章末质量检测（三） 铁 金属材料
（分值：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）
1.下列关于古籍中的记载说法不正确的是（ ）
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B.“朝坛雾卷，曙岭烟沉”中的雾是一种胶体，能产生丁达尔效应
C.《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”涉及的反应类型是分解反应
D.古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂钢指铁的合金
2.下列关于铝合金的说法正确的是（ ）
A.铝合金属于纯净物
B.鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C.铝合金属于金属材料
D.铝合金的熔点比金属铝高
3.（2024·银川高一检测）现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕黄色，你猜测可能的原因是（ ）
A.苹果汁中含有Cu2＋
B.苹果汁中含有OH－
C.苹果汁中含有Na＋
D.苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
4.（2024·九江高一检测）铝元素对人体健康有害。因此，世界卫生组织正式把铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列场合使用时应加以控制的是（ ）
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④制银色漆颜料 ⑤用明矾净水 ⑥明矾和小苏打制食品膨松剂 ⑦制易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝胶制胃药 ⑨包装糖果和小食品
A.③⑤⑧⑨ B.⑥⑧⑨
C.③⑤⑨ D.③⑤⑥⑦⑧⑨
5.类比和推理是化学研究的重要方法。下列类比或推理正确的是（ ）
A.铁单质在潮湿的空气中容易生锈，则铝在潮湿的空气中也易生锈
B.Al2O3是两性氧化物，则Fe2O3也是两性氧化物
C.Fe（OH）3能与酸反应，则Al（OH）3也能与酸反应
D.将金属钠投入水中，放出H2，则将铝投入水中也会产生H2
6.（2024·昆明高一期末）某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加硫氰化钾溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制氯水，溶液呈红色，则这种物质是（ ）
A.氯化铁 B.氯化亚铁
C.氢氧化铁 D.四氧化三铁
7.以下物质之间的每步转化中，都能通过一步反应实现的是（ ）
①Fe→FeCl2→Fe（OH）2→Fe（OH）3
②Na→Na2O→Na2CO3→NaHCO3→NaOH
③Mg→MgCl2→Mg（OH）2
④Al→Al2O3→Al（OH）3
⑤Al→Na[Al（OH）4]→Na2CO3
A.②③④ B.①③④⑤
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
8.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法错误的是（ ）
A.a、b两个装置中应先点燃a处的酒精（喷）灯
B.b中反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
C.d的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2
D.e中的现象是红色粉末变黑
9.等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中，生成26.88 L（标准状况下）的气体，则下列描述错误的是（ ）
A.金属Na无剩余
B.金属Al有剩余
C.所得溶液溶质为Na[Al（OH）4]
D.Na的物质的量是0.6 mol
10.利用铁元素“价—类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，下列说法不正确的是（ ）
A.由图可预测高铁酸盐（Fe）具有强氧化性
B.从图中可知Fe（OH）2无法一步转化为Fe（OH）3
C.Fe2＋→Fe3＋的转化过程中铁元素被氧化
D.欲证明某溶液中含Fe2＋而无Fe3＋的最佳方案为先滴加KSCN溶液，再滴加H2O2溶液
11.实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O），流程如下：
下列说法正确的是（ ）
A.严重锈蚀的废铁屑中含有＋2价的铁
B.“酸溶”时试剂X可用稀盐酸
C.“还原”时发生反应的离子方程式为Fe3＋＋Fe2Fe2＋
D.“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶
12.下列关于Fe3＋ 、Fe2＋ 性质实验的说法错误的是（ ）
A.用如图装置可以制备Fe（OH）2
B.向足量含有淀粉的FeI2 溶液中滴加2 滴氯水，溶液变蓝，说明还原性：I－＞Fe2＋
C.向某溶液中滴加KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋
D.向FeCl2 溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋ 被氧化
13.（2024·成都高一检测）下列实验现象描述正确的是（ ）
实验 现象
A 向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体 无明显现象
B 在酒精灯上加热铝箔 铝箔熔化，熔化的铝滴落下来
C 加热放在坩埚中擦净煤油的小块钠 钠先熔化成小球后燃烧，火焰为黄色，生成淡黄色固体
D 向久置于空气中的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液 立刻产生大量白色沉淀
14.以某工厂废液（含有FeCl3、FeCl2、CuCl2）为原料，制取Cu和FeCl3溶液的工艺流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.“固体M”中不可能含有铁粉
B.“氧化”过程体现了H2O2的还原性
C.“除Cu2＋”时发生反应的离子方程式为3Cu2＋＋2Fe3Cu＋2Fe3＋
D.“氧化”时不可用H2SO4代替HCl
15.一块11.0 g的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加H2O2至溶液中无Fe2＋存在，加热除去多余的H2O2，当加入200 mL 6 mol·L－1 NaOH溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为26.3 g，下列说法不正确的是（ ）
A.该合金中铁的质量为5.6 g
B.所加的稀硫酸中含0.6 mol H2SO4
C.合金与稀硫酸反应共生成0.4 mol H2
D.该合金与足量氢氧化钠反应，转移的电子数为0.3NA
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.（9分）（2024·烟台高一检测）铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。
（1）铁及其化合物的分类分布及转化关系如图所示：
①从图中（A～E）选择反应物，实现Ⅰ的转化，写出反应Ⅰ的离子方程式： 。
②预测物质E中铁元素具有 （填“氧化性”或“还原性”）。
③写出反应Ⅱ的化学方程式： 。
（2）FeCl3是一种重要的铁盐，常用于金属蚀刻。某同学向盛有黄色FeCl3溶液的烧杯中加入石灰石粉末，发现有无色气泡产生。静置24小时，可观察到烧杯内液体变为透明的红褐色，猜想得到了Fe（OH）3胶体。
