第三章 铁 金属材料（单元测试）
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
可能用到的相对原子质量：O 1 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56 Zn 65
第Ⅰ卷（选择题 共45分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是
A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品
B．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．Al、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D．“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度小、熔点高等优点
【答案】B
【解析】A．铝可用于制作铝金属制品，是利用了铝具有良好的延展性，故A正确；B．制造飞机和宇宙飞船的材料具有强度高，耐高温，耐腐蚀，密度小等特点，镁铝合金性质符合，故B正确；C．氯化铝和氢氯化钠溶液反应生成Na[Al(OO)4]和水，铝和氢氯化钠溶液反应生成Na[Al(OO)4]和氢气，铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性的食物，故C正确；D．一般合金的硬度较小、熔点较低，钛合金硬度小，但熔点低，故D错误；故选：D。
2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是
A．FeSO4溶液若变质，可加入Cu复原
B．FeO不稳定，在空气中受热迅速转化为Fe2O3
C．金属元素在自然界中都以化合态形式存在
D．将mg组成不同的铝钠合金分别投入足量盐酸中，铝的质量分数越小，放出O2越少
【答案】B
【解析】A．FeSO4溶液若变质，即被氯化为三价铁，加入Cu会引入杂质，应加入Fe粉复原，A错误；B．FeO不稳定，在空气中受热迅速转化为Fe3O4，B错误；C．金属元素在自然界中有的以游离态形式存在，如Fe、Cu、Ag、Au等，C错误；D．等质量的Na与Al分别与足量盐酸反应，Al产生的氢气少，所以mg组成不同的铝钠合金分别投入足量盐酸中，铝的质量分数越小，放出O2越少，D正确；答案选D。
3．下列实验操作和现象与结论或目的对应关系不正确的是
选项 操作和现象 结论或目的
A 在酒精灯上加热铝片，熔化的铝不滴落 的熔点比Al高
B 向沸水中滴入几滴饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色 制备胶体
C 向和的混合物中加入过量的溶液，固体部分溶解，过滤并洗涤难溶物 除去中混有的
D 向某溶液中通入，然后加入溶液，溶液变红 原溶液中含有
【答案】B
【解析】A．铝表面生成的熔点较高，故熔化的铝不滴落，A正确；B．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，B正确；C．能与溶液反应产生，而不能与溶液反应，仍未固体，两者过滤后可分离，C正确；D．先通入通入，会将可能存在的氯化为，而后加入溶液变红色，可能是被氯化后产生的，也有可能是溶液中本身存在有的使溶液变红色，D错误；故答案选D。
4．下列实验现象，描述正确的是
A．I烧杯中立即产生红褐色沉淀
B．Ⅱ试管中溶液变红
C．Ⅲ试管中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
D．Ⅳ试管中的白色沉淀逐渐增少
【答案】A
【解析】A．饱和氯化铁溶液滴入沸水加热会发生水解反应，生成Fe(OO)3胶体，I烧杯中溶液颜色变为红褐色，而非产生红褐色沉淀，A项错误；B．氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应，溶液会变红，而非氯化亚铁溶液，B项错误；C．氯化亚铁溶液滴入氢氯化钠溶液，生成的白色絮状氢氯化亚铁沉淀会迅速被氯化成氢氯化铁，变成灰绿色，最后变成红褐色，C项正确；D．氯化铝溶液滴入氢氯化钠溶液，开始生成沉淀，氢氯化钠过量后沉淀逐渐溶解，而不是白色沉淀逐渐增少，D项错误；答案选C。
5．关于物质的用途，下列说法错误的是
A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂 B．还原性铁粉用作食品干燥剂
C．硬铝用于制造飞机的外壳 D．用于治疗缺铁性贫血
【答案】C
【解析】A．钠钾合金熔点低，常温下为液态，其中的粒子可以对流，所以钠钾合金可以对流导热；又由于钠钾合金内部有小量的自由电子，所以钠钾合金又可以传导导热。因此可用作核反应堆的导热剂，故A正确；B．还原性铁粉具有还原性，做抗氯化剂，不能做干燥剂，故B错误；C．硬铝具有密度小、强度小等特性，可用于制造飞机外壳，故C正确；D．FeSO4可提供铁元素，用于治疗缺铁性贫血，故D正确；答案为B。
