2025-2026学年人教版化学必修第一册单元检测：第三章 铁 金属材料（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025-2026学年人教版化学必修第一册单元检测：第三章 铁 金属材料（含解析） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 791.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-12 20:17:02 | ||
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文档简介
第三章 铁 金属材料
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共17小题，每小题3分，共51分。每小题只有一个选项符合题意。
1．化学与生产、生活息息相关，下列过程不涉及氧化还原反应的是( )
A．氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜
B．服用维生素C以保证亚铁补血剂的吸收效果
C．氯化铁溶液可用作覆铜板蚀刻的腐蚀液
D．储氢合金与H2结合形成金属氢化物
2．铝锂合金是现代飞机的主要材料之一，铝中每添加1%的锂，密度就降低3%，弹性就提高6%，铝锂合金的密度比一般铝合金少10%。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2===Fe3+＋2Cl－
B．将Al2O3加入稀盐酸中：Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O
C．Fe(OH)3与稀硫酸反应：OH－＋H＋===H2O
D．将Al2O3加入NaOH溶液中：Al3+＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－
4．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是( )
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al FeSO4溶液
D Na2SO4溶液 Na2CO3 BaCl2溶液
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
6．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．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．氢氧化钡溶液
7．在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。下列结论正确的是( )
A．滤液中一定有FeCl3
B．滤渣只含Cu，可能有Zn
C．滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn
D．滤液中可能有Cu2+
8．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
9．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。下表所列物质不能按如图所示(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
选项 A B C D
a Na Al Fe Cu
b NaOH Al2O3 FeCl3 CuO
c NaCl Al(OH)3 FeCl2 CuCl2
10．在指定条件下，下列物质或离子间的转化能实现的是( )
A．FeCl3(aq)Fe(OH)3胶体
B．FeFe2O3
C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq)
D．FeCl3(aq)Fe
11．FeSO4是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．制备Fe4(OH)2(SO4)5时温度不宜过高
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
12．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑
B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D．该过程的总反应为CO2C＋O2
13．在同温同压下，N2和CO2的混合气体10 L通过足量的Na2O2后，测得气体的体积是 6 L，原混合气体中CO2的体积分数是( )
A．20% B．40%
C．60% D．80%
14．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的固体混合物溶于水配成 100 mL 溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L-1。若把等质量的固体混合物加热至恒重，残留固体的质量是( )
A．3.18 g B．2.12 g
C．4.22 g D．5.28 g
15．某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+
B．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
C．计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5
D．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3
16．以下叙述正确的是( )
A．铝热反应单指Fe2O3和铝粉的反应
B．检验某种红色物质是否为Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物
17．生物质废弃物能源化的研究方向之一是热解耦合化学链制高纯H2，工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．燃料反应器中Fe2O3固体颗粒大小不影响其与CO、H2反应的快慢
B．蒸汽反应器中主要发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
C．从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2
D．当n(CO)∶n(H2)＞1∶1时，为使Fe2O3循环使用，理论上需要满足n(CO)∶n(O2)＝1∶1
二、非选择题：本题共5小题，共49分。
18．(8分)为使工业中含有Al、Fe、Cu的合金废料的再利用，某同学设计了如下回收方案[已知：＋Al(OH)3↓]：
(1)操作①的名称是________，滤渣B中含有________(填化学式)。
(2)若要从滤液D中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作是________________、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填字母序号)。
A．漏斗 B．坩埚
C．烧杯 D．玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种________(填“氧化剂”或“还原剂”)，它不可能是________(填字母序号)。
A．H2O2 B．H2
C．O2 D．Fe
19．(7分)铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，将其加入200 mL稀硫酸中，固体完全溶解，得到1.12 L(标准状况下)氢气。经测定，反应后的溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，且无Fe3+。忽略反应前后溶液体积的变化，请计算：
(1)反应中放出氢气的质量为________g。
(2)原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为________。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
20．(9分)某同学利用如图所示装置进行铁粉跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案：
①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(填字母序号，只有一个选项符合题意，下同)；若溶液未变红，则试管中固体是________。
A．一定有Fe3O4，可能有Fe
B．只有Fe(OH)3
C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe
E．只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行实验，溶液未变红色，原因是_________________
__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B，使其与NaOH溶液反应。若按如图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象。请写出与上述现象相关的反应的化学方程式：______________________________
___________________________________________________________________。
(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是______________________，并且配制时应加入少量________。
21．（12分）某学习小组为认识铁及其化合物的性质和分散系的性质做了如下一系列综合实验。运用所学知识，回答下列问题：
(1)可利用__________来区分Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。
(2)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板。现欲配制80 mL 0.2 mol·L－1 FeCl3溶液，回答下列问题：
①配制该溶液时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒外，还需 。
②使用托盘天平称量FeCl3的质量为 g。
③定容时，若仰视容量瓶刻度线会使配制的FeCl3溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验室用FeCl3溶液腐蚀镀铜电路板并从废液中回收Cu和FeCl3溶液的流程如图所示：
①请写出FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式：_____________________________
