【学霸笔记：同步精讲】第三章 情境活动课 课题3 探究铁的重要化合物的性质及其应用 课件--2026版高中化学人教版必修第一册

(共96张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第三章　铁　金属材料
情境活动课
课题3　探究铁的重要化合物的性质及其应用
生产、生活中经常涉及一些铁的化合物如亚铁盐与铁盐，它们的性质和应用很广泛。通过一些铁的化合物探究它们的主要性质和应用。
任务一　补铁药物中铁元素的测定
常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物，市场上一种常见的补铁药物的名称是速力菲。
该药品的正式名称是琥珀酸亚铁薄膜片，为棕黄色薄膜衣片，除去薄膜衣后显暗黄色，药片中Fe2+的含量约为34.0%～36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计了如下几组实验，请探究思考：
(1)甲组：药片白色沉淀―→灰绿色沉淀―→红褐色沉淀
甲组同学按照设计的方案完成实验，但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。甲组实验失败的可能原因是什么？
提示：该药片在水中的溶解度不大，少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+，所以得不到预期的实验结果(其他答案合理也可)。
(2)乙组同学在参考书上查得如下资料：
a．人体胃液中有大量盐酸，能溶解多种物质。
b．H2O2不稳定，光照、加热和微量杂质会促使其分解；H2O2中氧元素为－1价，它既有氧化性又有还原性。
他们认真思考了甲组实验失败的原因，模拟药服用后在人体中溶解的变化过程，重新设计并完成下列实验：
乙组：药片淡黄色浑浊液淡红色溶液红色加深，有气体产生，后又褪色
①试剂1、试剂2分别是什么？加入试剂2后，溶液显淡红色的原因是什么？
②加H2O2溶液后，红色加深的原因是什么？有气体产生后又褪色的可能原因是什么？
③根据氧化还原反应中化合价变化情况，试写出在酸性条件下Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式。
提示：①盐酸、KSCN溶液；有少量Fe2+已经被氧化为Fe3+，与
SCN－结合成浓度较小的红色Fe(SCN)3。②加入的H2O2溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，导致溶液中Fe3+浓度增大，Fe(SCN)3浓度也随之增大，所以红色加深。有气体产生可能是H2O2在Fe3+催化作用下生成O2，后又褪色可能是H2O2把SCN－氧化了。＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O。
任务二　硫酸铁铵的制备
硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要的铁盐。为充分利用资源，促进废物利用，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
请思考回答：
(1)废铁屑上油污一般如何除去？
提示：热的碱液洗涤或碱液中蒸煮。
(2)含有铁锈的铁屑与足量H2SO4反应，请写出可能涉及的离子方程式。
提示：Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O，Fe＋2Fe3+===3Fe2+，Fe＋
2H＋===Fe2+＋H2↑。
(3)步骤③中选用的H2O2必须足量的理由是什么？
提示：将Fe2+全部氧化为Fe3+。
(4)步骤⑤的操作有哪些？
提示：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)等。
1．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：
某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行实验。
(1)通入氮气的目的是__________________________________________________________。
(2)实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。
(3)为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是___________________________________________________。
排尽装置中的空气，使反应生成的气体全部
进入后续装置
CO2
CO
先熄灭装置A、E的酒
精灯，冷却后停止通入氮气
(4)样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验
Fe2O3存在的方法是： __________________________________________________________________________________________________________。
取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，
滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3
[解析]　(1)装置中的空气在高温下能氧化金属铜，会影响E中的反应，所以反应前通入氮气的目的是排尽装置中的空气，使反应生成的气体全部进入后续装置。(2)实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊，说明反应中一定产生了CO2; E中固体变为红色，F中澄清石灰水变浑浊，说明氧化铜被CO还原为铜，说明反应中一定产生了CO，由此判断热分解产物中一定含有CO2、CO。(3)为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。(4)要检验Fe2O3存在首先要转化为可溶性铁盐，方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。
2．高铁酸钾(K2FeO4)是一种环境友好的综合型水处理剂，通常为紫黑色固体，在pH为10～11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备K2FeO4并进行相关探究。
(1)制备pH为10～11的NaClO和NaOH
的混合溶液，其中制备Cl2所选试剂为
MnO2和浓盐酸。
选择上述装置，按气流方向从左到右，合理的连接顺序为__________(填仪器接口处小写字母，尾气吸收装置及部分夹持装置已略去)；其中盛放MnO2的仪器名称为________________________。
