专题9金属与人类文明综合评价 练习（含答案） 2024-2025学年高一化学苏教版（2019）必修2

专题9　金属与人类文明　综合评价
姓名________　学号________
单项选择题(本题包括13小题，每题3分，共计39分)
1 (2023宿迁期末)材料是社会发展的基石，下列物品的主要成分为金属材料的是(　　)
A. 青铜器 B. 丝绸
C. 陶瓷 D. 光导纤维
阅读下列材料，完成2～4题。
地壳中铁元素含量较为丰富。工业用赤铁矿(主要含Fe2O3)、焦炭等为原料在高温下冶炼铁，用硫铁矿(主要含FeS2)为原料生产硫酸。铁具有还原性，能被O2、卤素单质(X2)、H＋及不活泼金属阳离子等氧化，能与高温水蒸气反应生成Fe3O4。
2 (2024苏州期末)下列说法正确的是(　　)
A. 铁合金的熔点比纯铁高
B. 铁的大规模冶炼在铝之后
C. 炼铁时焦炭转化为CO作还原剂
D. 废旧铁制品直接填埋处理
3 (2024苏州期末)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A. 铁粉在空气中缓慢氧化，可用于制作“暖贴”
B. Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色颜料
C. FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀印刷电路铜板
D. FeSO4具有还原性，可用作补铁剂
4 (2024苏州期末)铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是(　　)
A. 工业制硫酸涉及的物质转化：FeS2SO3H2SO4
B. 利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
C. 用铁从CuSO4溶液中置换出铜：2Fe＋3Cu2+===2Fe3+＋3Cu
D. 实验室制溴苯涉及的物质转化：FeFeBr2、
5 (2024连云港期末)史料记载，我国在明代就有了利用绿矾(FeSO4·7H2O)和KNO3制备硝酸的工艺，其主要流程如图。已知：“煅烧”后产生3种气态氧化物。下列说法正确的是(　　)
A. “煅烧”前将绿矾加工成粉状，既能加快煅烧速率，又能提高原料利用率
B. “吸收”过程中只发生反应：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
C. “搅拌”过程加入KNO3制得硝酸的原理是硫酸的酸性强于硝酸
D. “蒸馏”获得的硝酸液体显黄色，是因为硝酸中溶有了Fe3+
6 在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，下列判断正确的是(　　)
A. 加入KSCN溶液可能变红色 B. 溶液中一定含有Fe2+
C. 溶液中一定不含Cu2+ D. 剩余固体中一定含有Fe
7 (2023南通期末)通过下列实验探究SO2与Fe3+的反应。将过量的SO2通入FeCl3溶液后，将溶液分为3份并进行以下实验：
实验一：第一份溶液中加入少量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去；
实验二：第二份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀；
实验三：第三份溶液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是(　　)
A. “实验一”中使酸性KMnO4溶液褪色的一定是Fe2+
B. “实验二”说明溶液中含有Fe2+，一定不含Fe3+
C. “实验三”中产生的白色沉淀是BaSO3
D. SO2与Fe3+反应的离子方程式为2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H＋
8 FeCl3在工业上用途非常广泛，通过下列实验探究FeCl3溶液的性质。
实验一：将FeCl3浓溶液滴入沸水中，沸水中液体变为红褐色。
实验二：在装有少量FeCl3溶液的试管中加入铜粉充分振荡，溶液由黄色变成蓝色。
实验三：在装有少量FeCl3溶液的试管中加入过量KI溶液，充分振荡后，加入有机溶剂CCl4并振荡，静置后，CCl4层显紫红色。
实验四：在装有少量FeCl3溶液试管中加入少量AgNO3溶液，充分振荡后产生白色沉淀。
下列说法正确的是(　　)
A. 实验一中的铁元素形成的粒子大小没有改变
B. 实验二中发生反应的离子方程式为Fe3+＋Cu===Fe2+＋Cu2+
C. 实验三中的实验现象说明FeCl3具有氧化性
D. 实验四静置后溶液中大量存在的离子有：Ag＋、Cl－、Fe3+、NO
9 (2023盐城新丰中学、龙岗中学期中)为防治含硫煤燃烧产生的大气污染物，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 该过程中化合价发生改变的元素仅有Fe和O
B. 步骤①的反应为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O
C. Fe2(SO4)3可看作该过程的催化剂
D. 每有32 g SO2参与反应，需消耗标准状况下22.4 L O2
10 (2023泰州中学期中)室温下，下列关于含铁化合物的实验探究方案能达到探究目的的是(　　)
选项 探究方案 探究目的
A 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液振荡，观察溶液颜色的变化 比较Ag＋、Fe3+氧化性的强弱
B 用CO还原Fe2O3，所得到的产物中加入稀盐酸，滴加KSCN溶液，观察颜色变化 Fe2O3是否已全部被还原
C 向FeI2溶液中加入几滴氯水，振荡，再加CCl4萃取，观察CCl4层颜色变化 比较Fe2+、I－还原性的强弱
D 将铁锈溶于浓盐酸中，再向溶液中滴入几滴KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化 铁锈中是否含有二价铁