________________________________________________________________。
②试剂X在反应中体现__________(填“氧化性”或“还原性”)。
③Z可选用的试剂有__________(填字母序号)。
A．硝酸
B．酸性高锰酸钾溶液
C．过氧化氢
D．氯气
22．(12分)某小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制0.5 mol·L-1 FeSO4溶液(pH为3.3)。1 h后，溶液变黄。24 h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液的pH为1.4。
(1)取少量黄色溶液，__________________________________________(填操作和现象)，证明黄色溶液中含有Fe3+。
(2)取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)探究溶液变黄的原因。
①实验证实，溶液变黄是因为空气中的O2将Fe2+氧化。
②利用FeSO4·7H2O、蒸馏水和稀硫酸配制不同溶液，进一步探究影响溶液变黄快慢的因素，实验如表所示：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
c(FeSO4)/ (mol·L-1) 0.5 0.25 0.5 0.25
溶液pH 3.3 3.5 2.9 2.9
初始颜色 浅绿色 浅绿色，比Ⅰ浅 浅绿色，同Ⅰ 浅绿色，同Ⅱ
0.5 h后颜色 浅绿色 黄绿色 浅绿色 浅绿色
5 h后颜色 黄色 黄色 浅黄色 浅黄色，比Ⅲ浅
a．实验Ⅲ和Ⅳ说明________________对溶液变黄快慢有影响。
b．实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是________________________________________。
(4)检验黄褐色沉淀的成分。
①通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。
Ⅰ．证实黄褐色沉淀中含有的证据是________________________________。
Ⅱ．洗涤黄褐色沉淀的目的是___________________________________________。
②进一步实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4，将反应的离子方程式配平并补充完整：Fe3+＋________＋________===Fe(OH)SO4↓＋________。
第三章 铁 金属材料
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共17小题，每小题3分，共51分。每小题只有一个选项符合题意。
1．化学与生产、生活息息相关，下列过程不涉及氧化还原反应的是( )
A．氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜
B．服用维生素C以保证亚铁补血剂的吸收效果
C．氯化铁溶液可用作覆铜板蚀刻的腐蚀液
D．储氢合金与H2结合形成金属氢化物
A 解析：氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜的反应为2NaOH＋Al2O3＋3H2O===2Na[Al(OH)4]，反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故A符合题意；亚铁离子具有还原性易被氧化成＋3价铁离子，维生素C具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化成铁离子，故B不符合题意；氯化铁溶液蚀刻铜板的反应为2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，该反应中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，故C不符合题意；储氢合金与H2结合形成金属氢化物，可表示为2M＋H2===2MH(M表示合金)，该反应中存在元素化合价变化，属于氧化还原反应，故D不符合题意。
2．铝锂合金是现代飞机的主要材料之一，铝中每添加1%的锂，密度就降低3%，弹性就提高6%，铝锂合金的密度比一般铝合金少10%。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
D 解析：铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2===Fe3+＋2Cl－
B．将Al2O3加入稀盐酸中：Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O
C．Fe(OH)3与稀硫酸反应：OH－＋H＋===H2O
D．将Al2O3加入NaOH溶液中：Al3+＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－
B 解析：A项中反应不满足电荷守恒，正确的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－；C项中为难溶物，不能写成离子形式；D项中正确的离子方程式为。
4．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是( )
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al FeSO4溶液
D Na2SO4溶液 Na2CO3 BaCl2溶液
C 解析：Cl2能将FeCl2氧化为FeCl3，不能除去FeCl2溶液中的FeCl3，应加入Fe，A项错误；FeCl3、CuCl2都能与Fe反应，不能用加入Fe的方法除去FeCl3溶液中的CuCl2，B项错误；FeSO4溶液能与Al反应生成和Fe，可用来除去Fe中的Al，C项正确；Na2SO4 能与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和NaCl，Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3沉淀和NaCl，引入Cl－，D项错误。
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
C 解析：FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2的生成是在无氧的环境里，故A正确；在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止烧碱溶液在滴入时接触空气中溶有的氧气，故C错误；产生沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气的接触机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。
6．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．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．氢氧化钡溶液
D 解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，即Al～3H＋，Al～OH－，可知1 mol Al需NaOH：1 mol，H2SO4： mol，HCl：3 mol，Ba(OH)2：0.5 mol。
7．在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。下列结论正确的是( )
A．滤液中一定有FeCl3
B．滤渣只含Cu，可能有Zn
C．滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn
D．滤液中可能有Cu2+
C 解析：在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，Fe只能和Cu2+发生置换反应生成FeCl2，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生，说明滤渣中含有Fe，则滤液中一定不含Cu2+，Cu2+被全部还原为Cu，Zn2+与Fe不反应，所以滤液中一定还含有Zn2+，据此分析解答。滤液中一定有ZnCl2和FeCl2，A项错误；滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn，B项错误，C项正确；滤液中一定不含Cu2+，D项错误。
8．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
C 解析：图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，A不符合题意；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，B不符合题意；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成 沉淀，制备Fe(OH)3胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，C符合题意；存在b→c→d→e→b的转化，如
FeCl3FeCl2，D不符合题意。
9．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。下表所列物质不能按如图所示(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
选项 A B C D
a Na Al Fe Cu
b NaOH Al2O3 FeCl3 CuO
c NaCl Al(OH)3 FeCl2 CuCl2
B 解析：Na与水反应生成NaOH，NaOH与盐酸反应生成NaCl，电解熔融的NaCl可得Na，A正确；Al与氧气反应生成Al2O3，而Al2O3不能一步转化为Al(OH)3，B错误；Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2，FeCl2溶液与Zn反应可得Fe，C正确；Cu与O2反应生成CuO，CuO与盐酸反应生成CuCl2，CuCl2溶液与Zn反应可得Cu，D正确。
10．在指定条件下，下列物质或离子间的转化能实现的是( )
A．FeCl3(aq)Fe(OH)3胶体
B．FeFe2O3
C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq)
D．FeCl3(aq)Fe
