课时作业14 铁及其化合物
[学业达标]
1．下列说法正确的是( )
A．我国在战国中期即开始使用铁制品
B．自然界中的铁元素只存在于化合物中
C．铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属
D．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来
2．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )
编号
物质
颜色
性质/用途
①
Fe2O3
红棕色
红色油漆、涂料
②
Fe(OH)2
红棕色
易被氧化成灰绿色，最终变为红褐色
③
Fe(OH)3
红褐色
受热易分解生成红棕色粉末
④
Fe2＋
黄色
具有较强氧化性
⑤
Fe3＋
浅绿色
具有较强的还原性
A．①④⑤
B．②③
C．①②③④⑤
D．①③
3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
4．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，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
5．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＋；
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( )
试剂选项
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
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
6.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，下列方法可行的是( )
A．滴入KSCN溶液
B．加入铁粉
C．通入氯气
D．加入铜粉
7．在含有1
mol
FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO
B．Fe
C．Fe(OH)3
D．Fe2O3
8．下列离子方程式正确的是( )
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉 Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2 Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
9．当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，烧杯底部不可能出现的是( )
A．有铜无铁
B．有铁无铜
C．有铁有铜
D．无铁无铜
10．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A．Cu2＋
B．Fe3＋
C．Fe2＋
D．H＋
11．有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
12．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：
现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B可能是AgCl
C．C中一定含Fe3＋
D．无法确定A中是否含有Fe2＋
[等级突破]
13．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________，B中反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)D的作用是________________________________________________________________________。
(3)E中的现象是________________________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。
14．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：
(1)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________。
(2)请写出相关反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1
mol·L－1
FeCl3溶液，0.1
mol·L－1
FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1
mol·L－1
FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为______；加入KSCN溶液后，溶液________
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X离子是________。
课时作业14 铁及其化合物
1．解析：我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误；自然界中的陨铁中的Fe以单质形态存在，B项错误；Fe只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误；高炉炼铁是用CO等还原剂把Fe从铁矿石中还原出来，D项正确。
答案：D
2．解析：Fe(OH)2为白色；Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性。
答案：D
3．解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。
答案：D
4．解析：A项，加入KSCN后呈红色，说明含Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋；B项，通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含有Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋无法判断；C项，加入NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe3＋；D项，当溶液中含有Fe2＋和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时，红褐色很容易掩盖其他白色沉淀的现象。
答案：C
5．解析：由于Fe3＋的干扰，在检验Fe2＋时使用酸性KMnO4溶液，只有B正确。
答案：B
6．解析：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故可用Fe除FeCl2中的FeCl3。
答案：B
7．解析：金属钠投入溶液生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，首先Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和水。
答案：D
8．解析：A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：B
9．解析：向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入Fe粉和Cu粉，由于Fe的还原性比Cu强，Fe3＋首先与Fe反应，如果Fe3＋有剩余，剩余的Fe3＋再与Cu反应，Fe粉未反应完时铜粉就不会被氧化。所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象，故选B。
答案：B
10．解析：因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋等可与Fe反应，不可能存在较多。
答案：C
11．解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。
答案：A
12．解析：因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以A盐也可能为FeCl2。
答案：A
13．解析：(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。(3)E中反应为H2＋CuOCu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。(4)应先点燃A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe2O3，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。
答案：(1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
14．解析：从腐蚀Cu的废液中回收Cu的流程如图所示：
答案：(1)①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 2FeCl3＋Fe===3FeCl2
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
15．解析：(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。
(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnO得电子，故MnO是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋。即X为Fe2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(4)Fe2＋课时作业15 金属材料
[学业达标]
1．下列说法不正确的是( )
A．我国有丰富的稀土资源，要合理开采
B．稀土金属在自然界中含量很少，只能用于生产合金
C．稀土金属用途广泛，被称为“冶金工业的维生素”
D．稀土元素的化学性质相似
2．下列说法中不正确的是( )
A．人类历史上使用最早的合金是青铜
B．钢属于铁合金
C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D．目前世界上用途最广的是合金钢
3．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D．钢不属于合金
4．由于铝制品对大脑发育有不良影响，厨具中铝制品已逐步被不锈钢代替，不锈钢的组成是( )
A．含铁、锌、铜的合金 B．含铁、镁、铝的合金
C．含铁、铬、镍的合金
D．普通钢表面镀镍
5．纯铁的熔点为1
535
℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1
200
℃左右就熔化了，这是因为( )
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点比其成分物质的熔点高
C．形成了铁碳合金，所以熔点变低
D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应
6．用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg?Al合金
B．黄铜(Cu?Zn合金)
C．Na?K合金
D．生铁(Fe?C合金)
7．除去镁粉中的少量铝粉，可选用( )
A．硫酸
B．氨水
C．盐酸
D．氢氧化钠溶液
8．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
9．等量镁铝合金粉末分别与足量下列四种物质充分反应，放出氢气最多的是( )
A．NaOH溶液
B．稀硫酸
C．蔗糖溶液
D．NaCl溶液
10．在500
mL
NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6
L，该NaOH溶液的浓度为( )
A．1.0
mol·L－1
B．2.0
mol·L－1
C．1.5
mol·L－1
D．3.0
mol·L－1
11．铝、钠混合物投入足量的水中，充分反应后，得到澄清溶液，并收集到4.48
L
H2(标准状况)，若钠的物质的量为0.1
mol，则铝的物质的量为( )
A．0.2
mol
B．0.1
mol
C．0.05
mol
D．0.025
mol
12．将10
g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1.4
g。则此铁碳合金是( )
A．生铁
B．高碳钢
C．中碳钢
D．低碳钢
13．某金属(或合金)与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示，此金属可能是( )
A．纯锌
B．纯铁
C．镁铝合金
D．铜铁合金
14．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2
403
℃，更奇妙的是镓熔化后在－120
℃仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是( )
A．镓的熔点高
B．镓的性质与铝类似
C．镓能够与盐酸反应生成气体
D．镓可与多种金属形成合金
15．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
16．根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题(已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)：
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如图所示，铜常用于制造货币的原因可能是________(填字母)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是________(填化学式，不同)，常见的铁的氧化物还有________、________。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是__________币，黑色物质是______________(填名称)，形成这种物质的化学方程式为________________________，绿色物质是________(填化学式)，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是__________币，表面一直未被氧化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________________(填字母)。
A．观察颜色
B．查看图案
C．用手掂量轻重
D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象
[等级突破]
17．某课外活动小组，收集了一种合金进行研究。
(1)外观暗灰色，表面光滑；
(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的金属10.0
g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2
9.96
L；
(4)另取刮去表皮的金属10.0
g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2
9.96
L。试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项编号)。
a.