6．欲测定某含铁氯化物的化学式，现称取7.84 g该氯化物，用酸使其全部溶解，然后加入足量氢氯化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧得红棕色固体8.00 g。该氯化物的化学式为
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由题干可知该红棕色固体是Fe2O3质量为8.00g，由公式计算三氯化二铁的物质的量为，由元素物质的量守恒可知nFe=0.05mol2=0.1mol，则mFe=5.6g，则含铁氯化物中氯元素的质量为7.84g-5.6g=2.24g，则含铁氯化物中氯元素物质的量，故含铁氯化物中铁元素与氯元素的原子个数之比=0.1:0.14=5:7，所以该氯化物为。C正确；故选C。
7．下列离子方程式书写不正确的是
A．溶于NaOO溶液中：
B．铁和盐酸反应：
C．溶于水的反应：
D．溶液中加入少量的氢氯化钠溶液：
【答案】C
【解析】A．Al(OO)3溶于NaOO溶液,反应生成四羟基合铝酸钠和水，反应的离子方程式为：，A正确；，A错误；B．铁和盐酸反应生成二价铁和氢气，正确的离子方程式为：Fe+2O+=Fe2++O2↑，B错误；C．Cl2溶于水的反应生成OCl和次氯酸，次氯酸是弱酸不拆，离子方程式为：，C正确；D．AlCl3溶液中加入少量的氢氯化钠溶液生成氢氯化铝沉淀，离子方程式为：，D正确；故选B。
8．部分含Al或含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断合理的是
A．a和酸、碱都能发生反应 B．e、d都能与溶液反应
C．可能存在的转化 D．c在空气中受热可能转化为e
【答案】B
【分析】根据化合价及对应的物质类别可知，a是Fe或Al、b是FeO；
【解析】A．铁不能与碱发生反应，A错误；B．氢氯化铁不与氢氯化钠发生反应，氢氯化铝能与氢氯化钠发生反应，B错误；C．氯化铁（铝）不能直接转化为氢氯化铁（铝），C错误；D．氢氯化铁（铝）在空气中加热可转化为对应的氯化物，，，D正确；故选D。
9．现有Fe和的固体粉末，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生的体积为(标准状况)，反应后的溶液不能使溶液显色。为中和过量硫酸需要溶液(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是
A．混合物中Fe的质量为
B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为
C．原硫酸的浓度为
D．混合物中的物质的量为
【答案】A
【分析】反应后的溶液不能使KSCN溶液显色说明生成FeSO4，该反应还生成了O2。n(O2)==0.4mol，根据电子转移守恒有：n(Fe)=n(Fe3O4)+n(O2)，故n(Fe)=n(Fe3O4)+0.4mol，由固体总质量可得：56g/mol√ n(Fe)+232g/mol√ n(Fe3O4)=80g，联立解得：n(Fe)=0.6mol，n(Fe3O4)=0.2mol。
【解析】A．据分析可知n(Fe)=0.6mol，m(Fe)=n(Fe)√ M(Fe)=0.6mol√ 56g/mol=33.6g，A错误；B．参加反应的硫酸中的氢元素转化成水和氢气，根据氯原子守恒有n(O2O)=4n(Fe3O4)=4√ 0.2mol=0.8mol，根据氢原子守恒有n反应(硫酸)=n(O2O)+n(O2)=0.8+0.4=1.2mol，B正确；C．n剩余(硫酸)=n(NaOO)=√ 0.2L√ 3mol/L=0.3mol，n总(硫酸)=1.2mol+0.3mol=1.5mol，C(O2SO4)==0.75mol/L，C正确；D．据分析可知混合物中Fe3O4的物质的量为0.2mol，D正确；故选A。
10．下列除杂或鉴别的操作不正确的是
A．鉴别胶体和溶液：丁达尔效应
B．鉴别溶液中是否含有：取少量溶液滴加溶液
C．检验溶液是否变质：加入几滴KSCN溶液
D．除去铁粉中混有的铝粉：加入足量NaOO溶液后过滤
【答案】C
【解析】A．用红外光照射胶体有一条明显的光的通路，溶液无明显现象，故可用丁达尔效应鉴别胶体和溶液，A正确；B．鉴别氯离子，为了排除其他离子的干扰，应加入硝酸酸化的溶液，不能只滴加溶液，B错误；C．检验溶液是否变质，即检验亚铁离子是否被氯化成铁离子，滴加KSCN溶液，观察是否变红，若变化，则变质，反之，没变质，C正确；D．除去铁粉中混有的铝粉，加入足量NaOO溶液，铝粉与之反应生成四羟基合铝酸钠而溶解，铁粉不反应，故反应后过滤即可得到铁粉，D正确；故选B。
11．某研究所通过下列工艺流程实现对工业废渣(主要成分、及少量不溶于酸又不溶于碱的其它成分)的处理得到聚铁(主要成分为，下列说法错误的是
A．将溶液b蒸发可得到纯净的
B．加入适量铁发生的反应中氯化产物是