C 解析：FeCl3溶液和NaOH溶液反应得到 Fe(OH)3 沉淀，不能得到Fe(OH)3胶体，故A错误；Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4，故B错误；Fe2＋能够被Cl2氧化为Fe3＋，故C正确；FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2，故D错误。
11．FeSO4是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．制备Fe4(OH)2(SO4)5时温度不宜过高
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
B 解析：H2O2受热易分解，因此，反应温度不宜过高，A正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，B错误；KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则可生成Fe3+，KSCN溶液遇Fe3+变红，C正确；NH4HCO3受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，D正确。
12．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑
B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D．该过程的总反应为CO2C＋O2
B 解析：由题图可知，过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，A项正确；过程Ⅱ的化学方程式为6FeO＋CO22Fe3O4＋C，每生成23.2 g(0.1 mol)Fe3O4，转移电子的物质的量为0.1 mol×3×＝0.2 mol，B项错误；由图知，该过程的总反应为CO2C＋O2，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C、D项正确。
13．在同温同压下，N2和CO2的混合气体10 L通过足量的Na2O2后，测得气体的体积是 6 L，原混合气体中CO2的体积分数是( )
A．20% B．40%
C．60% D．80%
D 解析：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，每 2体积CO2参加反应，反应后气体体积减少1体积，故V(CO2)＝2×(10 L－6 L)＝8 L，所以CO2的体积分数为80%。
14．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的固体混合物溶于水配成 100 mL 溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L-1。若把等质量的固体混合物加热至恒重，残留固体的质量是( )
A．3.18 g B．2.12 g
C．4.22 g D．5.28 g
A 解析：把固体混合物加热至恒重，最后剩余的物质是Na2CO3，n(Na＋)＝0.6 mol·L-1×0.1 L＝0.06 mol，根据Na守恒，则残留的Na2CO3的物质的量为0.03 mol，质量为3.18 g。
15．某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+
B．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
C．计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5
D．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3
C 解析：该氧化物中铁元素只有＋2价和＋3价两种价态，步骤①中加足量盐酸溶解生成FeCl3、FeCl2，步骤②中Cl2可氧化Fe2+，发生反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知n(Fe2+)＝2n(Cl2)＝0.2 mol，设氧化物中n(Fe3+)＝n mol，则由铁原子守恒可知0.2 mol＋n mol＝×x；由电荷守恒可知0.2 mol×2＋n mol×3＝×y×2，两式联立解得＝，则该氧化物的化学式为Fe4O5。铁的氧化物FexOy中铁元素只有＋2价和＋3价两种价态，因盐酸过量，则其与盐酸反应产生的溶液a中含有的阳离子有Fe3+、Fe2+和H＋，A错误；步骤①中金属氧化物与酸反应生成盐和水，反应的类型为复分解反应，不属于氧化还原反应，B错误；由上述分析可知：该氧化物的化学式为Fe4O5，C正确；若步骤①中盐酸恰好溶解氧化物，步骤②中Cl2恰好氧化Fe2+，则溶液b中 n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3，因步骤①中盐酸足量，则溶液b中n(Fe3+)∶
n(Cl－)＜1∶3，D错误。
16．以下叙述正确的是( )
A．铝热反应单指Fe2O3和铝粉的反应
B．检验某种红色物质是否为Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物
C 解析：铝热反应不单指铝粉和Fe2O3的反应，还包括其他许多反应，如铝粉与V2O5、MnO2的反应等；Fe2O3为不溶于水的物质，应加盐酸溶解后再加KSCN溶液；根据电子守恒知，a mol Fe2O3变为Fe需6a mol电子，故需H2、Al、CO的物质的量分别为3a mol、2a mol、3a mol，所以三者的物质的量之比为3∶2∶3；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是纯净物。
17．生物质废弃物能源化的研究方向之一是热解耦合化学链制高纯H2，工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．燃料反应器中Fe2O3固体颗粒大小不影响其与CO、H2反应的快慢
B．蒸汽反应器中主要发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
C．从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2
D．当n(CO)∶n(H2)＞1∶1时，为使Fe2O3循环使用，理论上需要满足n(CO)∶n(O2)＝1∶1
A 解析：燃料反应器中Fe2O3固体颗粒越小，接触面积越大，反应越快，故A错误；根据图示，蒸汽反应器中Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故B正确；H2O的沸点比H2的沸点高得多，从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2，故C正确；根据氧元素守恒，CO转化为CO2，H2转化为H2O，通入空气反应器中O2所含的氧元素和通入蒸汽反应器中H2O所含氧元素最终转化为H2O(全部)和CO2(二分之一)中氧元素，即n(CO)＋n(H2)＝n(H2O)＋2n(O2)，当n(CO)∶n(H2)＝1∶1时，理论上 n(CO)∶n(O2)>1∶1，故D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共49分。
18．(8分)为使工业中含有Al、Fe、Cu的合金废料的再利用，某同学设计了如下回收方案[已知：＋Al(OH)3↓]：
(1)操作①的名称是________，滤渣B中含有________(填化学式)。
(2)若要从滤液D中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作是________________、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填字母序号)。
A．漏斗 B．坩埚
C．烧杯 D．玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种________(填“氧化剂”或“还原剂”)，它不可能是________(填字母序号)。
A．H2O2 B．H2
C．O2 D．Fe
解析：(1)操作①得到滤液A和滤渣B，因此为过滤操作。合金废料中只有Al能溶于NaOH溶液，因此滤渣B中含有Fe、Cu。(2)滤液D为FeSO4溶液，由FeSO4溶液得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥。这一系列操作中没有用到坩埚。(3)由Cu和稀硫酸得到CuSO4还需加入氧化剂，不可能是H2、Fe。
答案：(1)过滤 Fe、Cu (2)蒸发浓缩 B (3)氧化剂 BD
19．(7分)铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，将其加入200 mL稀硫酸中，固体完全溶解，得到1.12 L(标准状况下)氢气。经测定，反应后的溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，且无Fe3+。忽略反应前后溶液体积的变化，请计算：
(1)反应中放出氢气的质量为________g。
(2)原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为________。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析：把铁粉和氧化铁粉末加入稀硫酸中，氧化铁溶解生成Fe3+，由于Fe3+的氧化性强于H＋，所以单质铁先与Fe3+反应，再与H＋反应放出氢气，根据题意可知 n(H2)＝0.05 mol，反应后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，说明稀硫酸过量，剩余硫酸的物质的量为 0.02 mol，溶液中无Fe3+，则溶液中的含铁溶质只有硫酸亚铁。(1)反应中放出氢气的质量为m(H2)＝0.05 mol×2 g·mol-1＝0.1 g。
(2)设原混合物中铁的物质的量为x mol，氧化铁的物质的量为y mol，则56x＋160y＝13.6，溶液中依次发生的反应如下：①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，②Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4，③Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可推出x－0.05＝y，求得x＝0.1，y＝0.05，所以原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为2∶1。(3)根据上述分析，反应①消耗的n(H2SO4)＝0.15 mol，反应③消耗的 n(H2SO4)＝0.05 mol，反应后剩余的n(H2SO4)＝0.02 mol，所以原稀硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝＝1.1 mol·L-1。
答案：(1)0.1 (2)2∶1 (3)1.1
