第2课时 铁盐和亚铁盐
学习目标
1.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。 2.结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。
知识点一 Fe3＋与Fe2＋的检验
1.常见的铁盐有 Fe2（SO4）3 、 FeCl3 等，常见的亚铁盐有 FeSO4 、 FeCl2 等。
2.Fe3＋、Fe2＋的检验
离子 Fe3＋ Fe2＋
实验操作
实验现象 溶液变成 红色 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成 红 色
离子方程式 Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ ，Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3
结论 Fe3＋遇SCN－显 红 色，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用 加KSCN溶液再加新制氯水 的方法检验Fe2＋的存在
【教材挖掘】
教材中描述“含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色”，是产生红色的沉淀吗？
提示：不是。Fe（SCN）3溶液是红色，但没有生成沉淀。
1.（鲁科版习题）下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是（ ）
A.盐酸 B.氯气
C.CuSO4溶液 D.稀硫酸
解析：B 能与KSCN溶液作用生成红色溶液的物质含有Fe3＋。A项，铁与盐酸反应生成FeCl2；B项，铁与Cl2反应生成FeCl3；C项，铁与CuSO4溶液反应生成FeSO4；D项，铁与稀硫酸反应生成FeSO4。
2.下列离子的检验方法合理的是（ ）
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B.向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C.向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋
解析：C 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，A错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，B错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，C正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，D错误。
3.已知Fe2＋遇铁氰化钾{K3[Fe（CN）6]}产生蓝色沉淀。回答下列问题：
Ⅰ.已知黑色固体M只含铁和氧两种元素。为了检验M的组成，进行下列实验：
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离子的方法是取少量溶液加入KSCN溶液，变红色，则有Fe3＋ ；
能得出的结论是c（填字母）。
a.M中一定有＋3价和＋2价铁，无0价铁
b.M中一定有＋3价和0价铁，无＋2价铁
c.M中一定有＋3价，0价和＋2价铁至少有一种
d.M中一定有＋3价、＋2价和0价铁
Ⅱ.为检验某固体（假定只含铁和氯元素）是FeCl3而不是FeCl2。步骤是：
①取少量固体样品溶于少量浓盐酸，加水稀释，将溶液分为两份；
②一份溶液检验出三价铁离子；
③另一份溶液不能检验出二价铁离子。
（1）其中检验出三价铁离子的离子方程式Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3 。
检验不存在二价铁离子的方法是滴加K3[Fe（CN）6]溶液，无蓝色沉淀生成 。
（2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验上述溶液中是否含有Fe2＋？不能（填“能”或“不能”），原因是Fe2＋、Cl－二者都具有还原性，都可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色。
归纳总结
Fe2＋与Fe3＋的检验
性质 检验方法
利用颜色变化 含Fe3＋的溶液＋KSCN或NH4SCN溶液，溶液呈红色
利用铁化合物沉淀的颜色 ①含Fe2＋的溶液＋NaOH溶液，出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； ②含Fe3＋的溶液＋NaOH溶液，出现红褐色沉淀
利用Fe2＋的还原性 ①含Fe2＋的溶液＋酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去； ②含Fe2＋的溶液＋KSCN溶液，不变红，加入氯水或过氧化氢等氧化剂，溶液变为红色
知识点二 Fe3＋与Fe2＋的转化
1.Fe3＋、Fe2＋的转化
（1）上述实验操作的现象为溶液由棕黄色变为 浅绿色 →溶液 无明显变化 →溶液变成 红色 。
（2）反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ ， 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ ， Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3 。
【教材挖掘】
教材中描述“亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐”，那么除去FeCl3溶液中的FeCl2的最佳方法是什么？
提示：向FeCl2溶液中加入稍过量的氯水（或双氧水），振荡。
【探究活动】
利用覆铜板制作图案
实验 原理 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验 操作 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案
实验现象 用油性笔画出的图案处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案
实验结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀，利用了FeCl3溶液的氧化性
活动1：某工程师为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图所示方案：
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
① ，② ，③ ，
④ ，⑤ 。
提示：①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
活动2：如何除去FeCl2溶液中的FeCl3？写出反应的离子方程式。
。
提示：加入铁粉。反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋
活动3：如图是铁及其化合物的“价—类”二维图。
（1）写出下列转化的离子方程式：
Fe2O3Fe3＋Fe（OH）3Fe3＋
① ；
② ；
③ 。
提示：①Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O
②Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓
③Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O
（2）写出下列转化的离子方程式：
FeFe2＋Fe3＋Fe2＋
④ ；
⑤ ；
⑥ 。
提示：④Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑
⑤2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－
（或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O）
⑥Fe＋2Fe3＋3Fe2＋（或2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋）
归纳总结
1.Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
（1）Fe具有还原性，可被弱氧化剂（H＋、Fe3＋等）氧化成Fe2＋，被强氧化剂（Cl2等）氧化成Fe3＋。
（2）Fe2＋既有氧化性又有还原性，可被强氧化剂[Cl2、KMnO4（H＋）等]氧化为Fe3＋，可被还原剂（Al、Zn、CO等）还原为Fe。
（3）Fe3＋具有氧化性，可被还原剂（Fe、Cu等）还原为Fe2＋，被强还原剂（CO等）还原为Fe。如2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋、3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
2.铁及其化合物的“价—类”二维图
（1）横向变化体现了同价态不同类别（氧化物、碱、盐）之间的转化。
（2）纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
（3）斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性。
2.检验食品中的铁元素
【探究活动】
步骤 实验操作
Ⅰ 取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品
Ⅱ 取少许上述实验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸（稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋），再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察现象
活动1：要验证菠菜中含有铁元素，如直接取菠菜的汁液进行实验，由于菠菜汁有颜色，所以对于实验现象的观察有一定的影响。可进行如下操作：将鲜菠菜烧成灰，然后用酸浸泡，过滤后的浸泡液用来检验铁元素。用酸浸泡的目的是什么？
提示：将菠菜中的铁元素转化为铁离子。
活动2：灼烧新鲜菠菜（含有草酸亚铁）的过程中，草酸亚铁会发生化学反应，生成亚铁或者＋3价铁的化合物，会影响后期铁元素的检验吗？为什么？
提示：不影响。因为无论是生成二价或三价铁的化合物，后期都会变成对应的铁离子，不影响铁元素的检验。
1.（苏教版习题）将铁屑溶于过量的稀盐酸后再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是（ ）
A.稀硫酸 B.氯水
C.硫酸锌 D.氯化铜
解析：B 铁屑溶于过量的稀盐酸生成FeCl2，FeCl2与稀硫酸、硫酸锌、氯化铜不反应，但可被氯水中的Cl2氧化为FeCl3，B符合题意。
2.部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.a可与e反应生成b
B.c在空气中转化为d的现象：白色沉淀直接变为红褐色
C.若要实现e转化为b可向其中加入铜片
D.若要实现b转化为e可向其中加入H2O2
解析：B a为0价单质，即a为Fe，b为＋2价亚铁盐，c为＋2价的碱，即c为Fe（OH）2，e为＋3价铁盐，d为＋3价的碱，即d为Fe（OH）3。根据上述分析，该反应为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，A正确；4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，c在空气中转化为d的现象：白色沉淀迅速变成灰绿色最后变为红褐色，B错误；若要实现e转化为b，即Fe3＋→Fe2＋，发生还原反应，可向其中加入铜片，C正确；若要实现b转化为e，即Fe2＋→Fe3＋，可向其中加入氧化剂H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，D正确。
3.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2＋。工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题：
（1）加入过量铁粉发生反应的离子方程式为Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋。
（2）请写出加入试剂⑤的化学式稀H2SO4，⑥的操作方法是过滤。
（3）某兴趣小组同学欲鉴别④中的金属阳离子，设计如下实验：
Ⅰ.甲同学取2 mL ④溶液，滴加氢氧化钠溶液，产生的现象是Ⅰ.先产生白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，
产生该现象所涉及的化学方程式为FeSO4＋2NaOHFe（OH）2↓＋Na2SO4、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
Ⅱ.乙同学取2 mL ④溶液，先加入几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴氯水，现象为溶液变为红色，
其中涉及氧化还原反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。
解析：向废水（含有大量的FeSO4和较多的Cu2＋）中加入过量铁粉，Cu2＋全部被铁粉还原为Cu，再过滤得到的①是滤渣，主要含有Cu、Fe，②是FeSO4滤液；向含有Cu、Fe的滤渣中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应转化为FeSO4，铜与稀硫酸不反应，操作⑥为过滤，得到的③是Cu，滤液④是FeSO4溶液，将其与滤液②合并，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到FeSO4·7H2O。
1.（鲁科版改编题）下列反应中，Fe3＋表现出氧化性的是（ ）
A.FeCl3溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝
B.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C.向FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀
D.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液，溶液显红色
解析：A A项，淀粉变蓝，说明有I2生成，即I－被氧化，Fe3＋表现出氧化性；B项，Fe3＋与OH－反应生成Fe（OH）3，Fe元素化合价未发生变化，未表现出氧化性；C项，FeCl3溶液与AgNO3溶液混合时，Cl－与Ag＋反应生成AgCl，Fe元素化合价未发生变化，未表现出氧化性；D项，生成红色物质不涉及化合价的变化，不体现Fe3＋的氧化性。
2.查阅信息可知K3溶液与Fe2＋反应生成蓝色沉淀。“铁肥”（主要含FeSO4·7H2O）常用于解决植物叶面变黄问题，将“铁肥”溶于水配制成溶液，喷施在叶面上。下列有关“铁肥”说法错误的是（ ）
A.“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质
B.可用K3溶液检验“铁肥”中的Fe2＋
C.为保证“铁肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量铁粉
D.可用KSCN溶液检验“铁肥”是否完全失效
解析：D FeSO4·7H2O中Fe2＋易被空气中的氧气氧化而变质，A正确；K3溶液与Fe2＋反应生成蓝色沉淀，可用来检验“铁肥”中的Fe2＋，B正确；铁粉可与Fe3＋反应生成Fe2＋，从而保证“铁肥”的效果，C正确；KSCN溶液可检验Fe3＋的存在，还需要检验Fe2＋不存在才能证明“铁肥”完全失效，D错误。
3.（鲁科版习题）向某溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，溶液颜色无明显变化；当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色。下列结论中，错误的是（ ）
A.原溶液一定含有SCN－
B.氧化性：Fe3＋＞Cl2
C.Fe2＋与SCN－不能生成红色物质
D.Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：B 由题意知，某溶液加入含有Fe2＋的溶液，溶液颜色无明显变化，再加入新制氯水，溶液变红色，发生反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3，可知，原溶液一定含有SCN－，氧化性：Cl2＞Fe3＋，Fe2＋与SCN－不能生成红色物质，Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋。
4.（2025·海南国兴中学高一月考）如图为铁在一定条件下的转化关系图。
请回答下列问题：
（1）早在西汉时期的《淮南万毕术》中就记载“曾青得铁则化为铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液（古人称为胆水）中，可以得到金属铜，这是古代的湿法冶铜，请写出反应的化学方程式Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu。
（2）向炽热的铁屑中通入Cl2生成FeCl3，每生产162.5 g FeCl3，消耗Cl2的物质的量为1.5 mol。
（3）实现Fe转化为Fe2＋，可加入足量的 溶液（填化学式）。
答案：HCl、H2SO4、FeCl3、CuSO4等任一合理的答案即可
（4）请写出用FeCl3溶液蚀刻覆铜板制作印刷电路板的离子方程式：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。
解析：（2）根据化学方程式2Fe＋3Cl22FeCl3，每生产162.5 g FeCl3，FeCl3的物质的量为＝1 mol，消耗×1 mol＝1.5 mol Cl2。（3）Fe与足量的HCl、H2SO4、FeCl3、CuSO4等反应均可转化为Fe2＋。（4）FeCl3与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。
题组一 Fe3＋、Fe2＋的检验
1.下列各组物质反应后，再滴入KSCN溶液，显红色的是（ ）
A.过量铁与稀盐酸
B.少量氯水与FeCl2溶液
C.过量铁粉与CuCl2溶液
D.过量铁粉与FeCl3溶液
解析：B 铁与盐酸发生反应，生成的是Fe2＋，滴入KSCN溶液，溶液不会显示红色，A错误；铁粉过量，铁置换出铜，同时生成Fe2＋，滴入KSCN溶液，溶液不会显示红色，C错误；过量铁粉与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，溶液中不存在铁离子，滴入KSCN溶液，溶液不会显示红色，D错误。
2.将一浅绿色溶液，置于空气中，变黄色。将此黄色溶液逐滴滴入沸水中，形成一种红褐色胶体，下列说法中错误的是（ ）
A.该浅绿色溶液中含有Fe2＋，在空气中被氧化为Fe3＋
B.欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2＋，向其中滴加KSCN溶液
C.配制该浅绿色溶液，要向其中加少量铁粉，目的是防止Fe2＋被氧化
D.欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3＋，滴入KSCN溶液，看是否变红色
解析：B 向该黄色溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，可以证明含有Fe3＋，无法证明是否含有未被氧化的Fe2＋。
题组二 Fe3＋与Fe2＋的转化
3.（2025·佛山高一期末）铁是典型的变价金属，下列关于铁及其化合物的离子方程式正确的是（ ）
A.Fe与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋3H2↑
B.醋酸除铁锈（Fe2O3）：Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O
C.FeCl2溶液与氯水反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－
D.用FeCl3溶液腐蚀铜制作电路板：Fe3＋＋CuFe2＋＋Cu2＋
解析：C Fe与稀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↑，A错误；醋酸是弱酸，不能拆为离子，正确的离子方程式为Fe2O3＋6CH3COOH2Fe3＋＋3H2O＋6CH3COO－，B错误；没有配平，正确的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，D错误。
4.（2025·山东学业水平测试）A、B、C、D是化合物，E、F是单质。且A、B、C、D、E均含同一种元素。各物质之间的转化关系如图所示：
回答下列问题：
（1）A→D中F体现氧化性（填“氧化性”或“还原性”）；B的化学式为Fe（OH）2。
（2）C→D的离子方程式为Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O。
