第三章 铁 金属材料 测试题 （含解析） 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章铁金属材料测试题一、选择题1．下列物质中不属于铁合金的是A．不锈钢 B．生铁 C．碳素钢 D．氧化铁2．将适量铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相同，则已反应的Fe3+和原溶液中的Fe3+的物质的量之比是A．5∶2 B．2∶5 C．2∶3 D．3∶23．某实验小组为了粗略测定过氧化钠的纯度，称取mg样品，并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数。下列说法错误的是A．B的作用为除去CO2中的HCl，B与C之间必须增加浓硫酸洗气装置B．D中NaOH溶液的作用吸收未反应的CO2C．实验结束读数时，调整量筒使E、F中液面高度相同D．F中读出体积折算成标况下为aL，则样品中过氧化钠的质量分数为×100%4．已知氯化铁溶液中通入硫化氢可发生反应：。向溶液中通入aL的气体恰好反应，再加入足量的铁粉充分反应后，所得溶液金属阳离子的浓度为4.5mol/L，若反应过程中溶液体积不变，则原溶液的物质的量浓度为A． B． C． D．5．下列变化可通过一步化学反应实现的是A．Na2O2→Na B．Al2O3→Al(OH)3C．CO→Na2CO3 D．Na2CO3→NaOH6．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2晶体均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．目前工业上冶炼Cu、Fe、Al时均采用热还原法7．下列变化过程中，没有发生化学变化的是A．过氧化钠放置在空气中 B．氮的固定C．氯气加压变成液氯 D．工业制取单质铝8．用如图装置制备次氯酸并验证其氧化性。可以与含水碳酸钠反应得到气体和。下列说法错误的是A．装置甲中每生成16.8g碳酸氢钠同时生成标准状况下B．装置乙中盛装的是浓硫酸C．将装置丙中次氯酸溶液转移到装置丁中的具体操作是打开关闭D．装置丁中溶液酸性显著增强可证明次氯酸的氧化性9．相同质量的两份铝，分别放入足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积比为A．1：6 B．1：1 C．2：3 D．3：210．类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列类推正确的是A．Na与水反应生成NaOH和H2，则Fe与水反应生成Fe(OH)3和H2B．由Fe可以置换出CuSO4溶液中的铜，推测Na也可以置换出CuSO4溶液中的铜C．Fe2O3能与酸反应生成盐和水，Fe2O3是碱性氧化物，则Al2O3与酸反应生成盐和水，Al2O3也是碱性氧化物D．CO2可以使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅，则SO2也可以使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅11．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是A．铁与硫加热生成硫化亚铁B．铁与稀硫酸常温下反应生成硫酸亚铁C．铁在氧气中燃烧生成氧化铁D．铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁12．下列说法中正确的是A．铁丝和铜丝都可以在氯气中燃烧 B．钠粒投入硫酸铝溶液中，可置换出铝C．铁丝在空气中燃烧生成黑色的四氧化三铁 D．久置的氯水，其剩余成分只有水13．下列实验能达到目的的是A．检验Na2O2与水反应生成的气体B．测定氯水的pHC．制备纯净的Fe(OH)2D．检验溶液中的Fe2+A．A B．B C．C D．D14．标准状况下，6.5g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，下列比例式不正确的是A． B．C． D．15．元素的价类二维图是学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，如图为铁元素的价类二维图，下列说法正确的是A．铁与高温水蒸气的反应可实现转化①B．FeO是一种黑色粉末，在空气中受热可实现转化②C．由⑤可预测：高铁酸盐具有强氧化性D．加足量氯水可实现转化③与转化④二、填空题16．现有1.92g铜与足量的稀硝酸反应，回答以下问题。(1)写出反应的离子方程式。(2)计算生成标准状况下气体的体积和被还原硝酸的物质的量。17．现有下列4种与生产生活相关的物质：①碳酸氢钠②过氧化钠③氧化铁④碱石灰。(1)常用作油漆、涂料的红色颜料的是(填序号)。(2)用作治疗胃酸过多的是(填序号)。(3)可用作干燥剂的(填序号)。(4)能做潜艇供氧剂的是(填序号)。18．回答下列问题(1)铁合金的硬度比各成分硬度。(填“大”，“小”或“不变”)(2)向50mL沸水中加入5~6滴饱和溶液，加热至产生红褐色液体，停止加热，利用来证明得到的分散系是氢氧化铁胶体。(3)NaHCO3固体溶于水的电离方程式为。