20．(9分)某同学利用如图所示装置进行铁粉跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案：
①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(填字母序号，只有一个选项符合题意，下同)；若溶液未变红，则试管中固体是________。
A．一定有Fe3O4，可能有Fe
B．只有Fe(OH)3
C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe
E．只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行实验，溶液未变红色，原因是_________________
__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B，使其与NaOH溶液反应。若按如图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象。请写出与上述现象相关的反应的化学方程式：______________________________
___________________________________________________________________。
(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是______________________，并且配制时应加入少量________。
解析：(1)Fe在高温条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知，试管中固体的成分可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物，加入稀盐酸发生反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，可能发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；取溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体一定有Fe3O4，可能含少量Fe；若溶液不变红，则试管中一定有Fe3O4和Fe。溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2易被氧化，使沉淀发生颜色变化。易被氧化生成Fe3+，故FeCl2溶液应现用现配，并加入少量铁粉以防止被氧化。
答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)A C
(3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(4)FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)FeCl2易被空气氧化为FeCl3 铁粉
21．（12分）某学习小组为认识铁及其化合物的性质和分散系的性质做了如下一系列综合实验。运用所学知识，回答下列问题：
(1)可利用__________来区分Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。
(2)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板。现欲配制80 mL 0.2 mol·L－1 FeCl3溶液，回答下列问题：
①配制该溶液时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒外，还需 。
②使用托盘天平称量FeCl3的质量为 g。
③定容时，若仰视容量瓶刻度线会使配制的FeCl3溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验室用FeCl3溶液腐蚀镀铜电路板并从废液中回收Cu和FeCl3溶液的流程如图所示：
①请写出FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式：_____________________________
________________________________________________________________。
②试剂X在反应中体现__________(填“氧化性”或“还原性”)。
③Z可选用的试剂有__________(填字母序号)。
A．硝酸
B．酸性高锰酸钾溶液
C．过氧化氢
D．氯气
解析：(1)Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应，而FeCl3溶液没有，可利用丁达尔效应区分 Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。(2)①配制80 mL 0.2 mol·L－1的FeCl3溶液，需要使用100 mL的容量瓶，故还需要的玻璃仪器为 100 mL 容量瓶。②100 mL 0.2 mol·L－1的FeCl3溶液中FeCl3的物质的量为0.02 mol，FeCl3的质量为 0.02 mol×162.5 g·mol－1＝3.25 g≈3.3 g。③定容时仰视容量瓶刻度线，导致溶液的体积偏大，使所配制的FeCl3溶液的浓度偏小。(3)FeCl3与Cu反应生成含有Fe2＋和Cu2＋的废液，废液中加入过量的Fe，Fe和Cu2＋反应生成Fe2＋和Cu，滤渣中含有Cu和过量的Fe，再加入过量盐酸，Fe与盐酸反应生成FeCl2，过滤得到Cu，FeCl2溶液与之前的滤液合并加入适量Z重新生成FeCl3。①FeCl3 溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。②根据分析可知，试剂X为Fe，Fe与Cu2＋反应生成Fe2＋和Cu，Fe在反应中失电子体现还原性。③Z的主要作用为将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时不能引入新的杂质。硝酸可将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是引入了新的杂质，A错误；酸性高锰酸钾可将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是引入了新的杂质，B错误；过氧化氢可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时没有引入新的杂质，C正确；氯气可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时没有引入新的杂质，D正确。
答案：(1)丁达尔效应 (2)①100 mL容量瓶 ②3.3 ③偏小
(3)①2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ ②还原性 ③CD
22．(12分)某小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制0.5 mol·L-1 FeSO4溶液(pH为3.3)。1 h后，溶液变黄。24 h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液的pH为1.4。
(1)取少量黄色溶液，__________________________________________(填操作和现象)，证明黄色溶液中含有Fe3+。
(2)取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)探究溶液变黄的原因。
①实验证实，溶液变黄是因为空气中的O2将Fe2+氧化。
②利用FeSO4·7H2O、蒸馏水和稀硫酸配制不同溶液，进一步探究影响溶液变黄快慢的因素，实验如表所示：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
c(FeSO4)/ (mol·L-1) 0.5 0.25 0.5 0.25
溶液pH 3.3 3.5 2.9 2.9
初始颜色 浅绿色 浅绿色，比Ⅰ浅 浅绿色，同Ⅰ 浅绿色，同Ⅱ
0.5 h后颜色 浅绿色 黄绿色 浅绿色 浅绿色
5 h后颜色 黄色 黄色 浅黄色 浅黄色，比Ⅲ浅
a．实验Ⅲ和Ⅳ说明________________对溶液变黄快慢有影响。
b．实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是________________________________________。
(4)检验黄褐色沉淀的成分。
①通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。
Ⅰ．证实黄褐色沉淀中含有的证据是________________________________。
Ⅱ．洗涤黄褐色沉淀的目的是___________________________________________。
②进一步实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4，将反应的离子方程式配平并补充完整：Fe3+＋________＋________===Fe(OH)SO4↓＋________。
解析：(1)向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红则说明黄色溶液中含有Fe3+。(2)Fe3+可将I－氧化为I2，取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2。(3)a．对比实验Ⅲ和Ⅳ，两组实验中溶液的pH相同，FeSO4的浓度不同，溶液变黄快慢不同，说明FeSO4的浓度对溶液变黄快慢有影响。b．对比实验Ⅲ和Ⅳ可知，其他条件相同时，c(FeSO4)越大，溶液越快变黄；对比实验Ⅰ和Ⅲ，Ⅱ和Ⅳ可知，其他条件相同时，溶液pH越大，溶液越快变黄。c(FeSO4)：实验Ⅰ>实验Ⅱ，溶液pH：实验Ⅱ>实验Ⅰ，故实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是实验Ⅱ的pH较实验Ⅰ高，加快了Fe2+的氧化。(4)①Ⅰ．向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明该溶液中含有，则说明黄褐色沉淀中含有。Ⅱ．过滤出的黄褐色沉淀表面有，洗涤黄褐色沉淀是为了除去其表面的，以免影响后续实验。②该反应的离子方程式为===Fe(OH)SO4↓＋H＋。
答案：(1)向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红
(2)2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 (3)a．FeSO4的浓度 b．实验Ⅱ的pH较实验Ⅰ高，加快了Fe2+的氧化
(4)①Ⅰ．向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 Ⅱ．除去黄褐色沉淀表面的，以免影响后续实验 ②H2O H＋
