新教材适用2024-2025学年高中化学第3章铁金属材料检测试卷新人教版必修第一册

第三章检测试卷一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意)1．(2024·广东，1)今年五一假期，人文考古游持续成为热点。许多宝贵文物都记载着中华文明的绚丽成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(A)选项ABCD文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶兽首玛瑙杯角形玉杯解析：铜鼎的主要成分是铜、锡和铅，属于合金材料，A项正确；土陶灶的主要成分是硅酸盐，B项错误；玛瑙的主要成分为SiO2，SiO2不是合金材料，C项错误；玉杯的主要成分是SiO2、Al2O3、Na2O，不是合金材料，D项错误。2．下列各组反应，最终肯定能得到白色沉淀的是(D)A．向CaCl2溶液中通入CO2B．向FeCl3溶液中加入NaOH溶液C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液解析：向CaCl2溶液中通入CO2不反应，A项错误；向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，B项错误；向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液先产生白色沉淀，然后快速转化为灰绿色，最终变为红褐色，C项错误；向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁沉淀，D项正确。3．在困难体系中，确定化学反应先后依次有利于解决问题。已知氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法正确的是(B)A．Fe3＋首先反应，转化为FeB．反应起先时c(Fe2＋)增大，然后又减小C．Fe2＋首先反应，转化为FeD．存在反应Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu解析：氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入过量锌片，Fe3＋先被还原，但只能生成Fe2＋，选项A错误；反应起先时锌将Fe3＋还原产生Fe2＋，c(Fe2＋)增大，后Fe2＋也被锌还原时，c(Fe2＋)又减小，选项B正确；氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，Fe2＋最终被还原，选项C错误；反应过程中锌的还原性最强，干脆将铜还原，而不存在反应Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，选项D错误。4．医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出匀称、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成氧化铁，则须要消耗氧气的质量为(A)A．24g B．32gC．21g D．16g解析：56g铁的物质的量为1mol，由4Fe＋3O2=2Fe2O3可知，1mol铁生成0.5mol氧化铁，消耗0.75mol氧气，其质量为24g。5．现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下试验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑)(D)样品eq\o(→,\s\up12(稀盐酸),\s\do10(①))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(气体,溶液,难溶物\o(→,\s\up12(浓NaOH溶液),\s\do10(②))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(气体,溶液,难溶物))))A．Al、Mg、Si、ZnB．Al、Fe、Zn、NaC．Al、Na、Cu、FeD．Al、Cu、Mg、Si、Mn解析：从样品检验过程知，加盐酸产生气体，则含有排有H前面的金属，如Na、Mg、Al、Zn、Fe；难溶物加浓NaOH溶液产生气体，则含Si，仍有不溶物则含Cu，综合推断选D。6．生活总是充溢五彩缤纷。如图所示，硫酸铁与M、N、P、Q反应产生不同的现象。则各符号对应的试剂错误的是(C)A．M：硫氰化钾溶液 B．N：铁粉C．P：氢氧化钡溶液 D．Q：氨水解析：硫酸铁溶液中加入硫氰酸钾溶液，溶液变红色，A项正确；硫酸铁溶液加入铁粉，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，溶液由黄色变为浅绿色，B项正确；硫酸铁溶液加入氢氧化钡溶液生成白色沉淀(BaSO4)和红褐色沉淀[Fe(OH)3]，C项错误；硫酸铁溶液加入氨水生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]，D项正确。7．向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子肯定不能在该溶液中大量共存的是(B)A．Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－B．Ba2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．Na＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)D．K＋、NOeq\o\al(－,3)、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)解析：碱性条件下Fe3＋不存在，酸性条件可共存，A项错误；酸性条件下COeq\o\al(2－,3)不存在，碱性条件可供存，C项错误；碱性条件下各离子间不反应，D项错误；酸性条件HCOeq\o\al(－,3)反应，碱性条件Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，HCOeq\o\al(－,3)生成COeq\o\al(2－,3)，故选B。8．(2024·杭州市余杭区教化局高一月考)下列有关说法不正确的是(C)A．电解熔融氯化钠制取金属钠时，钠离子被还原，氯离子被氧化B．生铁、碳素钢、不锈钢等都属于铁的合金C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用于新能源汽车行业D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大9．