（3）检验D中阳离子的试剂为KSCN溶液。
（4）D→A的化学方程式为2FeCl3＋Fe3FeCl2。
解析：C为红褐色沉淀，则C为Fe（OH）3，B为Fe（OH）2，B到C为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3；C到D为Fe（OH）3＋3HClFeCl3＋3H2O，D为FeCl3，D到A为2FeCl3＋Fe3FeCl2，A为FeCl2，A到D为2FeCl2＋Cl22FeCl3，综上，A为FeCl2，B为Fe（OH）2，C为Fe（OH）3，D为FeCl3，E为Fe，F为Cl2。
题组三 Fe3＋、Fe2＋的性质
5.（2025·北京延庆区期末）为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中加入FeSO4粉末，下列关于FeSO4的叙述中，正确的是（ ）
A.作吸水剂 B.铁元素化合价降低
C.作氧化剂 D.作还原剂
解析：D FeSO4具有较强的还原性，能与氧气发生反应，可以防止食品氧化变质，故作还原剂，选D。
6.（2025·江阴二中月考）下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，错误的是（ ）
A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B.将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液
C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂
D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质
解析：C 向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2，都属于化合反应，A正确；将铁粉加入氯水中，当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液，B正确；Fe2＋和Cl－均具有还原性，均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则不能利用酸性高锰酸钾溶液鉴别FeCl2和FeCl3，C错误；二价铁不稳定，可被氧化为三价铁；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，均可能得到氢氧化铁，D正确。
7.如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。
（1）填写二维图缺失的类别①单质和化学式②Fe（OH）3。
（2）某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于盐，可能与③⑤发生反应（填序号）；从化合价角度看，Fe3＋具有氧化性，可能与②发生反应（填序号）。
（3）某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①上述反应化学方程式为Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2；
反应中FeCl3作氧化剂，理由是氯化铁中铁元素的化合价由＋3价变为＋2价。
②写出该反应的离子方程式Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋。
8.向某晶体的水溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论中，错误的是（ ）
A.该晶体中一定含有SCN－
B.Fe3＋的氧化性比Cl2的氧化性强
C.Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋
D.Fe2＋与SCN－不能形成红色的化合物
解析：B 混合物中出现红色，说明Fe3＋与SCN－发生了反应，则该晶体中一定含有SCN－，A正确；加入Fe2＋无明显变化，加入氯水后出现红色，说明Cl2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，即Cl2是氧化剂，Fe3＋是氧化产物，则氧化性：Fe3＋＜Cl2，B错误，C正确；原晶体中含有SCN－，开始加入Fe2＋时，溶液颜色无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色的化合物，D正确。
9.（鲁科版习题）向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉，充分反应后不会出现的结果是（ ）
A.铁、铜均有 B.铁、铜均无
C.有铜无铁 D.有铁无铜
解析：D 因还原性：Fe＞Cu，则先后可能发生反应①2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，②2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，③Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu；若铁粉过量，只发生反应①，反应后铁、铜均有，A不符合题意；若FeCl3溶液过量，反应①②均发生，铁、铜均无，B不符合题意；若铁粉不足，铜粉过量，反应①②均发生，此时有铜无铁，C不符合题意；因可发生反应③，不存在有铁无铜的结果，D符合题意。
10.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋（溶液中不含Cl－）；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（ ）
甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 新制氯水
D 新制氯水 酸性KMnO4溶液
解析：B 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。氯水符合条件，实验现象是氯水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件，实验现象是溶液的紫红色变浅或褪去。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
11.（2025·广东实验中学高一期中）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。
回答下列问题：
（1）甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。
（2）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是隔绝空气，排除氧气对实验的影响。
（3）丙组同学向盛有足量H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热。随后溶液变红褐色。
①一段时间后，才出现气泡的原因是：Fe3＋催化H2O2分解产生O2。
②红褐色的物质是Fe（OH）3（胶体）。
（4）配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑。若不加铁屑，溶液久置后会慢慢出现黄色沉淀FeOOH，溶液也变黄。
①写出有关反应的离子方程式：12Fe2＋＋3O2＋2H2O8Fe3＋＋4FeOOH↓。
②取少量黄色沉淀，用水洗涤后，设计实验检验黄色沉淀中不含＋2价铁，需要用到的试剂为H2SO4、KMnO4（写化学式）。
解析：（1）Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。（2）乙组认为甲组实验不够严谨，因为甲组实验没有排除空气中的氧气氧化Fe2＋的可能性，故煤油的作用是隔绝空气，排除氧气对实验的影响。（3）H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，使溶液变成棕黄色；一段时间后，Fe3＋催化H2O2分解为氧气，使得溶液中有气泡出现，并放热，Fe3＋与水反应生成氢氧化铁胶体，液体变红褐色。①一段时间后，才出现气泡的原因是：Fe3＋催化H2O2分解产生O2；②红褐色的物质是Fe（OH）3（胶体）。（4）①配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑。若不加铁屑，溶液久置后亚铁离子被氧气氧化，发生反应12Fe2＋＋3O2＋2H2O8Fe3＋＋4FeOOH↓，会慢慢出现黄色沉淀FeOOH，溶液也变黄。②取少量黄色沉淀FeOOH，用水洗涤；检验黄色沉淀中不含＋2价铁，根据Fe2＋可使酸性高锰酸钾溶液紫色褪色，需要的试剂为H2SO4、KMnO4。
12.（2025·石家庄十七中月考）某化学兴趣小组在研究“铁及其化合物性质”时，发现向FeCl2溶液中滴加2滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加2 mL H2O2（具有氧化性）溶液（pH约为5），溶液先变红，后褪色，并有气泡产生。为了弄清楚产生这种异常现象的原因，他们进行了如下探究：
（1）溶液先变红的原因是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O（只写其中的氧化还原过程，用离子方程式表示）。
（2）同学们对溶液褪色的原因提出了不同的看法并进行实验：
Ⅰ.甲同学认为是Fe3＋被H2O2还原。
取褪色后溶液，滴加FeCl3溶液，无明显现象，证明甲同学观点不正确。
Ⅱ.乙同学认为是SCN－被氧化。
取褪色后溶液，滴加KSCN溶液，出现红色。
根据上述实验现象，同学们认为溶液褪色的原因可能有两种：
乙同学认为SCN－被O2氧化。
丙同学认为SCN－被H2O2氧化。
为了探究溶液褪色的原因究竟是上述的哪种，该兴趣小组进行了如下实验。
向2 mL FeCl3溶液中滴加2滴KSCN溶液，后通入O2发现溶液不褪色，证明溶液褪色的原因不是乙同学认为的原因，而是丙同学认为的原因。
（3）该兴趣小组通过查阅资料，发现SCN－可以被氧化成S和CO2、N2。写出SCN－被氧化的离子方程式2SCN－＋11H2O22S＋2CO2↑＋N2↑＋10H2O＋2H＋ 。
（4）根据题目所给信息及实验现象推断物质还原性强弱：Fe2＋＞SCN－（填“＞”或“＜”）。
解析：（1）FeCl2溶液并不与KSCN溶液发生显色反应，滴加H2O2溶液，H2O2溶液氧化Fe2＋：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，Fe3＋与KSCN溶液发生反应：Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（红色）。（2）甲同学认为是Fe3＋被H2O2还原，溶液中无Fe3＋，向溶液中滴加FeCl3，若溶液不变红说明是KSCN被氧化，证明甲同学观点不正确。取褪色后溶液，滴加KSCN溶液，出现红色，说明KSCN被氧化，可能是SCN－被O2氧化，也可能是SCN－被H2O2氧化。向2 mL FeCl3溶液中滴加2滴KSCN溶液，后通入O2，发现不褪色，证明溶液褪色的原因不是SCN－被O2氧化，而是SCN－被H2O2氧化。（4）氧化还原反应中还原性强的先反应，在FeCl2和KSCN混合液中滴加少量H2O2溶液，溶液先变红，说明H2O2与Fe2＋反应生成Fe3＋，说明双氧水优先氧化Fe2＋，说明Fe2＋的还原性强于SCN－。
1 / 2一、铁及其化合物
二、金属材料
金属材料
三、物质的量在化学方程式计算中的应用
金属及金属材料在生活生产中的应用
主题1药品中的铁元素
【探究1】 铁元素和我们每个人息息相关，因为铁元素和我们的血液产生有关，是血液形成的原材料。如果身体缺乏铁元素的话，就会使得我们患上缺铁性贫血症。含有铁元素的化合物也是化学的重要物质。以下是补铁剂和胃药的两张标签的部分信息。
硫酸亚铁片 英文名：Ferrous Sulfate Tablets 本品含硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）应为标示量的95.0％～110.0％
【性状】 本品为糖衣片，除去糖衣后显淡蓝绿色
【鉴别】 取本品，除去糖衣，研细，称取适量（约相当于硫酸亚铁0.2 g），加稀盐酸1滴与水20 mL，振摇使硫酸亚铁溶解，过滤，滤液可以显示亚铁盐与硫酸的特性
图1
氢氧化铝片 英文名：Aluminium Hydroxide Tablets
【主要成分】 糖衣、碳酸镁、氢氧化铝、淀粉
【适应症】 能缓解胃酸过多
【用法用量】 成人：口服，一次0.6～0.9 g（一次2～3片），一日3次，餐前1小时服
【详细用法】 见说明书
图2
（1）根据硫酸亚铁片标签如图1回答：
①硫酸亚铁片中，糖衣的作用是什么？
②检验硫酸亚铁是否被氧化的试剂有哪些？请你简单描述一下实验现象。
③能否用酸性高锰酸钾溶液鉴别硫酸亚铁溶液中含有亚铁离子？若能，请描述一下实验现象。
提示：①隔绝空气，防止FeSO4被空气氧化。
②KSCN溶液。加入硫氰化钾，若溶液变成红色，证明硫酸亚铁已经变质，若溶液没有变成红色，证明硫酸亚铁没有变质。
③可以。将酸性高锰酸钾溶液滴入硫酸亚铁溶液中，紫色褪去，即证明存在亚铁离子。
（2）根据氢氧化铝片标签如图2回答：
①能缓解胃酸过多的有效成分是什么？
②请你写出氢氧化铝中和胃酸反应的离子方程式。
提示：①MgCO3、Al（OH）3。该药片能缓解胃酸过多，胃酸的主要成分是盐酸，MgCO3、Al（OH）3与盐酸反应。
②氢氧化铝与胃酸中盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式：Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O。
主题2铁、铜等金属在生产生活中的应用
【探究2】 滑雪大跳台由赛道、裁判塔和看台区域三部分组成，北京奥运会跳台造型设计来自敦煌“飞天”飘带形象，曲线优美，如图所示。
（1）滑雪大跳台主体为钢结构，生铁与钢的性能不同的原因是什么？
提示：含碳量不同
（2）裁判塔采用的是耐候钢。这种钢材自带防火和防腐功能，无须再涂刷防火和防腐产品。铁制品锈蚀的原因是什么？工业上常用稀盐酸除铁锈，写出该反应的化学方程式。
提示：铁制品锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果 Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O
（3）耐候钢中常含有铜、镍、钛等金属，耐候钢属于化合物还是混合物？
提示：混合物
【探究3】 广汉三星堆遗址是距今5 000年至3 000年左右的古蜀文化遗址，遗址中出土了大量的青铜文物，被称为20世纪人类最伟大的考古发现之一。
一种火法炼铜的方法：采富含孔雀石[主要成分为Cu2（OH）2CO3]的矿石，与木炭共热。反应方程式为Cu2（OH）2CO3＋C2Cu＋2CO2↑＋H2O。
（1）判断Cu2（OH）2CO3的类别。上述反应中化合价升高的元素有哪些？
提示：盐类 碳或C
（2）《天工开物》记载了一种湿法炼铜的方法——“烧铁器淬于胆矾水（CuSO4溶液）中，即成铜色也”，写出该反应的离子方程式。
提示：Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋
（3）铜制品历经两千余年，表面都会有斑驳的铜锈[Cu2（OH）2CO3]，这也是青铜器独有的浪漫。在众多文物中，铁比铜更容易生锈，主要原因是什么？
提示：铁比铜更加活泼
（4）铜锈在酒精灯上加热会分解生成一种黑色的氧化物，写出该反应的化学方程式。
提示：Cu2（OH）2CO32CuO＋CO2↑＋H2O
（5）粉状铜锈结构疏松，会对青铜器产生持续的伤害，可以用稀硫酸除去。写出该反应的离子方程式。
提示：Cu2CO3＋4H＋2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑
1 / 3第1课时 金属材料
学习目标
1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能。 2.能列举常见合金的组成和性能，学会合理的选择和使用金属材料。
知识点一 铁合金
1.合金
（1）合金的特点
①合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。
②合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
（2）合金的结构：其他元素的原子加入后，改变了金属原子有规则的层状排列，导致合金的硬度变大。
2.铁合金
（1） 生铁 和 钢 是含碳量不同的两种铁碳合金。
（2）生铁的含碳量比钢的 高 。生铁的 硬度 大，钢有良好的 延展 性。
（3）钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如下：
（4）不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是 铬和镍 。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素。（ × ）
（2）生铁、碳素钢、合金钢中都含碳元素。（ √ ）
（3）合金的熔点可以低于它的成分金属。（ √ ）
（4）商代后期铸造出工艺精湛的后（司）母戊鼎，该鼎属于铜合金制品。（ √ ）
2.合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是（ ）
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤ B.②③④
C.①②④ D.①②④⑤
解析：A 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。
3.我国对于铁合金的记载很早，在《天工开物》中“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”体现了我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分，下列叙述正确的是（ ）
A.生铁的含碳量比熟铁低
B.生铁变为熟铁是物理变化
C.钢的含碳量越高，硬度越小
D.合金钢与碳素钢的组织结构不同
解析：D 生铁的含碳量比熟铁高，A错误；生铁变为熟铁涉及炼钢过程的一系列化学变化，B错误；钢的含碳量越高，硬度越大，C错误；合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，D正确。
归纳总结
合金的组成和性质
（1）部分合金里既有金属也有非金属。通常情况下认为合金是混合物，没有固定的熔点。合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
（2）大多数合金的硬度一般比它的各成分金属的大，大多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。但是并不是所有的合金的性质都符合这一特点。
知识点二 铝和铝合金 新型合金
1.铝与酸、碱的反应
铝与盐酸反应 铝与氢氧化钠溶液反应
实验操作
实验现象 铝片 逐渐溶解 ，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有 爆鸣 声
化学方程式 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑
离子方程式 2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O2＋3H2↑
实验结论 铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生 氢气
2.氧化铝与酸、碱的反应
（1）Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应。
（2）氧化铝的两性（写出反应的离子方程式）
①与稀盐酸反应： Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O 。
②与NaOH溶液反应： Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al（OH）4]－ 。
【探究活动】
把在空气中久置的铝片5.4 g，投入盛有500 mL 1 mol·L－1盐酸溶液的烧杯中，该铝片与盐酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的坐标曲线来表示。
活动1：曲线由O→a段不产生氢气的原因是什么？写出O→a段和b→c段对应的离子方程式。
提示：铝片表面有氧化铝，盐酸首先和铝表面的氧化铝反应，O→a段反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O。b→c段的离子方程式：2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑。
活动2：假设反应结束后，盐酸恰好反应完全，固体有剩余。则该过程产生的氢气是0.25 mol吗？如果换成等浓度、等体积的NaOH溶液，产生的氢气会多于0.25 mol吗？为什么？
提示：不是0.25 mol，因为有部分盐酸与氧化铝反应，没有全部用来生成氢气。如果换成等浓度、等体积的NaOH溶液，产生的氢气会多于0.25 mol，原因是同样质量的铝与NaOH溶液反应，消耗的NaOH物质的量比HCl少，多余的NaOH可以继续与铝反应产生氢气。