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(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共17小题，每小题3分，共51分。每小题只有一个选项符合题意。
1．化学与生产、生活息息相关，下列过程不涉及氧化还原反应的是( )
A．氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜
B．服用维生素C以保证亚铁补血剂的吸收效果
C．氯化铁溶液可用作覆铜板蚀刻的腐蚀液
D．储氢合金与H2结合形成金属氢化物
2．铝锂合金是现代飞机的主要材料之一，铝中每添加1%的锂，密度就降低3%，弹性就提高6%，铝锂合金的密度比一般铝合金少10%。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2===Fe3+＋2Cl－
B．将Al2O3加入稀盐酸中：Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O
C．Fe(OH)3与稀硫酸反应：OH－＋H＋===H2O
D．将Al2O3加入NaOH溶液中：Al3+＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－
4．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是( )
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al FeSO4溶液
D Na2SO4溶液 Na2CO3 BaCl2溶液
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
6．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．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．氢氧化钡溶液
7．在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。下列结论正确的是( )
A．滤液中一定有FeCl3
B．滤渣只含Cu，可能有Zn
C．滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn
D．滤液中可能有Cu2+
8．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
9．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。下表所列物质不能按如图所示(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
选项 A B C D
a Na Al Fe Cu
b NaOH Al2O3 FeCl3 CuO
c NaCl Al(OH)3 FeCl2 CuCl2
10．在指定条件下，下列物质或离子间的转化能实现的是( )
A．FeCl3(aq)Fe(OH)3胶体
B．FeFe2O3
C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq)
D．FeCl3(aq)Fe
11．FeSO4是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．制备Fe4(OH)2(SO4)5时温度不宜过高
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
12．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑
B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D．该过程的总反应为CO2C＋O2
13．在同温同压下，N2和CO2的混合气体10 L通过足量的Na2O2后，测得气体的体积是 6 L，原混合气体中CO2的体积分数是( )
A．20% B．40%
C．60% D．80%
14．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的固体混合物溶于水配成 100 mL 溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L-1。若把等质量的固体混合物加热至恒重，残留固体的质量是( )
A．3.18 g B．2.12 g
C．4.22 g D．5.28 g
15．某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+
B．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
C．计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5
D．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3
16．以下叙述正确的是( )
A．铝热反应单指Fe2O3和铝粉的反应
B．检验某种红色物质是否为Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物
17．生物质废弃物能源化的研究方向之一是热解耦合化学链制高纯H2，工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．燃料反应器中Fe2O3固体颗粒大小不影响其与CO、H2反应的快慢
B．蒸汽反应器中主要发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
C．从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2
D．当n(CO)∶n(H2)＞1∶1时，为使Fe2O3循环使用，理论上需要满足n(CO)∶n(O2)＝1∶1
二、非选择题：本题共5小题，共49分。
18．(8分)为使工业中含有Al、Fe、Cu的合金废料的再利用，某同学设计了如下回收方案[已知：＋Al(OH)3↓]：
(1)操作①的名称是________，滤渣B中含有________(填化学式)。
(2)若要从滤液D中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作是________________、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填字母序号)。
A．漏斗 B．坩埚
C．烧杯 D．玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种________(填“氧化剂”或“还原剂”)，它不可能是________(填字母序号)。
A．H2O2 B．H2
C．O2 D．Fe
19．(7分)铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，将其加入200 mL稀硫酸中，固体完全溶解，得到1.12 L(标准状况下)氢气。经测定，反应后的溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，且无Fe3+。忽略反应前后溶液体积的变化，请计算：
(1)反应中放出氢气的质量为________g。
(2)原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为________。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
20．(9分)某同学利用如图所示装置进行铁粉跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案：
①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(填字母序号，只有一个选项符合题意，下同)；若溶液未变红，则试管中固体是________。
A．一定有Fe3O4，可能有Fe
B．只有Fe(OH)3
C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe
E．只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行实验，溶液未变红色，原因是_________________
__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B，使其与NaOH溶液反应。若按如图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象。请写出与上述现象相关的反应的化学方程式：______________________________
___________________________________________________________________。
(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是______________________，并且配制时应加入少量________。
21．（12分）某学习小组为认识铁及其化合物的性质和分散系的性质做了如下一系列综合实验。运用所学知识，回答下列问题：
(1)可利用__________来区分Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。
(2)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板。现欲配制80 mL 0.2 mol·L－1 FeCl3溶液，回答下列问题：
①配制该溶液时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒外，还需 。
②使用托盘天平称量FeCl3的质量为 g。
③定容时，若仰视容量瓶刻度线会使配制的FeCl3溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验室用FeCl3溶液腐蚀镀铜电路板并从废液中回收Cu和FeCl3溶液的流程如图所示：
①请写出FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式：_____________________________
________________________________________________________________。
②试剂X在反应中体现__________(填“氧化性”或“还原性”)。
③Z可选用的试剂有__________(填字母序号)。
A．硝酸
B．酸性高锰酸钾溶液
C．过氧化氢
D．氯气