11 (2024盐城期末)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺流程如图。下列说法正确的是(　　)
A. Fe3O4晶体属于非电解质
B. 在实际生产中，反应釜2中反应温度越高越好
C. 反应釜2中发生反应的离子方程式为4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2===4Fe(OH)3＋4Ca2+
D. 滤液“后处理”可采用蒸发结晶获得CaCl2水合物
阅读下列资料，完成12～13题。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾微溶于饱和KOH溶液，能溶于水，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：
12下列关于K2FeO4的说法不正确的是(　　)
A. K2FeO4是一种强氧化剂
B. 与水反应，每消耗1 mol K2FeO4转移3 mol电子
C. K2FeO4可作净水剂和杀菌消毒剂
D. 不可用丁达尔效应鉴别K2FeO4和KMnO4两种溶液
13下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺的说法正确的是(　　)
A. “反应Ⅰ”中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 2∶3
B. “过滤Ⅰ”所得滤液中大量存在的离子有：Na＋、Fe2+、Cl－、FeO
C. “转化”时反应能进行，说明该条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4
D. “过滤Ⅱ”所得滤液进行焰色试验时火焰呈黄色，说明滤液中不含KOH
非选择题(本题包括4小题，共计61分)
14 (14分)印刷线路板废液中主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H＋、Cl－等，可用来制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，过程可表示如下：
(1) “浸取”的离子方程式为_________________________________________。“滤液”中主要的阳离子是________(填化学式)。
(2) 下列物质可以代替CuO “调节pH”的是________(填字母)。
A. Cu B. Cu(OH)2
C. NaOH D. Cu2(OH)2CO3
(3) 第一次“过滤”中需检验溶液中铁元素是否除尽，写出检验的操作方法：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) “沉铜”需要水浴加热，水浴加热所需的玻璃仪器有酒精灯、________、________。
(5) 铜在空气中被腐蚀生成铜锈，其主要成分为碱式碳酸铜。相应的化学方程式为________________________________________________________________。
15 (16分)(2023南通期末)某锌焙烧矿(含ZnO和少量FeO、Fe2O3、SiO2等)制备铁黄(FeOOH)和ZnSO4·7H2O的步骤如下：
(1) 滤渣的主要成分为__________。
(2) “还原”时加入过量ZnS精矿将Fe3+还原为Fe2+，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 检验“还原”后的滤液中是否含Fe3+的试剂是__________。
(4) 向“还原”后的滤液中滴加氨水，至pH为5.5时停止滴加，开始通氧气，生成铁黄。通入氧气过程中，溶液pH随时间变化如图所示。已知：25 ℃时，Fe(OH)2 完全沉淀的pH＝8.5，0～t1时段发生的反应为4Fe(OH)2＋O2===4FeOOH＋2H2O；t1～t2时段，溶液pH明显降低，请解释原因：_________________________________
______________________________________________________________________。
(5) 若上述流程中省略“还原”步骤，则制得的FeOOH不纯，可能含有的杂质是________________。
(6) 请补充完整由ZnSO4和Fe2(SO4)3的混合液制备ZnSO4·7H2O的实验方案：向混合液中滴加NaOH溶液至pH在3.7～5.7之间，充分反应后过滤；___________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；
边搅拌边向滤渣中滴加稀硫酸至沉淀完全溶解；将溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，干燥制得ZnSO4·7H2O(实验中须使用的试剂有：NaOH溶液、BaCl2溶液、蒸馏水)。
已知：①当pH>10.5时，Zn(OH)2开始溶解；
②相关离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：
离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 2.7 3.7
Zn2+ 5.7 9.0
16 (15分)(2024连云港期末)某化学兴趣小组用FeSO4·7H2O为原料制备纳米Fe3O4，实验流程如图。
(1) “氧化”过程中需加入一定量稀硫酸，反应的离子方程式为____________