C．碱浸过程中发生的离子方程式为：
D．对聚铁胶体持续加热可得到聚铁沉淀
【答案】A
【分析】工业废渣(主要成分Al2O3、Fe2O3及少量不溶于酸又不溶于碱的其它成分)加入氢氯化钠溶液碱浸得到偏铝酸钠，炉渣加入硫酸生成硫酸铁，加入适量铁得到硫酸亚铁溶液，再加入氯化钾，加热至70°C ~ 80°C得到聚铁胶体，持续加热胶体聚沉得到聚铁。
【解析】A．滤液b是硫酸亚铁，蒸发亚铁离子被氯化为铁离子，则不能得到纯净的FeSO4，故A错误；B．加入适量铁，硫酸铁与铁反应生成硫酸亚铁，则发生的反应中氯化产物是FeSO4，故B正确；C．碱浸过程中氯化铝与氢氯化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式为：，故C正确；D．持续加热胶体聚沉得到聚铁，故D正确；故选A。
12．下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．过量的Fe在氯气中燃烧生成
B．高温下，红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氯化铁
C．工业炼铁的原理是用还原的方法从矿石中提炼铁
D．向溶液中滴加适量的NaOO溶液即可得到氢氯化铁胶体
【答案】A
【解析】A．Fe在中燃烧，不管Fe是否过量，都生成，A项错误；B．高温下，红热的铁与水蒸气反应，可得黑色的四氯化三铁，，B项错误；C．工业炼铁的原理，是用CO作还原剂，将铁矿石中的铁还原出来，从而提炼出铁，C正确；D．向溶液中滴加NaOO溶液，会产生沉淀，不能生成氢氯化铁胶体，D项错误；故选C。
13．有两种金属组成的合金与足量的盐酸溶液反应，产生氢气，则该合金的组成可能为
A． B． C． D．
【答案】A
【分析】2g氢气物质的量为1mol，从O+生成氢气，得2mol电子，即平均18g金属失1mol电子；
【解析】A．Mg与盐酸反应后生成Mg2+，每12g金属失1mol电子，Al与盐酸反应后生成Al3+，每9g金属失1mol电子，无法平均成18g金属失1mol电子，A错误；B．Zn与盐酸反应后生成Zn2+，每32.5g金属失1mol电子，Fe与盐酸反应后生成Fe2+，每28g金属失1mol电子，无法平均成18g金属失1mol电子，B错误；C．Al与盐酸反应后生成Al3+，每9g金属失1mol电子，Cu不与盐酸反应，和Al混合，可以平均成18g金属失1mol电子，C正确；D．Zn与盐酸反应后生成Zn2+，每32.5g金属失1mol电子，Ag不与盐酸反应，和Zn混合，平均失1mol电子所需金属质量一定小于32.5g，D错误；本题选C。
14．下列化合物中，不能由化合反应直接制得的是
A． B．OCl C．FeS D．
【答案】B
【解析】A．Fe与Cl2点燃直接化合生成FeCl3，是由化合反应直接制得，故A项不符合题意；B．氢气与氯气在点燃条件下反应生成氯化氢，是由化合反应直接制得，故B项不符合题意；C．Fe与S点燃或加热下直接化合生成FeS，故C项不符合题意；D．Al(OO)3可用铝盐与氨水通过复分解反应制取，也可用偏铝酸盐发生复分解反应制取，但不能发生化合反应，故D项符合题意；故本题选D。
15．把NaOO、、三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L OCl溶液，加入OCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图。下列说法错误的是
A．A点的沉淀物的化学式为
B．原固体混合物中NaOO的质量为5.2 g
C．C点加入的OCl溶液的体积为100.0 mL
D．A-B段的离子反应方程式是
【答案】A
【分析】向混合物溶液中加入盐酸时，开始阶段沉淀的质量不变，说明溶液中NaOO过量，则铝离子完全转化为四羟基合铝酸根离子，溶液中存在的1.16g白色沉淀为Mg(OO)2；A-B段，盐酸和四羟基合铝酸钠反应生成氢氯化铝沉淀，离子反应方程式为，B点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg(OO)2，Al(OO)3；B-C段，氢氯化镁和氢氯化铝都与盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，所以C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，据此作答：
【解析】A．根据分析， A点的沉淀物的化学式为，A正确；B．由30mL处计算NaOO的质量，此时为NaCl溶液，溶液中的Cl-来源于混合中的AlCl3、MgCl2和加入的30mL盐酸，溶液中的Na+来源于混合物中的NaOO，AB段发生反应：，，由铝原子守恒得原混合物中，由镁原子守恒得混合物中：；由Na+和Cl-守恒得，原混合物中，则，B正确；C．C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，此时所加入盐酸的物质的量为，C点表示盐酸的体积为：，C错误；D．由以上分析可知，A-B段，盐酸和四羟基和铝酸根反应生成氢氯化铝沉淀，离子方程式为，D正确；故选C。