22．(12分)某小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制0.5 mol·L-1 FeSO4溶液(pH为3.3)。1 h后，溶液变黄。24 h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液的pH为1.4。
(1)取少量黄色溶液，__________________________________________(填操作和现象)，证明黄色溶液中含有Fe3+。
(2)取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)探究溶液变黄的原因。
①实验证实，溶液变黄是因为空气中的O2将Fe2+氧化。
②利用FeSO4·7H2O、蒸馏水和稀硫酸配制不同溶液，进一步探究影响溶液变黄快慢的因素，实验如表所示：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
c(FeSO4)/ (mol·L-1) 0.5 0.25 0.5 0.25
溶液pH 3.3 3.5 2.9 2.9
初始颜色 浅绿色 浅绿色，比Ⅰ浅 浅绿色，同Ⅰ 浅绿色，同Ⅱ
0.5 h后颜色 浅绿色 黄绿色 浅绿色 浅绿色
5 h后颜色 黄色 黄色 浅黄色 浅黄色，比Ⅲ浅
a．实验Ⅲ和Ⅳ说明________________对溶液变黄快慢有影响。
b．实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是________________________________________。
(4)检验黄褐色沉淀的成分。
①通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。
Ⅰ．证实黄褐色沉淀中含有的证据是________________________________。
Ⅱ．洗涤黄褐色沉淀的目的是___________________________________________。
②进一步实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4，将反应的离子方程式配平并补充完整：Fe3+＋________＋________===Fe(OH)SO4↓＋________。
第三章 铁 金属材料
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共17小题，每小题3分，共51分。每小题只有一个选项符合题意。
1．化学与生产、生活息息相关，下列过程不涉及氧化还原反应的是( )
A．氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜
B．服用维生素C以保证亚铁补血剂的吸收效果
C．氯化铁溶液可用作覆铜板蚀刻的腐蚀液
D．储氢合金与H2结合形成金属氢化物
A 解析：氢氧化钠破坏铝的氧化物保护膜的反应为2NaOH＋Al2O3＋3H2O===2Na[Al(OH)4]，反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故A符合题意；亚铁离子具有还原性易被氧化成＋3价铁离子，维生素C具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化成铁离子，故B不符合题意；氯化铁溶液蚀刻铜板的反应为2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，该反应中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，故C不符合题意；储氢合金与H2结合形成金属氢化物，可表示为2M＋H2===2MH(M表示合金)，该反应中存在元素化合价变化，属于氧化还原反应，故D不符合题意。
2．铝锂合金是现代飞机的主要材料之一，铝中每添加1%的锂，密度就降低3%，弹性就提高6%，铝锂合金的密度比一般铝合金少10%。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
D 解析：铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2===Fe3+＋2Cl－
B．将Al2O3加入稀盐酸中：Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O
C．Fe(OH)3与稀硫酸反应：OH－＋H＋===H2O
D．将Al2O3加入NaOH溶液中：Al3+＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－
B 解析：A项中反应不满足电荷守恒，正确的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－；C项中为难溶物，不能写成离子形式；D项中正确的离子方程式为。
4．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是( )
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al FeSO4溶液
D Na2SO4溶液 Na2CO3 BaCl2溶液
C 解析：Cl2能将FeCl2氧化为FeCl3，不能除去FeCl2溶液中的FeCl3，应加入Fe，A项错误；FeCl3、CuCl2都能与Fe反应，不能用加入Fe的方法除去FeCl3溶液中的CuCl2，B项错误；FeSO4溶液能与Al反应生成和Fe，可用来除去Fe中的Al，C项正确；Na2SO4 能与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和NaCl，Na2CO3与BaCl2反应生成BaCO3沉淀和NaCl，引入Cl－，D项错误。
5．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是( )
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
C 解析：FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2的生成是在无氧的环境里，故A正确；在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止烧碱溶液在滴入时接触空气中溶有的氧气，故C错误；产生沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气的接触机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。
6．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．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．氢氧化钡溶液
D 解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，即Al～3H＋，Al～OH－，可知1 mol Al需NaOH：1 mol，H2SO4： mol，HCl：3 mol，Ba(OH)2：0.5 mol。
7．在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。下列结论正确的是( )
A．滤液中一定有FeCl3
B．滤渣只含Cu，可能有Zn
C．滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn
D．滤液中可能有Cu2+
C 解析：在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，Fe只能和Cu2+发生置换反应生成FeCl2，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生，说明滤渣中含有Fe，则滤液中一定不含Cu2+，Cu2+被全部还原为Cu，Zn2+与Fe不反应，所以滤液中一定还含有Zn2+，据此分析解答。滤液中一定有ZnCl2和FeCl2，A项错误；滤渣中一定有Cu和Fe，一定无Zn，B项错误，C项正确；滤液中一定不含Cu2+，D项错误。
8．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
C 解析：图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，A不符合题意；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，B不符合题意；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成 沉淀，制备Fe(OH)3胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，C符合题意；存在b→c→d→e→b的转化，如
FeCl3FeCl2，D不符合题意。
9．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。下表所列物质不能按如图所示(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
选项 A B C D
a Na Al Fe Cu
b NaOH Al2O3 FeCl3 CuO
c NaCl Al(OH)3 FeCl2 CuCl2
B 解析：Na与水反应生成NaOH，NaOH与盐酸反应生成NaCl，电解熔融的NaCl可得Na，A正确；Al与氧气反应生成Al2O3，而Al2O3不能一步转化为Al(OH)3，B错误；Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2，FeCl2溶液与Zn反应可得Fe，C正确；Cu与O2反应生成CuO，CuO与盐酸反应生成CuCl2，CuCl2溶液与Zn反应可得Cu，D正确。
10．在指定条件下，下列物质或离子间的转化能实现的是( )
A．FeCl3(aq)Fe(OH)3胶体
B．FeFe2O3
C．Fe2＋(aq)Fe3＋(aq)
D．FeCl3(aq)Fe
C 解析：FeCl3溶液和NaOH溶液反应得到 Fe(OH)3 沉淀，不能得到Fe(OH)3胶体，故A错误；Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4，故B错误；Fe2＋能够被Cl2氧化为Fe3＋，故C正确；FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2，故D错误。
11．FeSO4是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A．制备Fe4(OH)2(SO4)5时温度不宜过高
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