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是(B)①NaHCO3②Al2O3③Al④Na2CO3⑤NaHSO4A．②③④ B．①②③C．①③④ D．全部10．已知某酸性溶液中含有Ba2＋、Fe3＋，则下列能与上述离子共存的离子组是(D)A．COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋B．Cl－、SCN－、NOeq\o\al(－,3)、Cu2＋C．Cl－、I－、Mg2＋、Na＋D．H＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、Al3＋解析：Ba2＋与COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)分别反应生成BaCO3沉淀和BaSO4沉淀，COeq\o\al(2－,3)能与酸性溶液中的H＋反应，不能大量共存，Fe3＋与COeq\o\al(2－,3)不能大量共存，故A项错误；Fe3＋和SCN－能发生络合反应，不能大量共存，故B项错误；I－、Fe3＋之间发生氧化还原反应，不能大量共存，故C项错误；H＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、Al3＋之间不发生反应，且不与Ba2＋、Fe3＋反应，能够大量共存，故D项正确。11．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(C)①金属钠投入MgCl2溶液中②过量的NaOH溶液和FeCl3溶液③过量的Na2O2投入FeCl2溶液中④过量NaOH和Ca(HCO3)2溶液混合A．①④ B．②③C．①③ D．③④解析：过量的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；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。12．下列试验过程不能达到试验目的的是(D)编号试验目的试验过程A探究维生素C的还原性向盛有2mL棕黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，视察颜色改变B比较金属镁和铝的活泼性分别向两只盛有等体积等浓度稀硫酸的烧杯中加入打磨过的同样大小的镁片和铝片，比较反应现象C比较Fe3＋和I2的氧化性强弱向淀粉碘化钾溶液中滴入氯化铁溶液，溶液变蓝色D鉴别NaHCO3与Na2CO3溶液用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水解析：NaHCO3与Na2CO3溶液均能与澄清石灰水反应生成白色碳酸钙沉淀，D错误。13．将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48L(标准状况下)，再向反应后的溶液中缓慢滴入1mol·L－1盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是(D)A．标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3∶1B．加入的过氧化钠固体为7.8gC．当滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值D．最终消耗的盐酸为400mL解析：将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，分别发生反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，方程式相加得到总反应为2Na2O2＋2Al＋4H2O=2NaAlO2＋2NaOH＋O2↑＋3H2↑，选项A正确；混合气体中氢气与氧气的体积比为31，一共4.48L(0.2mol)，所以氢气为0.15mol，氧气为0.05mol。代入总方程式计算出Al为0.1mol，Na2O2为0.1mol，质量为7.8g，选项B正确；沉淀的质量达到最大值时Al恰好完全沉淀，所以溶液中只有一种溶质NaCl，其中钠元素完全来自加入的0.1molNa2O2，所以Na＋为0.2mol，NaCl就是0.2mol，由Cl元素守恒得到：须要的HCl为0.2mol，所以，滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值，选项C正确；最终沉淀恰好完全溶解的时候，溶液中只有NaCl和AlCl3，因为初始加入的Na2O2和Al的物质的量都是0.1mol，所以溶液中Na＋为0.2mol，Al3＋为0.1mol，所以NaCl和AlCl3的物质的量分别为0.2mol和0.1mol，其中含有Cl－一共0.5mol，则加入的HCl为0.5mol，须要盐酸的体积为500mL，选项D错误。14．在酸性条件下，黄铁矿(FeS2)发生催化氧化反应的化学方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是(C)A．反应I的离子方程式为4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋4NO＋2H2OB．反应Ⅱ的氧化剂是Fe3＋C．反应Ⅲ的离子方程式为Fe2＋＋NO=Fe(NO)2＋，该反应是氧化还原反应D．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中NO作催化剂二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)15．(14分)生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在65～80℃酸性水溶液及氧气存在下，能氧化黄铜矿(主要成分CuFeS2)产生硫酸盐，进而生产铜和绿矾，主要流程如下：(1)分别出矿渣的操作是_过滤__。(2)若试剂b为Fe粉，反应①的化学方程式为CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu。(3)氢氧化铁与试剂a发生中和反应，试剂a为H2SO4(填化学式)，反应②的化学方程式为2Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O。(4)最终由硫酸铁溶液获得绿矾晶体的操作步骤依次为加适量铁粉、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。