活动3：等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？
提示：1∶1。Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量也相等，故氢气的体积之比为1∶1。
归纳总结
铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
（1）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
（2）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl（H2）∶VNaOH（H2）＝1∶1。
（3）足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl（H2）∶VNaOH（H2）＝1∶3。
3.铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一。硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
4.新型合金
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）铝既能与酸反应又能与碱反应。（ √ ）
（2）Al2O3既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应。（ √ ）
（3）铝在空气中易钝化生成致密的氧化膜。（ √ ）
（4）储氢合金很好地解决了H2的储存问题。（ √ ）
2.（2025·广东省实验中学期末）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，故铝可用于制作各种形状的铝制品
B.合金普遍具有硬度大、熔点高等优点
C.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
D.Al、Al2O3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
解析：B 一般情况下，合金具有硬度大、熔点低等优点，B错误。
3.铝是一种既能与酸反应又能与强碱溶液反应的金属。回答下列问题：
（1）在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是由0价变为＋3价，还原剂都是铝。
（2）1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为1∶1，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。
（3）甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为2∶3。
解析：由2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑可知：①1 mol铝消耗3 mol氯化氢，生成 mol氢气；②1 mol铝消耗1 mol氢氧化钠，生成 mol氢气。③5.4 g（即0.2 mol）铝与0.4 mol HCl（不足量）反应时，生成氢气0.2 mol；④5.4 g（即0.2 mol）铝与0.4 mol NaOH（过量）反应时，生成氢气0.3 mol。
1.合金是一类用途广泛的金属材料，下列关于合金的描述正确的是（ ）
A.合金的硬度比组成它的成分金属小
B.在我国使用最早的合金是青铜
C.合金的熔点一般比组成它的成分金属高
D.目前用量最大、用途最广的合金是铝合金
解析：B 合金的硬度比组成它的成分金属大，A错误；合金的熔点一般比组成它的成分金属低，C错误；目前用量最大、用途最广的合金是铁合金，D错误。
2.（教材改编题）下列关于铝的说法中，正确的是（ ）
A.铝的熔点高于氧化铝
B.铝不与酸、碱反应
C.常温下铝不与氧气反应
D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
解析：D 铝的熔点比氧化铝低，A错误； 铝是两性金属，能与酸反应，也能与碱反应，如与NaOH溶液反应：2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑，B错误；铝是活泼金属，常温下氧气能与Al反应生成氧化铝，C错误；铝是活泼金属，铝表面能被氧气氧化生成一层致密氧化薄膜，能够阻碍内部铝被氧化，D正确。
3.（苏教版习题）生铁的熔点是1 100～1 200 ℃，纯铁的熔点可能是（ ）
A.1 055 ℃ B.1 100 ℃
C.1 200 ℃ D.高于1 200 ℃
解析：D 合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，生铁是铁碳合金，其熔点是1 100～1 200 ℃，则纯铁的熔点可能高于1 200 ℃。
4.下列说法错误的是（ ）
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
C.铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
D.由镍、铁、碳、钴组成的合金可以制造喷气式飞机的发动机叶片，能承受1 100 ℃的高温
解析：A 赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选A。
5.（2025·海南国兴中学月考）已知某品牌饮料易拉罐的材质为镁铝合金，现利用一个空的该易拉罐进行试验：
（1）向易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪，原因是NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪；
再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样，原因是易拉罐合金中的金属Al与NaOH溶液反应产生H2，重新将易拉罐鼓起来；
易拉罐鼓起过程反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑。
（2）将镁铝合金的易拉罐打磨、清洗并干燥后，剪碎并磨成粉，将该粉末浸入盐酸中完全溶解，再加入足量的NaOH溶液中，充分反应之后，仍存在白色沉淀，该白色沉淀是Mg（OH）2（填化学式）。
（3）另取一个空的该易拉罐，从中间锯开，用砂纸将其内壁的氧化膜除去，装入约20 mL蒸馏水，再往水中投入2.3 g金属钠，理论上最多可收集到氢气的物质的量为0.2 mol。
解析：（1）NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪，易拉罐合金中的金属Al与NaOH溶液反应产生H2，重新将易拉罐鼓起来。（2）镁铝合金溶于盐酸中生成MgCl2和AlCl3，氯化镁、氯化铝溶液与NaOH溶液先反应生成Mg（OH）2、Al（OH）3沉淀，后Al（OH）3与过量的NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和水，则白色沉淀是Mg（OH）2。（3）往水中投入2.3 g金属钠发生的反应为2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，则由方程式可知，理论上最多可收集到氢气的物质的量为×（ ＋）＝0.2 mol。
题组一 合金及铁合金
1.关于铁合金说法错误的是（ ）
A.熔点比纯铁低
B.硬度比纯铁大
C.目前消耗最多的金属材料
D.人类最早使用的金属材料
解析：D 人类最早使用的金属材料不是铁，铁的使用晚于铜，D错误。
2.下列有关合金的说法，错误的是（ ）
A.铁合金是混合物
B.世界上用途最广、用量最大的合金是钢
C.合金的硬度一般比它的各成分金属的小
D.合金可以由金属和非金属熔合而成
解析：C 合金的硬度一般比它的各成分金属的大，C错误。
3.钢铁是铁碳合金的总称，其强度高，价格便宜，应用广泛。下列对于碳素钢和合金钢的认识中，你认为正确的是（ ）
A.都属于钢，物理性质相同
B.它们的组成元素相同
C.地铁列车的车体材质为含Ni、Cr的不锈钢，具有较强的耐腐蚀能力
D.碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，因此它们的化学性质完全相同
解析：C 合金钢是在碳素钢中加入了合金元素，改变了钢的组织结构，从而表现出不同的性能，A错误；碳素钢和合金钢组成元素不相同，化学性质不完全相同，B、D错误。
题组二 铝 氧化铝 铝合金
4.（苏教版改编题）下列金属材料中，最适合用于制造飞机部件的是（ ）
A.铝合金 B.铜合金
C.不锈钢 D.铅锡合金
解析：A 铝合金密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机部件的理想材料。
5.下列叙述中错误的是（ ）
A.氧化铝固体不溶于水，不导电，它是非电解质
B.氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料
C.氧化铝是一种白色的固体，是冶炼铝的原料
D.铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀
解析：A 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物为电解质，氧化铝在熔融状态能导电为电解质，A错误。
6.下列关于铝单质的叙述中，正确的是（ ）
A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C.铝和NaOH溶液反应的离子方程式：Al＋2OH－＋2H2O[Al（OH）4]－＋H2↑
D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
解析：A 铝化学性质活泼，铝制品具有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成致密的氧化膜，B错误；电荷、得失电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑，C错误；打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D错误。
7.结合铝的相关知识，回答下列问题。
（1）铝制成铝箔作食品包装，是利用它的哪一性质B（填字母）。
A.金属光泽 B.延展性
C.导电性 D.导热性
（2）铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜（氧化物）而对铝起保护作用，但这层氧化膜（氧化物）遇到强酸或强碱都会溶解，请写出：
其与盐酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O。
与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al（OH）4]－。
（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是3∶1。
（4）甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，相同条件下测得生成的气体体积比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉的质量为A（填字母）。
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
解析：（1）铝制成铝箔作食品包装，是利用了铝的延展性。（3）根据2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，当二者产生的H2相等时，HCl和NaOH的物质的量浓度之比是6∶2＝3∶1。（4）铝粉和盐酸反应化学方程式为2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑，铝粉和NaOH反应化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，根据化学方程式关系可判断消耗等量的铝，需要盐酸的物质的量比NaOH多，但反应中V（甲）∶V（乙）＝1∶2，可知盐酸完全参与反应，盐酸的物质的量是0.3 mol，根据H守恒可知V（甲）＝0.15 mol，则V（乙）＝0.3 mol，因此根据对应化学方程式可知n（Al）＝0.2 mol，则加入铝粉的质量为5.4 g，选A。
题组三 新型合金
8.形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金记忆效应的是（ ）
A.脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒，如果矫形棒的矫正力有变化，把温度升高到比体温约高5 ℃，就能恢复足够的矫正力
B.合金在高温环境下制做好天线，再在低温下把它压缩成一个小铁球，运上太空中，太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状
C.用于制造精密仪器或精密车床，一旦由于震动、碰撞等原因变形，只需加热即可排除故障
D.汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形
解析：D 汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形，不是利用了记忆合金的记忆效应，A、B、C项均是利用了记忆合金的记忆效应。
9.下列说法错误的是（ ）
A.我国最早使用的合金是由铜铝合金制成的青铜器
B.储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
C.一般汽车配件中的发动机使用的是密度小、强度大且耐腐蚀的铝合金材料
D.钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金
解析：A 青铜是铜锡合金，是我国使用最早的合金，A错误。
10.（2025·江苏邗江中学高一月考）下列物质的转化在给定条件下能实现的是（ ）
A.Al2O3Al（OH）3
B.FeFe2O3FeCl3（aq）
C.AlAl2O3Al（OH）3
D.硫酸铝Al（OH）3
解析：D Al2O3难溶于水，与H2O不反应，不能生成Al（OH）3，A不能实现；Fe在O2中点燃，生成Fe3O4，不生成Fe2O3，B不能实现；Al在O2中点燃，生成Al2O3，Al2O3与NaOH反应，不能生成Al（OH）3，C不能实现。
11.（2025·河南开封高一期末）下列对物质认识的有关说法中，正确的是（ ）
A.添加Cr、Ni元素的铁合金，比纯铁硬度大、耐磨耐腐蚀、韧性更好
B.只由一种元素组成的物质是纯净物
C.“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，铁合金比纯铁硬度大和熔点高
D.不锈钢和碳素钢都是铁合金，性质完全相同
解析：A 只由一种元素组成的物质可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物，B错误；铁合金比纯铁硬度大、熔点低，C错误；碳素钢和不锈钢添加的物质不同，故性质不完全相同，D错误。
12.（2025·北京顺义区杨镇一中月考）已知铝在空气中会生成一层致密的氧化膜（Al2O3），该氧化膜可与稀盐酸发生反应。实验小组将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中，用传感器探究反应过程中温度和压强的变化，结果如图，下列说法错误的是（ ）
A.反应过程中有热量放出
B.0～50 s，发生稀盐酸与Al2O3的反应
C.50 s时，溶液中溶质为Al2O3
D.100～140 s，压强减小是因为温度降低
解析：C 由图示可知，反应的过程中温度升高，反应过程中有热量放出，A正确；氧化铝覆盖在铝的表面，由图示可知，0～50 s，发生稀盐酸与Al2O3的反应，B正确；0～50 s，发生稀盐酸与Al2O3的反应，盐酸未反应完，溶液中溶质为AlCl3、HCl，C错误；100～140 s，反应停止了，压强减小是因为温度降低，D正确。
13.铝及其化合物在生产、生活中的应用日趋广泛。
（1）氧化铝是一种两性氧化物，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH＋3H2O2Na。
（2）Al（OH）3可用作中和胃酸的药片，其中Al（OH）3中和胃酸的原理为Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O（用离子方程式表示）。
（3）某Mg-Al合金是一种潜在的贮氢材料。73.2 g该合金恰好溶解于1.4 L 5.0 mol·L－1 HCl溶液中，则该合金中Mg和Al的物质的量之比为17∶12。
解析：（3）73.2 g该合金恰好溶解于1.4 L 5.0 mol·L－1HCl溶液中，假设Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，则24 g·mol－1×x＋27 g·mol－1×y＝73.2 g，2x＋3y＝1.4 L×5 mol·L－1＝7 mol，解得x＝1.7 mol，y＝1.2 mol，则该合金中Mg和Al的物质的量之比为17∶12。
14.高效净水剂PAFC广泛应用于日常生活用水和工业废水的处理。为检测PAFC中铝和铁元素的含量，进行如图所示流程。回答下列问题：
（1）中Fe的化合价为＋3。
（2）简述检验滤液1中不含Fe3＋的操作：取少许滤液1于试管中，加入KSCN溶液。
（3）滤液1中通入过量CO2发生反应生成氢氧化铝的同时还有碳酸氢钠生成，写出该反应的离子方程式为＋CO2Al↓＋HC。
（4）滤液2采用稀硝酸酸化的目的是除去滤液2中的HC，防止干扰实验。
（5）若操作过程中无元素损失，则PAFC中铁元素的质量分数为21.6％（保留3位有效数字）。
解析：加入NaOH溶液后，过滤后分离出Fe（OH）3，滤液1中含有Na＋、Cl－、OH－、，Fe（OH）3灼烧得到Fe2O3，滤液1中通入过量二氧化碳，发生反应CO2＋OH－HC、＋CO2Al↓＋HC，过滤后，滤液2中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，沉淀为AgCl，则n（Cl）＝n（AgCl）＝＝0.4 mol，Al（OH）3灼烧后得到Al2O3，根据铝元素守恒n（Al）＝2n（Al2O3）＝2×＝0.1 mol。（4）滤液2含有，采用稀硝酸酸化的目的是除去滤液2中的HC，防止干扰实验。（5）若操作过程中无元素损失，根据分析可知，中n（Cl）＝0.4 mol，n（Al）＝0.1 mol，则n＝2，该物质化学式为，则PAFC中铁元素的质量分数为×100％≈21.6％。
1 / 2第1课时 铁 铁的氧化物、铁的氢氧化物
学习目标
1.了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2.通过实验认识铁单质与水蒸气反应的条件。 3.通过实验掌握Fe（OH）2和Fe（OH）3的制备原理及化学性质。
知识点一 铁
1.铁的存在和冶炼
2.铁的物理性质
铁有 延展 性和 导热 性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝，铁还能被 磁体 吸引，其熔、沸点较高。
3.铁的化学性质
（1）铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应
①铁与氯气反应的化学方程式： 2Fe＋3Cl22FeCl3 ；
②加热条件下，铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式： Fe＋SFeS ；
③铁与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式： Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑ ；
④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式： Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu 。
（2）铁粉与水蒸气的反应
实验装置
操作现象 用燃着的火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声
续表
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成 四氧化三铁 和 氢气 ，化学方程式为 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
注意事项 湿棉花的作用： 提供水蒸气 ；肥皂液的作用：收集氢气
【教材挖掘】
钢铁厂中将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，你能说出其中的原因吗？
提示：模具中如有水，与铁在高温下反应生成氢气，氢气为易燃气体，易发生爆炸。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）铁与少量稀硫酸反应生成Fe2＋，与足量稀硫酸反应则生成Fe3＋。（ × ）
（2）由于铁的性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质。（ × ）
（3）氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取，也可由铁与氯气化合制取。（ × ）