B 解析：H2O2受热易分解，因此，反应温度不宜过高，A正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，B错误；KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则可生成Fe3+，KSCN溶液遇Fe3+变红，C正确；NH4HCO3受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，D正确。
12．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑
B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子
C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量
D．该过程的总反应为CO2C＋O2
B 解析：由题图可知，过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，A项正确；过程Ⅱ的化学方程式为6FeO＋CO22Fe3O4＋C，每生成23.2 g(0.1 mol)Fe3O4，转移电子的物质的量为0.1 mol×3×＝0.2 mol，B项错误；由图知，该过程的总反应为CO2C＋O2，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C、D项正确。
13．在同温同压下，N2和CO2的混合气体10 L通过足量的Na2O2后，测得气体的体积是 6 L，原混合气体中CO2的体积分数是( )
A．20% B．40%
C．60% D．80%
D 解析：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，每 2体积CO2参加反应，反应后气体体积减少1体积，故V(CO2)＝2×(10 L－6 L)＝8 L，所以CO2的体积分数为80%。
14．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的固体混合物溶于水配成 100 mL 溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L-1。若把等质量的固体混合物加热至恒重，残留固体的质量是( )
A．3.18 g B．2.12 g
C．4.22 g D．5.28 g
A 解析：把固体混合物加热至恒重，最后剩余的物质是Na2CO3，n(Na＋)＝0.6 mol·L-1×0.1 L＝0.06 mol，根据Na守恒，则残留的Na2CO3的物质的量为0.03 mol，质量为3.18 g。
15．某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图所示。下列说法正确的是( )
A．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+
B．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
C．计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5
D．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3
C 解析：该氧化物中铁元素只有＋2价和＋3价两种价态，步骤①中加足量盐酸溶解生成FeCl3、FeCl2，步骤②中Cl2可氧化Fe2+，发生反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知n(Fe2+)＝2n(Cl2)＝0.2 mol，设氧化物中n(Fe3+)＝n mol，则由铁原子守恒可知0.2 mol＋n mol＝×x；由电荷守恒可知0.2 mol×2＋n mol×3＝×y×2，两式联立解得＝，则该氧化物的化学式为Fe4O5。铁的氧化物FexOy中铁元素只有＋2价和＋3价两种价态，因盐酸过量，则其与盐酸反应产生的溶液a中含有的阳离子有Fe3+、Fe2+和H＋，A错误；步骤①中金属氧化物与酸反应生成盐和水，反应的类型为复分解反应，不属于氧化还原反应，B错误；由上述分析可知：该氧化物的化学式为Fe4O5，C正确；若步骤①中盐酸恰好溶解氧化物，步骤②中Cl2恰好氧化Fe2+，则溶液b中 n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3，因步骤①中盐酸足量，则溶液b中n(Fe3+)∶
n(Cl－)＜1∶3，D错误。
16．以下叙述正确的是( )
A．铝热反应单指Fe2O3和铝粉的反应
B．检验某种红色物质是否为Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物
C 解析：铝热反应不单指铝粉和Fe2O3的反应，还包括其他许多反应，如铝粉与V2O5、MnO2的反应等；Fe2O3为不溶于水的物质，应加盐酸溶解后再加KSCN溶液；根据电子守恒知，a mol Fe2O3变为Fe需6a mol电子，故需H2、Al、CO的物质的量分别为3a mol、2a mol、3a mol，所以三者的物质的量之比为3∶2∶3；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是纯净物。
17．生物质废弃物能源化的研究方向之一是热解耦合化学链制高纯H2，工艺流程如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．燃料反应器中Fe2O3固体颗粒大小不影响其与CO、H2反应的快慢
B．蒸汽反应器中主要发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
C．从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2
D．当n(CO)∶n(H2)＞1∶1时，为使Fe2O3循环使用，理论上需要满足n(CO)∶n(O2)＝1∶1
A 解析：燃料反应器中Fe2O3固体颗粒越小，接触面积越大，反应越快，故A错误；根据图示，蒸汽反应器中Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故B正确；H2O的沸点比H2的沸点高得多，从蒸汽反应器所得H2和H2O的混合物中液化分离H2O，可获得高纯H2，故C正确；根据氧元素守恒，CO转化为CO2，H2转化为H2O，通入空气反应器中O2所含的氧元素和通入蒸汽反应器中H2O所含氧元素最终转化为H2O(全部)和CO2(二分之一)中氧元素，即n(CO)＋n(H2)＝n(H2O)＋2n(O2)，当n(CO)∶n(H2)＝1∶1时，理论上 n(CO)∶n(O2)>1∶1，故D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共49分。
18．(8分)为使工业中含有Al、Fe、Cu的合金废料的再利用，某同学设计了如下回收方案[已知：＋Al(OH)3↓]：
(1)操作①的名称是________，滤渣B中含有________(填化学式)。
(2)若要从滤液D中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作是________________、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填字母序号)。
A．漏斗 B．坩埚
C．烧杯 D．玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种________(填“氧化剂”或“还原剂”)，它不可能是________(填字母序号)。
A．H2O2 B．H2
C．O2 D．Fe
解析：(1)操作①得到滤液A和滤渣B，因此为过滤操作。合金废料中只有Al能溶于NaOH溶液，因此滤渣B中含有Fe、Cu。(2)滤液D为FeSO4溶液，由FeSO4溶液得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥。这一系列操作中没有用到坩埚。(3)由Cu和稀硫酸得到CuSO4还需加入氧化剂，不可能是H2、Fe。
答案：(1)过滤 Fe、Cu (2)蒸发浓缩 B (3)氧化剂 BD
19．(7分)铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，将其加入200 mL稀硫酸中，固体完全溶解，得到1.12 L(标准状况下)氢气。经测定，反应后的溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，且无Fe3+。忽略反应前后溶液体积的变化，请计算：
(1)反应中放出氢气的质量为________g。
(2)原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为________。
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析：把铁粉和氧化铁粉末加入稀硫酸中，氧化铁溶解生成Fe3+，由于Fe3+的氧化性强于H＋，所以单质铁先与Fe3+反应，再与H＋反应放出氢气，根据题意可知 n(H2)＝0.05 mol，反应后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1，说明稀硫酸过量，剩余硫酸的物质的量为 0.02 mol，溶液中无Fe3+，则溶液中的含铁溶质只有硫酸亚铁。(1)反应中放出氢气的质量为m(H2)＝0.05 mol×2 g·mol-1＝0.1 g。
(2)设原混合物中铁的物质的量为x mol，氧化铁的物质的量为y mol，则56x＋160y＝13.6，溶液中依次发生的反应如下：①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，②Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4，③Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可推出x－0.05＝y，求得x＝0.1，y＝0.05，所以原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为2∶1。(3)根据上述分析，反应①消耗的n(H2SO4)＝0.15 mol，反应③消耗的 n(H2SO4)＝0.05 mol，反应后剩余的n(H2SO4)＝0.02 mol，所以原稀硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝＝1.1 mol·L-1。
答案：(1)0.1 (2)2∶1 (3)1.1
20．(9分)某同学利用如图所示装置进行铁粉跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分，设计了如下方案：
①待试管冷却，取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体是________(填字母序号，只有一个选项符合题意，下同)；若溶液未变红，则试管中固体是________。
A．一定有Fe3O4，可能有Fe