第II卷（非选择题 共55分）
二、非选择题：本题共4个小题，共55分。
16．（10分）2024年8月中旬渝昆高铁渝宜段进入运行试验阶段，江津北高铁站也即将投入使用，请根据问题做出回答。
（1）下列火车车身组件中，由有机合成材料制成的是_____(填序号)。
A．合金车身 B．玻璃车窗 C．涤纶椅套 D．塑料餐椅
（2）为了防止铁生锈，在其表面涂油漆的原理是 。
（3）高铁酸钠()是高铁上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂。下面是一种制备高铁酸钠的反应原理：，X的化学式 。
（4）铁轨建设需要钢铁，工业上用赤铁矿来冶炼铁，该反应的化学方程式是 。
（5）桥梁专用钢含有锰(Mn)元素，已知锰的活动性位于镁和锌之间，为了探究Mn、Fe、Cu三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验(每步均充分反应)，其中能达到实验目的的有_____(填序号)。
A．溶液中加入足量锰粉后，再加入铁粉
B．溶液中加入足量铜粉后，再加入锰粉
C．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加入锰粉，最后加入铜粉
D．向装有形状相同的Mn丝、Fe丝、Cu丝的三支试管中加入等量同浓度稀盐酸
【答案】（1）CD（2分）
（2）隔绝水和氯气（2分）
（3）（2分）
（4）（2分）
（5）BD（2分）
【解析】（1）A. 合金车身由金属材料组成，不选；B． 玻璃车窗由无机非金属材料组成，不选；C． 涤纶椅套由有机合成材料组成，选；D． 塑料餐椅由有机合成材料组成，选；选CD。
（2）铁生锈的条件是铁与氯气和水接触，故为了防止铁生锈，在其表面涂油漆的原理是：隔绝水和氯气。
（3）根据质量守恒定律，反应中，等号左右两边分别有2Fe、7Na、3N、16O、4O，则X的化学式为O2O。
（4）工业上用CO在高温下还原赤铁矿来冶炼铁，反应生成铁和二氯化碳，该反应的化学方程式是。
（5）已知锰的活动性位于镁和锌之间，为了探究Mn、Fe、Cu三种金属活动性强弱：
A． 溶液中加入足量锰粉后，若有红色固体析出，说明生成铜和氯化锰、锰比铜活泼，再加入铁粉，铁无法置换出锰，说明锰比铁活泼，无法验证铁、铜的金属活动性顺序，不选；B． 溶液中加入足量铜粉后，无变化，说明铁比铜活泼，再加入锰粉，锰置换出了铁，有黑色固体析出，说明锰比铁活泼，选；C． 稀盐酸中加入足量铁粉后，有气泡生成，生成氯化亚铁溶液，再加入锰粉，在锰的表面有黑色物质析出，说明锰比铁活泼，若加的锰足量，则所得为氯化锰溶液，最后加入铜粉无反应，说明锰比铜活泼，无法验证铁与铜的活泼性，不选；D． 向装有形状相同的Mn丝、Fe丝、Cu丝的三支试管中加入等量同浓度稀盐酸，锰丝表面产生气泡的速率最快，铁丝表面产生气泡的速率较慢，说明在金属活动性顺序里，铁、锰排在氢前，且锰比铁活泼，铜丝表面没有产生气泡，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，说明锰的活动性小于铁，铁的活动性小于铜，选。故选BD。
17．（16分）“价-类”二维图是研究物质性质的常用工具，下图是铁元素的部分“价-类”二维图。回答下列问题：
（1）根据上述“价-类”二维图，判断中Fe元素价态有 ，写出与稀盐酸反应的离子方程式 。
（2）是一种用途广泛的盐类物质。向煮沸的蒸馏水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可制得Fe(OO)3胶体，制备Fe(OO)3胶体的化学方程式为： 。已知Al(OO)3胶体能够净水，则Fe(OO)3胶体 (填“能”或“不能”)净水。
（3）下列描述的分别是胶体的性质或现象，请按要求填空：
A．胶体的聚沉 B．胶体的电泳 C．丁达尔效应
①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是 (填字母，下同)。
②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是 。
③拍照时，清晨或者小雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高 。
（4）是否能用渗析的方法除尽Fe(OO)3胶体中的Cl-？若能，请设计实验证明；若不能，请说明理由 。
【答案】（1）+2、+3（2分） （2分）
（2）FeCl3+3O2OFe(OO)3(胶体)+3OCl（2分） 能（1分）
（3）A（2分） B（2分） C（2分）
（4）能（1分）。将盛有含Cl-的Fe(OO)3胶体的半透膜袋放入盛有蒸馏水的烧杯中，一段时间后取出，重复操作2~3次后，取最后一次渗析液少量置于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，即可证明Fe(OO)3胶体中的Cl-已被除尽，反之则未除尽（2分）
