成，由于产生气体，装置D内压强较大，使用橡皮管可平衡气压，便于浓盐酸顺利流下，D正确；
答案选C。
11．D
解析：铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，阻碍铝的进一步反应，所以铝在空气中能稳定存在，综上所述，故选D。
12．D
解析：A．Cu、Si均不和盐酸反应，加盐酸有少量固体不溶，可能是Si，不一定有Cu,故A错误；
B．Mg、Al、Fe均可与盐酸反应，故B错误；
C．加入盐酸溶解后，取上层清液，滴入过量氨水，生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀，也可能是氢氧化镁，故C错误；
D．铁单质与稀硝酸反应会生成三价铁离子，铁离子遇KSCN溶液溶液呈红色，所以实验可以证明含有铁元素，故D正确。
故选：D。
13．B
解析：A．加入KSCN溶液可检验Fe3+，故A错误；
B．加入KSCN溶液可检验Fe3+，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+，故B正确；
C．试管3中的离子反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C错误；
D．试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合生成血红色配合物，不是沉淀，故D错误；
故选：B。
14．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。
15．D
解析：A．不会与反应，A项错误；
B．铁离子与铜粉反应生成亚铁离子，B项错误；
C．石灰乳是悬浊液，不能拆，C项错误；
D．硫酸亚铁与双氧水发生氧化还原反应，D项正确；
故答案为：D。
二、填空题
16．(1)4mol
(2)6 mol·L-1
(3)V(SO2)=0.2mol/(L·min )、 V(SO3)=0.2mol/(L·min )
解析：设充入xmol的SO2，依题意得：
，
x=6mol。
(1)据分析，生成SO3的物质的量是4mol；
(2)SO2的起始的物质的量浓度为 ；
(3)2min内，SO2反应速率 ，SO3反应速率。
17．(1)52.9% (2)1∶1 (3)11.2 L
解析：（1）铝是两性金属，镁铝合金的粉末中只有铝和烧碱反应，其方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，标准状况下6.72 L氢气的物质的量为，根据可得0.2mol，则铝的质量为，该合金中铝的质量分数是；
（2）10.2 g镁铝合金的粉末中有5.4g的铝，则镁的质量为10.2g-5.4g=4.8g，其物质的量为，该合金中镁与铝的物质的量之比是0.2mol：0.2mol=1：1；
（3）该合金溶于足量的盐酸中，镁和铝都与盐酸反应，根据可得铝与盐酸产生的H2的物质的量为，根据可得镁与盐酸产生的H2的物质的量为，共产生氢气0.5mol，标准状况下产生氢气的体积是。
18．(1)2 (2)500
解析：（1）将标准状况下22.4LHCl气体溶于水配成500mL溶液，含有HCl的物质的量为：n(HCl)==1mol，所得溶液的物质的量浓度为：c==2mol/L，故答案为2mol/L；
（2）盐酸与氢氧化钠反应时，物质的量之比1:1，因此n(NaOH)=1mol，NaOH的体积为=0.5L=500mL，故答案为500mL。
19．(1)
(2)
(3)
解析：（1）向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀，其离子方程式为，故填；
（2）向NaHCO3溶液中滴加稀H2SO4生成二氧化碳，有气泡产生，其反应的离子方程式为，故填；
（3）Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液，与NaOH以物质的量1:2进行，其离子方程式为，故填。
20． c(HCl ) =4 mol/L 4.48L
【分析】(1)根据V=nVm及c= 可以计算出盐酸的浓度；
(2)根据方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知，2HCl- H2↑，据此计算出氢气的量和标况下体积。
解析：(1)标准状况下HCl气体的体积为8.96L，则物质的量为，溶于水形成100ml溶液时浓度为：；
故答案为c(HCl ) =4 mol/L；
(2)、根据方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知：与足量的铁屑充分反应消耗盐酸的物质的量为0.4mol，生成的氢气的物质的量为0.2mol，其体积为：0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
故答案为4.48L。
21．72 50
【分析】（1）根据n=计算19.5g锌的物质的量，由方程式计算生成氢气的物质的量，再根据V=nVm计算氢气的体积；
（2）先计算与锌反应生成盐酸的物质的量，再根据及稀释规律分析作答。
解析：（1）19.5g锌的物质的量为：=0.3 mol；由化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知：n(H2)=n(Zn)=0.3 mol，所以氢气的体积为：0.3 mol×22.4L/mol= 6.72 L，故答案为6.72；
（2）令与锌反应的HCl的物质的量为n，根据第（1）问可知：
Zn+2HCl=ZnCl2 +H2↑
1 2 0.3mol n
所以
解得n=0.6 mol，设体积为V，根据稀释前后物质的量保持不变可知，则0.6mol=×V，解得V=0.05 L=50mL，故答案为50。
22．(1) Na2O2 Fe(OH)3
(2) 反应产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4FeCl2+8NaOH+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8NaCl
(3)2Al+2H2O+2OH-=2AlO+3H2↑
(4)MnO+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O
(5)2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-
【分析】A是淡黄色固体，B是无色液体，二者反应生成C与单质甲，且甲为气态非金属单质，则A是Na2O2，B是H2O，甲是O2，C是NaOH，甲、乙、丙为非金属单质，丙呈黄绿色，则丙是Cl2；金属丁与氢氧化钠反应生成D与乙，则丁为Al，D是NaAlO2，乙为H2，甲与乙反应生成水，乙与丙反应生成E为HCl，金属戊与盐酸反应生成F，F与氢氧化钠、氧气反应得到G为红褐色沉淀，则戊为Fe，F为FeCl2，G为Fe(OH)3。
解析：（1）由以上分析可知，A为Na2O2，G为Fe(OH)3。
（2）F转化为G是氯化亚铁反应得到氢氧化亚铁，氢氧化亚铁反应得到氢氧化铁，出现的现象是：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。反应的化学方程式为4FeCl2+8NaOH+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8NaCl。
（3）反应②为Al和氢氧化钠溶液的反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO+3H2↑。
（4）酸性高锰酸钾溶液和Fe2+反应的离子方程式为MnO+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O。
（5）氯气氧化Fe2+生成Fe3+的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-。
23．(1) c 在硫酸铜溶液与铝片反应的试管里加入少量氯化铜溶液，观察现象
(2)铜 Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+ CuCl2+2H2O Cu(OH)2+2HCl；3CuCl2+2Al=2AlCl3+3Cu；AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl；6HCl+2Al=2AlCl3+3H2↑
(3) 氢气 ①随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生大量H+；②该反应放热，升高温度反应加快；③铜与铝构成原电池，加快铝失电子
(4)AB
解析： (1)依题意，铝片表面有氧化铝致密保护膜，要使铝与铜离子或H+反应，必须破坏氧化膜，比较硫酸铜和氯化铜知，差异在阴离子，故可能是氯离子破坏了氧化铝结构。验证实验：在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化铜(注意：不能加入盐酸)，若反应明显加快了，说明上述推断正确。
(2)铝片表面出现的暗红色物质是Cu，发生相关反应有：CuCl2+2H2O Cu(OH)2+2HCl；3CuCl2+2Al=2AlCl3+3Cu；AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl；6HCl+2Al=2AlCl3+3H2↑；
(3)放出的气体是氢气，①随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生大量H+；②该反应放热，升高温度反应加快；③铜与铝构成原电池，加快铝失电子。
(4)采取措除去氧化铝，氧化铝与氢氧化钠溶液反应，铝片表面有氧化铝与铜在硫酸铜溶液中不能构成原电池；在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，生成氢氧化铜沉淀，氧化铝仍然没有除去，所以，C和D项不能达到目的