B．只有Fe(OH)3
C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe(OH)3，可能有Fe
E．只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行实验，溶液未变红色，原因是_________________
__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B，使其与NaOH溶液反应。若按如图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象。请写出与上述现象相关的反应的化学方程式：______________________________
___________________________________________________________________。
(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。由此可知，实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是______________________，并且配制时应加入少量________。
解析：(1)Fe在高温条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。(2)(3)根据Fe与H2O(g)的反应可知，试管中固体的成分可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物，加入稀盐酸发生反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，可能发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；取溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红，则试管中固体一定有Fe3O4，可能含少量Fe；若溶液不变红，则试管中一定有Fe3O4和Fe。溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2易被氧化，使沉淀发生颜色变化。易被氧化生成Fe3+，故FeCl2溶液应现用现配，并加入少量铁粉以防止被氧化。
答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)A C
(3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(4)FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)FeCl2易被空气氧化为FeCl3 铁粉
21．（12分）某学习小组为认识铁及其化合物的性质和分散系的性质做了如下一系列综合实验。运用所学知识，回答下列问题：
(1)可利用__________来区分Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。
(2)电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板。现欲配制80 mL 0.2 mol·L－1 FeCl3溶液，回答下列问题：
①配制该溶液时所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒外，还需 。
②使用托盘天平称量FeCl3的质量为 g。
③定容时，若仰视容量瓶刻度线会使配制的FeCl3溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验室用FeCl3溶液腐蚀镀铜电路板并从废液中回收Cu和FeCl3溶液的流程如图所示：
①请写出FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式：_____________________________
________________________________________________________________。
②试剂X在反应中体现__________(填“氧化性”或“还原性”)。
③Z可选用的试剂有__________(填字母序号)。
A．硝酸
B．酸性高锰酸钾溶液
C．过氧化氢
D．氯气
解析：(1)Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应，而FeCl3溶液没有，可利用丁达尔效应区分 Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。(2)①配制80 mL 0.2 mol·L－1的FeCl3溶液，需要使用100 mL的容量瓶，故还需要的玻璃仪器为 100 mL 容量瓶。②100 mL 0.2 mol·L－1的FeCl3溶液中FeCl3的物质的量为0.02 mol，FeCl3的质量为 0.02 mol×162.5 g·mol－1＝3.25 g≈3.3 g。③定容时仰视容量瓶刻度线，导致溶液的体积偏大，使所配制的FeCl3溶液的浓度偏小。(3)FeCl3与Cu反应生成含有Fe2＋和Cu2＋的废液，废液中加入过量的Fe，Fe和Cu2＋反应生成Fe2＋和Cu，滤渣中含有Cu和过量的Fe，再加入过量盐酸，Fe与盐酸反应生成FeCl2，过滤得到Cu，FeCl2溶液与之前的滤液合并加入适量Z重新生成FeCl3。①FeCl3 溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。②根据分析可知，试剂X为Fe，Fe与Cu2＋反应生成Fe2＋和Cu，Fe在反应中失电子体现还原性。③Z的主要作用为将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时不能引入新的杂质。硝酸可将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是引入了新的杂质，A错误；酸性高锰酸钾可将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是引入了新的杂质，B错误；过氧化氢可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时没有引入新的杂质，C正确；氯气可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时没有引入新的杂质，D正确。
答案：(1)丁达尔效应 (2)①100 mL容量瓶 ②3.3 ③偏小
(3)①2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ ②还原性 ③CD
22．(12分)某小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制0.5 mol·L-1 FeSO4溶液(pH为3.3)。1 h后，溶液变黄。24 h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液的pH为1.4。
(1)取少量黄色溶液，__________________________________________(填操作和现象)，证明黄色溶液中含有Fe3+。
(2)取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)探究溶液变黄的原因。
①实验证实，溶液变黄是因为空气中的O2将Fe2+氧化。
②利用FeSO4·7H2O、蒸馏水和稀硫酸配制不同溶液，进一步探究影响溶液变黄快慢的因素，实验如表所示：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
c(FeSO4)/ (mol·L-1) 0.5 0.25 0.5 0.25
溶液pH 3.3 3.5 2.9 2.9
初始颜色 浅绿色 浅绿色，比Ⅰ浅 浅绿色，同Ⅰ 浅绿色，同Ⅱ
0.5 h后颜色 浅绿色 黄绿色 浅绿色 浅绿色
5 h后颜色 黄色 黄色 浅黄色 浅黄色，比Ⅲ浅
a．实验Ⅲ和Ⅳ说明________________对溶液变黄快慢有影响。
b．实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是________________________________________。
(4)检验黄褐色沉淀的成分。
①通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。
Ⅰ．证实黄褐色沉淀中含有的证据是________________________________。
Ⅱ．洗涤黄褐色沉淀的目的是___________________________________________。
②进一步实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4，将反应的离子方程式配平并补充完整：Fe3+＋________＋________===Fe(OH)SO4↓＋________。
解析：(1)向溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红则说明黄色溶液中含有Fe3+。(2)Fe3+可将I－氧化为I2，取适量黄色溶液，加入淀粉 KI溶液，振荡，溶液由黄色变为蓝色，反应的离子方程式为2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2。(3)a．对比实验Ⅲ和Ⅳ，两组实验中溶液的pH相同，FeSO4的浓度不同，溶液变黄快慢不同，说明FeSO4的浓度对溶液变黄快慢有影响。b．对比实验Ⅲ和Ⅳ可知，其他条件相同时，c(FeSO4)越大，溶液越快变黄；对比实验Ⅰ和Ⅲ，Ⅱ和Ⅳ可知，其他条件相同时，溶液pH越大，溶液越快变黄。c(FeSO4)：实验Ⅰ>实验Ⅱ，溶液pH：实验Ⅱ>实验Ⅰ，故实验Ⅱ比Ⅰ更快变黄的原因是实验Ⅱ的pH较实验Ⅰ高，加快了Fe2+的氧化。(4)①Ⅰ．向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明该溶液中含有，则说明黄褐色沉淀中含有。Ⅱ．过滤出的黄褐色沉淀表面有，洗涤黄褐色沉淀是为了除去其表面的，以免影响后续实验。②该反应的离子方程式为===Fe(OH)SO4↓＋H＋。
答案：(1)向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红
(2)2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 (3)a．FeSO4的浓度 b．实验Ⅱ的pH较实验Ⅰ高，加快了Fe2+的氧化
(4)①Ⅰ．向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 Ⅱ．除去黄褐色沉淀表面的，以免影响后续实验 ②H2O H＋
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