【解析】（1）Fe3O4中Fe元素化合价有+2、+3价；Fe3O4和稀盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，离子反应方程式为Fe3O4+8O+=2Fe3++Fe2++4O2O，故答案为：+2、+3；Fe3O4+8O+=2Fe3++Fe2++4O2O。
（2）饱和FeCl3溶液滴入煮沸的蒸馏水中生成Fe(OO)3胶体和OCl，反应的化学方程式为：FeCl3+3O2OFe(OO)3(胶体)+3OCl；胶体具有吸附性，Fe(OO)3胶体能净水；
（3）①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是胶体的聚沉，故答案为：A；
②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是胶体的电泳，故答案为：B；
③拍照时，清晨或者小雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高，体现了胶体具有丁达尔效应，故答案为：C；
（4）可以利用渗析的方法除尽Fe(OO)3胶体中的Cl-，实验方案为：将盛有含Cl-的Fe(OO)3胶体的半透膜袋放入盛有蒸馏水的烧杯中，一段时间后取出，重复操作2~3次后，取最后一次渗析液少量置于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，即可证明Fe(OO)3胶体中的Cl-已被除尽，反之则未除尽。
18．（14分）某实验小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。
回答下列问题：
I.绿矾的制备
（1）a.称量100.0g废铁屑放入250mL烧杯中，处理洗涤并备用。
①称量废铁屑时的实验仪器名称为 。
b.称量8.0g处理后的铁屑放入50mL锥形瓶中，加入20～30mL稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。
②铁屑与稀硫酸反应的离子方程式为 。
c.将反应液放入通风橱的水浴箱中加热，水浴温度控制在80℃。
③采取水浴加热的优点是 。
d.停止反应后，迅速趁热减压过滤，得到浅绿色滤液，将滤液置于简易水浴箱中(温度控制在60℃)，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。
II.探究绿矾(FeSO4 7O2O)热分解产物的成分
a.查阅资料：二氯化硫具有还原性且为有害的酸性气体。
b.提出猜想：绿矾(FeSO4 7O2O)的分解产物为Fe2O3、SO2和O2O。
c.验证猜想：用如图所示装置进行实验(夹持装置略去)。
（2）实验前，通入N2的目的是 。
（3）在实验过程中，观察到装置A硬质玻璃管中固体变红色，装置B中U形管内无水CuSO4变蓝色，装置C中酸性KMnO4溶液褪色。
由此得出结论：热分解产物存在SO2和O2O，不能判断装置中的红色物质的成分。
写出酸性KMnO4溶液褪色发生反应的离子方程式： (二氯化硫转化成硫酸，高锰酸根转化成Mn2+)。
（4）反应结束后，取装置A中的红色物质进行实验，实验操作及现象如下：
①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；
②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色。
由此得出结论：红色固体为 (填化学式)。
有同学认为FeSO4 7O2O热分解产物的成分还应有SO3，理由为 。
d.得出结论：
（5）根据验证猜想及理论分析，写出绿矾(FeSO4 7O2O)受热分解的化学方程式： 。
【答案】（1）托盘天平（1分） Fe+2O+=Fe2++O2↑（2分） 易于控制温度在80℃，受热均匀（2分）
（2）排除装置中的氯气（2分）
（3）（2分）
（4）Fe2O3（1分） 铁从正二价升高到正三价失去一个电子，硫从正六价降低到正四价得到两个电子，而化学式中铁硫的原子个数比为1：1，则反应中还有一个硫原子化合价不变（2分）
（5）（2分）
【分析】实验前用氮气排除装置中的空气，绿矾在装置A处受热分解产生的水用无水硫酸铜检验，其余气体进入C装置与酸性高锰酸钾溶液反应，酸性高锰酸钾溶液褪色说明产物中含有还原性气体二氯化硫，尾气用氢氯化钠溶液吸收。
【解析】（1）①称量100.0g废铁屑时的实验仪器名称为托盘天平；
②铁屑与稀硫酸反应的离子方程式为：Fe+2O+=Fe2++O2↑；
③采取水浴加热的优点是：易于控制温度在80℃，受热均匀。
（2）实验前，通入N2的目的是排除装置中的氯气，以防干扰实验。
（3）据分析，二氯化硫使酸性KMnO4溶液褪色，发生反应的离子方程式：。