①证明该猜想正确的实验方法是 ，此反应的离子方程式为
。
②除去红褐色液体中混有的FeCl3的方法是
。
17.（10分）（2024·濮阳高一期中）用铁铝合金进行如图实验：
（1）加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式为 ，操作X的名称是 。
（2）铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写出碱洗氧化膜的离子方程式：
。
（3）某课外兴趣小组为探究某种铝合金（组成元素为Mg和Al）是否符合国家质量标准（国家规定铝合金中铝含量不能低于78％），设计如图装置在室温下进行实验。
反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与a g铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前需要进行的一步操作是 。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为V mL。若a＝0.039，V＝33.6，说明该合金 （填“符合”或“不符合”）符合国家标准。
（4）若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止后量气管内气体体积（折算成标准状况下）为 mL。
18.（12分）长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质。某兴趣小组分别对新制和久置的两瓶FeSO4溶液进行了如表实验。
Ⅰ.分别取2 mL新制的FeSO4溶液于三支试管中，进行如图实验。
实验 试剂X 实验现象
实验ⅰ 1 mL 1 mol·L－1 NaOH 溶液 现象a
实验ⅱ 5滴酸性KMnO4溶液 现象b：紫色褪去
实验ⅲ 依次加入5滴KSCN溶液、5滴氯水 现象c
（1）方案ⅰ中，现象a是立即产生白色沉淀，白色沉淀逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色。白色沉淀的化学式是 ，最终变为红褐色的化学方程式是 。
（2）方案ⅲ的实验现象是 ，写出氯水参与反应的离子方程式：
。
Ⅱ.久置的FeSO4溶液。
实验操作 实验现象 实验结论
实验ⅳ 取少量久置的FeSO4溶液于试管中，向其中滴加5滴KSCN溶液 溶液变红 FeSO4溶液部分变质
实验ⅴ
（3）将上述实验ⅴ中的实验操作和现象补充完整。
（4）若要使部分变质的FeSO4复原，发生反应的离子方程式是 。
（5）小组同学查阅资料得知，“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”。为了验证维生素C的作用，设计了如表实验ⅵ。
实验操作 实验现象
实验ⅵ 取一定量Fe2（SO4）3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去
由实验ⅵ能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由
。
19.（13分）（2024·厦门高一检测）某化学小组围绕Fe3O4开展主题学习。
Ⅰ.分类和性质
（1）墨粉中含有Fe3O4（可表示为FeO·Fe2O3），Fe3O4 （填“是”或“不是”）碱性氧化物，原因为
（用化学反应方程式说明）。
Ⅱ.制备
方法一：
方法二：
（2）方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为 。
（3）与方法二比较，方法一的不足之处有 （答1点即可）。
（4）氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到Fe3O4中。
Ⅲ.应用
（5）纳米高性能Fe3O4（平均直径为25 nm）可以实现高效催化分解水，其反应历程如图所示。
①在加热的条件下反应b的化学方程式为 。
②纳米高性能Fe3O4均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计实验方案证明：
。
20.（11分）秋耳是中国的传统食材，其中含有丰富的蛋白质、多糖及有益元素：
（一）秋耳中铁元素的检验
实验方案：取适量干秋耳粉平均分成三份，实验操作和现象记录如下：
实验 操作步骤 检验试剂 现象
实验一 适量蒸馏水浸泡，过滤，取滤液，加检验试剂，后加入适量H2O2，再次加入检验试剂 KSCN 溶液 无明显现象
实验二 在坩埚中充分灼烧，加适量盐酸浸泡，取滤液，加检验试剂 KSCN 溶液 极浅的红色
实验三 在坩埚中充分灼烧，加适量盐酸、H2O2浸泡，取滤液，加检验试剂 KSCN 溶液 较深的红色
根据上述实验，回答下列问题：
（1） 灼烧秋耳粉时，除了坩埚还需要下列仪器中的 （填字母）。
（2）实验三加入H2O2的目的是 ，写出H2O2参与的最主要反应的离子方程式 。
（3）由三组实验做出如下推断，其中合理的是 （填字母）。
A.秋耳粉样品中含铁量极低
B.秋耳中的铁元素很难用蒸馏水直接溶出
C.仅用盐酸无法溶出秋耳灰分中的铁元素
D.灼烧的目的是将秋耳中的铁元素氧化
（二）秋耳中铁元素的含量测定
实验步骤如下：
①取5.000 g秋耳粉，在坩埚中充分灼烧至灰白色，将灰分转移至干燥器中冷却，称其质量为0.235 g；
②向灰分中加入4 mL浓硝酸，微热10 min，过滤，并用少量盐酸洗涤烧杯和沉淀，滤液和洗涤液合并；
③将合并液定容成50 mL待测液，利用分光光度法测得铁的浓度为2×10－4 mmol·mL－1。
根据上述实验，回答下列问题：
（4）步骤②洗涤烧杯和沉淀的目的是 。
（5）步骤③定容操作若仰视容量瓶刻度线，会造成秋耳样品含铁量测定结果 （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（6）根据实验数据计算秋耳含铁量为 mg/100 g。
章末质量检测（三） 铁 金属材料
1.A 氧化铁是红棕色固体，“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，不是来自氧化铁，A错误。
2.C 铝合金是一种合金，属于混合物，A错误；铝合金的密度较小，B错误；铝合金是一种合金，属于金属材料，C正确；合金的熔点一般比组成它的金属的熔点低，D错误。
3.D 含有铜离子的水溶液显蓝色；含有OH－或Na＋的水溶液无色，不会显浅绿色或棕黄色；含亚铁离子的溶液显浅绿色，含铁离子的溶液显棕黄色，现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕黄色，原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋。
4.D 由铝的应用可知，铝制炊具、铝制易拉罐、使用铝包装糖果和小食品、用氢氧化铝凝胶制胃药都有可能进入人体，对人体造成危害，都需要加以控制，所以应加以控制的是③⑤⑥⑦⑧⑨，选D。
5.C A项，铁锈疏松多孔，不能阻止内层金属继续被氧化，故铁单质在潮湿的空气中容易生锈，但是铝表面生成的氧化铝是致密的，能阻止内层金属继续被氧化，故铝在潮湿的空气中不易生锈，错误；B项，Al2O3是两性氧化物，但是Fe2O3只能与强酸反应，不能与强碱反应，不是两性氧化物，错误；D项，将金属钠投入水中，放出H2，铝不如钠活泼，不能与水反应产生H2，错误。
6.B 氯化铁、氢氧化铁、四氧化三铁溶于盐酸后都有Fe3＋，再滴加硫氰化钾溶液，它们的溶液都变为红色，氯化亚铁溶于盐酸后，溶液中有Fe2＋而无Fe3＋，滴加硫氰化钾溶液，其溶液不能变为红色，再加入新制氯水，将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液变为红色。