(4)已知：Ⅰ.；Ⅱ.。可推知、、氧化性由强到弱为。(5)Al2O3是碱性氧化物吗？(填“是”或“不是”)。(6)饮用水中的NO对人类健康产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，其化学方程式为：10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O请回答下列问题：①在化学方程式上用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目：。②上述反应中若生成标准状况下3.36LN2，则转移的电子数目为：。19．向一定量的Fe、Fe2O3混合物中加入1.00mol/L的盐酸80mL，可恰好使混合物完全溶解，放出224mL标准状况下的气体，向所得溶液中加入硫氰化钾，无血红色出现．(1)若用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物，能得到铁的质量是多少？(2)求原混合物Fe、Fe2O3的物质的量20．完成下列问题。(1)已知完全断裂物质的量均为1mol的中的化学键时吸收能量分别为。则在该条件下，与完全反应会(填“吸收”或“放出”)能量。(2)将和的混合粉末完全溶于盐酸中，生成标准状况下(假设气体被完全收集)；反应后的溶液中滴入2滴溶液后不显血红色。请通过分析计算回答：①则混合粉末中Fe的物质的量是mol；②若在反应后的混合液中加入锌，则理论上最多可溶解锌的质量是g。21．有关物质的转化关系如图所示(部分物质和条件已略去)。B、C、E是常见气体；A、X、Y是常见金属单质，其中Y既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应；G的焰色为黄色；I的溶液呈黄色。请回答下列问题：(1)A的原子结构示意图为。(2)写出气体C的一种用途：。(3)Y和D溶液反应的离子方程式为。(4)实验室检验H中所含的金属阳离子的方法是什么。？(5)请写出X与水反应的化学方程式：。(6)人们常利用Y与氧化铁的反应来焊接铁轨，请写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：。22．“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量氯化钠。某化学兴趣小组的同学拟测定某纯碱样品中的质量分数。【方案一】沉淀分析法(如图1所示)则：(1)溶液M中含有的阳离子有。(2)确定溶液是否过量的方法是。(3)判断沉淀A洗净的方法是：。(4)样品中的质量分数为(用字母m、n的代数式表示)。【方案二】气体分析法(如图2所示)(5)通过称量装置在反应前后的质量，即可求得产生二氧化碳的质量。(6)理论上【方法二】比【方案一】会产生较大的误差，原因是。【参考答案】一、选择题1．D【分析】根据合金的定义与特点进行解答．合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质．合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。解析：A.不锈钢是铁的合金，故A项正确；B.生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，故B项正确；C.碳素钢是碳含量低于2%,并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金，故C项正确；D.氧化铁是氧化物，属于纯净物，故D项错误；答案选D。2．B解析：将适量铁粉放入FeCl3溶液中，发生反应的方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相同，设物质的量为amol，则已反应的Fe3＋物质的量为，则原溶液中的Fe3+的物质的量amol+=，则已反应的Fe3+和原溶液中的Fe3+的物质的量之比是∶=2∶5，故B正确；故选B。。3．A【分析】碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，用碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，用氢氧化钠除去氧气中的二氧化碳，再用排水量气法测定生成氧气的体积，根据氧气的体积计算过氧化钠的质量分数。解析：A．本实验通过测定生成氧气的体积计算过氧化钠的质量分数，过氧化钠和二氧化碳、水都能反应放出氧气，B与C之间不用增加浓硫酸洗气装置，故A错误；B．本实验通过测定生成氧气的体积计算过氧化钠的质量分数，需要除去氧气中混有的二氧化碳气体，所以D中NaOH溶液的作用吸收未反应的CO2，故B正确；C．实验结束读数时，调整量筒使E、F中液面高度相同，使E中气体压强和外界大气压相等，便于换算氧气的物质的量，故C正确；D．F中读出体积折算成标况下为aL，则生成氧气的物质的量为，根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，可知样品中过氧化钠的物质的量为，质量分数为=×100%，故D正确；选A。4．