___________________________________________________________。
(2) “反应”过程中，生成Fe3O4的反应为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O。为提高原料利用率，“氧化”过程中，称取27.8 g FeSO4·7H2O晶体，加入适量H2O2溶液充分反应(忽略H2O2对后续反应的影响)，补充完善“反应”操作过程：_______________________________________________________________
______________________________________________________________________，
将混合液加热至60 ℃，恒温下磁力搅拌30 min，_____________________________
_______________，仍继续滴加NaOH溶液直至pH约为11。
(3) “洗涤干燥”过程中，判断沉淀洗净的方法是________________________
______________________________________________________________________。
(4) 纳米Fe3O4可用作脱除H2S气体的脱硫剂，包括“脱硫”和“再生”两个过程。
①“脱硫”过程中生成FeS和单质S，化学方程式为______________________
______________________________________________________________________。
②“再生”过程中，需向“脱硫”后固体通入O2，在 400 ℃下加热，有SO2产生，剩余的固体可作脱硫剂。反应温度与脱硫剂质量关系如图所示，当温度过高时，所得“再生”后的脱硫剂脱硫效果变差的可能原因是______________________________________________。
17 (16分)(2024镇江期末)科技进步促进了铁盐系列水处理剂的发展。
Ⅰ. FeCl3是简单无机铁处理剂。
(1) FeCl3与明矾净水原理相似，FeCl3净水的原理是______________________
______________________________________________________________________
(用恰当文字回答)，可用____________来验证。
(2) 由FeCl3·6H2O可制备无水FeCl3：FeCl3·6H2OFeCl3，SOCl2与H2O反应生成两种有刺激性气味的气体，写出该反应的化学方程式：________________
______________________________________________________________________。
Ⅱ. K2FeO4(高铁酸钾)是多功能水处理剂。
(1) 碱性条件下，FeCl3溶液与KClO溶液反应可得到K2FeO4，该反应的离子方程式为______________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 已知：K2FeO4水溶液放置过程中会放出无色无味气体、产生沉淀，且所得溶液呈强碱性。检验该沉淀中金属元素的实验方案为_______________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(实验中必须使用的药品：稀盐酸、KSCN溶液)
Ⅲ. [Fe2(OH)n(SO4)3－]m(聚合硫酸铁PFS)是新型无机高分子水处理剂。以FeSO4溶液为原料，通入空气氧化，再经水解、聚合反应可得PFS。
(1) 实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉，其作用是__________________
______________________________________________________。
(2) 用聚合硫酸铁PFS进行模拟净化高岭土废水(用高岭土与自来水配制而成，其质量浓度为100 mg/L)。该高岭土废水净化效果(即浊度去除率)受絮凝剂的投加量及pH的影响如图1和图2所示，则聚合硫酸铁PFS最佳投加量是________，最佳pH是________。
图1 图2
(3) 聚合硫酸铁一级品质总铁含量性能指标要求：铁的质量分数大于11.0%。已知：MnO＋5Fe2+＋8H＋===Mn2+＋5Fe3+＋4H2O。为测定某聚合硫酸铁样品中铁的含量是否达到一级品质指标要求，进行如下实验：
a. 准确称取1.500 g该聚合硫酸铁样品溶于适量硫酸，配成100.00 mL溶液A。
b. 准确量取20.00 mL溶液A，加入足量铜粉，充分反应后过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并配成溶液B。
c. 0.010 0 mol/L酸性KMnO4溶液滴加到溶液B中至恰好反应完全，消耗酸性KMnO4溶液的体积为13.20 mL。
请通过计算确定该聚合硫酸铁样品中铁的含量是否符合指标要求(相对原子质量：Fe—56)。
专题9　金属与人类文明　综合评价
1. A　青铜器的主要成分是合金，属于金属材料，A正确；丝绸的主要成分是有机物，B错误；陶瓷的主要成分是硅酸盐，C错误；光导纤维的主要成分是二氧化硅，D错误。
2. C　合金的熔点一般低于组分金属，A错误；铝的活动性强于铁，铝的大规模冶炼在铁之后，B错误；废旧铁制品可回收利用，D错误。
3. A　一定条件下，铁粉在空气中缓慢氧化的同时会放出热量，可用于制作“暖贴”，A正确；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，B错误；FeCl3溶液具有氧化性，可用于刻蚀印刷电路铜板，C错误；FeSO4中含有人体所需的Fe2+，可用作补铁剂，D错误。
4. B　FeS2不能一步转化为SO3，A错误；Fe置换Cu时，Fe转化为Fe2+，C错误；Fe与Br2反应生成FeBr3，D错误。
5. A　“煅烧”后产生3种气态氧化物：SO2、SO3和H2O，故吸收过程还发生反应：SO3＋H2O===H2SO4，B错误；“搅拌”过程加入KNO3制得硝酸的原理是高沸点酸制备低沸点酸，C错误；HNO3见光或受热会分解产生红棕色气体NO2，故“蒸馏”获得的硝酸液体显黄色，是因为硝酸中溶有了NO2，D错误。