7.C Fe与盐酸反应生成FeCl2，FeCl2与碱反应生成Fe（OH）2，Fe（OH）2被氧气氧化为 Fe（OH）3，每步转化都能一步实现，①正确；Na和氧气反应生成氧化钠，Na2O和CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3与H2O和CO2反应生成 NaHCO3，NaHCO3与足量的Ca（OH）2溶液反应生成NaOH，②正确；镁和氯气或HCl溶液反应生成MgCl2，MgCl2和NaOH溶液反应生成Mg（OH）2，都能通过一步反应实现，③正确；铝与
氧气反应生成Al2O3，Al2O3不溶于水，不能一步生成Al（OH）3，④错误；Al与NaOH反应生成Na[Al（OH）4]，Na[Al（OH）4]溶液中通入适量的CO2，得Na2CO3溶液，⑤正确。
8.D 为防止铁与氧气反应，先通入水蒸气排出装置内的空气，所以先点燃a处的酒精灯，A正确；b中铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，B正确；在加热条件下氢气还原氧化铜生成铜单质和水，所以e中黑色固体变为红色，D错误。
9.B Na能与冷水反应：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，Al能与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，Na和Al的物质的量相等，两种金属恰好完全反应，设Na和Al的物质的量均为x mol，根据方程式得出： mol＋ mol＝，得出 x＝0.6。
10.B 高铁酸盐中铁的化合价为＋6价，为铁的最高价，容易得到电子，体现强氧化性，A正确；Fe（OH）2可以被氧化为Fe（OH）3，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，B错误；Fe2＋→Fe3＋的转化过程中铁元素化合价升高，被氧化，C正确；某溶液中先滴加KSCN溶液，无明显现象，说明无Fe3＋，再滴加H2O2溶液，若溶液变红，则说明原溶液中含有Fe2＋，Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，遇到KSCN变红，D正确。
11.D 铁锈的主要成分是Fe2O3，故严重锈蚀的废铁屑中含有＋3价的铁，A错误；由最终制备晶体的酸根离子可知，“酸溶”时试剂X可用稀硫酸，不能选盐酸，否则引进氯离子杂质，B错误；“还原”是将三价铁离子还原为二价铁离子，故离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，C错误；由溶液得到含结晶水的晶体，可知“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶，D正确。
12.C 开始滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液变红色，说明滴加氯水后溶液中含有Fe3＋，氯水中含有Cl2，具有强氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋进而使溶液显红色，能确定溶液中含有Fe2＋，C错误。
13.C 向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，有白色沉淀生成，A错误；在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化，但由于外面包裹的氧化铝未熔化，所以熔化的铝不滴落，B错误；加热放在坩埚中擦净煤油的小块钠，钠先熔化成钠球，然后燃烧发生钠的焰色试验，生成的过氧化钠呈淡黄色，C正确；久置于空气中的FeSO4溶液中含有大量的Fe2（SO4）3，滴加NaOH溶液，产生红褐色Fe（OH）3沉淀，D错误。
14.D 铁粉过量，则“固体M”中除含有Cu外，还含有铁粉，A项错误；“氧化”过程涉及的反应为H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，体现了H2O2的氧化性，B项错误；“除Cu2＋”时发生反应的离子方程式为Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋，C项错误；“氧化”时不可用H2SO4代替HCl，否则会引入S，D项正确。
15.D 由题意知，26.3 g为Al（OH）3和 Fe（OH）3沉淀的质量，此时溶质为硫酸钠，设铁、铝的物质的量分别为x、y，则有56 g·mol－1×x＋27 g·mol－1×y＝11 g，107 g·mol－1×x＋78 g·mol－1×y＝26.3 g，解得x＝0.1 mol，y＝0.2 mol。该合金中铁的质量为0.1 mol ×56 g·mol－1＝5.6 g，A正确；根据沉淀达到最大值时溶质为硫酸钠，则所加的稀硫酸中n（H2SO4）＝×6 mol·L－1×0.2 L＝0.6 mol，B正确；共生成氢气物质的量为0.1 mol＋0.3 mol＝0.4 mol，C正确；该合金与足量NaOH反应，只有铝与NaOH反应，则转移的电子数为0.2 mol×3×NA mol－1＝0.6NA，D错误。
16.（1）①2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ ②氧化性
③4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
（2）①用一束光照射液体，观察有无光亮的通路 3CaCO3＋2Fe3＋＋3H2O2Fe（OH）3（胶体）＋3CO2↑＋3Ca2＋ ②渗析
解析：（1）A为Fe，B为FeO，C为Fe（OH）2，D为Fe（OH）3，E为高铁酸盐。①反应Ⅰ是Fe3＋被还原为Fe2＋，从题图中（A～E）选择反应物，则反应的离子方程式2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。②E中Fe元素化合价为＋6价，高价铁具有氧化性，预测物质E中铁元素具有氧化性。③C是Fe（OH）2、D是Fe（OH）3，Fe（OH）2可以被氧气氧化为Fe（OH）3，反应Ⅱ的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。（2）①应用丁达尔效应验证是否为胶体，具体操作：用一束光照射液体，观察有无光亮的通路；根据题中现象可知生成Fe（OH）3胶体的方程式为3CaCO3＋2Fe3＋＋3H2O2Fe（OH）3（胶体）＋3CO2↑＋3Ca2＋。②分离胶体与溶液用渗析法。
17.（1）2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑ 过滤
（2）2OH－＋Al2O3＋3H2O2[Al（OH）4]－
（3）调节量气管和水准管的高度使两液面相平 不符合 （4）44.8
解析：（3）根据题意，待反应停止后，体系温度恢复到室温，再调节量气管和水准管的高度，使两液面相平，读数时要眼睛与溶液凹液面相平时，再读取数据；n（H2）＝＝1.5×10－3 mol，根据2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑可知n（Al）＝n（H2）＝1×10－3 mol，铝的质量为27 g·mol－1×1×10－3 mol＝0.027 g，质量分数为×100％≈69.2％，故该合金不符合国家标准。（4）根据（3）可知铝的质量为0.027 g，物质的量为1×10－3 mol，则镁的质量为0.012 g，物质的量为5×10－4 mol，根据2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑和Mg＋2HClMgCl2＋H2↑可知，n（H2）＝×1×10－3 mol＋5×10－4 mol＝2×10－3 mol，标准状况下氢气的体积为22.4 L·mol－1×2×10－3 mol＝4.48×10－2 L＝44.8 mL。
18.（1）Fe（OH）2 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