B解析：该反应过程为：氯化铁和硫化氢反应生成氯化亚铁和盐酸、S，生成的盐酸再和铁反应生成氯化亚铁，所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁，根据所得溶液金属阳离子的浓度为4.5mol/L可判断氯化亚铁的浓度是4.5mol/L，所以根据氯原子守恒可知c(FeCl3)=c(FeCl2)×=4.5mol/L×=3mol/L。故选B。5．D解析：A．Na2O2不能一步得到金属钠，故A错误；B．Al2O3不与水反应，因此不能直接一步生成氢氧化铝，故B错误；C．CO为不成盐氧化物，不能直接一步生成Na2CO3，故C错误；D．Na2CO3与Ca(OH)2反应，Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，能够一步得到，故D正确。故选：D。6．C解析：A.铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，故A错误；B.Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C.因为AlCl3、FeCl3、CuCl2的溶液加热时都水解生成沉淀和HCl气体，HCl挥发了，所以得到的是各自的沉淀物，因此制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法，故C正确；D.冶炼Al用电解法，Fe、Cu用热还原的方法，故D错误；故选：C。7．C解析：A．过氧化钠放置在空气中会和空气中的水和二氧化碳发生化学反应，故A错误；B．氮的固定是指把单质氮气变为含氮化合物的方法，在此过程中发生了化学变化，故B错误；C．氯气变为液氯，属于物质状态转变，是物理变化，故C正确；D．工业制取单质铝，是电解熔融氧化铝得到单质铝，在此过程中发生了化学变化，故D错误；答案选C。8．B解析：A．装置甲中发生氧化还原反应：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl，每生成16.8g(0.2mol)碳酸氢钠则生成0.1molCl2O，标准状况下的体积为2.24L，A项正确；B．装置乙的作用是吸收多余的Cl2，防止干扰后续氧化性的验证，浓硫酸不能除去多余Cl2，故装置乙中盛装的不是浓硫酸，B项错误；C．打开K2关闭K1，则利用压强能将装置丙中液体压入装置丁，C项正确；D．装置丁中溶液酸性显著则说明发生了HClO+HCOOH=HCl+CO2↑+H2O，可证明次氯酸的氧化性，D项正确。答案选B。9．B解析：铝与强酸反应的离子反应为：；铝与强碱反应的离子方程式为：；由反应可知等量的铝与足量的强酸和强碱反应生成等量的氢气，故B正确；故选：B。10．D解析：A．Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，A项错误；B．Na和盐溶液反应时，先和水反应，不能置换出CuSO4溶液中的Cu，B项错误；C．Al2O3与酸、碱都反应生成盐和水，Al2O3是两性氧化物，C项错误；D．CO2和SO2都是碱性氧化物，能够和碱反应生成盐和水，使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅，故D正确；故选D。11．C解析：A．硫的氧化性较弱，铁与硫加热生成硫化亚铁，故A符合题意；B．铁与稀硫酸常温下发生置换反应，生成氢气，同时生成硫酸亚铁，故B符合题意；C．铁在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，故C不符合题意；D．铁有较强还原性，常温下与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，故D符合题意；答案C。12．A解析：A．铁丝和铜丝都可以在氯气中燃烧生成氯化铁和氯化铜，A正确；B．钠粒投入硫酸铝溶液中，钠先与水反应,生成的氢氧化钠再与盐反应，所以钠粒投入硫酸铝溶液中不能置换出铝，B错误；C．铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧中燃烧生成,C错误；D．新制氯水主要成分是和HClO,久置后发生分解，故久置的氯水剩余成分是盐酸，D错误；故选A。13．A解析：A．过氧化钠和水生成氧气，氧气具有助燃性，A正确；B．氯水中的次氯酸具有漂白性，能使有色物质褪色，B错误；C．氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化，应该将氢氧化钠伸入硫酸亚铁溶液液面以下加入，C错误；D．亚铁离子和KSCN溶液不变色，D错误；故选A。14．B解析：比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”，6.5g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，B项中的单位不是g，错误，故选B。15．C解析：A．铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁，不能实现转化①，A错误；B．FeO不稳定，在空气中受热会被氧化为四氧化三铁，不能实现转化②，B错误；C．