第三章 铁 金属材料 单元同步测试卷-高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

试卷第=page99页，共=sectionpages99页试卷第=page88页，共=sectionpages99页第三章铁金属材料单元同步测试卷一、单选题1．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是除去杂质的方法，其中正确的组别是XYZACO2HCl通入饱和食盐水，洗气BFeCl3CuCl2加足量Fe粉充分反应后过滤CFeCl3溶液FeCl2加入适量酸性高锰酸钾溶液DFe粉Al粉加过量NaOH溶液充分反应后过滤A．A B．B C．C D．D2．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A．投入铝粉能放氢气的溶液中：、、K+、Cl-B．pH=13的溶液中：、Na+、、K+C．澄清透明溶液中：Fe2+、、Na+、D．c(Fe3+)=1mol·L-1的溶液中：H+、SCN-、Cl-、3．新材料问世常常带动新科技、新技术的应用和发展，下列有关说法不正确的A．中国航空铝材处于世界领先行列，该铝材是一种铝合金，铝合金的密度小，强度高B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性C．我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出486.1公里的世界列车最高时速，得益全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨，钢的熔点比铁的熔点高，比铁用途更广泛D．2017年8月我国成功完成某超级钢的研制，该超级钢强度大，能够实现钢板轻薄化4．一定质量的铝铁合金溶于足量的溶液中，完全反应后产生标准状况下气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为A． B． C． D．5．用一定方法可除去下列物质所含的少量杂质(括号内为杂质)，其中所加物质能达到除杂目的的是A．Cl2(HCl)用NaOH溶液B．溶液FeCl3(FeCl2)加入适量铁粉C．溶液NaHCO3(Na2CO3)通入足量二氧化碳D．CO2(HCl)用饱和碳酸钠溶液6．下列离子方程式书写错误的是A．FeCl3溶液腐蚀铜电路板：B．铁红溶于盐酸：C．氯气溶于水：D．氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合：7．甲、乙澄清溶液同时喷洒到白纸上出现红色印迹，对两溶液可能包含离子判断正确的是选项甲乙A、、、、、、B、、、、、、C、、、、、、D、、、、、、A．A B．B C．C D．D8．用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示，下列说法不正确的是A．溶解步骤中为提高溶解速率，温度越高越好B．流程中可用或代替C．长时间加热煮沸主要目的是使充分水解进而沉淀去除D．“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥9．二水合草酸亚铁()是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气，对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究，生成的气体只含CO、和，得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．b点的固体成分为B．b→c的方程式为C．从a→b，生成的CO、的物质的量不相等D．加热至250℃以上，固体质量略有增加，可能是因为FeO与CO反应生成了10．某溶液中可能含有如下离子：、、、、、(不考虑水的电离)。当向该溶液中逐滴加入溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入溶液的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是A．原溶液中一定含有的阳离子是、、、B．反应最后形成的溶液中的溶质只含和C．原溶液中与的物质的量之比为1：1D．原溶液中含有的阴离子是11．在下列各溶液中，一定能大量共存的离子组是A．澄清透明溶液中：、、、B．在加入铁粉能产生氢气的溶液中：、、、C．能与铝片反应产生氢气的溶液中：、、、D．含大量的溶液中：、、、12．在给定条件下，下列物质间的转化均能实现的有①②③④⑤⑥⑦A．2个 B．3个 C．4个 D．5个13．很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列文物不属于合金材料的是ABCD曾侯乙编钟青花花鸟纹鱼尾瓶圆明园兽首马踏飞燕(东汉铜奔马)A．A B．B C．C D．D14．从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法不正确的是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，说明溶液中已经反应完全C．试剂c可为溶液，相应的反应为D．溶液W可作“腐蚀液”腐蚀覆铜板二、填空题15．回答下列问题(1)有以下六种物质：①乙醇；②0.1mol/LNa2CO3溶液；③NaOH固体；④液态氯化氢；⑤冰醋酸；⑥石墨。上述状态下的物质中，属于电解质的有_______(填序号，下同)。(2)请写出下列物质在水溶液中的电离方程式：①NaHCO3_______；②Fe2(SO4)3_______；③NaHSO4_______。(3)氢氧化亚铁在空气中迅速转变为氢氧化铁的现象为_______，化学方程式为_______。16．计算(1)将200mL3mol/L的Al2(SO4)3溶液稀释至500mL，求稀释后硫酸根的浓度为多少______?(2)将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得c(SO)=1.05mol/L，c(Al3+)=0.55mol/L，c(H+)=0.10mol/L(假设H2SO4完全电离为H+和SO)，则c(K+)为多少______?(3)Fe、Al混合物共0.2mol，用盐酸将其完全溶解，放出标准状况下5.6L气体，然后再滴入4mol/L的NaOH溶液，请计算：①求该混合物中Fe、Al的物质的量______?②若该Fe、Al的混合物与盐酸恰好完全反应，在滴加NaOH溶液过程中，欲使Fe2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积为多少______mL?(4)将一定质量的Mg和Al混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示计算：①酸的物质的量浓度为多少______?②若将上述混合物中等物质的量的Mg和Al分别与稀硫酸充分反应，产生的气体通入相同条件下恒容的甲乙两密闭容器中，求甲乙两容器内的压强比为多少______?17．铁合金(1)生铁和钢是_______的两种铁碳合金。(2)生铁的含碳量比钢的_______。生铁的硬度_______，钢具有良好的_______性。(3)_______是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如图：(4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是_______。不易生锈，具有很强的_______能力。(5)常见合金的比较①铜合金合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡强度好、可塑性好、耐磨、耐腐蚀轴承、齿轮等黄铜铜、锌强度好、可塑性好、易加工、耐腐蚀仪表、日用品等白铜铜、镍、锌光泽好、耐磨、易加工、耐腐蚀钱币等②钛合金钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。18．铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3的比较名称Fe(OH)2Fe(OH)3颜色①_____②_____热稳定性——③_____水溶解性难溶难溶制备(离子方程式)④_____