（2）加入KSCN溶液后无明显现象，加入氯水后溶液变成红色 Cl2＋2Fe2＋2Cl－＋2Fe3＋
（3）取少量久置的FeSO4溶液于试管中，向其中滴加5滴酸性KMnO4溶液 紫色褪去
（4）2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
（5）不能，维生素C可能过量，也可使酸性KMnO4溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成[能，如果维生素C恰好被Fe2（SO4）3溶液反应完，加入酸性KMnO4溶液褪色，则证明一定含有Fe2＋]
解析：（3）要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，实验ⅳ中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋，实验ⅴ中向待测液中滴加5滴酸性 KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液紫色褪去，说明溶液中含有Fe2＋。（4）若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再过滤除去剩余的Fe粉即可。（5）由实验ⅵ不一定得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论：不能，维生素C可能过量，过量的维生素C也可使酸性KMnO4溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成[能，如果维生素C恰好被Fe2（SO4）3溶液反应完，加入酸性KMnO4溶液褪色，则证明一定含有Fe2＋]。
19.（1）不是 Fe3O4＋8HClFeCl2＋2FeCl3＋4H2O
（2）FeSO4 过滤
（3）反应的环境为纯氧，要求较高，不易达到
（4）＋3价 2∶1
（5）①3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑ ②取一定量纳米高性能Fe3O4水溶液，用一束光线透过液体，从垂直入射光方向可以观察到一条光亮的通路
解析：（1）Fe3O4与盐酸反应时生成氯化亚铁和氯化铁两种盐，化学反应方程式为Fe3O4＋8HClFeCl2＋2FeCl3＋4H2O，因此Fe3O4不是碱性氧化物。（2）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作。（3）方法一的低碳铁皮需要在纯氧的环境下燃烧，对反应的环境要求较高，不易达到。（4）化合物中元素的化合价代数和为0，FeOOH中H为＋1价，O为－2价，则Fe为＋3价；溶液①中的FeSO4反应后转化为＋3价Fe，溶液②中的Fe为＋2价，Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，其中含有＋2价Fe与＋3价Fe的比例为1∶2，故当A溶液①和A溶液②的质量之比为2∶1时，铁元素全部转化到Fe3O4中。（5）①反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑。②纳米高性能Fe3O4的平均直径为25 nm，分散系中分散质粒径介于1～100 nm的属于胶体，具有丁达尔效应，设计实验方案证明：取一定量纳米高性能Fe3O4水溶液，用一束光线透过液体，从垂直入射光方向可以观察到液体里出现一条光亮的通路。
20.（1）CDE （2）氧化铁元素，以便Fe3＋的顺利检验 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O （3）B （4）防止铁损失 （5）偏低 （6）11.2
解析：（2）由于最终通过三价铁元素的检验，故实验三加入H2O2的目的是氧化亚铁离子，以便顺利检验，对应的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2Fe2＋2Fe3＋＋2H2O。（3）A项，通过实验三较深的红色可知，秋耳粉样品中含铁量较高，错误；B项，秋耳中的铁元素很难用蒸馏水直接溶出，故需要使用坩埚灼烧成粉末，转化为无机铁离子进而溶解，正确；C项，结合实验二和实验三现象对比可知，仅用盐酸无法
溶出秋耳灰分中的大部分铁元素，错误；D项，灼烧的目的是将秋耳中的铁元素转化为无机离子状态，便于溶解，错误。（4）步骤②洗涤烧杯和沉淀的目的是防止铁损失。（5）步骤③定容操作若仰视容量瓶刻度线，加水偏多，导致溶液浓度偏低，最终测定结果偏低。（6）利用分光光度法测得铁的浓度为2×10－4 mmol·mL－1，铁元素的物质的量＝（2×10－4×50）mmol＝1×10－2 mmol＝1×10－5 mol，5 g秋耳样品中含铁的质量为（1×10－5×103×56）mg＝0.56 mg，故秋耳含铁量为 mg/100 g＝11.2 mg/100 g。
1 / 3(共61张PPT)
章末质量检测（三）
铁 金属材料
（分值：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个
选项符合题意）
1. 下列关于古籍中的记载说法不正确的是（ ）
A. “雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B. “朝坛雾卷，曙岭烟沉”中的雾是一种胶体，能产生丁达尔效应
C. 《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”涉及的反应类型是分
解反应
D. 古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂
钢指铁的合金
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解析： 氧化铁是红棕色固体，“雨过天晴云破处”所描述的瓷
器青色，不是来自氧化铁，A错误。
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2. 下列关于铝合金的说法正确的是（ ）
A. 铝合金属于纯净物
B. 鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C. 铝合金属于金属材料
D. 铝合金的熔点比金属铝高
解析： 铝合金是一种合金，属于混合物，A错误；铝合金的密
度较小，B错误；铝合金是一种合金，属于金属材料，C正确；合
金的熔点一般比组成它的金属的熔点低，D错误。
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3. （2024·银川高一检测）现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕
黄色，你猜测可能的原因是（ ）
A. 苹果汁中含有Cu2＋ B. 苹果汁中含有OH－
C. 苹果汁中含有Na＋ D. 苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
解析： 含有铜离子的水溶液显蓝色；含有OH－或Na＋的水溶液
无色，不会显浅绿色或棕黄色；含亚铁离子的溶液显浅绿色，含铁
离子的溶液显棕黄色，现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕黄
色，原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋。
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4. （2024·九江高一检测）铝元素对人体健康有害。因此，世界卫生
组织正式把铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列场合使
用时应加以控制的是（ ）