bfehg
圆底烧瓶
(2)将制得的NaClO和NaOH的混合溶液与溶液反应制备Na2FeO4，装置如图所示。
①仪器m中适合盛放的试剂为__________________。
②该制备反应的离子方程式为________________________________________________；
该反应需控制温度在10 ℃以下，控制适宜反应温度选用的方法为
___________________________________________________________。
Fe(NO3)3溶液
===
＋3Cl－＋5H2O
冷水浴(或冰水浴)
(3)向制得的Na2FeO4溶液中加入KOH，析出K2FeO4晶体。该实验条件下，K2FeO4的溶解度________(填“大于”或“小于”)Na2FeO4的溶解度。
(4)该小组同学检测到碱性K2FeO4放置一段时间会产生红褐色沉淀，溶液逐渐变为绿色(生成)，同时还可能观察到的现象为
________________________；通常条件下，产生该现象的速率先小后大，可能的原因为_________________________________________。
小于
有无色无味气体生成
生成物中存在该反应的催化剂(答案合理即可)
[解析]　由实验目的和实验原理可知，装置B用于MnO2和浓盐酸反应制备Cl2，装置D用于除去Cl2中的HCl，装置E用于Cl2与一定量NaOH反应制备pH为10～11的NaClO和NaOH的混合溶液。
(1)根据分析，按气流方向从左到右，装置合理的连接顺序为bfehg；根据题给装置图，盛放MnO2的仪器名称为圆底烧瓶。
(2)①由反应原理可知，制备Na2FeO4时应有碱参加反应，且高铁酸盐在pH为10～11时稳定存在，将Fe(NO3)3溶液滴入NaClO和NaOH的混合溶液中有利于保持NaOH过量，有利于该反应的进行；
(2)①由反应原理可知，制备Na2FeO4时应有碱参加反应，且高铁酸盐在pH为10～11时稳定存在，将Fe(NO3)3溶液滴入NaClO和NaOH的混合溶液中有利于保持NaOH过量，有利于该反应的进行；②该制备反应是次氯酸根离子在碱性条件下氧化三价铁离子生成高铁酸根离子、自身被还原成氯离子，反应的离子方程式为＋3Cl－＋5H2O；控制反应温度为10 ℃以下应选用冷水浴或冰水浴。(3)向Na2FeO4溶液中加入KOH，析出
K2FeO4晶体，说明该实验条件下，溶解度：K2FeO41．(2023·辽宁合格考)下列关于合金的叙述错误的是(　　)
A．我国使用最早的合金是不锈钢
B．硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．我国研制的超级钢强度很大，应用时能实现钢板的轻薄化
D．根据含碳量不同，可将碳素钢分为高碳钢、中碳钢、低碳钢
真题实训课
√
A　[铁比铜活泼，我国使用最早的合金是青铜，不是不锈钢，A不正确；硬铝是一种铝合金，密度小、强度大，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，B正确；超级钢是一种特种钢，强度很大，应用时能实现钢板的轻薄化，C正确；钢的含碳量为0.03%～2%，根据含碳量不同，可将碳素钢分为高碳钢、中碳钢、低碳钢，D正确。]
2．(2023·辽宁合格考)下列关于铁及其化合物的叙述错误的是
(　　)
A．铁具有导电、导热、延展性
B．氧化铁常用作涂料、油漆的红色颜料
C．用铜粉除去FeCl2溶液中含有的少量FeCl3杂质
D．实验室制备氢氧化亚铁的关键是防止氧气的干扰
√
C　[铁是一种金属单质，具有导电、导热、延展性，A正确；氧化铁是红棕色粉末，常用作涂料、油漆的红色颜料，B正确；氯化铁和铜反应得到氯化亚铁和氯化铜，用铜粉除去FeCl2溶液中含有的少量FeCl3杂质时会引入新杂质氯化铜，C不正确；氢氧化亚铁具有还原性，易发生反应：＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，实验室制备氢氧化亚铁的关键是防止氧气的干扰，D正确。]
3．(2023·浙江卷，改编)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是(　　)
A．氯化铁不是电解质
B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C．氯化铁可由铁与氯气反应制得
D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
√
A　[氯化铁是盐类，属于电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来腐蚀覆铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热至呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确。]

A B C D
4．(2024·安徽合格考)下列文物主要由合金材料制成的是(　　)
A．青铜人像　　　　　 B．骨笛
C．素纱襌衣 D．彩瓷杯
√
A　[青铜是铜锡合金，A正确；骨笛的材料是骨，成分有磷酸钙等，B错误；素纱襌衣主要成分为蛋白质，属于天然有机高分子材料，C错误；彩瓷杯主要成分是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料，D错误。]
5．(2024·福建合格考)不同价态含铁物质因性质不同，在生产生活中有不同的用途。铁单质与下列物质反应，产物中铁元素的化合价为＋3价的是(　　)
A．氯气 B．稀盐酸　
C．稀硫酸 D．硫酸铜
√
A　[氯气具有强氧化性，能将Fe氧化为Fe3+，无论铁是否过量，铁在氯气中燃烧都生成FeCl3，A正确；稀盐酸具有弱氧化性，且弱氧化性是H＋体现的，能将Fe氧化为Fe2+，B错误；稀硫酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，C错误；硫酸铜中铜离子具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成Fe2+，D错误。]
6．(2024·新课标卷)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是(　　)
A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
√
B　[铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A正确；酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则铁粉处难以产生高温，则实验效果不好，B错误；用火柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则证明生成的气体为氢气，C正确；由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。]