Ag
b.
Mg
c.
Na
d.
Fe
如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是________。
18．把1.1
g铁、铝混合物溶于200
mL
5
mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6
mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量；
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
课时作业15 金属材料
1．解析：稀土金属用途广泛，它既可单独使用，也可用于生产合金，B项错误。
答案：B
2．解析：目前世界上使用量最大的合金是铁合金。
答案：C
3．解析：合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。
答案：B
4．答案：C
5．解析：合金的熔点比成分金属的低。
答案：C
6．解析：黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；Na?K合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
答案：A
7．答案：D
8．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－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，即Al～3H＋，Al～OH－，可知1
mol
Al需NaOH：1
mol，稀H2SO4：mol，HCl：3
mol，Ba(OH)2：0.5
mol。故应选D。
答案：D
9．答案：B
10．答案：B
11．解析：0.1
mol
Na产生H2的物质的量为0.05
mol，生成0.1
mol
NaOH，而反应共释放H2为4.48
L/22.4
L·mol－1＝0.2
mol，因此Al与NaOH反应放出0.15
mol
H2，
2Al ～ 3H2
2
3
x 0.15
mol
x＝0.1
mol。
答案：B
12．解析：n(CaCO3)＝＝0.014
mol，
由碳元素守恒，得铁碳合金中碳单质的物质的量也为0.014
mol，
m(C)＝0.014
mol×12
g·mol－1＝0.168
g，
故w(C)＝×100%＝1.68%，
所以该铁碳合金属于高碳钢。
答案：B
13．解析：由题图可知，金属质量为30
g时，产生氢气的质量为1
g。用极值法：假设每一种金属的质量都为30
g，然后分别计算出产生氢气的质量。A项纯锌产生氢气的质量小于1
g；B项纯铁产生氢气的质量大于1
g；C项镁产生氢气的质量大于1
g，铝产生氢气的质量大于1
g，所以镁、铝按一定比例组成的合金产生氢气的质量不可能为1
g；D项铁产生氢气的质量大于1
g，铜不产生氢气，所以铜、铁按一定比例组成的合金产生氢气的质量可能为1
g。
答案：D
14．解析：从题给信息可知镓的熔点低但沸点很高，这说明它很易与其他金属熔合在一起形成合金。
答案：A
15．解析：由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。
答案：A
16．解析：(1)铜钱作为货币，首先应易得，其次不容易被腐蚀。(2)铁锈的主要成分为Fe2O3·nH2O，常见的铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。(3)Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。(4)Cu与O2反应生成黑色的CuO：2Cu＋O2===2CuO，Cu在空气中“生锈”的化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu(OH)2CO3(绿色)；Au的化学性质不活泼，不与空气中的O2反应。(5)有些假金币外形图案、颜色与Au相近，密度与真金币相当，用手掂量不出来，假金币中的Zn、Cu均可与HNO3反应产生大量气泡，而Au不与HNO3反应。
答案：(1)ABC (2)Fe2O3·nH2O FeO Fe3O4 (3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O (4)铜 氧化铜 2Cu＋O2===2CuO Cu2(OH)2CO3 紫红 金 金的化学性质不活泼，不易被氧化 (5)D
17．解析：焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4溶液、NaOH溶液反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有铝，且不含其他比铜活泼的金属，否则与酸反应放出H2多。
2Al ～ 3H2
54
g
67.2
L
m(Al)
9.96
L
m(Al)≈8.0
g，则m(Cu)＝10.0
g－8.0
g＝2.0
g
m(Cu)?m(Al)＝1?4
答案：Cu、Al a m(Cu)?m(Al)＝1?4
18．解析：(1)消耗HCl的物质的量：0.2
L×5
mol·L－1－0.2
L×4.6
mol·L－1＝0.08
mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al ＋ 6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2
mol 6
mol
x
3x
Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
1
mol 2
mol
y
2y
解得：x＝0.02
mol，y＝0.01
mol
答案：(1)0.08
mol
(2)Al：0.02
mol；Fe：0.01
mol