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④制银色漆颜料 ⑤用明矾净
水 ⑥明矾和小苏打制食品膨松剂 ⑦制易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝
胶制胃药 ⑨包装糖果和小食品
A. ③⑤⑧⑨ B. ⑥⑧⑨
C. ③⑤⑨ D. ③⑤⑥⑦⑧⑨
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解析： 由铝的应用可知，铝制炊具、铝制易拉罐、使用铝包装
糖果和小食品、用氢氧化铝凝胶制胃药都有可能进入人体，对人体
造成危害，都需要加以控制，所以应加以控制的是③⑤⑥⑦⑧⑨，
选D。
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5. 类比和推理是化学研究的重要方法。下列类比或推理正确的是
（ ）
A. 铁单质在潮湿的空气中容易生锈，则铝在潮湿的空气中也易生锈
B. Al2O3是两性氧化物，则Fe2O3也是两性氧化物
C. Fe（OH）3能与酸反应，则Al（OH）3也能与酸反应
D. 将金属钠投入水中，放出H2，则将铝投入水中也会产生H2
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解析： A项，铁锈疏松多孔，不能阻止内层金属继续被氧化，
故铁单质在潮湿的空气中容易生锈，但是铝表面生成的氧化铝是致
密的，能阻止内层金属继续被氧化，故铝在潮湿的空气中不易生
锈，错误；B项，Al2O3是两性氧化物，但是Fe2O3只能与强酸反
应，不能与强碱反应，不是两性氧化物，错误；D项，将金属钠投
入水中，放出H2，铝不如钠活泼，不能与水反应产生H2，错误。
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6. （2024·昆明高一期末）某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加硫氰
化钾溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制氯水，溶液呈红
色，则这种物质是（ ）
A. 氯化铁 B. 氯化亚铁
C. 氢氧化铁 D. 四氧化三铁
解析： 氯化铁、氢氧化铁、四氧化三铁溶于盐酸后都有Fe3＋，
再滴加硫氰化钾溶液，它们的溶液都变为红色，氯化亚铁溶于盐酸
后，溶液中有Fe2＋而无Fe3＋，滴加硫氰化钾溶液，其溶液不能变为
红色，再加入新制氯水，将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液变为红色。
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7. 以下物质之间的每步转化中，都能通过一步反应实现的是（ ）
①Fe→FeCl2→Fe（OH）2→Fe（OH）3
②Na→Na2O→Na2CO3→NaHCO3→NaOH
③Mg→MgCl2→Mg（OH）2
④Al→Al2O3→Al（OH）3
⑤Al→Na[Al（OH）4]→Na2CO3
A. ②③④ B. ①③④⑤
C. ①②③⑤ D. ①②③④⑤
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解析： Fe与盐酸反应生成FeCl2，FeCl2与碱反应生成Fe（OH）
2，Fe（OH）2被氧气氧化为 Fe（OH）3，每步转化都能一步实
现，①正确；Na和氧气反应生成氧化钠，Na2O和CO2反应生成
Na2CO3，Na2CO3与H2O和CO2反应生成 NaHCO3，NaHCO3与足量
的Ca（OH）2溶液反应生成NaOH，②正确；镁和氯气或HCl溶液
反应生成MgCl2，MgCl2和NaOH溶液反应生成Mg（OH）2，都能
通过一步反应实现，③正确；铝与氧气反应生成Al2O3，Al2O3不溶
于水，不能一步生成Al（OH）3，④错误；Al与NaOH反应生成
Na[Al（OH）4]，Na[Al（OH）4]溶液中通入适量的CO2，得
Na2CO3溶液，⑤正确。
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8. 某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验
产物的性质，下列说法错误的是（ ）
A. a、b两个装置中应先点燃a处的酒精（喷）灯
B. b中反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋4H2
C. d的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2
D. e中的现象是红色粉末变黑
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解析： 为防止铁与氧气反应，先通入水蒸气排出装置内的空
气，所以先点燃a处的酒精灯，A正确；b中铁和水蒸气在高温条件
下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O
（g） Fe3O4＋4H2，B正确；在加热条件下氢气还原氧化铜生
成铜单质和水，所以e中黑色固体变为红色，D错误。
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9. 等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中，生成26.88 L（标
准状况下）的气体，则下列描述错误的是（ ）
A. 金属Na无剩余
B. 金属Al有剩余
C. 所得溶液溶质为Na[Al（OH）4]
D. Na的物质的量是0.6 mol
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解析： Na能与冷水反应：2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑，Al能
与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O 2Na[Al（OH）
4]＋3H2↑，Na和Al的物质的量相等，两种金属恰好完全反应，设
Na和Al的物质的量均为 x mol，根据方程式得出： mol＋ mol＝
，得出 x ＝0.6。
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10. 利用铁元素“价—类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性
质及其转化关系，下列说法不正确的是（ ）
B. 从图中可知Fe（OH）2无法一步转化为Fe（OH）3
C. Fe2＋→Fe3＋的转化过程中铁元素被氧化
D. 欲证明某溶液中含Fe2＋而无Fe3＋的最佳方案为先滴加KSCN溶液，
再滴加H2O2溶液
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解析： 高铁酸盐中铁的化合价为＋6价，为铁的最高价，容易
得到电子，体现强氧化性，A正确；Fe（OH）2可以被氧化为Fe
（OH）3，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）
3，B错误；Fe2＋→Fe3＋的转化过程中铁元素化合价升高，被氧
化，C正确；某溶液中先滴加KSCN溶液，无明显现象，说明无
Fe3＋，再滴加H2O2溶液，若溶液变红，则说明原溶液中含有Fe2
＋，Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，遇到KSCN变红，D正确。
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11. 实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体