（4）由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe（OH）3和H2。（ × ）
2.下列说法中正确的是（ ）
A.（2025·上海浦东中学）铁与氯气不反应，故可用钢瓶储存液氯
B.（2025·四川雅安中学）铁可以在氯气中燃烧，生成FeCl2
C.（2025·广东揭阳华侨中学）铁粉能与O2反应，可用作食品保存的脱氧剂
D.（2025·浙江强基联盟）铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为＋3价
解析：C 铁与氯气在常温下不反应，在加热条件下可以反应，因此可以用钢瓶储存液氯，A错误；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，B错误；铁粉能消耗食品包装袋内的氧气，从而防止食品被氧化变质，所以铁粉可用作食品保存的脱氧剂，C正确；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，铁为＋3价；铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，铁有＋2价和＋3价两种价态，D错误。
3.（2025·浙江星辰联盟期中）用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法错误的是（ ）
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
C.若去掉上述装置中的C和D部分，可将气体导入肥皂液中并点燃
D.在此反应中铁单质全部被氧化成＋3价的物质
解析：D 铁与H2O（g）在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，装置A为实验提供持续不断的水蒸气，装置C中加入碱石灰干燥H2；去掉上述装置中的C和D部分，可将气体导入肥皂液中并点燃，不纯的H2导入肥皂液在空气中点燃会出现爆鸣现象，此反应中铁单质部分被氧化成＋3价、部分被氧化为＋2价，D错误。
归纳总结
铁的化学性质及其产物
（1）铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
（2）铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
知识点二 铁的氧化物 铁的氢氧化物
1.铁的氧化物比较
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色和状态 黑色粉末 红棕 色粉末 黑色 晶体
铁的价态 ＋2 价 ＋3价 ＋2价、＋3价
水溶性 不溶 不溶 不溶
2.铁的氧化物的化学性质
（1）FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4。
（2）FeO和Fe2O3均为金属氧化物，二者与盐酸反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O。
【教材挖掘】
“FeO和Fe2O3是金属氧化物，它们都能与酸发生反应，分别生成亚铁盐和铁盐”。若四氧化三铁和盐酸反应也能生成对应的盐，你能写出其反应的化学方程式吗？
提示：Fe3O4＋8HCl2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
3.铁的氢氧化物的制备
Fe（OH）2 Fe（OH）3
操作
现象 产生 白色絮状 沉淀，迅速变成 灰绿 色，最终变成 红褐 色 生成红褐色沉淀
化学方程式 FeSO4＋2NaOHFe（OH）2↓＋Na2SO4 FeCl3＋3NaOHFe（OH）3↓＋3NaCl
白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
【思考1】 NaOH溶液要事先煮沸后才能使用，为什么？
提示：煮沸NaOH溶液的目的是除去溶液中溶解的O2，防止O2将Fe（OH）2氧化。
【思考2】 FeSO4溶液若长期露置于空气中，可能产生的杂质阳离子是什么？
提示：Fe3＋；原因是FeSO4溶液中的Fe2＋会被空气中的O2氧化成Fe3＋。
【探究活动】——Fe（OH）2制备实验的改进
某活动小组对制取装置进行了如图改进。
活动1：改进装置①中加入少量苯（密度小于水且与水不互溶）的目的是什么？
提示：苯的密度比水小且难溶于水，加入少量苯覆盖在FeSO4溶液的上层用于隔绝下层液体与空气接触，防止生成的Fe（OH）2被O2氧化。
活动2：改进装置②能较长时间观察到白色沉淀的原因是什么？
提示：铁粉与稀硫酸反应生成的H2排出了装置内的空气，同时试管内剩余的H2起到保护气的作用，防止Fe（OH）2与O2接触被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀。
活动3：改进装置③中，如何操作就能长时间观察到Fe（OH）2白色沉淀？
提示：先打开止水夹a，利用Fe与稀硫酸反应产生的H2将装置内的空气排出，待导管b排出的气体验纯后，再关闭止水夹a，利用产生的H2把试管A中的液体（FeSO4溶液）压入试管B中，反应得到Fe（OH）2白色沉淀。即操作方法为先打开止水夹a，待导管b排出的气体验纯后，再关闭止水夹a。
归纳总结
氢氧化亚铁制取实验中要注意的四个关键点
（1）Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
（2）为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe（OH）2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。
（3）为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。
（4）为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物（如苯），以隔绝空气。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3两种化合价，是混合物。（ ×）
（2）氧化铁、四氧化三铁都具有磁性。（ × ）
（3）FeO、Fe2O3都能溶于水生成相应的碱。（ × ）
（4）Fe（OH）3不能利用化合反应生成。（ × ）
（5）由于Fe（OH）2易被氧化，所以在制备时要尽量隔绝空气。（ √ ）
2.某实验小组用如图甲所示装置制备Fe（OH）2。下列说法正确的是（ ）
A.盛放稀硫酸的仪器是长颈漏斗
B.实验时打开旋塞的顺序依次为K2、K1、K3
C.试剂X可选用植物油，其主要作用是隔绝空气
D.选用甲装置中除水外的药品，可用乙装置代替甲装置制备Fe（OH）2
解析：C 盛放稀硫酸的仪器是分液漏斗，A错误；实验时先打开K1再打开K2，用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶中空气，B错误；乙装置左边试管中长、短导管安装错误，D错误。
1.铁强化酱油是一种营养强化调味品。它能够控制缺铁性贫血。这里的“铁”是指（ ）
A.铁单质 B.铁元素
C.Fe2O3 D.Fe2（SO4）3
解析：B 铁强化酱油中的铁指的是铁元素，选B。
2.（鲁科版习题）在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是（ ）
A.FeFeCl3 B.FeFeS
C.FeFeCl3 D.FeFe3O4
解析：C Cl2可将Fe氧化成FeCl3，A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，B正确；Fe与HCl反应生成FeCl2，而不是FeCl3，C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，D正确。
3.（2025·广东执信中学月考）下列反应没有＋3价铁生成的是（ ）
A.铁丝在氯气中燃烧 B.铁粉与水蒸气共热
C.氧化铁溶于盐酸 D.过量铁粉加入稀硫酸中
解析：D A项，铁在氯气中燃烧生成FeCl3，只能生成＋3价铁的化合物；B项，铁粉与水蒸气共热生成的四氧化三铁中含有＋2价和＋3价的铁；C项，氧化铁溶于盐酸生成氯化铁，只能生成＋3价铁的化合物；D项，铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，不可能生成＋3价铁的化合物。
4.实验室利用如图所示装置（加热仪器已省略），完成铁与水蒸气在高温下发生反应生成铁的某种氧化物和氢气的实验。下列说法正确的是（ ）
A.用酒精喷灯加热装置中的①处
B.当观察到肥皂液中有气泡逸出时，说明生成H2
C.取反应后的固体，用磁铁可吸引固体颗粒说明生成了Fe3O4
D.取反应后的固体，溶于稀硫酸中产生大量气泡，说明还有铁粉剩余
解析：D 湿棉花的作用是受热后提供水蒸气，在②处铁与水蒸气在高温下发生反应，故此处用酒精喷灯加热，肥皂液用于接收H2，通过点燃肥皂液有爆鸣声和燃烧现象，说明生成的是H2，A、B错误；Fe和Fe3O4都可以被磁铁吸引不能证明是Fe3O4，C错误；取反应后的固体，溶于稀硫酸中产生大量气泡，只可能是铁有剩余，铁的氧化物不能与稀硫酸生成气体，D正确。
5.某化学兴趣小组拟用如图装置（2个三颈烧瓶及其他仪器）制备氢氧化亚铁并观察其颜色。
提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
（1）稀硫酸应放在分液漏斗中（填仪器名称）。
（2）本实验通过控制A、B、C三个开关，可将装置中的空气排尽，具体操作为关闭开关A，打开开关B、C，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关B、C，打开开关A，就可观察到氢氧化亚铁的生成。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3（用化学方程式作答）。
解析：（1）在装置2中用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中。（2）实验时，可关闭开关A，打开开关B、C，打开分液漏斗活塞，待排尽空气后，再关闭开关B、C，打开开关A，将生成的硫酸亚铁溶液压入右侧装置中生成Fe（OH）2。实验开始时需要排尽装置中的空气是为了防止发生反应4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
题组一 铁的性质
1.《本草纲目》中记载：“慈石治肾家诸病，而通耳明目，……可吸连针铁。”下列有关“慈石”的说法正确的是（ ）
A.是红棕色固体 B.是黑色固体
C.不溶于水和酸 D.常温下可与CO反应
解析：B 题中所述的“慈石”为四氧化三铁，不溶于水，溶于酸，高温下可与CO反应，常温下不反应。
2.铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法错误的是（ ）
A.铁与氯气反应生成FeCl2
B.铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质
C.铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色
D.纯铁是银白色金属
解析：A 铁与氯气反应生成高价态的FeCl3，A错误；铁在冶炼时，应在高温下加入炭还原得到，B正确；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，为黑色固体，C正确；纯铁为银白色金属，D正确。
3.某同学探究铁与水蒸气的反应，进行了如图所示实验，下列说法中，错误的是（ ）
A.点燃酒精灯的顺序是先a后b
B.湿棉花的作用是提供水蒸气
C.由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应
D.不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来
解析：C 为防止Fe被热空气氧化，应该先点燃a处的酒精灯，使水蒸气充满整个试管，然后再点燃b处酒精灯，使Fe与热的水蒸气发生反应，A、B正确；水蒸气进入肥皂液中也会产生气泡，根据肥皂液冒气泡无法证明铁与水蒸气发生了反应，C错误；Fe、Fe3O4都会被磁铁吸引，故不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来，D正确。
题组二 铁的氧化物性质
4.关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列说法中正确的是（ ）
A.都是黑色固体 B.都不溶于水
C.铁元素化合价都相同 D.都能与水反应
解析：B 铁的三种氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4），氧化铁（Fe2O3）为红棕色，氧化亚铁（FeO）和四氧化三铁（Fe3O4）为黑色，A错误；FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，B正确；铁的三种氧化物，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价，C错误；FeO、Fe2O3、Fe3O4都不与水反应，D错误。
5.有关铁的氧化物的说法中，错误的是（ ）
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.将Fe（OH）2露置在空气中加热灼烧所得的产物为Fe3O4
解析：D Fe（OH）2露置在空气中加热产生Fe（OH）3，灼烧Fe（OH）3分解所得的产物为Fe2O3。
题组三 氢氧化亚铁的制备
6.下列各图示中制备Fe（OH）2最不合理的是（ ）
解析：C C项没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化。
7.下列说法中，错误的是（ ）
A.铁红与盐酸反应可得到FeCl2溶液
B.Fe（OH）2是白色的，Fe（OH）3是红褐色的
C.FeO、Fe2O3都能与盐酸反应
D.FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
解析：A 铁红是氧化铁，其与盐酸反应可得到FeCl3溶液，A错误；Fe（OH）2是白色的，Fe（OH）3是红褐色的，B正确；FeO、Fe2O3都是金属氧化物，金属氧化物一般都能与盐酸反应，C正确；FeCl3溶液、FeCl2溶液与NaOH溶液反应分别生成Fe（OH）3沉淀和Fe（OH）2沉淀，D正确。
8.（2025·西安一中期中）含铁物质的“价—类”二维图如图。下列叙述错误的是（ ）
A.c在湿空气中能转化为d
B.a和e的溶液能发生化合反应
C.b在空气中加热会生成黑色固体
D.分别在稀硫酸中加入a、b、c都会生成e
解析：D a是Fe单质，b是FeO，c是Fe（OH）2，d是Fe（OH）3，e是Fe2（SO4）3；Fe、FeO、Fe（OH）2与稀硫酸反应都生成FeSO4，D错误。
9.将稀硫酸和铁粉按一定顺序依次加入到一定量的硫酸铜溶液中充分反应。实验过程中，加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.先加入的是铁粉，后加入的是稀硫酸
B.b、d点对应的剩余固体种类不同
C.m＝6.4
D.向f点对应溶液中加入铁粉有气泡产生
解析：B 由题图可知，剩余固体质量先增大后减小，所以先加入的是铁粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜（Oa段），固体的质量增大，硫酸铜反应完后，继续加入铁粉，增幅减小（ac段），后加入的是稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气（ce段），铁反应完后，铜与稀硫酸不反应，固体质量不再改变。b、d点对应的剩余固体均是铁和铜的混合物，B错误；m g为生成的铜的质量，则有
Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu
56 64
5.6 g m g，
解得m＝6.4 g，C正确；f点时，稀硫酸过量，故向f点对应溶液中加入铁粉会有气泡产生，D正确。
10.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水，过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.过程Ⅰ中生成的FeO和O2的物质的量之比为3∶2
B.过程Ⅱ中H2O为还原剂
C.整个过程的总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
D.常温下，铁与水反应可制备Fe3O4
解析：C 结合图示可知，过程Ⅰ反应方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，FeO和O2的物质的量之比为6∶1，A错误；过程Ⅱ为FeO与水反应生成H2和Fe3O4，氢元素化合价降低，水为氧化剂，B错误；根据题意和图示可知总反应为水分解生成H2和O2，2H2O2H2↑＋O2↑，C正确；常温下铁与水不反应，D错误。
11.常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
（1）写出该反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
（2）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯。
（3）如果要在A处玻璃管处点燃生成气体，则必须对该气体进行验纯，方法是用试管收集一试管气体，靠近火焰，如果发出轻微爆鸣声或是“噗”的声音，则证明是纯净的氢气。
（4）取反应后得到的黑色粉末放入一试管中，加入稀硫酸将固体完全溶解，发现溶液呈淡绿色。说明固体溶解后的溶液中铁的存在形式主要是Fe2＋（填离子符号），请说明溶液中存在该离子的原因：反应后得到的黑色粉末中含有四氧化三铁和铁粉，加入稀硫酸，生成硫酸铁和硫酸亚铁，反应剩余的铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。
解析：（1）铁与水蒸气在高温条件下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，H的化合价从＋1价降低为0价，则4 mol水得到8 mol电子，故该反应电子转移的方向和数目为。（2）反应中生成氢气，氢气与空气混合遇热易爆炸，故应用水蒸气先排尽装置中的空气，故应先点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯。（3）生成的气体为氢气，对氢气进行验纯的方法是用试管收集一试管气体，靠近火焰，如果发出轻微爆鸣声或是“噗”的声音，则证明是纯净的氢气。（4）淡绿色说明含有亚铁离子，具体原因见答案。
12.醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，容易被氧气氧化。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。已知Cr3＋的溶液为绿色，Cr2＋溶液为亮蓝色，Zn2＋溶液为无色。实验装置如图所示，回答下列问题：
（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是去除水中溶解氧。
（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为Zn＋2Cr3＋Zn2＋＋2Cr2＋。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是排除c中空气。
（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是c中产生H2使压强大于大气压，d中析出砖红色沉淀。
（4）指出装置d可能存在的缺点敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触。
解析：（1）由于醋酸亚铬易被氧化，所以需要尽可能避免与氧气接触，因此实验中所用蒸馏水均需煮沸后迅速冷却，目的是去除水中溶解氧。（2）①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明Cr3＋被锌还原为Cr2＋：Zn＋2Cr3＋Zn2＋＋2Cr2＋；②锌还能与盐酸反应生成氢气，由于装置中含有空气，能氧化Cr2＋，所以氢气的作用是排除c中空气。（3）打开K3，关闭K1和K2，由于锌继续与盐酸反应生成氢气，导致c中压强增大，c中亮蓝色溶液能流入d装置，与醋酸钠反应。（4）由于d装置是敞开体系，因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产品不纯。
1 / 2阶段重点练（五）
一、选择题
1.随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是（ ）
A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁
C.食盐 D.生石灰
解析：B 无水硫酸铜不能吸收氧气，不能防止食物被氧化，硫酸亚铁具有还原性，可以作为防止食品氧化变质的物质，食盐不能吸收水分，也不能吸收氧气，生石灰能防止食品受潮，但不能防止食品被氧化。
2.（2025·温州期中）某学生为检验新鲜菠菜中的铁元素，采用下列步骤进行实验：
①剪碎 ②研磨 ③酸浸 ④过滤
⑤滴加KSCN溶液 ⑥滴加H2O2溶液
下列说法错误的是（ ）
A.步骤①剪碎是为了增大接触面积加快化学反应速率