⑤_____与盐酸反应(离子方程式)⑥_____⑦_____转化⑧_____(2)Fe(OH)2的制备Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3.在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。19．铁的氧化物(1)物理性质FeOFe2O3Fe3O4俗称无①______

②_____颜色黑③______④______价态+2⑤______⑥______水溶解性不溶不溶不溶用途——⑦______⑧______(2)化学性质①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：_______。②FeO和Fe2O3均为_______氧化物，盐酸反应的离子方程式分别为：_______；_______。三、实验题20．铁在地壳中含量丰富，也是重要的人体微量元素之一、(1)用铁粉进行如图所示的实验，铁与水蒸气反应的化学方程式为_______。(2)图中盛放碱石灰的仪器名称为_______；D装置中观察到的实验现象为_______。(3)从安全角度考虑，实验过程中应先点燃的酒精灯为_______(填“A”或“D”)。(4)为了防止缺铁性贫血，一些食品中允许添加含铁物质。某种麦片含有微量的还原铁粉，铁粉在胃酸的作用下会溶解。该溶解过程中的离子方程式为_______。(5)某同学为了进一步确定反应是否发生，对实验后试管内残留黑色固体的成分进行了下列实验探究：已知。实验序号实验操作实验现象①取少量残留黑色固体放入烧杯中，加入足量浓盐酸，微热黑色固体逐渐溶解，有气泡产生，溶液呈浅绿色②向上述烧杯中滴加几滴KSCN溶液，充分振荡溶液没有出现血红色根据上述实验，他们不能完全确定残留固体的成分，但肯定能确定残留黑色固体中含有的一种物质是_______；若②实验中要出现血红色可向烧杯中加入_______。21．三氯化铁是一种高效、廉价的净水剂，它是红棕色固体，易潮解，100℃左右时升华。实验室可用氯气与铁反应制备无水三氯化铁，装置如图所示。试回答：(1)装置A发生反应的离子方程式_______，装置C发生反应的化学方程式_______。(2)装置B中的试剂是_______；装置E的作用是_______。(3)反应开始时应先点燃装置_______处的酒精灯，过一会儿再点燃装置_______处的酒精灯，此操作的目的是_______。(4)简述检验该净水剂中Fe3+的方法_______。四、计算题22．已知铝是一种能够和强碱溶液反应生成氢气的一种特殊金属，其反应的化学方程式为，现向溶液中投入，二者恰好完全反应，计算：(1)参加反应的的物质的量浓度________；(2)生成的在标准状况下的体积________。23．三氯化铁是一种很重要的铁盐，主要用于污水处理，具有效果好、价格便宜等优点。一定量的已生锈的铁屑，恰好溶解于的盐酸中；充分反应后过滤，经检测所得的滤液中。往滤液中再通入足量制得溶液(假设废铁屑中的杂质不与盐酸反应，氧化后制得的溶液仍为)。(1)滤液中____，和的物质的量之比为______。(2)要将滤液中恰好转化为，理论上需通入____L标准状况的氯气。答案第=page1717页，共=sectionpages99页答案第=page1818页，共=sectionpages99页参考答案：1．D【详解】A．CO2气体混有HCl杂质，应该用饱和NaHCO3溶液除去HCl气体，A错误；B．FeCl3可以与Fe反应生成FeCl2，不能除去杂质FeCl2，而且还将主体物质反应，B错误；C．氯化亚铁可以被酸性高锰酸钾氧化为氯化铁，但两者反应的产物氯化钾、氯化锰以及过量的高锰酸钾会成为新的杂质，C错误；D．铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铁不与氢氧化钠溶液反应，充分反应后过滤可除杂，D正确；故答案为：D。2．B【详解】A．加入铝粉能放出氢气的溶液可能是强酸性溶液，也可能是强碱性溶液，不能在强酸溶液中共存，故A错误；B．pH=13的溶液呈碱性：、Na+、、K+彼此间不发生离子反应，能大量共存，故B正确；C．澄清透明溶液中：Fe2+、会发生氧化还原反应，不能大量共存，故C错误；D．c(Fe3+)=1mol·L-1的溶液中：Fe3+、SCN-反应生成血红色溶液，不能大量共存，故D错误；故答案为B。3．C【详解】A．铝合金的密度小，强度高，抗腐蚀能力强，A正确；B．稀土元素加入钢中有多种作用，例如可改变合金的结构增加钢的韧性、抗氧化性；B正确；C．钢是由铁、碳等元素构成的合金，合金的熔点比铁的熔点低，C错误；D．超级钢是通过各种工艺方法将普通的碳素结构钢的铁素体晶粒细化，进而使其强度有大幅度提高，能够实现钢板轻薄化，D正确；答案选C。4．B【详解】合金溶于足量的NaOH溶液中，铝和氢氧化钠反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，产生气体氢气3.36L(标准状况)，其物质的量=，由方程式可知，铁合金溶于足量的盐酸中，Fe、Al都反应产生氢气，Al与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气体积相等，则Fe反应生成氢气的物质的量，，根据Fe+2HCl═FeCl2+H2↑可知n(Fe)=n′(H2)=0.15mol，故合金中铝、铁的物质的量之比=0.1mol：0.15mol=2：3；故答案为：B。5．C【详解】A．Cl2和HCl都能和NaOH溶液反应，应该用饱和食盐水除杂，选项A不符合；B．加入适量的铁粉是将FeCl3转化为FeCl2，不符合除杂原理，应该通入氯气，选项B不符合；C．在溶液中通入足量的CO2，与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，可以达到除杂的目的，选项C符合；D．CO2和HCl都能和碳酸钠溶液反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液除杂，选项D不符合；答案选C。6．A【详解】A．FeCl3与铜单质反应，生成铜离子和二价铁离子，故正确离子方程式为：，A错误；B．铁红是，是金属氧化物，写离子方程式时不能拆开，故与盐酸反应的离子方程式为：，B正确；C．氯与水反应生成盐酸和次氯酸，该反应是可逆反应，离子方程式为：，C正确；D．氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合，铵根离子和氢氧根离子可以反应生成一水合氨，反应的离子方程式为：，D正确；故本题选A。7．D【详解】A．与反应会生成淡黄色的沉淀单质硫，但不会有红色物质，A不选；B．甲组中的离子与会反应产生硫酸钡的白色沉淀，溶液会变浑浊，不符合甲、乙为澄清溶液的题意，B不选；C．与不反应，不会产生红色物质，C不选；D．在与同时存在的情况下，会被氧化为，与反应会得到红色溶液，选D；故本题选D。8．A【详解】A．溶解步骤中为提高溶解速率，温度过高，H2O2分解，影响废铜的溶解，A错误；B．流程中Cu2(OH)2CO3可用CuCO3或CuO代替，除掉硫酸，提高pH，并且不引进新杂质，B正确；C．长时间加热煮沸主要目的是使Fe3+充分水解进而沉淀去除，C正确；D．“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D正确；故答案为：A。