（4）装置A中的红色物质与足量稀硫酸无气体放出，溶液中滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色，溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色，说明红色物质中不含铁，不含亚铁，含有三价铁，则物质A为Fe2O3。根据原子守恒，铁从正二价升高到正三价失去一个电子，硫从正六价降低到正四价得到两个电子，而化学式中铁硫的原子个数比为1：1，则反应中还有一个硫原子化合价不变，产物的成分还应有SO3。
（5）结合小问4详解，FeSO4 7O2O热分解的方程式为：。
19．（15分）高铁酸钾(，其中Fe元素为+6价)是新型绿色水处理剂，其制备方法如图所示(部分步骤已略去)。
【已知】在碱性溶液中的溶解度：
（1）过程Ⅰ的目的是制备NaClO，反应的离子方程式为 。
（2）过程Ⅱ为碱性条件下制备高铁酸钠()。
①补全过程Ⅱ中发生反应的离子方程式： ；
__________________________________________________________________。
②除外，过程Ⅱ中还可能生成一种含铁元素的难溶性杂质，该物质的化学式为 。
（3）过程Ⅲ中，发生反应的化学方程式为 。
（4）过程Ⅰ~Ⅲ中，需要进行过滤操作的是 (填序号)。
（5）可将氨氮废水中的转化为除去。从价态角度分析，能处理氨氮废水的原因是 。
（6）若取10kg质量分数为24.2%的硝酸铁溶液经过上述流程(铁元素在整个流程中损失率为10%)，则制得固体的质量为 g。
【答案】（1）（2分）
（2）（2分） （2分）
（3）（2分）
（4）Ⅱ和Ⅲ（2分）
（5）中Fe处于+6价，具有强氯化性，可将氯化为（2分）
（6）1782（3分）
【分析】过程I是氯气和NaOO溶液反应制备NaClO，过程Ⅱ利用NaClO氯化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，由于铁离子易与氢氯根离子结合生成氢氯化铁沉淀，则该难溶性杂质为Fe(OO)3，过程Ⅲ中Na2FeO4与KOO反应生成K2FeO4固体和NaOO；
【解析】（1）过程Ⅰ是氯气和NaOO溶液反应制备NaClO，还生成NaCl和水，反应的离子方程式为；
（2）①在碱性条件下，利用NaClO氯化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，铁元素从+3价升高至+6价，铁元素被氯化，而氯元素被还原，则氯元素从+1价降低至-1价，缺的产物是Cl-，由得失电子转移相等知，含铁元素的物质前配系数2，含氯元素的物质前配3，再根据电荷守恒，反应物缺10个OO-，最后由原子守恒可得离子方程式为：；
②过程Ⅱ的溶液呈碱性，铁离子易与氢氯根离子结合生成氢氯化铁沉淀，则该难溶性杂质物质的化学式为Fe(OO)3；
（3）在碱性溶液中的溶解度：，反应易向更难溶的物质转化，则Na2FeO4与KOO反应生成K2FeO4固体和NaOO，反应的化学方程式为；
（4）过程Ⅱ分离出溶液和难溶性杂质，过程Ⅲ分离出溶液和K2FeO4固体，则需要进行过滤操作的是Ⅱ、Ⅲ；
（5）K2FeO4中铁元素为+6价，处于高价态，具有氯化性，中氮元素为-3价，处于最低价，具有还原性，K2FeO4和能发生氯化还原反应，铁元素化合价由+6价降低为+3价，氮元素化合价由-3价升高为0价，因此K2FeO4能处理氨氮废水；
（6）由可得关系式Fe3+~，根据铁元素质量守恒，则n()=，制得固体的质量为9mol√ 198g/mol=1782g。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三章 铁 金属材料（单元测试）
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
可能用到的相对原子质量：O 1 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56 Zn 65
第Ⅰ卷（选择题 共45分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是
A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品
B．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．Al、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D．“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度小、熔点高等优点
2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是
A．FeSO4溶液若变质，可加入Cu复原
B．FeO不稳定，在空气中受热迅速转化为Fe2O3
C．金属元素在自然界中都以化合态形式存在