7．(2023·湖南合格考)化学来源于生活，且应用于生活。请根据题意填空：
(1)钠有多种化合物，其中在加工馒头、面包和饼干等产品时，可用作膨松剂的是_________(填“”或“NaCl”)。
(2)开盖后的铁强化酱油(铁元素以Fe2+表示)久置于空气中易导致补铁效果不佳，主要原因是其中的铁元素由＋2价升高到＋3价，此转化过程体现了Fe2+的________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)我国发行的第五套人民币中，1角硬币的材质为铝合金。铝合金的硬度比纯铝的________(填“大”或“小”)。
NaHCO3
还原性
大
[解析]　(1)碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳会使馒头、面包和饼干等疏松多孔，常用作膨松剂。(2)由题意可知，开盖后的铁强化酱油久置于空气中易导致补铁效果不佳，是因为酱油中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子，反应中亚铁离子表现还原性。(3)一般情况下，合金的硬度比各组分都大，则铝合金的硬度比纯铝的大。
8．(2024·福建合格考)工业矿渣的综合利用对环境保护和节约资源有重要意义。某兴趣小组在实验室用矿渣(主要成分是FeO、Fe2O3，少量SiO2)为原料制备铁红，流程如下：
(1)将矿渣粉碎成粉末的目的是__________________________________________。
(2)完成过滤操作，需用到的玻璃仪器有烧杯、________和________。
(3)滤渣Z的成分是________。
增大反应物的接触面积，增大反应
速率
漏斗
玻璃棒
SiO2
(4)滤液Y中的金属阳离子是________(填离子符号)；铁粉与滤液X中的Fe3+反应的离子方程式为______________________。
(5)空气中煅烧碳酸亚铁生成铁红的反应如下，补充完整化学方程式：4FeCO3＋O22________＋4CO2。
Fe2+
Fe＋2Fe3+===3Fe2+
Fe2O3
[解析]　矿渣(主要成分是FeO、Fe2O3，少量SiO2)，加入硫酸酸浸，FeO、Fe2O3与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3，SiO2不和硫酸反应，则滤渣Z主要是SiO2，向滤液X加入铁粉，发生反应Fe＋2Fe3+===3Fe2+，过滤后滤液Y为FeSO4，加入碳酸氢铵沉铁，过滤后得到碳酸亚铁，煅烧后得到铁红。
(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目要求)
1．下列图片所展示的物品不是用合金材料制成的是(　　)
章末综合测评(三)　铁　金属材料
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A．杭州亚运会“湖山”金属奖牌 B．青铜器“四羊方尊” C．液晶显示屏 D．不锈钢餐盘
1．下列图片所展示的物品不是用合金材料制成的是(　　)
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C　[液晶显示屏不是由合金制成的。]
√
2．下列关于金属性质的叙述中正确的是(　　)
A．钠与氧气反应时，产物是由氧气的用量决定的
B．铝箔在空气中受热可以熔化滴落
C．金属与非金属单质反应时，一定是金属被氧化
D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
√
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C　[钠与氧气反应因反应条件不同而反应产物不同(在空气中常温下氧化生成氧化钠，加热时燃烧生成过氧化钠)，与反应物氧气的用量无关；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的氧化铝，故熔化的铝并不滴落；铁丝可在纯氧中燃烧生成四氧化三铁；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化。]
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3．五千年中华文化不仅能彰显民族自信，还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是(　　)
A．“金(即铜)柔锡柔，合两柔则钢”，体现了合金硬度的特性
B．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”体现出金的化学性质不活泼
C．“两编千片白雪茧，六百二斗青铜钱”中的“青铜钱”属于铜的合金
D．“司南之杓，投之于地，其柢指南”，司南的“杓”中含有Fe2O3
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D　[司南的“杓”中含有Fe3O4，D错误。]
4．新材料问世常常带动新科技、新技术的应用和发展，下列有关说法不正确的是 (　　)
A．中国航空铝材处于世界领先行列，该铝材是一种铝合金，铝合金的密度小，强度高
B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性
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C．我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出486.1公里的世界列车最高时速，得益于全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨，钢的熔点比铁的熔点高，比铁用途更广泛
D．2017年8月我国成功完成某超级钢的研制，该超级钢强度大，能够实现钢板轻薄化
√
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C　[铝合金的密度小，强度高，抗腐蚀能力强，A正确；稀土元素加入钢中，可改变合金的结构，增加钢的韧性、抗氧化性，B正确；钢是由铁、碳等元素构成的合金，钢的熔点比铁的熔点低，C错误；超级钢是通过各种工艺方法将普通碳素结构钢的晶粒细化，使其强度大幅度提高，能够实现钢板轻薄化，D正确。]
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5．下列离子方程式正确的是(　　)
A．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe2+＋3H2O