B.步骤②研磨的仪器名称为研钵与研杵
C.步骤④属于固液分离，取其滤液作为步骤⑤的原料
D.步骤⑤无明显现象，步骤⑥出现红色，说明菠菜中铁元素的化合价为＋2价
解析：A A.将菠菜剪碎，有助于步骤②的研磨，错误；B.步骤②研磨时使用的仪器为研钵和研杵，正确；C.研磨后的菠菜酸浸得到固液混合物，步骤④采用过滤的方法分离，酸浸时Fe元素以离子形式进入滤液，故步骤⑤取滤液进行实验，正确；D.步骤⑤无明显现象，说明滤液中不含Fe3＋，步骤⑥说明滴加H2O2后的溶液中含Fe3＋，H2O2将Fe2＋氧化成了Fe3＋，说明菠菜中铁元素的化合价为＋2价，正确。
3.（苏教版改编题）下列反应中，可通过置换反应得到铁的是（ ）
A.氯化铁溶液中加入铜片
B.一氧化碳通过炽热的氧化铁
C.铝粉末和氧化铁粉末混合并加热至高温反应
D.氯化铁溶液中加入少量锌粉
解析：C A项，发生反应2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，不能置换得到铁；B项，发生反应3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，得到铁，但不属于置换反应；C项，发生反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，Al置换得到铁，符合题意；D项，锌粉少量，只发生2Fe3＋＋Zn2Fe2＋＋Zn2＋，不能得到铁。
4.（2025·天津河西区期末）下列物质放置在潮湿的空气中，因发生非氧化还原反应而变质的是（ ）
A.硫酸亚铁 B.碱石灰
C.过氧化钠 D.还原铁粉
解析：B 硫酸亚铁与空气中的氧气反应生成硫酸铁，发生氧化还原反应，A错误；碱石灰与空气中的二氧化碳和水反应而变质，没有发生氧化还原反应，B正确；过氧化钠与空气中水、二氧化碳反应，最终生成碳酸钠，发生氧化还原反应，C错误；Fe具有还原性，可被空气中氧气氧化而变质，D错误。
5.（2025·浙江丽水五校高中发展共同体联考）“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的“价—类”二维图如图，下列有关说法错误的是（ ）
A.自然界中有a存在
B.铁的氧化物只有b、c
C.f可以作新型的绿色净水剂
D.d的某种硫酸盐，可作补铁剂
解析：B a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为亚铁盐，e为铁盐，f为高铁酸盐，g为Fe（OH）2，h为Fe（OH）3。自然界中有铁单质存在，A正确；铁的氧化物除了FeO、Fe2O3外还有Fe3O4，B错误；f为高铁酸盐，高铁酸根离子（＋6价）常作新型的绿色净水剂，具有强氧化性，用于净水、消毒杀菌，C正确；血红蛋白合成需要Fe2＋，d为亚铁盐，硫酸亚铁可作补铁剂，D正确。
6.下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是（ ）
选项 操作和现象 结论或目的
A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁
B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4
C 取少量FeSO4试样溶解，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该FeSO4试样已变质
D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，变红色 原溶液中可能含有Fe2＋
解析：B A.溶液呈红色，说明红砖中含有氧化铁，正确；B.若黑色固体中有Fe3O4，Fe3O4溶于盐酸生成的铁离子能与铁反应生成亚铁离子：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，加入硫氰化钾溶液，溶液也不显红色，则溶液不显红色不能说明黑色固体中没有四氧化三铁，错误；C.Fe2＋不能与SCN－反应，所以溶液变为红色，说明硫酸亚铁已经变质，正确；D.假设原溶液中不存在Fe2＋而存在Fe3＋，向溶液中通入氯气后再加入硫氰化钾溶液，溶液也会变红色，所以原溶液中可能含有Fe2＋，D正确。
7.下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（ ）
A.该溶液中，K＋、Fe2＋、I－、Br－可以大量共存
B.该溶液中，K＋、N、Cl－、SCN－能大量共存
C.和Ba溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋＋Ba2＋＋3OH－Fe↓＋BaSO4↓
D.该溶液能与Cu发生氧化还原反应
解析：D 铁离子和碘离子发生氧化还原反应，不能大量共存，A错误；铁离子和SCN－发生反应生成红色物质，不能大量共存，B错误；Fe2（SO4）3与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋3S＋3Ba2＋＋6OH－2Fe（OH）3↓＋3BaSO4↓，C错误。
8.下列说法错误的是（ ）
A.可用铁粉除去FeCl2溶液中含有的少量FeCl3杂质
B.可用铁粉除去FeSO4溶液中含有的少量CuSO4杂质
C.可用酸性KMnO4溶液除去FeCl3溶液中含有的少量FeCl2杂质
D.可用饱和氯化钠溶液除去Cl2中含有的少量HCl气体杂质
解析：C 酸性KMnO4溶液氧化Fe2＋的同时也氧化Cl－，同时也会引入新杂质，C错误。
9.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图，则下列说法错误的是（ ）
A.试剂a为铁，试剂b为稀硫酸
B.加入试剂a过程中，有红色固体析出后，说明溶液中Fe3＋已经反应完全
C.试剂c可为Cl2溶液，相应的反应为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－
D.溶液W可作“腐蚀液”腐蚀覆铜板
解析：A 向含FeCl2、FeCl3、CuCl2废液中加过量的试剂铁单质，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁和氯化铜反应置换出铜，过滤，滤渣Y含铜和铁，滤液X为氯化亚铁，滤渣Y中加盐酸溶解铁，过滤得金属铜，向氯化亚铁溶液中通氯气，得氯化铁溶液。则试剂a为铁，试剂b为稀盐酸，不能用稀硫酸，会引入杂质，A错误。
10.（2025·广东梅州期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图甲所示。下列推断不合理的是（ ）
A.X在高温下可与H2O（g）反应生成Z
B.N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C.可存在P→M→Z→P的循环转化关系
D.若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe（OH）3胶体
解析：A X为Fe，Fe在高温下可与H2O（g）反应生成Fe3O4，而不是Fe2O3，A错误；N为Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定，图乙装置生成的H2可排出装置中的空气，从而减缓Fe（OH）2被氧化，B正确；Z为Fe2O3、M为Fe（OH）3、P为铁盐，根据反应方程式FeCl3＋3NaOHFe（OH）3↓＋3NaCl，2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O，Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O可知，可存在P→M→Z→P的循环转化关系，C正确；若P为盐酸盐可知，P为FeCl3，可将烧杯中的蒸馏水加热煮沸后，向沸水中滴加5～6滴饱和氯化铁溶液，继续加热至溶液呈红褐色停止加热，即可制备Fe（OH）3胶体，D正确。
11.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。下列说法错误的是（ ）
A.通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢
B.装置①可用于干燥氢气
C.装置②③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰
D.加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排出装置中的空气
解析：C 装置X为制备H2的装置，分液漏斗可调节稀硫酸的滴入速率从而控制①中气泡产生快慢，A正确；装置①盛有浓硫酸，可用于干燥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，可以用无水CaCl2，碱石灰会吸收CO2，不能是碱石灰，C错误；H2与空气混合加热易发生爆炸，故在加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排出装置中的空气，D正确。
二、非选择题
12.Ⅰ.某化学兴趣小组利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质。请回答下列问题：
（1）整套装置中，先点燃a（填“a”或“b”）处的酒精灯或酒精喷灯。
（2）写出仪器甲中发生反应的化学方程式：3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2。
（3）若将Fe3O4溶于足量的稀硫酸后发生的离子方程式为Fe3O4＋8H＋2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
（4）取少量（3）中溶液于试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液紫红色褪去，请配平下列离子方程式：
5Fe2＋＋1Mn＋8H＋5Fe3＋＋1Mn2＋＋4H2O。
Ⅱ.甲同学探究铁及其化合物的氧化性或还原性。
（5）实验前甲同学预测Fe2＋既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是因为亚铁离子中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低。
（6）通过实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3％的过氧化氢溶液、锌粒、铜片、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、新制氯水。
①若向氯化亚铁溶液滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预计可能发生的反应的离子方程式是2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，
可能观察到的现象是溶液由浅绿色变为黄色。
②实验中发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选KSCN溶液滴入①所得的混合液中，并通过溶液出现红色的现象，证明甲同学的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2＋具有氧化性，甲同学认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入氯化亚铁溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为Zn＞Fe＞Cu（填化学式）。
④实际上Fe2＋的还原性较强，实验室的氯化亚铁溶液常因氧化而变质，为防止亚铁离子被氧化，需要加入还原铁粉，写出相关反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。
解析：（1）整套装置中，先点燃a处的酒精灯或酒精喷灯，排出装置中空气，防止铁粉和氧气反应。（4）反应中酸性条件下，Fe2＋被酸性高锰酸钾氧化，离子反应：5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。（5）元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，Fe2＋处于中间价态既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有还原性。（6）①氯气具有强氧化性能把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－；现象是溶液颜色从浅绿色变为黄色；②通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据，需要的试剂为硫氰化钾溶液；③分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小，发生反应：Zn＋Fe2＋Fe＋Zn2＋；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，故它们还原性由强到弱为Zn＞Fe＞Cu；④需要加入还原铁粉，铁和Fe3＋发生反应生成Fe2＋，避免亚铁离子的氧化：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。
13.（2025·海南国兴中学月考）工业上向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验，装置D中装有还原性铁粉。
回答下列问题：
Ⅰ.制取无水氯化铁
（1）装置A中反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（2）尾气吸收装置E中装有NaOH溶液，则反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。
Ⅱ.制取无水氯化亚铁
（3）将装置B撤去后，在装置A中用固体NaCl和浓硫酸反应制取HCl气体，欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先点燃A（填“A”或“D”）处的酒精灯。
（4）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液。
解析：（1）在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（2）在装置E中用NaOH溶液进行尾气处理。（3）为防止Fe被O2氧化，应该先点燃装置A处的酒精灯，利用制得的HCl排出装置的空气，使Fe处于HCl的气氛中，然后再点燃装置D处的酒精灯。（4）Fe3＋遇KSCN溶液使溶液变为红色，故检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液。
1 / 2第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
学习目标
1.掌握物质的量在化学方程式计算中的一般步骤和方法。 2.建立认知模型，并能运用模型解答化学计算问题。
知识点一 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.物质的量与各物理量之间的关系
（1）图示
（2）相关计算公式
①已知物质的质量：n（B）＝ 。
②已知标准状况时的气体体积：n（B）＝ 。
③已知物质的粒子数：n（B）＝ 。
④已知溶液中的物质的量浓度：n（B）＝ c（B）·V[B（aq）] 。
2.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
化学方程式中的化学计量数可以明确表示出化学反应中粒子之间的数目关系。
2Na＋2H2O 2NaOH ＋ H2↑
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023 ∶ 2×6.02×1023 ∶ 2×6.02×1023 ∶ 1×6.02×1023
物质的量之比 2 mol∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶1 mol
结论：
（1）化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其 粒子数目 之比，等于其 物质的量 之比。
（2）对于有气体参与的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其 体积 之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）标准状况下，2.24 L氯气为35.5 g。（ × ）
（2）实验室中需要标准状况下11.2 L CO2，现用含CaCO380％的石灰石与足量的稀盐酸反应（杂质不反应），需要该石灰石的质量是50 g。（ × ）
（3）将62 g Na2O溶于水中，配成1 L溶液，所得溶质的物质的量浓度为1 mol·L－1。（ ×）
（4）用电解水的方法制备氧气，当生成2.24 L氧气（标准状况）时，需要消耗水3.6 g。（ √ ）
2.标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是（ ）
A.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑
65 g 22.4 L
3.25 g x L
C.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑
1 mol 2 g
0.05 mol x L
D.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑
65 g 2 g
3.25 g x L
解析：B 列比例关系时应注意单位要“上下一致，左右相当”。
3.向8 g CuO粉末中加入100 g稀硫酸恰好完全反应。计算生成CuSO4的质量和稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算过程）。
答案：生成CuSO4的质量为16 g，稀硫酸中溶质的质量分数为9.8％。
解析：设生成CuSO4的质量为x g，稀硫酸中溶质的质量分数为y
CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O
80 98 160
8 g 100 g×y x g
＝，解得y＝9.8％；
＝，解得x＝16。
4.250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
（1）参加反应的铁屑的物质的量；
（2）生成的H2的体积（标准状况）。（写出解题步骤）
答案：（1）参加反应的铁屑的物质的量为0.5 mol。
（2）标准状况下，生成H2的体积为11.2 L（步骤见解析）。
解析：n（H2SO4）＝0.25 L×2 mol·L－1＝0.5 mol。
（法1）（1）Fe ＋ H2SO4FeSO4＋H2↑
1 mol 1 mol
n（Fe） 0.5 mol
＝，n（Fe）＝0.5 mol。
（2）Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.5 mol V（H2）
＝，解得V（H2）＝11.2 L。
（法2）Fe ＋ H2SO4FeSO4＋H2↑
1 mol 1 mol 22.4 L
n（Fe） 0.5 mol V（H2）
＝＝
故n（Fe）＝0.5 mol，V（H2）＝11.2 L。
易错点拨
物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项
（1）化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，而非质量之比。
（2）计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到“上下一致，左右相当”即可。
知识点二 化学计算中的常用技巧方法
1.关系式法
当已知量和未知量之间靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。
（1）根据化学方程式确定关系式
写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。
例如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的量。
发生反应的化学方程式：
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，
CO2＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O。
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，则CO～CaCO3。
（2）根据元素守恒确定关系式
如上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。
2.守恒法
守恒关系 特征
元素守恒 宏观：反应前、后物质的质量守恒 微观：反应前、后元素的原子个数守恒
电子守恒 氧化还原反应中，得失电子守恒
电荷守恒 电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数 离子方程式中，反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数，且电性相同
3.差量法