9．B【详解】A．1.8g的物质的量为，由图可知，减少的质量为水的质量，中午减少的水的物质的量，说明结晶水全部失去，则b点的固体成分为，故A错误；B．由铁原子守恒，可知1.16g固体中铁的质量为0.56g，阴离子的质量为，损失的质量为，则b→c的反应为受热分解为，故B正确；C．b→c的反应生成的一氧化碳的物质的量为，c→d的反应生成二氧化碳的物质的量为，所以从a→b，生成的CO、的物质的量相等，故C错误；D．加热至250℃以上，固体质量略有增加，可能是因为FeO与空气中的氧气反应生成，故D错误；答案选B。10．D【分析】根据图像可推断出溶液中肯定含有、、和，肯定不存在和，以此分析；【详解】A．根据分析，溶液中肯定含有的阳离子为，、、，A错误；B．反应到最后溶液中的溶质为、和，B错误；C．结合图像中的数量关系可得，C错误；D．根据分析，溶液中肯定含有的阴离子为，D正确；故答案为：D。11．B【详解】A．碘离子和铁离子发生氧化还原反应生成碘单质，不共存，A错误；B．在加入铁粉能产生氢气的溶液中含有大量的氢离子，氢离子及四种离子相互不反应，能共存，B正确；C．能与铝片反应产生氢气的溶液为酸性或碱性，若为酸性，铝会与硝酸生成一氧化氮气体，不符合题意；若为碱性，则氢氧根离子和铜离子生成氢氧化铜沉淀，不共存，C错误；D．铁离子和反应生成红色物质，不共存，D错误；故选B。12．C【详解】①NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现，故①正确；②Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现，故②错误；③钠与氧气点燃生成过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，两步反应均能实现，故③正确；④Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现，故④错误；⑤硫与氧气点燃生成二氧化硫，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，第二步反应不能实现，故⑤错误；⑥氯化镁与石灰乳转化为更难溶的氢氧化镁，Mg(OH)2不稳定，加热分解为MgO，故两步都可以实现，故⑥正确；⑦铝与四氧化三铁高温条件反应生成氧化铝和铁，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，两步反应均能实现，故⑦正确；①③⑥⑦正确，故选C。13．B【详解】A．曾侯乙编钟为青铜器，属于合金，故A不符合题意；B．瓷器的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，不是合金，故B符合题意；C．圆明园兽首为铜合金，故C不符合题意；D．马踏飞燕(东汉铜奔马)为铜制品，属于合金，故D不符合题意；故选B。14．A【分析】向含、、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，向氯化亚铁通氯气，得氯化铁溶液。【详解】A．根据以上分析试剂a为铁，试剂b为稀盐酸，不能用稀硫酸，会引入杂质，A错误；B．加入铁，因为氧化性大于，铁先和反应，然后才和氯化铜反应生成红色铜，所以有红色固体析出后，说明溶液中已经反应完全，B正确；C．若试剂c为溶液，H2O2与Fe2+反应，根据得失电子守恒可知H2O2和Fe2+的系数比为1：2，再结合原子守恒可得离子方程式为，C正确；D．溶液W为氯化铁，因为氧化性大于，可作“腐蚀液”腐蚀覆铜板，D正确；故答案为：A。15．(1)③④⑤(2)