B．Fe与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3+===2Fe2+
C．Fe与盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
D．Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2+===Fe3+＋Cu
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C　[氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，正确的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O，A错误；Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁，正确的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，B错误；Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，C正确；Fe与CuSO4溶液反应生成硫酸亚铁和铜，正确的离子方程式为Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，D错误。]
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6．硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是(　　)
A．KSCN溶液
B．酸性高锰酸钾溶液
C．NaOH溶液
D．先加入KSCN溶液，再加入H2O2溶液
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B　[硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，发生反应：Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4，要证明该过程发生了氧化还原反应，则要证明Fe2+的存在。KSCN溶液用于检验Fe3+的存在，不能用于检验Fe2+，故A不可行；酸性高锰酸钾溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，从而发生颜色变化，故B可行；NaOH溶液既能与Fe2+反应，也能与Fe3+反应，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物的颜色与Fe(OH)3的颜色差异不明显，所以难以确定Fe(OH)2的存在，故C不可行；硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，可能有剩余的Fe3+，先加入KSCN溶液，溶液会变红色，再加入H2O2溶液，溶液仍然为红色，不能证明Fe2+的存在，故D不可行。]
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7．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)
A．盐酸　　　　　　　 B．稀硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液
√
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C　[铝与氯化钠溶液不反应，由2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，Al～3H＋～H2，Al～OH－～H2，即1 mol铝消耗氢氧化钠1 mol、硫酸1.5 mol、氯化氢3 mol。]
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8．Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素，它们的单质及其化合物之间有很多转化关系，如表所列物质不能按如图关系(“→”表示一步完成)相互转化的是 (　　)
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选项 A B C D
a Na Al Fe CuCl2
b NaOH Na[Al(OH)4] FeCl3 Cu(OH)2
c NaCl Al2O3 FeCl2 CuO
√
B　[钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融的氯化钠生成金属钠，均可一步实现转化，A不符合题意；铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，四羟基合铝酸钠溶液与适量强酸或二氧化碳作用生成氢氧化铝，不能直接转化为氧化铝，B符合题意；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与锌反应生成铁，均可一步实现转化，C不符合题意；氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，氧化铜和盐酸反应生成氯化铜，均可一步实现转化，D不符合题意。]
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9．苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色(Fe2+)变为棕黄色(Fe3+)，若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。下列说法不正确的是(　　)
A．维生素C起到了抗氧化作用，作还原剂
B．Fe2+具有还原性，能被空气中氧气氧化
C．在维生素C还原Fe3+的过程中，Fe2+是氧化产物
D．Fe3+具有氧化性能将维生素C氧化
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√
C　[维生素C能防止亚铁离子被氧化，起到了抗氧化作用，作还原剂，A正确； 由于饮料中含Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，说明Fe2+具有还原性，能被空气中的氧气氧化，B正确； 在维生素C还原Fe3+的过程中，Fe2+是还原产物，C错误；Fe3+具有氧化性，作氧化剂，维生素C具有还原性，Fe3+能将维生素C氧化，D正确。]
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10．Fe2O3和铁粉的混合物中加入适量稀硫酸，各物质恰好完全反应，测得溶液中不含Fe3+，且Fe2+与H2物质的量之比为4∶1，那么在反应中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比为(　　)