（FeSO4·7H2O），流程如下：
下列说法正确的是（ ）
A. 严重锈蚀的废铁屑中含有＋2价的铁
B. “酸溶”时试剂X可用稀盐酸
D. “结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶
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解析： 铁锈的主要成分是Fe2O3，故严重锈蚀的废铁屑中含有
＋3价的铁，A错误；由最终制备晶体的酸根离子可知，“酸溶”
时试剂X可用稀硫酸，不能选盐酸，否则引进氯离子杂质，B错
误；“还原”是将三价铁离子还原为二价铁离子，故离子方程式
为2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋，C错误；由溶液得到含结晶水的晶体，
可知“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶，D正确。
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12. 下列关于Fe3＋ 、Fe2＋ 性质实验的说法错
误的是（ ）
A. 用如图装置可以制备Fe（OH）2
B. 向足量含有淀粉的FeI2 溶液中滴加2 滴
氯水，溶液变蓝，说明还原性：I－＞Fe2＋
C. 向某溶液中滴加KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红
色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋
D. 向FeCl2 溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋ 被氧化
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解析： 开始滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液变
红色，说明滴加氯水后溶液中含有Fe3＋，氯水中含有Cl2，具有强
氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋进而使溶液显红色，能确定溶液中
含有Fe2＋，C错误。
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13. （2024·成都高一检测）下列实验现象描述正确的是（ ）
实验 现象
A 向饱和Na2CO3溶液中通入足量的
CO2气体 无明显现象
B 在酒精灯上加热铝箔 铝箔熔化，熔化的铝滴落下
来
C 加热放在坩埚中擦净煤油的小块钠 钠先熔化成小球后燃烧，火
焰为黄色，生成淡黄色固体
D 向久置于空气中的FeSO4溶液中滴
加NaOH溶液 立刻产生大量白色沉淀
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解析： 向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，有白色沉
淀生成，A错误；在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化，但由于外面
包裹的氧化铝未熔化，所以熔化的铝不滴落，B错误；加热放在
坩埚中擦净煤油的小块钠，钠先熔化成钠球，然后燃烧发生钠的
焰色试验，生成的过氧化钠呈淡黄色，C正确；久置于空气中的
FeSO4溶液中含有大量的Fe2（SO4）3，滴加NaOH溶液，产生红褐
色Fe（OH）3沉淀，D错误。
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14. 以某工厂废液（含有FeCl3、FeCl2、CuCl2）为原料，制取Cu和FeCl3溶液的工艺流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. “固体M”中不可能含有铁粉
B. “氧化”过程体现了H2O2的还原性
D. “氧化”时不可用H2SO4代替HCl
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解析： 铁粉过量，则“固体M”中除含有Cu外，还含有铁
粉，A项错误；“氧化”过程涉及的反应为H2O2将Fe2＋氧化为Fe3
＋，体现了H2O2的氧化性，B项错误；“除Cu2＋”时发生反应的
离子方程式为Cu2＋＋Fe Cu＋Fe2＋，C项错误；“氧化”时不
可用H2SO4代替HCl，否则会引入S ，D项正确。
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15. 一块11.0 g的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，
然后加H2O2至溶液中无Fe2＋存在，加热除去多余的H2O2，当加入
200 mL 6 mol·L－1 NaOH溶液时沉淀量最多，且所得沉淀质量为
26.3 g，下列说法不正确的是（ ）
A. 该合金中铁的质量为5.6 g
B. 所加的稀硫酸中含0.6 mol H2SO4
C. 合金与稀硫酸反应共生成0.4 mol H2
D. 该合金与足量氢氧化钠反应，转移的电子数为0.3 NA
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解析： 由题意知，26.3 g为Al（OH）3和 Fe（OH）3沉淀的质
量，此时溶质为硫酸钠，设铁、铝的物质的量分别为 x 、 y ，则有
56 g·mol－1× x ＋27 g·mol－1× y ＝11 g，107 g·mol－1× x ＋78 g·mol
－1× y ＝26.3 g，解得 x ＝0.1 mol， y ＝0.2 mol。该合金中铁的质
量为0.1 mol ×56 g·mol－1＝5.6 g，A正确；根据沉淀达到最大值
时溶质为硫酸钠，则所加的稀硫酸中 n （H2SO4）＝ ×6 mol·L－
1×0.2 L＝0.6 mol，B正确；共生成氢气物质的量为0.1 mol＋0.3
mol＝0.4 mol，C正确；该合金与足量NaOH反应，只有铝与
NaOH反应，则转移的电子数为0.2 mol×3× NA mol－1＝0.6 NA，
D错误。
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二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. （9分）（2024·烟台高一检测）铁及其化合物在生产、生活中有
着重要作用。按要求回答下列问题。
（1）铁及其化合物的分类分布及转化关系如图所示：
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①从图中（A～E）选择反应物，实现Ⅰ的转化，写出反应Ⅰ的
离子方程式： 。
2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋
②预测物质E中铁元素具有 （填“氧化性”或
“还原性”）。
③写出反应Ⅱ的化学方程式：
。
氧化性
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3
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解析： A为Fe，B为FeO，C为Fe（OH）2，D为Fe
（OH）3，E为高铁酸盐。①反应Ⅰ是Fe3＋被还原为Fe2＋，从
题图中（A～E）选择反应物，则反应的离子方程式2Fe3＋＋
Fe 3Fe2＋。②E中Fe元素化合价为＋6价，高价铁具有氧
化性，预测物质E中铁元素具有氧化性。③C是Fe（OH）
2、D是Fe（OH）3，Fe（OH）2可以被氧气氧化为Fe（OH）