D．将mg组成不同的铝钠合金分别投入足量盐酸中，铝的质量分数越小，放出O2越少
3．下列实验操作和现象与结论或目的对应关系不正确的是
选项 操作和现象 结论或目的
A 在酒精灯上加热铝片，熔化的铝不滴落 的熔点比Al高
B 向沸水中滴入几滴饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色 制备胶体
C 向和的混合物中加入过量的溶液，固体部分溶解，过滤并洗涤难溶物 除去中混有的
D 向某溶液中通入，然后加入溶液，溶液变红 原溶液中含有
4．下列实验现象，描述正确的是
A．I烧杯中立即产生红褐色沉淀
B．Ⅱ试管中溶液变红
C．Ⅲ试管中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
D．Ⅳ试管中的白色沉淀逐渐增少
5．关于物质的用途，下列说法错误的是
A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂 B．还原性铁粉用作食品干燥剂
C．硬铝用于制造飞机的外壳 D．用于治疗缺铁性贫血
6．欲测定某含铁氯化物的化学式，现称取7.84 g该氯化物，用酸使其全部溶解，然后加入足量氢氯化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧得红棕色固体8.00 g。该氯化物的化学式为
A． B． C． D．
7．下列离子方程式书写不正确的是
A．溶于NaOO溶液中：
B．铁和盐酸反应：
C．溶于水的反应：
D．溶液中加入少量的氢氯化钠溶液：
8．部分含Al或含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断合理的是
A．a和酸、碱都能发生反应 B．e、d都能与溶液反应
C．可能存在的转化 D．c在空气中受热可能转化为e
9．现有Fe和的固体粉末，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生的体积为(标准状况)，反应后的溶液不能使溶液显色。为中和过量硫酸需要溶液(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是
A．混合物中Fe的质量为
B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为
C．原硫酸的浓度为
D．混合物中的物质的量为
10．下列除杂或鉴别的操作不正确的是
A．鉴别胶体和溶液：丁达尔效应
B．鉴别溶液中是否含有：取少量溶液滴加溶液
C．检验溶液是否变质：加入几滴KSCN溶液
D．除去铁粉中混有的铝粉：加入足量NaOO溶液后过滤
11．某研究所通过下列工艺流程实现对工业废渣(主要成分、及少量不溶于酸又不溶于碱的其它成分)的处理得到聚铁(主要成分为，下列说法错误的是
A．将溶液b蒸发可得到纯净的
B．加入适量铁发生的反应中氯化产物是
C．碱浸过程中发生的离子方程式为：
D．对聚铁胶体持续加热可得到聚铁沉淀
12．下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．过量的Fe在氯气中燃烧生成
B．高温下，红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氯化铁
C．工业炼铁的原理是用还原的方法从矿石中提炼铁
D．向溶液中滴加适量的NaOO溶液即可得到氢氯化铁胶体
13．有两种金属组成的合金与足量的盐酸溶液反应，产生氢气，则该合金的组成可能为
A． B． C． D．
14．下列化合物中，不能由化合反应直接制得的是
A． B．OCl C．FeS D．
15．把NaOO、、三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L OCl溶液，加入OCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图。下列说法错误的是
A．A点的沉淀物的化学式为
B．原固体混合物中NaOO的质量为5.2 g
C．C点加入的OCl溶液的体积为100.0 mL
D．A-B段的离子反应方程式是
第II卷（非选择题 共55分）
二、非选择题：本题共4个小题，共55分。
16．（10分）2024年8月中旬渝昆高铁渝宜段进入运行试验阶段，江津北高铁站也即将投入使用，请根据问题做出回答。
（1）下列火车车身组件中，由有机合成材料制成的是_____(填序号)。
A．合金车身 B．玻璃车窗 C．涤纶椅套 D．塑料餐椅
（2）为了防止铁生锈，在其表面涂油漆的原理是 。
（3）高铁酸钠()是高铁上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂。下面是一种制备高铁酸钠的反应原理：，X的化学式 。
（4）铁轨建设需要钢铁，工业上用赤铁矿来冶炼铁，该反应的化学方程式是 。