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．1∶2∶4 D．2∶3∶5
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√
C　[设生成氢气的物质的量为a，则亚铁离子物质的量为4a，依据反应
Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
a 2a a a
Fe＋2Fe3+===3Fe2+
a 2a 3a
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Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O
a 3a a
所以反应物中Fe2O3、Fe、H2SO4的物质的量之比＝a∶(a＋a)∶(a＋3a)＝1∶2∶4。]
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11．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)
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选项 A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 BaCl2溶液
√
C　[A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了和又引入了Cl－，均不符合要求。A项中应加适量铁粉，B项中可加足量铁粉过滤后，向滤液中通足量Cl2，D项中应加适量稀硫酸。]
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12．某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是(　　)
A．通过X中的活塞可以控制
①中气泡产生的快慢
B．装置①的作用是干燥氢气
C．装置②、③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰
D．④中澄清石灰水的作用是检验产生的CO2
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C　[装置X为Zn和稀硫酸发生置换反应制备H2的装置，分液漏斗可调节稀硫酸的滴入速率从而控制①中气泡产生的快慢，A正确；装置①盛有浓硫酸干燥H2，防止对后面产物的检验产生干扰，B正确；②为检验产物H2O的装置，可盛装白色的无水硫酸铜固体，装置③的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入装置②中造成干扰，可以是无水CaCl2，碱石灰会吸收CO2，故不能选碱性干燥剂碱石灰，C错误；装置④为检验CO2的装置，现象是澄清石灰水变浑浊，D正确。]
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13．某混合物可能含有Al、Cu、Fe2O3、Al2O3，为探究该混合物成分，某兴趣小组设计如图分析方案。下列分析错误的是(　　)
A．固体P一定是纯净物
B．若m2物中可能含有Al
C．蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2+、Fe2+
D．溶液N中含有Al3+和Na＋
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D　[Al、Al2O3均和NaOH溶液反应，若m2题号
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14．利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如下，已知：Zn溶于强碱时生成易溶于水的，下列有关说法正确的是
(　　)
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A．用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是处理表面的油污
B．“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O
C．“氧化”后溶液中含有的阳离子有H＋、Fe2+、Fe3+
D．Fe3O4胶体粒子可通过过滤操作得到
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C　[根据Zn能溶于强碱溶液生成易溶于水的可知，用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是除去表面的锌，A错误；根据流程图可知，“酸溶”主要是铁和稀硫酸反应，其离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，B错误；Fe3O4中既有Fe3+，又有Fe2+，所以加入的H2O2要适量，部分Fe2+被氧化为Fe3+，则氧化后的溶液中的阳离子有H＋、Fe2+、Fe3+，C正确；胶体粒子能通过滤纸，所以Fe3O4胶体粒子不能通过过滤操作得到，D错误。]
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15．某大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。下列有关该工艺的说法错误的是(　　)
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A．氧化铝电解生成氧气和铝过程中，Al为氧化产物
B．铝镓合金可以循环使用
C．铝镓合金与水反应的化学方程式为2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
D．总反应式为2H2O2H2↑＋O2↑
题号
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A　[氧化铝电解生成氧气和铝的过程中，Al元素由＋3价变为0价，化合价降低发生还原反应，Al应为还原产物，故A错误。]
√
二、非选择题(本题共4小题，共55分)
16．(9分)合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。一般来说，合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的数据。