3，反应Ⅱ的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe
（OH）3。
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（2）FeCl3是一种重要的铁盐，常用于金属蚀刻。某同学向盛有
黄色FeCl3溶液的烧杯中加入石灰石粉末，发现有无色气泡
产生。静置24小时，可观察到烧杯内液体变为透明的红褐
色，猜想得到了Fe（OH）3胶体。
②除去红褐色液体中混有的FeCl3的方法是 。
用一束光照射液体，观察
有无光亮的通路
3CaCO3＋2Fe3
＋＋3H2O 2Fe（OH）3（胶体）＋3CO2↑＋3Ca2＋
渗析
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解析： ①应用丁达尔效应验证是否为胶体，具体操作：用一束光照射液体，观察有无光亮的通路；根据题中现象可知生成Fe（OH）3胶体的方程式为3CaCO3＋2Fe3＋＋3H2O 2Fe（OH）3（胶体）＋3CO2↑＋3Ca2＋。②分离胶体与溶液用渗析法。
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17. （10分）（2024·濮阳高一期中）用铁铝合金进行如图实验：
2Al＋2OH－
＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑
过滤
2OH－＋Al2O3＋3H2O 2[Al（OH）4]－
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（3）某课外兴趣小组为探究某种铝合金（组成元素为Mg和Al）
是否符合国家质量标准（国家规定铝合金中铝含量不能低于
78％），设计如图装置在室温下进行实验。
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反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使
足量氢氧化钠溶液与 a g铝合金样品充分反应，待反应停止
后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前
需要进行的一步操作是
。
计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，
为 V mL。若 a ＝0.039， V ＝33.6，说明该合金
（填“符合”或“不符合”）符合国家标准。
调节量气管和水准管的高度使两液
面相平
不符合
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解析： 根据题意，待反应停止后，体系温度恢复到室温，再调节量气管和水准管的高度，使两液面相平，读数时要眼睛与溶液凹液面相平时，再读取数据；n （H2）＝ ＝1.5×10－3 mol，根据2Al＋2OH－＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑可知 n （Al）＝ n （H2）＝1×10－3 mol，铝的质量为27 g·mol－1×1×10－3 mol＝0.027 g，质量分数为 ×100
％≈69.2％，故该合金不符合国家标准。
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（4）若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止
后量气管内气体体积（折算成标准状况下）
为 mL。
44.8
解析：根据（3）可知铝的质量为0.027 g，物质的量为1×10－3 mol，
则镁的质量为0.012 g，物质的量为5×10－4 mol，根据2Al＋6HCl 2AlCl3＋3H2↑和Mg＋2HCl MgCl2＋H2↑可知， n （H2）＝
×1×10－3 mol＋5×10－4 mol＝2×10－3 mol，标准状况下氢气的体积为22.4 L·mol－1×2×10－3 mol＝4.48×10－2 L＝44.8 mL。
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18. （12分）长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质。某兴趣小组分
别对新制和久置的两瓶FeSO4溶液进行了如表实验。
Ⅰ.分别取2 mL新制的FeSO4溶液于三支试管中，进行如图实验。
实验 试剂X 实验现象
实验ⅰ 1 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液 现象a
实验ⅱ 5滴酸性KMnO4溶液 现象b：紫色褪去
实验ⅲ 依次加入5滴KSCN溶液、5
滴氯水 现象c
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Fe（OH）2
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe
（OH）3
加入KSCN溶液后无明显现象，加入氯水
后溶液变成红色
Cl2＋
2Fe2＋ 2Cl－＋2Fe3＋
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Ⅱ.久置的FeSO4溶液。
实验操作 实验现象 实验结论
实验ⅳ 取少量久置的FeSO4溶液
于试管中，向其中滴加5
滴KSCN溶液 溶液变红 FeSO4溶液部分变质
实验ⅴ 1
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（3）将上述实验ⅴ中的实验操作和现象补充完整。
答案： 取少量久置的FeSO4溶液于试管中，向其中滴加5滴酸性
KMnO4溶液 紫色褪去
解析： 要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含
有Fe3＋和Fe2＋，实验ⅳ中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变
为红色，说明溶液中含有Fe3＋，实验ⅴ中向待测液中滴加5滴酸
性 KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液紫色褪去，说明溶液中含有
Fe2＋。
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解析： 若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入
过量的Fe粉，再过滤除去剩余的Fe粉即可。
2Fe3＋
＋Fe 3Fe2＋
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（5）小组同学查阅资料得知，“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”。为
了验证维生素C的作用，设计了如表实验ⅵ。
实验操作 实验现象
实验ⅵ 取一定量Fe2（SO4）3溶液于试管中，
加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸
性KMnO4溶液 紫色褪去
由实验ⅵ能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请
说明理由
。
不能，维生素C可能过量，也可使酸性KMnO4溶液褪
色，则无法说明一定有Fe2＋生成[能，如果维生素C恰好被Fe2
（SO4）3溶液反应完，加入酸性KMnO4溶液褪色，则证明一定
含有Fe2＋]
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解析： 由实验ⅵ不一定得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2