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为
（1）准确写出有关反应的化学方程式。
（2）深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
（3）根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
如：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2 固体差值
2 mol 2×106 g 1 mol 2×28 g
n（Na2O2） m（Na2CO3） n（O2） 5.6 g
则：＝＝＝。
1.（关系式法）加碘食盐中常添加碘酸钾。研究小组测定加碘盐中碘含量的步骤为：
①准确称取m g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解。
②再用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液充分反应。
③最后加入10.0 mL 6.0×10－3 mol·L－1 Na2S2O3溶液恰好反应。
已知：KIO3＋5KI＋3H2SO43I2＋3K2SO4＋3H2O；I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6。上述加碘盐中碘含量（以碘元素计）为g·kg－1（用m表示，并写出计算过程）。
解析：由反应可知，KIO3～3I2～6Na2S2O3，则上述加碘盐中碘含量（以碘元素计）为
＝ g·kg－1。
2.（差量法）把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与S的物质的量浓度之比为（ ）
A.1∶4 B.2∶7
C.1∶2 D.3∶8
解析：A 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。
Fe ＋ H2SO4FeSO4＋H2↑ Δm（固体质量减少）
56 g 1 mol 56 g
x 56x
Fe ＋ CuSO4FeSO4＋Cu Δm（固体质量增加）
56 g 1 mol 64 g 8 g
y 8y
因为固体在反应前后质量相等，所以Δm（减）＝Δm（增），56x＝8y，＝＝＝，则＝＝。
3.（2025·上海中学高一期中）一定质量的铁的氧化物与60 mL 4 mol·L－1的盐酸恰好完全反应，所得溶液中的Fe2＋恰好能被标准状况下672 mL Cl2氧化，则该固体中铁原子和氧原子的个数之比为（ ）
A.7∶9 B.5∶6
C.3∶4 D.2∶3
解析：B HCl的物质的量为n（HCl）＝4 mol·L－1×0.060 L＝0.24 mol，由n（H2O）＝n（HCl）＝n（氧化物中O）可知氧化物中含0.12 mol O原子，Fe2＋能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化，由电子守恒可知n（Fe2＋）＝2n（Cl2），故n（Fe2＋）＝0.06 mol，铁的氧化物中正、负化合价的代数和为0，设n（Fe3＋）＝x，则3x＋0.060×2＝0.12×2，解得x＝0.04 mol，该固体中铁原子和氧原子的个数之比为（0.06 mol＋0.04 mol）∶0.12 mol＝5∶6。
1.11.2 g Fe与500 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，生成标准状况下H2的体积为（ ）
A.11.2 L B.2.24 L
C.4.48 L D.3.36 L
解析：C 11.2 g Fe的物质的量是0.2 mol，500 mL 2 mol·L－1的盐酸含氯化氢的物质的量是1 mol，盐酸过量，根据铁的物质的量计算生成氢气的体积，设生成氢气的体积是V L；
Fe＋2HClFeCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V L
V＝4.48。
2.0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是（ ）
A.0.10 mol·L－1 B.0.20 mol·L－1
C.0.50 mol·L－1 D.1.00 mol·L－1
解析：D CaO＋ 2HClCaCl2＋H2O
56 g 2 mol
0.56 g c（HCl）×20×10－3 L
则：＝，
解得c（HCl）＝1.00 mol·L－1。
3.某废水处理站用甲醇处理氨废水，反应为NH3＋2O2N＋H＋＋H2O，6H＋＋6N＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为N的转化率可达95％，而N转化为N2的转化率可达96％。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，则理论上每天所需甲醇的质量为（ ）
A.24.32 kg B.30 kg
C.25.3 kg D.4.08 kg
解析：A 根据甲醇处理氨废水的反应原理，可得关系式～CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为×95％×96％××32 g·mol－1＝2.432×104 g＝24.32 kg。
4.（2025·江西景德镇一中期末）26.4 g FeS与280 mL 3 mol·L－1硝酸（HNO3）溶液恰好完全反应，反应后产物为Fe2（SO4）3和Fe（NO3）3、X、H2O，则X为（ ）
A.N2 B.N2O
C.NO2 D.NO
解析：A 26.4 g FeS物质的量为0.3 mol，280 mL 3 mol·L－1硝酸溶液含HNO3物质的量为0.84 mol，两者恰好完全反应，反应后产物为Fe2（SO4）3和Fe（NO3）3，铁化合价变为＋3价，硫由－2价变为＋6价，因此失去电子为0.3 mol×1＋0.3 mol×8＝2.7 mol，根据硫守恒，生成了0.1 mol Fe2（SO4）3，根据铁守恒生成了0.1 mol Fe（NO3）3，根据氮守恒，有（0.84－0.3）mol＝0.54 mol氮得到2.7 mol电子，从而得到每个氮降低5个价态，因此硝酸中氮元素由＋5价变为0价，生成N2。
5.将铁与氧化铁的混合物15 g，加入150 mL稀硫酸中，标准状况下放出H2 1.68 L，同时铁和氧化铁均无剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，未见颜色变化。
（1）写出所有发生的化学方程式：Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O、Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4 （2）混合物中铁的质量是7g。
（3）为了中和过量的H2SO4，且使Fe2＋完全转化成Fe（OH）2，共耗费3 mol·L－1的氢氧化钠溶液200 mL，则原硫酸的物质的量浓度为7。
解析：（1）因铁、氧化铁都能与硫酸反应：Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑，Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O，又因反应后溶液中无Fe3＋，所以有反应：Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4。（2）从Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑方程式可以算出和硫酸生成标准状况下1.68 L H2的铁为0.075 mol，其质量为4.2 g，剩下（15－4.2）g＝10.8 g混合物发生如下反应：Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O、Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4，所以剩余混合物中Fe2O3和Fe的物质的量应该为1∶1，可以算出各为0.05 mol，则m（Fe2O3）＝8 g，m（Fe）＝（4.2＋2.8）g＝7 g。（3）因为反应后溶液中无Fe3＋存在，且固体没有剩余，则全都是以Fe2＋的形式存在
H2SO4～Na2SO4～2NaOH
0.3 mol 3 mol·L－1×0.2 L
原硫酸的物质的量为0.3 mol，则c（H2SO4）＝＝2 mol·L－1。
题组一 物质的量在化学反应方程计算中的应用
1.把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是（ ）
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
解析：D 该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，A错误，D正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，B、C错误。
2.实验室利用反应：2KClO32KCl＋3O2↑制取氧气，有24.5 g KClO3参加反应，则得到标准状况下的氧气的体积是（ ）
A.2.24 L B.4.48 L
C.44.8 L D.6.72 L
解析：D 24.5 g KClO3的物质的量是＝0.2 mol，
2KClO32KCl＋3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n（O2）
2 mol∶0.2 mol＝3 mol∶n（O2），则n（O2）＝0.3 mol，故在标准状况下V（O2）＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
3.将6.5 g Fe、Al合金加入足量稀硫酸中，充分反应后收集到的H2在标准状况下体积为3.36 L，则混合物中Al的质量为（ ）
A.5.4 g B.2.7 g
C.1.8 g D.0.9 g
解析：D 反应生成的H2的物质的量为＝0.15 mol，设Fe、Al的物质的量分别为x mol、y mol，则有：解得x＝0.1，y＝，故混合物中Al的质量为 mol×27 g·mol－1＝0.9 g。
4.制取SO2的方程式为Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O，将12.6 g Na2SO3与足量浓硫酸反应，求制得标准状况下SO2的体积为2.24 L。
解析：n＝＝＝0.1 mol，根据化学方程式可知：n（SO2）＝n（Na2SO3）＝0.1 mol，标准状况下V（SO2）＝0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。
题组二 化学计算中的常用技巧方法
5.把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物13.12 g溶于水制成100 mL溶液，其中c（Na＋）＝1.0 mol·L－1，在该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应，将溶液蒸干后，所得固体质量为（ ）
A.2.925 g B.5.85 g
C.6.56 g D.13.12 g
解析：B 溶液中钠离子的物质的量为1.0 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol，即NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物中共含有0.1 mol Na＋，向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应，将溶液蒸干后，所得固体为氯化钠，根据元素守恒可知，氯化钠的物质的量为0.1 mol，质量为58.5 g·mol－1×0.1 mol＝5.85 g。
6.铁粉可在高温下与水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是（ ）
A.0.5 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.2 mol
解析：C 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2 Δm（固）
3 mol 64 g
n（Fe） 32 g
＝，解得n（Fe）＝1.5 mol。
7.将8 g铁片放入100 mL硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2 g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为（ ）
A.0.5 mol·L－1 B.0.25 mol·L－1
C.0.025 mol·L－1 D.0.125 mol·L－1
解析：B Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu Δm（固）
1 mol 8 g
n（CuSO4） （8.2－8）g
n（CuSO4）＝＝0.025 mol，
c（CuSO4）＝＝0.25 mol·L－1。
8.现有NaCl和NaBr的混合物共2.2 g，溶于水并加入过量的AgNO3溶液后，生成AgCl和AgBr沉淀共4.75 g，则原混合物中含钠元素的质量为（ ）
A.0.31 g B.0.69 g
C.1.17 g D.2.55 g
解析：B 混合物中氯化钠和溴化钠与过量的硝酸银反应得到的是氯化银和溴化银，所以质量差是钠转化为银所致，设混合物中钠原子的物质的量为a，则有
Na ～ Ag ～ 固体质量增加
1mol 1mol 108 g –23g=85 g
a 4.75g–2.2g=2.55g
a＝0.03 mol，解得m（Na）＝0.03 mol×23 g·mol－1＝0.69 g，故选B。
9.两种硫酸盐按一定比例混合后共熔，可制得化合物X，X溶于水能电离出K＋、Cr3＋、S，若将2.83 g X中的Cr3＋全部氧化为Cr2后，溶液中的Cr2可和过量KI溶液反应，得到3.81 g I2，反应的离子方程式为Cr2＋I－＋H＋Cr3＋＋I2＋H2O（未配平）。若向溶有2.83 g X的溶液中，加入过量的BaCl2溶液，可得到4.66 g白色沉淀。由此可推断出X的化学式为（ ）
A.K2SO4·2Cr2（SO4）3 B.2K2SO4·Cr2（SO4）3
C.K2SO4·Cr2（SO4）3 D.K2SO4·Cr2（SO4）3
解析：C 设2.83 g X中的Cr3＋的物质的量为x mol，则根据得失电子守恒可得关系式：2Cr3＋～3I2，3.81 g I2的物质的量为0.015 mol，可以计算出x＝0.01；4.66 g硫酸钡的物质的量为＝0.02 mol；所以溶有2.83 g X的溶液中含有S的物质的量为0.02 mol，根据溶液呈电中性可知，溶有2.83 g X的溶液中含有K＋的物质的量为0.02 mol×2－0.01 mol×3＝0.01 mol；所以化合物X中K＋、Cr3＋、S的物质的量之比为1∶1∶2，故X的化学式为K2SO4·Cr2（SO4）3。
10.硫黄制硫酸时发生的反应有
S＋O2SO2
2SO2＋O22SO3
SO3＋H2OH2SO4
由硫黄制取硫酸的关系式是S～H2SO4。假设64 g硫黄完全反应，可制取硫酸的质量是196 g。
解析：据题给化学方程式（或根据硫元素守恒）可得关系式S～H2SO4。制取硫酸的质量为×98 g·mol－1＝196 g。
11.已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22，在反应X＋2YQ＋R中，当1.6 g X与一定量Y完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为（ ）
A.46∶9 B.32∶9
C.23∶9 D.16∶9
解析：C 假设Q和R的相对分子质量分别为9a、22a，设生成4.4 g R时生成Q的质量是x，
X＋2YQ＋R
9a 22a
x 4.4 g
根据＝，解得：x＝1.8 g，由元素守恒可知参加反应的Y的质量为4.4 g＋1.8 g－1.6 g＝4.6 g，所以参与反应的Y和生成物Q的质量之比为4.6 g∶1.8 g＝23∶9。
12.（2025·河北示范性高中联考）现有铁的氧化物（FexOy）样品a g，将其平均分成两份，一份与100 mL 1.0 mol·L－1的硫酸恰好完全反应，另一份与足量的氢气反应，充分反应后所得金属铁的质量是（ ）
A.（0.5a－16）g B.（a－1.6）g
C.（0.5a－3.2）g D.（0.5a－1.6）g
解析：D 100 mL 1.0 mol·L－1的硫酸的物质的量为n＝0.1 L×1.0 mol·L－1＝0.1 mol，含有0.2 mol H＋，氢离子与FexOy中氧结合成水，根据原子守恒，因此FexOy中氧元素的物质的量为n（O）＝0.1 mol，因将FexOy样品平均分成两份，每一份铁元素的质量为m（Fe）＝（ －0.1×16）g＝（0.5a－1.6）g，故根据质量守恒，充分反应后所得金属铁的质量是（0.5a－1.6）g。
13.（2025·浙江湖州中学期末）现有铝和过氧化钠的固体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中c（Al3＋）∶c（H＋）∶c（Cl－）＝1∶3∶9，则原固体混合物中氧元素与铝元素的质量之比为 （ ）
A.16∶9 B.9∶16
C.32∶9 D.9∶32
解析：A 根据反应后溶液中含有H＋，知加入的盐酸过量，溶液中的溶质为NaCl、AlCl3、HCl，根据电荷守恒得：n（H＋）＋n（Na＋）＋3n（Al3＋）＝n（Cl－），溶液中离子浓度之比等于物质的量之比，设n（Al3＋）、n（H＋）、（Cl－）分别为1 mol、3 mol、9 mol，故n（Na＋）＝9 mol－1 mol×3－3 mol＝3 mol，根据钠元素守恒计算n（Na2O2）＝1.5 mol，故O元素、Al元素的质量比为1.5 mol×2×16 g·mol－1∶1 mol×27 g·mol－1＝16∶9。
14.（2025·上海师大附中月考）测定某NaCl溶液的浓度：取x mL待测NaCl溶液，逐滴滴入0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，当沉淀恰好最大值时，消耗AgNO3溶液的体积是y mL。待测液中c（Na＋）＝（或）mol·L－1。
解析：NaCl溶液中逐滴滴入硝酸银溶液，发生反应的离子方程式为Cl－＋Ag＋AgCl↓，消耗AgNO3溶液的体积是y mL，待测液中c＝c＝＝ mol·L－1。
15.回答下列问题：
（1）Na2CO3、NaHCO3的混合物与100 mL 3 mol·L－1盐酸恰好完全反应，产生4.48 L（标准状况下）能使澄清石灰水变浑浊的气体，则混合物中NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别为0.1 mol和0.1 mol。
（2）在标准状况下，将4.48 L CO2通入Na2O2中，剩余气体3.36 L，则生成O2的体积为1.12 L。
（3）160 g Fe2O3与足量CO完全反应，将生成的CO2通入足量石灰水中，生成沉淀的质量为300g。
解析：（1）根据溶液中电荷守恒：n（Na＋）＝n（Cl－）＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol；根据C原子守恒：n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝n（CO2）＝ mol＝0.2 mol①；根据Na原子守恒：2n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝0.3 mol②；根据①②解得n（NaHCO3）＝0.1 mol，n（Na2CO3）＝0.1 mol。（2）2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，每消耗2体积CO2生成1体积O2，剩余气体3.36 L，说明生成O2的体积为4.48 L－3.36 L＝1.12 L。（3）160 g Fe2O3与足量CO完全反应，将生成的CO2通入足量石灰水中生成CaCO3沉淀，可得关系式：Fe2O3～3CO2～3CaCO3，生成沉淀的质量为 mol×3×100 g·mol－1＝300 g。
16.（2025·福建泉州质检）电解饱和食盐水的化学反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，现电解消耗NaCl的质量为175.5 g，完全反应后，测得烧杯中剩余溶液的质量是400 g，请计算：
（1）求消耗的NaCl的物质的量3 mol。
（2）求生成的Cl2在标准状况下的体积33.6 L。
（3）求生成的H2的质量3 g。
（4）反应后所得NaOH溶液的溶质质量分数30％。
解析：（1）n（NaCl）＝＝＝3 mol。
（2）根据反应方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，n（Cl2）＝n（NaCl）＝1.5 mol，生成的Cl2在标准状况下的体积V＝n·Vm＝1.5 mol×22.4 L·mol－1＝33.6 L。（3）n（H2）＝1.5 mol，m（H2）＝n·M＝1.5 mol×2 g·mol－1＝3 g。（4）生成n（NaOH）＝n（NaCl）＝3 mol，m（NaOH）＝3 mol×40 g·mol－1＝120 g，溶质质量分数为×100％＝30％。