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金属 铜 锌 锡 铅 铋 镉
熔点/℃ 1 083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9
(1)铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图所示的关系，其中横坐标表示的是______的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为______。(4分)
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锡
2∶3
(2)保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成，其熔点约为__________。(2分)
A．20～40 ℃　　　　　 B．60～80 ℃
C．230～250 ℃ D．300～320 ℃
(3)青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长期埋在地下，逐渐形成了绿色的铜绿[主要成分Cu2 (OH)2CO3]，从其化学式可知铜绿是铜与__________________(填物质的化学式)长期作用的结果。(3分)
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B
O2、H2O和CO2
[解析]　(1)根据题图及表中数据可知，当质量分数为0时的熔点比质量分数是1时的熔点高，铅的熔点高于锡的熔点，所以质量分数为0的熔点对应的金属是铅，质量分数为1时的熔点对应的金属是锡，所以横坐标表示的是锡的质量分数；当合金熔点最低时，锡的质量分数是0.6，所以合金中铅与锡的质量比为0.4∶0.6＝2∶3。(2)根据合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点，铋、铅、锡、镉中熔点最低的是锡231.9 ℃，则合金的熔点低于231.9 ℃，排除CD；A
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选项的温度太低，与室温接近，保险丝起不到保险作用，所以答案选B。(3)根据元素守恒规律，铜绿中除铜元素外，还有H、C、O元素，所以铜绿是铜与空气中的O2、H2O和CO2长期作用的结果。
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17．(13分)铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代，铁及其化合物在人类的生产、生活中都起了巨大的作用。
(1)长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，实验室用绿矾FeSO4·
xH2O配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入
________，其原因是___________________ (用离子方程式表示)。(4分)
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铁粉
2Fe3+＋Fe===3Fe2+
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3：
部分变质的FeSO4溶液溶液Ⅰ沉淀ⅡFe2O3
①H2O2溶液作用的离子方程式为______________________________。
②写出由“溶液Ⅰ”到“沉淀Ⅱ”反应的离子方程式： ______________________________。(6分)
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2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
＋
3OH－===Fe(OH)3↓
(3)电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀铜，其反应的离子方程式为____________________________。(3分)
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2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
[解析]　(1)配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入铁粉，若亚铁离子被氧化为铁离子，铁粉可以将铁离子还原为亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+。(2)过氧化氢溶液的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O；溶液Ⅰ中含有Fe3+，加入NaOH溶液会得到沉淀Ⅱ，反应的离子方程式为Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓。(3)电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀铜，其反应的离子方程式为2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+。
题号
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18．(14分)某固体样品X可能是Fe、Fe2O3中的一种或两种，为确定其成分，某同学进行了相应的实验，实验流程如图所示。
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回答下列问题：
(1)仅由上述实验现象可知X一定含有________(填化学式)。甲同学认为：若向“酸溶”后的溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，则X中一定不含Fe2O3；乙同学认为甲同学推测不成立，其理由是_________________________(用离子方程式表示)。(4分)
题号
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Fe
2Fe3+＋Fe===3Fe2+
(2)①试剂Y可以是________(填字母)。
a．HCl　　b．H2O2　　c．Zn　　d．O2
②若试剂Y是Cl2，写出相应反应的离子方程式： _____________________________。(4分)
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bd