6. B　Fe、Cu均能与Fe3+反应，反应后仍有固体存在，故溶液中一定不含Fe3+，加入KSCN溶液一定不变红色， A错误；固体有剩余，氧化性为Fe3+＞Cu2+，Fe3+优先反应，溶液中一定含有Fe2+，B正确；若Fe不足，则溶液中可能含有Cu2+，C错误。
7. D　适量的SO2、Cl－均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，实验一中溶液紫红色褪去，不一定是因为Fe2+，A错误；第二份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀，说明该溶液中含有Fe2+，但不能确定是否含有Fe3+，B错误；第三份溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有SO，产生的白色沉淀是BaSO4，C错误。
8. C　FeCl3转化为Fe(OH)3胶体，粒子直径增大，A错误；电荷不守恒，B错误；Fe3+将I－氧化为I2，FeCl3表现氧化性，C正确；Ag＋与Cl－不能大量共存，D错误。
9. B　该过程中化合价发生改变的元素有Fe、O和S，A错误；根据图示信息，步骤①的反应为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，B正确；该过程的催化剂为FeSO4，Fe2(SO4)3为该过程中的中间产物 ，C错误；总反应为O2＋2SO2＋2H2O===2SO＋4H＋，每有32 g (即0.5 mol)SO2参与反应，消耗标准状况下0.25 mol (即5.6 L)O2，D错误。
10. C　滴入酸化的AgNO3溶液，引入了HNO3，HNO3具有强氧化性，也能将Fe2+氧化而干扰实验，A不能达到探究目的；若Fe2O3未被完全还原，加入稀盐酸时，Fe2O3溶于稀盐酸得到铁离子，铁离子会和铁单质反应生成亚铁离子，滴加硫氰化钾溶液，溶液也不会变为红色，B不能达到探究目的；氯水中含有Cl2，可以氧化I－、Fe2+，向FeI2溶液中加入几滴氯水，再加 CCl4萃取，CCl4层显紫色，说明优先生成I2，Fe2+的还原性弱于I－，C能达到探究目的；浓盐酸也能和KMnO4溶液反应，该实验无法确定是否含有二价铁离子，D不能达到探究目的。
11. C　Fe3O4晶体是电解质，A错误；反应釜2中生成Fe(OH)3，Fe元素化合价升高，需要通入氧化剂O2，若温度过高，会导致O2的溶解度减小且Fe(OH)3受热会分解，B错误；蒸发结晶会导致CaCl2水合物失去部分结晶水，D错误。
12. D　K2FeO4中铁显＋6价，具有强氧化性，A正确；与水发生反应时，K2FeO4转化为Fe(OH)3，Fe元素的化合价降低3价，B正确；K2FeO4具有强氧化性，与水反应生成Fe(OH)3胶体，可作净水剂和杀菌消毒剂，C正确；K2FeO4可与水反应产生Fe(OH)3胶体，可用丁达尔效应鉴别，D错误。
13. C　反应Ⅰ是NaClO将Fe3+氧化为FeO，自身被还原为Cl－，NaClO～Cl－～2e－，Fe3+～FeO～3e－，n(氧化剂)∶n(还原剂)＝3∶2，A错误；由FeO的氧化性强于Cl2知，FeO与Fe2+不能大量共存，故滤液中无大量Fe2+，B错误；火焰呈黄色，说明一定有Na＋，无法确定是否含有K＋，D错误。
14. (1) 6Fe2+＋ClO＋6H＋===6Fe3+＋Cl－＋3H2O　Na＋
(2) BD
(3) 取上层清液少许于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则说明铁元素已除尽，反之，铁元素没有除尽
(4) 烧杯　温度计
(5) 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
15. (1) SiO2
(2) ZnS＋Fe2(SO4)3===ZnSO4＋2FeSO4＋S
(3) KSCN溶液
(4) t1～t2时，发生4Fe2+＋O2＋6H2O===4FeOOH＋8H＋，导致pH降低
(5) Fe(OH)3
(6) 向滤液中滴加NaOH溶液至pH在9.0～10.5之间，充分反应后过滤；用蒸馏水洗涤滤渣至最后一次洗涤液中加BaCl2溶液无白色沉淀生成
16. (1) 2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
(2) 称取13.9 g FeSO4·7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合　缓慢滴加配制的NaOH溶液，待溶液完全变黑后
(3) 取最后一次洗涤滤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已洗净
(4) ①Fe3O4＋4H2S===S＋3FeS＋4H2O
②FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等铁盐，失去了脱硫作用
17. Ⅰ.(1) FeCl3在水中能生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质　丁达尔效应
(2) SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
Ⅱ.(1) 3ClO－＋2Fe3+＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
(2) 取少量沉淀于试管中，滴加稀盐酸使沉淀完全溶解，再滴入1～2滴KSCN溶液，溶液出现红色，则沉淀中含Fe元素
Ⅲ. (1) 防止Fe2+被氧化　
(2) 50 mg/L　6
(3) 由题给信息可得关系式：5Fe3+～5Fe2+～MnO，c(Fe3+)＝c(Fe2+)＝＝＝0.033 mol/L，w(Fe3+)＝×100%＝12.32%>11.0%，符合指标。