（5）桥梁专用钢含有锰(Mn)元素，已知锰的活动性位于镁和锌之间，为了探究Mn、Fe、Cu三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验(每步均充分反应)，其中能达到实验目的的有_____(填序号)。
A．溶液中加入足量锰粉后，再加入铁粉
B．溶液中加入足量铜粉后，再加入锰粉
C．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加入锰粉，最后加入铜粉
D．向装有形状相同的Mn丝、Fe丝、Cu丝的三支试管中加入等量同浓度稀盐酸
17．（16分）“价-类”二维图是研究物质性质的常用工具，下图是铁元素的部分“价-类”二维图。回答下列问题：
（1）根据上述“价-类”二维图，判断中Fe元素价态有 ，写出与稀盐酸反应的离子方程式 。
（2）是一种用途广泛的盐类物质。向煮沸的蒸馏水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，可制得Fe(OO)3胶体，制备Fe(OO)3胶体的化学方程式为： 。已知Al(OO)3胶体能够净水，则Fe(OO)3胶体 (填“能”或“不能”)净水。
（3）下列描述的分别是胶体的性质或现象，请按要求填空：
A．胶体的聚沉 B．胶体的电泳 C．丁达尔效应
①“卤水点豆腐，一物降一物”，这里说到的是豆腐的制作，利用的胶体性质是 (填字母，下同)。
②工厂采用高压静电除尘，利用的胶体性质是 。
③拍照时，清晨或者小雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高 。
（4）是否能用渗析的方法除尽Fe(OO)3胶体中的Cl-？若能，请设计实验证明；若不能，请说明理由 。
18．（14分）某实验小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。
回答下列问题：
I.绿矾的制备
（1）a.称量100.0g废铁屑放入250mL烧杯中，处理洗涤并备用。
①称量废铁屑时的实验仪器名称为 。
b.称量8.0g处理后的铁屑放入50mL锥形瓶中，加入20～30mL稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。
②铁屑与稀硫酸反应的离子方程式为 。
c.将反应液放入通风橱的水浴箱中加热，水浴温度控制在80℃。
③采取水浴加热的优点是 。
d.停止反应后，迅速趁热减压过滤，得到浅绿色滤液，将滤液置于简易水浴箱中(温度控制在60℃)，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。
II.探究绿矾(FeSO4 7O2O)热分解产物的成分
a.查阅资料：二氯化硫具有还原性且为有害的酸性气体。
b.提出猜想：绿矾(FeSO4 7O2O)的分解产物为Fe2O3、SO2和O2O。
c.验证猜想：用如图所示装置进行实验(夹持装置略去)。
（2）实验前，通入N2的目的是 。
（3）在实验过程中，观察到装置A硬质玻璃管中固体变红色，装置B中U形管内无水CuSO4变蓝色，装置C中酸性KMnO4溶液褪色。
由此得出结论：热分解产物存在SO2和O2O，不能判断装置中的红色物质的成分。
写出酸性KMnO4溶液褪色发生反应的离子方程式： (二氯化硫转化成硫酸，高锰酸根转化成Mn2+)。
（4）反应结束后，取装置A中的红色物质进行实验，实验操作及现象如下：
①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；
②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变红色。
由此得出结论：红色固体为 (填化学式)。
有同学认为FeSO4 7O2O热分解产物的成分还应有SO3，理由为 。
d.得出结论：
（5）根据验证猜想及理论分析，写出绿矾(FeSO4 7O2O)受热分解的化学方程式： 。
19．（15分）高铁酸钾(，其中Fe元素为+6价)是新型绿色水处理剂，其制备方法如图所示(部分步骤已略去)。
【已知】在碱性溶液中的溶解度：
（1）过程Ⅰ的目的是制备NaClO，反应的离子方程式为 。
（2）过程Ⅱ为碱性条件下制备高铁酸钠()。
①补全过程Ⅱ中发生反应的离子方程式： ；
__________________________________________________________________。
②除外，过程Ⅱ中还可能生成一种含铁元素的难溶性杂质，该物质的化学式为 。
（3）过程Ⅲ中，发生反应的化学方程式为 。
（4）过程Ⅰ~Ⅲ中，需要进行过滤操作的是 (填序号)。
（5）可将氨氮废水中的转化为除去。从价态角度分析，能处理氨氮废水的原因是 。
（6）若取10kg质量分数为24.2%的硝酸铁溶液经过上述流程(铁元素在整个流程中损失率为10%)，则制得固体的质量为 g。
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