17.为测定某铝镁铜合金中铝、镁的质量分数，进行如下实验（忽略反应中水的蒸发）：①向30.0 g合金粉末中加入200 g 30.0％NaOH溶液，充分反应后，称得固液混合物质量为227.0 g。②再向混合液中加入过量稀硫酸，充分反应后剩余固体洗涤干燥后称得质量为0.6 g。（计算结果保留一位小数）
（1）查得室温下30.0％NaOH溶液密度为1.33 g·mL－1，则该NaOH溶液的物质的量浓度为10.0mol·L－1。
（2）30.0 g合金中Al的质量为27.0g。
（3）合金中Mg元素的质量分数为8.0％。
解析：（1）NaOH的质量为200 g×30.0％＝60 g，物质的量为＝1.5 mol，溶液密度为1.33 g·mL－1，则溶液的体积为≈150 mL，故该NaOH溶液的物质的量浓度为＝10.0 mol·L－1。（2）充分反应后，称得固液混合物质量为227.0 g，说明有3 g H2生成，H2的物质的量为1.5 mol，根据方程式关系式：2Al～3H2，Al的物质的量为1 mol，质量为27.0 g。（3）剩余固体质量为0.6 g，即铜为0.6 g，则Mg的质量为30 g－27 g－0.6 g＝2.4 g，Mg元素的质量分数为×100％＝8.0％。
18.向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100 mL。
（1）在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的组成可能是①NaOH、Na2CO3，②Na2CO3，③Na2CO3、NaHCO3，④NaHCO3。
（2）在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol ·L－1的盐酸，产生CO2的体积（标准状况下）与所加盐酸的体积关系如图所示。
①A曲线表明，原溶液中通入CO2后，所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是112mL（标准状况下）。
②B曲线表明，原溶液中通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为NaOH、Na2CO3。
③原NaOH溶液的物质的量浓度为0.15 mol·L－1。
解析：（1）由反应化学方程式：CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O、CO2＋NaOHNaHCO3可知，二氧化碳少量时溶液溶质为①Na2CO3和NaOH；以1∶2恰好反应时溶液溶质为②Na2CO3；物质的量之比介于1∶1～1∶2之间时溶液溶质为③Na2CO3和NaHCO3；二氧化碳过量时溶液溶质为④NaHCO3。（2）①对于A溶液来说，滴加盐酸25 mL时有气体生成，逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，当生成CO2气体时，发生反应：HC＋H＋H2O＋CO2↑，
则HC＋H＋H2O＋CO2↑
1 1
n（CO2）＝0.05 L×0.1 mol·L－1＝0.005 mol，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL。②分析可知，B中溶质是NaOH和Na2CO3。③加入足量的盐酸后的溶液中均只存在NaCl，n（HCl）＝n（NaOH）＝0.075 L×0.1 mol·L－1＝0.007 5 mol，c（NaOH）＝＝＝0.15 mol·L－1。
1 / 2章末质量检测（三） 铁 金属材料
（分值：100分）
一、选择题（本大题共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.（2025·四川川南联考）下列实验用品的材料属于合金的是（ ）
A.塑料提篮 B.滤纸
C.三脚架 D.瓷坩埚
解析：C 塑料提篮的主要成分为合成树脂，不是合金，A错误；滤纸的主要成分是纤维素，不是合金，B错误；三脚架的主要成分是铁碳合金，C正确；瓷坩埚的主要成分为硅酸盐，不是合金，D错误。
2.（2025·天津耀华中学月考）储氢合金是一种新型合金。下列关于储氢合金的说法错误的是（ ）
A.储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
B.具有实用价值的储氢合金在室温下吸、放氢的速率快
C.储氢合金NaAlH4中氢元素的化合价为－1价
D.储氢合金吸收H2的过程属于物理变化
解析：D 氢气在储存过程中与金属反应生成其他物质，是化学变化，D错误。
3.地铁列车的车体由铝合金和钢铁组成，供电方式为接触网供电。下列说法错误的是（ ）
A.列车上的电刷的主要成分是石墨，石墨与金刚石互为同素异形体
B.地铁电路多用铜制导线制作，这是利用了铜的延展性和导电性
C.建造列车使用了大量钢铁，钢铁生锈与氧化还原反应有关
D.铝不活泼，不易被氧气氧化，故可用铝合金制成地铁车体中的结构材料
解析：D 铝是活泼金属，其不易被氧化是因为铝制品表面易形成致密的保护膜，D错误。
4.以下转化过程不可以通过化学反应一步实现的是（ ）
A.FeFeCl3
B.FeFeCl2
C.Fe2O3Fe（OH）3
D.Fe（OH）2Fe（OH）3
解析：C Fe2O3不溶于水，无法一步转化为Fe（OH）3。
5.下列各组物质相互混合反应，既有气体生成又有沉淀生成的是（ ）
①金属钠投入MgCl2溶液中
②过量NaOH溶液和FeCl3溶液
③过量Na2O2投入FeCl2溶液中
④过量NaOH和Ca（HCO3）2溶液混合
A.①④ B.②③
C.①③ D.③④
解析：C 过量NaOH溶液和FeCl3溶液反应能得到氢氧化铁沉淀，不会产生气体，②不符合题意；过量NaOH和Ca（HCO3）2溶液混合生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，不会产生气体，④不符合题意。
6.下列关于Al和Al2O3的说法错误的是（ ）
A.可与盐酸反应
B.可与氢氧化钠溶液反应
C.常温下很稳定
D.常温下不溶于水
解析：C 铝的性质活泼，常温下，容易与空气中的氧气反应生成氧化铝，C错误。
7.（2025·天津四十七中月考）下列在指定溶液中一定能大量共存的离子组是（ ）
A.投入Al产生大量H2的溶液：Na＋、K＋、、Cl－
B.含有大量H＋的溶液：Na＋、Ca2＋、、
C.含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、Mg2＋、S、S2－
D.含有大量C的溶液：H＋、Fe2＋、、Cl－
解析：A 投入Al产生大量H2的溶液可能为酸性或碱性，酸性或碱性溶液中Na＋、K＋、S、Cl－均相互不反应，能大量共存，A符合题意；C和Ca2＋生成碳酸钙沉淀、和H＋生成CO2气体，且Ca2＋和S生成微溶的硫酸钙沉淀，不能大量共存，B不符合题意；硫离子与铁离子会发生氧化还原反应，不能大量共存，C不符合题意；酸性条件下，C与H＋生成气体，不能大量共存，D不符合题意。
8.FeSO4溶液可用于脱除烟气中的有害气体SO2，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.“反应Ⅱ”中还原剂为SO2
B.“反应Ⅰ”的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O
C.反应一段时间后，溶液中c（FeSO4）不变
D.反应每脱除11.2 L SO2消耗O2的体积为5.6 L（体积均为标准状况下测得）
解析：C “反应Ⅱ”是硫酸铁和二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸，二氧化硫中硫化合价升高，则还原剂为SO2，A正确；“反应Ⅰ”是亚铁离子、氧气和氢离子反应生成铁离子和水，其反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O，B正确；根据总反应方程式2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4，反应一段时间后，水消耗，溶液体积减少，则溶液中c（FeSO4）增大，C错误；根据总反应方程式2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4，反应每脱除11.2 L SO2消耗O2的体积为5.6 L（体积均为标准状况下测得），D正确。
9.有关铁及其化合物的说法中，错误的是（ ）
A.生铁和钢都是铁碳合金，钢的含碳量更高，性能更好
B.由图示操作可制取Fe（OH）2
C.Fe（OH）2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化成灰绿色，最后变为红褐色
D.Fe3O4、Fe（OH）3都可以由化合反应制得
解析：A 生铁和钢都是铁碳合金，钢的含碳量低，性能更好，A错误；本实验采用密度比水小的煤油，减少空气中O2在溶液中的溶解以及生成的Fe（OH）2与空气接触，以防止Fe（OH）2氧化变质，B正确；Fe（OH）2在空气中易被氧气氧化，颜色由白色迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，C正确；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，Fe（OH）2被O2在溶液中氧化生成Fe（OH）3，所以Fe3O4、Fe（OH）3都可以由化合反应制得，D正确。
10.探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象和结论都正确的是（ ）
选项 实验方案 现象 结论
A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液变成红色 该溶液中无Fe2＋
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先与水反应生成Fe（OH）3胶体，再聚集成Fe（OH）3沉淀
解析：D FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2＋＋ZnZn2＋＋Fe，溶液由浅绿色变为无色，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，A错误；铁离子可能先与单质铁反应生成亚铁离子，使溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe（OH）3胶体，继续加热，则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。
11.现有铝、铁组成的混合物，分为等质量的两份，分别投入到足量的稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出氢气的体积之比为2∶1（相同条件下）。则下列关系中正确的是（ ）
A.铝、铁的质量之比为27∶56
B.铝、铁的物质的量之比为3∶2
C.反应的氯化氢与氢氧化钠的物质的量之比为6∶1
D.条件不足无法计算
解析：C 由2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑可知，相同物质的量的Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生的氢气的物质的量相等，因放出的氢气体积之比为2∶1，铁不和氢氧化钠反应，和盐酸反应生成氢气，则反应：Fe＋2HClFeCl2＋H2↑中生成的氢气与Al和盐酸或氢氧化钠溶液反应产生的氢气体积相同；由关系式2Al～3H2、3Fe～3H2，可知n（Al）∶n（Fe）＝2∶3，m（Al）∶m（Fe）＝（27×2）∶（56×3）＝9∶28，A、B错误；n（Al）∶n（Fe）＝2∶3，则反应的氯化氢与氢氧化钠的物质的量之比为∶2＝6∶1，C正确。
12.（2025·湖南五市十校联考）等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积之比为5∶6（相同状况），则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（ ）
A.甲、乙中反应方程式相同
B.甲中酸过量，乙中碱过量
C.甲中酸过量，乙中铝过量
D.甲中铝过量，乙中碱过量
解析：D 若酸碱均过量时，生成的氢气的量相同，与生成氢气的体积之比为5∶6相矛盾，根据化学方程式：2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，酸碱的量相同时，碱消耗的Al多，则Al与盐酸反应时，盐酸消耗完毕，Al与碱反应时，Al消耗完毕，选D。
13.现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0 g，放入500 mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2.0 mol·L－1的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为（ ）
A.0.5 mol·L－1 B.1.0 mol·L－1
C.2.0 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1
解析：B 金属离子全部转化为沉淀时，溶液中溶质为NaCl，根据钠离子守恒可得：n（NaCl）＝n（NaOH）＝0.250 L×2.0 mol·L－1＝0.5 mol，根据氯离子守恒可得：n（HCl）＝n（NaCl）＝0.5 mol，故盐酸的物质的量浓度＝＝1.0 mol·L－1。
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（ ）
A.Fe3O4俗称铁红
B.“碱洗”的主要目的是除去镀锌铁皮表面的油污
C.“酸溶”反应的离子方程式为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑
D.“氧化”后溶液中所存在的离子为H＋、Fe3＋、
解析：C Fe2O3呈红棕色，俗称铁红，A错误；经过量氢氧化钠溶液碱洗后，Zn溶于强碱时生成，Fe不溶解，故用氢氧化钠溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是便于分离提纯铁，B错误；“酸溶”时，Fe与稀硫酸生成FeSO4，反应的离子方程式为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，C正确；“氧化”过程中部分Fe2＋被氧化为Fe3＋，“酸溶”过程中所加硫酸过量，因此“氧化”后溶液中所存在的离子有H＋、Fe2＋、Fe3＋、S，D错误。
15.某兴趣小组为了测定某铁铝合金中各成分的质量分数，进行了如下实验：取m g该固体，向其中加入一定量的盐酸，固体完全溶解，生成7.84 L（标准状况下）气体，再向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最终得到16.0 g固体（不考虑过程中固体的损失）。已知Al（OH）3会溶解在NaOH溶液中。下列说法正确的是（ ）
A.m＝13.5
B.至少需要含0.7 mol HCl的盐酸
C.该合金中，Al的质量分数约为25.2％
D.若m g该合金与足量NaOH溶液反应，则产生氢气的体积为3.36 L
解析：B 设铁铝合金中Fe的物质的量为x mol，Al为y mol，铁铝合金与盐酸反应后得到的气体为H2，物质的量为 mol＝0.35 mol，根据得失电子守恒：2x＋3y＝0.35×2；再向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最终得到16.0 g固体，固体为Fe2O3，则Fe元素的质量为×56 g·mol－1×2＝11.2 g，则x＝＝0.2，y＝0.1，Al的质量为0.1 mol×27 g·mol－1＝2.7 g，故m＝2.7＋11.2＝13.9，A错误；铁铝合金与盐酸反应后生成FeCl2、AlCl3，故至少消耗HCl的物质的量为（0.2×2＋0.1×3）mol＝0.7 mol，B正确；该合金中Al的质量分数为×100％≈19.4％，C错误；没有指明标准状况，产生氢气的体积无法计算，D错误。
二、非选择题（本大题共5小题，共55分）
16.（12分）化学在人类生产、生活中起着重要的作用。请回答下列问题：
（1）中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底深度10 909米，挑战了全球海洋最深处。潜水器外壳使用的钛合金不可能具有的性质是C（填字母）。
A.耐高压 B.耐腐蚀
C.硬度小 D.密度小
（2）在烧制砖瓦时，用黏土做成的土坯经过烘烧后，铁的化合物转化成Fe2O3（填化学式）而制得红色砖瓦，若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的H2和CO2，把红色物质还原成黑色的铁的化合物，同时还有未燃烧完的炭粒，从而制得青色砖瓦，上述黑色的铁的化合物的化学式为Fe3O4。
（3）饮用水质量是关系到人类健康的重要问题。
①漂白粉可用于饮用水消毒，工业上常用氯气与熟石灰制备漂白粉，写出反应的化学方程式：2Cl2＋2Ca（OH）2CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O。
②“84”消毒液也是一种常用的含氯消毒剂，其可通过电解食盐水制备，配制500 mL 0.4 mol·L－1 NaCl溶液需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管，需要用托盘天平称取11.7g NaCl。在配制500 mL 0.4 mol·L－1 NaCl溶液时，玻璃棒的作用是搅拌、引流。
解析：（1）潜水器外壳使用的钛合金具有耐高压、耐腐蚀、硬度大、密度小的性质，因此不可能具有硬度小的性质，选C。（2）氧化铁为红色氧化物，制得红色砖瓦，可知铁的化合物转化成Fe2O3；若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的H2和CO2，把红色Fe2O3还原成黑色Fe3O4，从而制得青色砖瓦。（3）配制500 mL 0.4 mol·L－1 NaCl溶液的操作步骤有：计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管，需要用托盘天平称取m（NaCl）＝cVM＝0.5 L×0.4 mol·L－1×58.5 g·mol－1＝11.7 g，在配制500 mL 0.4 mol·L－1 NaCl溶液时，溶解步骤中为加快溶解用玻璃棒搅拌，在移液步骤用玻璃棒引流。
17.（13分）铁是人类较早使用的金属之一，运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
（1）所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是BC（填字母）。
A.Fe B.FeCl2
C.FeSO4 D.Fe2O3
（2）向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是1～100nm。
（3）电子工业需要用30％的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。
某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：首先取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是Fe3＋，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0 mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，过滤（填实验操作，下同）、洗涤、干燥，称量沉淀质量为43.05 g。
（4）若要验证滤液中含有Fe2＋，正确的实验方法是B（填字母）。
A.向试管中加入滤液，滴入KSCN溶液，若显红色，证明含有Fe2＋
B.向试管中加入滤液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2＋
C.向试管中加入滤液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显红色，证明原溶液中含有Fe2＋
（5）欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，设计实验方案如下：
A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：①A.Fe粉；②FeCl2；③Fe、Cu；④稀HCl。
B.请写出通入⑥的化学方程式：2FeCl2＋Cl22FeCl3。
解析：（1）当元素处于最高价态时只有氧化性，当元素处于最低价态时只有还原性，当元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性，Fe只有还原性，FeCl2既有氧化性又有还原性，FeSO4既有氧化性又有还原性，Fe2O3只有氧化性，选B、C。（3）FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是Fe3＋；取50.0 mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色氯化银沉淀，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。（4）向试管中加入滤液，滴入KSCN溶液，若显红色，证明含有Fe3＋，A错误；Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色，向试管中加入滤液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2＋，B正确；向试管中加入滤液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，溶液显红色，原溶液中可能含有Fe3＋，C错误。（5）废液中加入过量的铁粉，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，过滤，所得溶液为氯化亚铁溶液，滤渣中含有铜和铁，滤渣中加入过量的盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，过滤出铜，合并两次的滤液，通入过量氯气，氯化亚铁被氯气氧化为氯化铁。