＋”的结论：不能，维生素C可能过量，过量的维生素C也可使
酸性KMnO4溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成[能，如果维
生素C恰好被Fe2（SO4）3溶液反应完，加入酸性KMnO4溶液褪
色，则证明一定含有Fe2＋]。
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19. （13分）（2024·厦门高一检测）某化学小组围绕Fe3O4开展主题
学习。
Ⅰ.分类和性质
不是
Fe3O4＋8HCl
FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
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Ⅱ.制备
方法一：
方法二：
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解析： Fe3O4与盐酸反应时生成氯化亚铁和氯化铁两种
盐，化学反应方程式为Fe3O4＋8HCl FeCl2＋2FeCl3＋
4H2O，因此Fe3O4不是碱性氧化物。
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（2）方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为
。
FeSO4
过
滤
解析：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作。
（3）与方法二比较，方法一的不足之处有
（答1点即可）。
反应的环境为纯氧，要
求较高，不易达到
解析： 方法一的低碳铁皮需要在纯氧的环境下燃烧，对反应的环境要求较高，不易达到。
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（4）氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到Fe3O4中。
＋3价
2∶1
解析： 化合物中元素的化合价代数和为0，FeOOH中H为＋1价，O为－2价，则Fe为＋3价；溶液①中的FeSO4反应后转化为＋3价Fe，溶液②中的Fe为＋2价，Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，其中含有＋2价Fe与＋3价Fe的比例为1∶2，故当A溶液①和A溶液②的质量之比为2∶1时，铁元素全部转化到Fe3O4中。
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Ⅲ.应用
（5）纳米高性能Fe3O4（平均直径为25 nm）可以实现高效催化分解
水，其反应历程如图所示。
3FeO＋H2O Fe3O4
＋H2↑
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②纳米高性能Fe3O4均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计
实验方案证明：
。
取一定量纳米高性能Fe3O4水溶液，用一束光线
透过液体，从垂直入射光方向可以观察到一条光亮的通路
解析： ①反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为3FeO＋H2O Fe3O4＋H2↑。②纳米高性能Fe3O4的平均直径为25 nm，分散系中分散质粒径介于1～100 nm的属于胶体，具有丁达尔效应，设计实验方案证明：取一定量纳米高性能Fe3O4水溶液，用一束光线透过液体，从垂直入射光方向可以观察到液体里出现一条光亮的通路。
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20. （11分）秋耳是中国的传统食材，其中含有丰富的蛋白质、多糖及有益元素：
（一）秋耳中铁元素的检验
实验方案：取适量干秋耳粉平均分成三份，实验操作和现象记录如下：
实验 操作步骤 检验试剂 现象
实验一 适量蒸馏水浸泡，过滤，取滤
液，加检验试剂，后加入适量
H2O2，再次加入检验试剂 KSCN 溶液 无明显现象
实验二 在坩埚中充分灼烧，加适量盐
酸浸泡，取滤液，加检验试剂 KSCN 溶液 极浅的红色
实验三 在坩埚中充分灼烧，加适量盐
酸、H2O2浸泡，取滤液，加检
验试剂 KSCN 溶液 较深的红色
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根据上述实验，回答下列问题：
（1） 灼烧秋耳粉时，除了坩埚还需要下列仪器中的 （填字
母）。
CDE
氧化铁元素，以便Fe3＋的顺利检
验
2Fe2＋＋H2O2
＋2H＋ 2Fe3＋＋2H2O
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解析：由于最终通过三价铁元素的检验，故实验三加入H2O2的目的是氧化亚铁离子，以便顺利检验，对应的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋2H2O。
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（3）由三组实验做出如下推断，其中合理的是 （填字母）。
A. 秋耳粉样品中含铁量极低
B. 秋耳中的铁元素很难用蒸馏水直接溶出
C. 仅用盐酸无法溶出秋耳灰分中的铁元素
D. 灼烧的目的是将秋耳中的铁元素氧化
B
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解析：A项，通过实验三较深的红色可知，秋耳粉样品中含铁量较高，错误；B项，秋耳中的铁元素很难用蒸馏水直接溶出，故需要使用坩埚灼烧成粉末，转化为无机铁离子进而溶解，正确；C项，结合实验二和实验三现象对比可知，仅用盐酸无法溶出秋耳灰分中的大部分铁元素，错误； D项，灼烧的目的是将秋耳中的铁元素转化为无机离子状态，便于溶解，错误。
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（二）秋耳中铁元素的含量测定
实验步骤如下：
①取5.000 g秋耳粉，在坩埚中充分灼烧至灰白色，将灰分转移至干燥
器中冷却，称其质量为0.235 g；
②向灰分中加入4 mL浓硝酸，微热10 min，过滤，并用少量盐酸洗涤
烧杯和沉淀，滤液和洗涤液合并；
③将合并液定容成50 mL待测液，利用分光光度法测得铁的浓度为
2×10－4 mmol·mL－1。
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根据上述实验，回答下列问题：
（4）步骤②洗涤烧杯和沉淀的目的是 。
防止铁损失
解析： 步骤②洗涤烧杯和沉淀的目的是防止铁损失。
（5）步骤③定容操作若仰视容量瓶刻度线，会造成秋耳样品含铁量
测定结果 （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
偏低
解析：步骤③定容操作若仰视容量瓶刻度线，加水偏多，导致溶液浓度偏低，最终测定结果偏低。
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（6）根据实验数据计算秋耳含铁量为 mg/100 g。
11.2
解析： 利用分光光度法测得铁的浓度为2×10－4 mmol·mL－1，铁元素的物质的量＝（2×10－4×50）mmol＝1×10－2 mmol＝1×10－5 mol，5 g秋耳样品中含铁的质量为（1×10－5×103×56）mg＝0.56 mg，故秋耳含铁量为 mg/100 g＝11.2 mg/100 g。
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感谢欣赏
THE END