转化⑤高铁酸根中+5价铁得电子降到+3价的铁，表现出氧化性，所以可由⑤可预测：高铁酸盐具有强氧化性，C正确；D．氯水中氯气具有强氧化性，会将+2价铁氧化到+3价，不能实现转化④，D错误；故选C。二、填空题16．；解析：(1)铜和稀硝酸反应，生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，HNO3和Cu(NO3)2都是可溶于水的强电解质，可以写成离子，离子方程式为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O。(2)1.92g铜的物质的量为=0.03mol。根据反应的化学方程式可知，消耗3mol铜生成2molNO，则消耗0.03molCu生成0.02molNO，标准状况下NO的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L；根据反应的化学方程式，当有3molCu参加反应时，消耗8molHNO3，其中只有2molHNO3发生了化合价的变化，即只有2molHNO3被还原，所以当0.03molCu参加反应时，被还原的硝酸的物质的量为0.02mol。17．(1)③(2)①(3)④(4)②解析：（1）氧化铁是红棕色粉末，因此常用作油漆、涂料的红色颜料的是氧化铁；故答案为：③。（2）碳酸氢钠溶液显碱性，因此用作治疗胃酸过多的是氢氧化铝和碳酸氢钠；故答案为：①。（3）碱石灰主要含氧化钙和氢氧化钠固体，因此可用作干燥剂的碱石灰；故答案为：④。（4）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，因此能做潜艇供氧剂的是过氧化钠；故答案为：②。18．(1)大(2)丁达尔效应(3)NaHCO3=Na++HCO(4)Cl2>Br2>Fe3+(5)不是(6)1.5NA解析：（1）一般合金的硬度大于任意组成成分的硬度，推断铁合金的硬度比各成分硬度大，故答案为：大。（2）一般用丁达尔效应来鉴别溶液和胶体，故答案为：丁达尔效应。（3）NaHCO3是强电解质，固体溶于水的电离方程式为NaHCO3=Na++HCO，故答案为：NaHCO3=Na++HCO。（4）根据同一氧化还原反应中氧化性：氧化剂氧化产物，由反应Ⅰ可推断氧化性：Cl2>Br2，由反应Ⅱ可推断氧化性：Br2>Fe3+，所以可得Cl2>Br2>Fe3+，故答案为：Cl2>Br2>Fe3+。（5）Al2O3是两性氧化物，不是碱性氧化物，故答案为：不是。（6）①该反应中电子转移的方向和数目：；②由上述反应可得，若生成标准状况下3.36LN2即0.15mol，则转移的电子数目为：1.5NA。故答案为：；1.5NA。19．(1)2.24g(2)Fe2O3：0.01mol，Fe：0.02mol解析：（1）固体混合物与盐酸恰好完全反应，向反应所得得溶液中加入硫氰化钾，无血红色出现，说明反应最终溶液为FeCl2，根据元素守恒，故n(Fe)=n(FeCl2)=n(Cl-)=n(HCl)=×1.00mol/L×0.08L=0.04mol，所以用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物能得到铁的质量为m(Fe)=0.04mol×56g/mol=2.24g，故答案为2.24g。（2）加入KSCN溶液无明显现象，说明反应后溶液中溶质只有FeCl2。设Fe、Fe2O3的物质的量分别是x、y。跟据Cl守恒，n(FeCl2)=0.5n(HCl)=0.5×1.00mol/L×0.08L=0.04mol，则x+2y=0.04，Fe失去的电子等于Fe2O3和H+得到得电子之和相等，即2x=2y+×2，解得x=0.02mol，y=0.01mol；即Fe有0.02mol，Fe2O3有0.01mol。故答案为Fe2O3：0.01mol，Fe：0.02mol。20．(1)放出103(2)0.0255.20解析：（1）基于键能数据计算反应热，反应热等于反应物键能之和减去产物键能之和，根据H2（g）+Br2（g）=2HBr（g）△H=（436+193）kJ/mol-2×366kJ/mol=-/mol，则与完全反应会放出103能量。（2）①将和的混合粉末完全溶于盐酸中，理论上依次发生、、。最终为溶液，设铁为、氧化铁为，则，与反应的为，氢气的物质的量=0.015mol，与盐酸反应生成的氢气的铁为，故，联合解答即得。②根据氯原子守恒，加入Zn，锌可以和氢离子、亚铁离子反应，则最后得到ZnCl2溶液，氯离子物质的量为0.80mol/L×0.2L=，则需要为，其质量为。21．(1)(2)工业制盐酸(或自来水的杀菌消毒)(3)(4)取少量试样，先滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色(5)(6)【分析】金属Y既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，则Y为Al；G的焰色反应显黄色，则含有Na元素，结合转化关系，由元素守恒可知金属A为Na，与水反应生成D与气体B，则B为、D为NaOH，I的溶液呈黄色，结合转化关系可知，含有，则金属X为Fe，气体C具有强氧化性，可推知C为，则E为HCl、H为，I为，C有强氧化性，可推知C与Y反应生成的F为，由于F与D反应生成G，且D与Y反应