18.（10分）（2025·四川雅安段考）“价—类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具，如图所示是铁及其化合物的“价—类”二维图。
（1）X、Y分别代表氧化物、Fe2O3；Z在空气中转化为W的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。
（2）某小组研究FeSO4性质，预测FeSO4能与②④⑤（填序号）发生氧化还原反应。
①NaOH溶液 ②氯水 ③稀盐酸
④酸性KMnO4溶液 ⑤镁 ⑥碳酸钠
（3）向FeBr2溶液中通入一定量氯气，已知n（FeBr2）∶n（Cl2）＝1，写出该反应的离子方程式：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl22Fe3＋＋Br2＋4Cl－。
（4）高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用NaClO氧化Fe（OH）3的方法制备Na2FeO4，其原理为3NaClO＋2Fe（OH）3＋4NaOH2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O，用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目：。
解析：（1）X表示铁的氧化物，Y为Fe2O3，Z为Fe（OH）2，W为Fe（OH）3，Fe（OH）2、H2O和O2反应生成Fe（OH）3，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3。（2）FeSO4具有还原性，氯水、酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，可以和FeSO4发生氧化还原反应；FeSO4也具有氧化性，Mg的还原性强于Fe，FeSO4也可以和Mg发生氧化还原反应，选②④⑤。（3）向FeBr2溶液中通入一定量氯气，n（FeBr2）∶n（Cl2）＝1，Fe2＋的还原性强于Br－，先氧化Fe2＋，则该反应的离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl22Fe3＋＋Br2＋4Cl－。（4）反应中Cl元素化合价由＋1价下降到－1价，Fe元素化合价由＋3价上升到＋6价，根据得失电子守恒用双线桥法表示该反应的电子转移方向和数目为。
19.（10分）铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％～5％的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数，设计下列实验方案进行探究：将m g铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况下（约20 ℃，1.01×105 Pa）的体积。
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置的连接顺序是：
A接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）。（填接口字母，可不填满）
答案：E D G ② ③
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后，稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶，请你帮助分析原因镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大。
③仔细分析实验装置，请指出会引起较大误差的两点：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大 实验结束时，连接试剂瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
（2）为避免上述误差，他们设计了如图所示的实验装置。
连接好装置，向量气管中加一定量水后，需进行的操作还有：①将药品装入各仪器中；②记录量气管的液面位置；③待b中不再有气体产生并恢复至室温；④向锥形瓶中滴加足量稀硫酸；⑤检查气密性；⑥调整橡胶软管使球形干燥管和量气管的液面相平。
上述操作的顺序是⑤①⑥②④③⑥②（填序号，可重复选用操作）。
解析：（1）①用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，排出的水用量筒测量其体积即可求出生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故最简易的装置的连接顺序为A接（E）（D）接（G）；②镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体的压强变大，导致稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶；③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接试剂瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小，这些都会造成误差。（2）根据实验原理和实验装置示意图，量取生成氢气的体积需要读取量气管的起始液面读数和实验结束时的液面读数，因此该实验的操作为⑤检查气密性，①将药品装入各仪器中，⑥调整橡胶软管使球形干燥管和量气管的液面相平，②记录量气管的液面位置，④向锥形瓶中滴加足量稀硫酸，③待b中不再有气体产生并恢复至室温，⑥调整橡胶软管使球形干燥管和量气管的液面相平，②记录量气管的液面位置。
20.（10分）（2025·南京师大附中高一月考）镁、铝等的化合物在生产生活中有着广泛的应用。碱式碳酸镁铝受热容易分解，因此在生产生活中常用作塑料阻燃剂。
（1）MgaAlb（OH）c（CO3）d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为2a＋3b＝c＋2d。
（2）其中Mg2Al（OH）5CO3是一种治疗胃酸的药物，不溶于水，但溶于胃酸。试写出其与胃酸反应的离子方程式：2Mg2Al（OH）5CO3＋14H＋4Mg2＋＋2Al3＋＋2CO2↑＋12H2O。
（3）为确定MgaAlb（OH）c（CO3）d·xH2O的组成，进行如下实验：准确称取6.80 g样品与足量稀盐酸充分反应，生成1.120 L CO2（标准状况）。另取一定量样品在空气中加热，残留固体质量随温度的变化如图所示（样品在270 ℃时完全失去结晶水，600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物）。则在270～600 ℃之间，物质受热分解放出的气体是CO2、H2O（填化学式）。6.80 g样品中，除结晶水外还含有的氢原子的物质的量是0.034 mol mol。
（4）碱式碳酸铝镁能作阻燃剂，除其受热分解生成的氧化铝、氧化镁耐高温外，原因还可能为分解生成的二氧化碳、水蒸气隔绝空气。
解析：（1）化合物中各元素化合价的代数和为0，所以得2a＋3b＝c＋2d。（2）Mg2AlCO3溶于胃酸，生成氯化镁、氯化铝、二氧化碳和水，反应的离子方程式为2Mg2Al（OH）5CO3＋14H＋4Mg2＋＋2Al3＋＋2CO2↑＋12H2O。（3）样品在270 ℃时完全失去结晶水，600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物，说明在270～600 ℃之间，物质受热分解放出的气体是CO2、H2O；6.80 g样品中n（CO2）＝＝0.05 mol，m（CO2）＝0.05 mol×44 g·mol－1＝2.2 g，270～600 ℃之间失去结晶水后进一步分解放出CO2和H2O，m（CO2）＋m（H2O）＝5.0 g－2.5 g＝2.5 g，m（H2O）＝2.5 g－2.2 g＝0.3 g，n（H2O）＝≈0.017 mol，n（H）＝（0.017×2）mol＝0.034 mol。（4）碱式碳酸铝镁能作阻燃剂，除其受热分解生成的氧化铝、氧化镁耐高温外，原因还可能为分解生成的二氧化碳、水蒸气隔绝空气。
1 / 2阶段重点练（六）
一、选择题
1.（2025·河北秦皇岛一中月考）我国航天事业蒸蒸日上，下列材料适用于制造飞机和宇宙飞船外壳的是（ ）
A.生铁 B.纯银
C.硬铝 D.青铜
解析：C 硬铝的特点是密度小、强度高和抗腐蚀性能好，所以最适合用作制造飞机外壳。青铜、生铁、银不具备这种性质，不能用作制造飞机外壳，选C。
2.（2025·广东江门鹤山一中月考）合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是（ ）
A.公路防撞护栏 B.下水道井盖
C.航母甲板 D.汽车轮胎
解析：D 汽车轮胎所使用的材料是有机化合物，属于有机材料，不属于合金。
3.下列除杂所选用的试剂正确的是（ ）
选项 物质（括号内为杂质） 除杂试剂
A Cl2 饱和NaHCO3溶液
B CO Na2O2
C NaHCO3溶液 Ca溶液
D Fe NaOH溶液
解析：D 饱和NaHCO3溶液与Cl2、HCl均反应，A错误；Na2O2与CO2反应生成O2，引入新杂质，B错误；NaHCO3、Na2CO3均能与Ca（OH）2反应生成碳酸钙沉淀，C错误；Al能溶于NaOH溶液，Fe和NaOH溶液不反应，再经过滤可除去铁中的铝，D正确。
4.下列关于铝的叙述错误的是（ ）
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.常温下，铝不能与氧气反应
C.铝是一种比较活泼的金属
D.在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂
解析：B 常温下铝能够与氧气反应生成氧化铝，铝的表面一般都有致密的氧化铝保护膜，B错误。
5.下列物质的转化，不能通过一步反应实现的是（ ）
A.Fe（OH）2→Fe（OH）3 B.Cl2→NaClO
C.NaCl→NaHCO3 D.Al2O3→Al（OH）3
解析：D A.4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，因此Fe（OH）2→Fe（OH）3可以通过一步反应实现；B.Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，因此Cl2→NaClO可以通过一步反应实现；C.NaCl＋CO2＋NH3＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl，因此NaCl→NaHCO3可以通过一步反应实现；D.Al2O3与水不反应，因此Al2O3→Al（OH）3无法通过一步反应实现。
6.（2025·黑龙江龙东地区期末）物质的性质决定其用途。下列性质与用途不具有对应关系的是（ ）
A.Na2O2能与CO2反应生成O2，可用于防毒面具
B.纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零件
D.碳酸氢钠受热分解产生CO2，可用作单一膨松剂
解析：B 纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误。
7.已知部分被氧化的镁条1.6 g，和足量的盐酸反应，在标准状况下生成H2 1.12 L，在跟盐酸反应前被氧化的镁是（ ）
A.1.2 g B.0.64 g
C.0.4 g D.0.24 g
解析：D n（H2）＝＝0.05 mol，根据化学方程式：Mg＋2HClMgCl2＋H2↑，所以有n（Mg）＝n（H2）＝0.05 mol，m（Mg）＝0.05 mol×24 g·mol－1＝1.2 g，m（MgO）＝1.6 g－1.2 g＝0.4 g；根据关系式Mg～MgO，n被氧化（Mg）＝n（MgO）＝＝0.01 mol，所以被氧化的镁的质量为m被氧化（Mg）＝0.01 mol×24 g·mol－1＝0.24 g，D符合题意。
8.（2025·天津河北区期中）下列关于金属及其化合物的说法正确的是（ ）
A.向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯中的固体若有铁，则无铜
B.将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧，可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C.Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
D.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热，铝箔熔化但不滴落
解析：D Fe的还原性强于Cu，故氯化铁溶液会优先与Fe发生反应，反应结束后，烧杯中的固体若有铁，则一定有Cu剩余，A错误；Fe在氯气中燃烧，得到的产物为氯化铁，而不是氯化亚铁，B错误；过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C错误；由于Al可以在空气中迅速氧化生成氧化铝，且氧化铝的熔点高于Al，故铝箔熔化但不滴落，D正确。
9.已知浓度均为2.4 mol·L－1的硫酸溶液和氢氧化钠溶液各取100 mL，分别加入6.75 g的金属铝充分反应，则产生氢气的体积之比为（ ）
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.4∶5
解析：B H2SO4、NaOH物质的量为2.4 mol·L－1×0.1 L＝0.24 mol，即硫酸中H＋的物质的量为0.48 mol，6.75 g Al的物质的量为n＝＝＝0.25 mol，根据2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑，硫酸全部反应完，Al有剩余，产生H2物质的量为0.24 mol，根据2Al＋2OH－＋6H2O＋3H2↑，NaOH全部反应完，Al有剩余，产生的H2物质的量为0.36 mol，在相同条件下气体的体积之比为0.24∶0.36＝2∶3；选B。
10.某铁的氧化物（FexO）1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为（ ）
A.0.80 B.0.85
C.0.90 D.0.93
解析：A 根据得失电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2被还原为Cl－转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。则有×（ 3－）×x＝0.01 mol，解得x＝0.80。
二、非选择题
11.金属的用途与性质密切相关。
（1）图1所示赤铁矿的主要成分是Fe2O3（填化学式）。
（2）家用电线常用铜制，但在高压远距离输电中，常用铝代替铜，请根据下表的信息分析，其原因是铝的密度比铜小，地壳中含量比铜高。
铜 铝
密度/（g·cm－3） 8.92 2.70
地壳中含量（质量分数/％） 0.007 7.73
导电性（以银的导电性为100做标准）
（3）在空气中，铝具有很好的抗腐蚀性，其原因用化学方程式表示为4Al＋3O22Al2O3。
（4）为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中（图2所示），说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是铁丝表面产生气泡，铜丝表面无明显现象，
反应的化学方程式是Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑。
（5）将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色。则滤渣中一定含有Ag（填化学式，下同），滤液中溶质的组成可能是Al（NO3）3、Cu（NO3）2或Al（NO3）3、Cu（NO3）2、AgNO3。
解析：（4）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能和稀硫酸反应，因此说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是铁丝表面产生气泡，铜丝表面无明显现象。（5）将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色，说明铝完全反应，铜和硝酸银发生了反应，则滤渣中一定含有银，滤液中溶质的组成硝酸银不足或恰好完全反应时溶质是Al（NO3）3、Cu（NO3）2，硝酸银过量时溶质是Al（NO3）3、Cu（NO3）2、AgNO3。
12.（2025·陕西咸阳实验中学质检）为节约资源变废为宝，合理利用铝、铁、铜合金废料，某同学设计如下实验方案：
回答下列问题：
（1）①中发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O＋3H2↑ 。
（2）沉淀C获得Al2O3的化学方程式为2AlAl2O3＋3H2O。
（3）试剂Y为H2SO4，若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（4）绿矾（FeSO4·7H2O）若保存不当或长期放置，易与空气中的氧气反应，检验绿矾是否被氧化的方法是取样品，加少量水溶解后，加入KSCN溶液，若溶液变成红色，可证明绿矾被氧化。
（5）试剂Z应该是一种氧化剂（填“氧化剂”或“还原剂”）；写出②中发生反应的离子方程式：Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O。
（6）取浓度均为1.0 mol·L－1的CuSO4溶液和Fe2（SO4）3溶液，等体积混合（混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和），再向其中加入足量铁粉完全反应，此时溶液中c＝2.0mol·L－1。
（7）工业上常用“滤液D”制得净水剂Na2FeO4，流程如下：
滤液DFe（OH）3固体含Na2FeO4溶液
测得“滤液D”中c为0.4 mol·L－1，若要处理0.1 m3“滤液D”，理论上需要消耗20％的H2O2溶液3.4kg。
解析：（3）试剂Y为H2SO4，用冷却结晶法从溶液中提取结晶水合物，则要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（4）绿矾若保存不当或长期放置，易与空气中的氧气反应，亚铁离子转变为铁离子，可通过硫氰化钾溶液检验。（5）试剂Z把铜转变为铜离子，则Z应该是一种氧化剂；为防止引入其他杂质，可选过氧化氢，则②中发生反应的离子方程式：Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O。（6）加入足量铁粉，依次发生Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4、CuSO4＋FeCu＋FeSO4，完全反应，c（FeSO4）＝＝2.0 mol·L－1，则此时溶液中c（Fe2＋）＝2.0 mol·L－1。（7）0.1 m3滤液D中含：n（Fe2＋）＝0.4 mol·L－1×100 L＝40 mol，根据得失电子守恒得n（H2O2）＝＝20 mol，理论上需要消耗20％的H2O2溶液质量＝＝3 400 g＝3.4 kg。
13.向100 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加过量BaCl2溶液得到14.51 g白色沉淀，向白色沉淀中再加过量稀盐酸，充分反应后，沉淀减少9.85 g并有气体产生。
（1）求原混合物中Na2SO4的物质的量浓度0.2 mol·L－1。
（2）从原溶液中取出10 mL，在标准状况下与足量的盐酸反应，可生成CO2112mL。
解析：（1）根据题意可知，14.51 g白色沉淀为BaSO4和BaCO3混合物，BaCO3能与稀盐酸反应，则沉淀减少9.85 g为BaCO3的质量，故BaSO4的质量为（14.51－9.85）g＝4.66 g，其物质的量为＝0.02 mol，根据Na2SO4～BaSO4可知，Na2SO4物质的量浓度为＝0.2 mol·L－1。（2）BaCO3的质量为9.85 g，其物质的量为＝0.05 mol，根据Na2CO3～BaCO3可知，100 mL溶液中Na2CO3的物质的量为0.05 mol，则10 mL中含有0.005 mol Na2CO3，n（CO2）＝n（Na2CO3）＝0.005 mol，在标准状况下其体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL。
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