Cl2＋2Fe2+===
2Fe3+＋2Cl－
题号
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(3)下列仪器中，在灼烧滤渣时必须用到的仪器是________________ (填名称)。(2分)

(4)由实验可知，样品X的成分及物质的量为___________________________________。(4分)
坩埚、泥三角
0.05 mol Fe2O3，
0.2 mol Fe
[解析]　(1)Fe能与盐酸反应放出气体，故X中一定有Fe，因Fe2O3与盐酸反应生成的Fe3+可被Fe还原为Fe2+，故加入KSCN溶液后不变红色，不能表明X中一定没有Fe2O3。(2)HCl不能将Fe2+氧化为Fe3+，a错误；H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+，b正确；Zn不能将Fe2+氧化为Fe3+，c错误；O2可将Fe2+氧化为Fe3+，d正确。(3)灼烧固体时应在坩埚中进行，坩埚应放在泥三角上。(4)24 g固体肯定是Fe2O3，其物质的量为0.15 mol，所含铁元素的质量为0.15 mol×2×56 g·mol-1＝16.8 g＜19.2 g，故样品X中含有Fe2O3。设样品中Fe2O3为x mol，Fe为y mol，则2x＋y＝0.3，160x＋56y＝19.2，解得x＝0.05，y＝0.2。
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19．(19分)碳酸亚铁(FeCO3)是制备“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，一种常见的补铁药物)的重要物质。某学习小组同学设计实验制备FeCO3，并探究FeCO3的还原性。回答下列问题：
Ⅰ．碳酸亚铁的制备：实验原理：===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。
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实验装置(夹持仪器已省略)如图所示。
题号
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(1)仪器a的名称为_____________________________________。(1分)
(2)实验开始时，先打开________(填“K1”“K2”或“K3”，下同)、关闭________，一段时间后，____________________，c中反应获得FeCO3。(6分)
题号
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恒压滴液漏斗
K1和K3
K2
关闭K3，打开K2
(3)反应结束后，将c中的混合液过滤，洗涤。简述证明FeCO3已洗涤干净的操作： _______________________________________________________________________________________________________。(4分)
题号
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取最后一次洗涤液于试管中，加入过量稀盐酸酸化
后，再滴入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀，则证明已经洗涤干净
Ⅱ．定性定量探究碳酸亚铁有还原性
定性探究碳酸亚铁和氧气反应的固体成分：
【提出设想】
(4)假设1：固体成分是氧化铁；
假设2：固体成分是四氧化三铁；
假设3：___________________________________________。(2分)
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固体成分是氧化铁和四氧化三铁的混合物
【查阅资料】
氧化亚铁是一种黑色粉末，不稳定，在空气中加热，迅速被氧化成四氧化三铁。
【实验验证】
所用装置如图所示，装试剂，打开止水夹
K，通入O2，加热玻璃管，当澄清石灰水
不产生沉淀时，停止加热，继续通入O2至
玻璃管冷却。
题号
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取少量玻璃管里的固体于试管中，滴加稀硫酸，微热，固体完全溶解，将溶液分成甲、乙两份，进行后续实验。
实验编号 实验步骤 实验现象
ⅰ 向甲溶液中滴加KSCN溶液 溶液变红色
ⅱ 向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液不褪色
【实验评价】
(5)上述实验________(填“ⅰ”或“ⅱ”)不能确定固体成分。(2分)
【实验结论】
(6)由上述实验结果分析可知，碳酸亚铁在氧气中高温灼烧得到的产物是________________，证明FeCO3具有还原性，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧的化学方程式为________________________________。(4分)
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ⅰ
Fe2O3和CO2
4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2
[解析]　(1)恒压滴液漏斗将稀硫酸滴入圆底烧瓶与铁屑反应，生成硫酸亚铁溶液与氢气。(2)为防止Fe2+被装置中残留的空气氧化，实验开始时，应先打开K1和K3，利用稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置内的空气排尽，再关闭K3，打开K2，利用生成氢气形成的压强将硫酸亚铁溶液挤压入碳酸氢铵溶液中，反应即可生成碳酸亚铁。
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(6)澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，向甲溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明有＋3价铁，向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说明溶液中无＋2价铁，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧得到的产物是氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。
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谢 谢！