NaHCO3=Na++

Fe2(SO4)3=2Fe3++3

NaHSO4=Na++H++(3)

白色沉淀迅速转变为灰绿色，最终生成红褐色沉淀

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3【详解】（1）①乙醇是由分子构成的共价化合物，在水溶液中和熔融状态下都不能导电，属于非电解质；②0.1mol/LNa2CO3溶液能够导电，但该物质是混合物，不是化合物，因此不属于电解质；③NaOH固体是由离子构成的离子化合物，属于盐，在水溶液中和熔融状态下能够发生电离而导电，属于电解质；④液态氯化氢是由分子构成的共价化合物，在水中能够发生电离而导电，属于电解质；⑤冰醋酸是由分子构成的共价化合物，在水中能够发生电离而导电，属于电解质；⑥石墨是非金属单质，其中含有自由移动的电子而能够导电，但是单质既不属于电解质，也不属于非电解质；综上所述可知：属于电解质的物质序号为③④⑤；（2）①NaHCO3在水中会发生电离作用产生Na+、，故其电离方程式为：NaHCO3=Na++；②Fe2(SO4)3在水中会发生电离作用产生Fe3+、，电离方程式为：Fe2(SO4)3=2Fe3++3；③NaHSO4在水中会发生电离作用产生Na+、H+、，电离方程式为：NaHSO4=Na++H++；（3）Fe(OH)2具有强的还原性，在空气中很容易被空气中的氧气氧化产生红褐色氢氧化铁，反应过程中会看到白色固体迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则氢氧化亚铁在空气中迅速转变为氢氧化铁的现象为：白色沉淀迅速转变为灰绿色，最终生成红褐色沉淀，该反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。16．(1)(2)0.35(3)

均为0.1

125(4)

2

2：3【详解】（1）200mL3mol/L的Al2(SO4)3溶液中Al2(SO4)3的物质的量为，则SO的物质的量为3×0.6=1.8，稀释后硫酸根的浓度为；（2）根据电荷守恒可知，2--=2×1.05-3×0.55-0.10=0.35；（3）①Fe、Al混合物共0.2mol，设Fe的物质的量为x，Al的物质的量为(0.2-x)，标准状况下H2的体积为5.6L，其物质的量为，根据FeH2和2Al3H2可得生成的H2的物质的量为x+(0.3-1.5x)=0.25，解得：x=0.1，即Fe和Al的物质的量均为0.1；若该Fe、Al的混合物与盐酸恰好完全反应，则溶液中溶质为FeCl2和AlCl3，且均为0.1，欲使Fe2+、Al3+刚好沉淀完全，根据和可得，加入NaOH的物质的量为0.5，其体积为==125；（4）加入NaOH至40没有沉淀生成，说明稀硫酸溶解完Mg和Al后有剩余，滴加到400时沉淀达到最大，沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，继续滴加NaOH到480时，Al(OH)3溶解完全，Mg(OH)2的物质的量为0.3，则Al(OH)3的物质的量为0.7-0.3=0.4，根据可得，400到480阶段消耗的NaOH的物质的量为0.4，则NaOH的浓度为，沉淀最大时，溶液中的溶质为Na2SO4，根据Na守恒可知此时，所以，则，所以硫酸的物质的量浓度为；根据MgH2和2Al3H2，可知等物质的量的Mg和Al分别与稀硫酸充分反应后产生的H2的物质的量之比为2：3，通入相同条件下恒容的甲乙两密闭容器中，根据压强之比等于物质的量之比可知，甲乙两容器内的压强比为2：3。17．

含碳量不同

高

大

延展

钢

铬和镍

抗腐蚀【解析】略18．

白色

红褐色

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O

Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓(白色)

Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)

Fe(OH)2+2H+=Fe2＋＋2H2O

Fe(OH)3+3H+=Fe3＋＋3H2O

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色【解析】略19．(1)

铁红

磁性氧化铁

红棕

黑

＋3

+2，＋3

油漆、涂料、油墨等

磁铁(2)

6FeO＋O22Fe3O4

碱性

FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O

Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O【解析】略20．(1)(2)

球形干燥管

黑色固体变为红色(3)A(4)(5)

铁(或Fe)

(或新制氯水)【详解】（1）铁与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为，故答案为：；（2）由图可知，盛放碱石灰的仪器名称为球形干燥管；D为氢气