写出加适量铁粉时发生反应的离子反应方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。解析：黄铜矿粉与硫酸、氧气及嗜热细菌在65～80℃时反应生成硫酸铁、硫酸铜的混合液，过滤分别矿渣和溶液；硫酸铜加入铁粉，生成硫酸亚铁溶液和铜；氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁粉反应生成硫酸亚铁溶液，经过一系列操作制备绿矾。(1)溶液与固体物质分别用过滤的方法。(2)若试剂b为Fe粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，方程式为CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu。(3)氢氧化铁与试剂a发生中和反应生成硫酸铁和水，则试剂a为硫酸；反应的方程式为2Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O。(4)硫酸铁与铁粉反应生成硫酸亚铁，离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。16．(14分)一个体重50kg的健康人，体内含铁元素约2g，这2g铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。Fe2＋易被汲取，所以给贫血者补充铁时，应补充含Fe2＋的亚铁盐(如FeSO4)，服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化成Fe2＋，有利于人体对铁的汲取。(1)人体中常常进行Fe3＋与Fe2＋的转化，在此转化过程中，Fe2＋做_还原__剂(填“氧化”或“还原”，下同)，被_氧化__。(2)“服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化成Fe2＋”这句话说明，维生素C在这个反应中做_还原__剂(填“氧化”或“还原”，下同)，具有_还原__性。(3)补血剂的主要成分是FeSO4，请写出制备FeSO4的符合要求的化学方程式：①置换反应：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑。②复分解反应：Fe(OH)2＋H2SO4=FeSO4＋2H2O。(4)有人在探讨硫酸亚铁(FeSO4)热稳定性时，作出了两种假设：①假设它按CaCO3受热分解的方式分解，反应的化学方程式为FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))FeO＋SO3↑。②假设它按KClO3受热分解的方式分解，已知产物为三种，且都是氧化物，其中有两种是酸性氧化物，且其中一种为SO3，则分解反应的化学方程式为2FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑(或3FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))Fe3O4＋SO2↑＋2SO3↑)。解析：(1)Fe2＋转变为Fe3＋，Fe2＋的化合价上升，作还原剂，被氧化。(2)“服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化成Fe2＋”这句话说明，维生素C把Fe3＋还原为Fe2＋具有还原性，作还原剂。(3)①生成FeSO4的置换反应可以选择金属和酸反应，Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑；②复分解反应可以选择酸碱中和反应Fe(OH)2＋H2SO4=FeSO4＋2H2O。(4)①假设它按CaCO3受热分解的方式分解，CaCO3eq\o(=,\s\up12(△))CaO＋CO2↑，故硫酸亚铁的分解方程式为FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))FeO＋SO3↑；②假设它按KClO3受热分解的方式分解，2KClO3eq\o(=,\s\up12(△))2KCl＋3O2↑，已知产物为三种，且都是氧化物，其中有两种是酸性氧化物，且其中一种为SO3，则方程式为2FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑或3FeSO4eq\o(=,\s\up12(△))Fe3O4＋SO2↑＋2SO3↑。17．(14分)试验室用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备补血剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]，有关物质性质如下：甘氨酸(H2NCH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物易溶于水和乙醇，有酸性和还原性易溶于水，难溶于乙醇试验过程：Ⅰ.配制含0.10molFeSO4的绿矾溶液。Ⅱ.制备FeCO3：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200mL1.1mol·L－1NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。Ⅲ.制备[(H2NCH2COO)2Fe]：试验装置如图(夹持和加热仪器已省略)，将试验Ⅱ得到的沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中反应产生的气体将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题：(1)试验Ⅰ中：试验室配制绿矾溶液时，为防止FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为_Fe__(写化学式)。(2)试验Ⅱ中：生成沉淀的离子方程式为Fe2＋＋2HCO3=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(3)试验Ⅲ中：①检查装置A的气密性的方法是_关闭弹簧夹，从长颈漏斗注入肯定量的水，使漏斗内的水面高于具支试管中的水面，停止加水一段时间后，若长颈漏斗与具支试管中的液面差保持不变，说明装置不漏气__。②装置A中所盛放的药品是_c__(填序号)。a．Na2CO3和稀硫酸b．CaCO3和稀硫酸c．CaCO3和稀盐酸③确认C中空气排尽的试验现象是_D中澄清石灰水变浑浊__。④加入柠檬酸溶液一方面可促进FeCO3溶解，另一个作用是_防止Fe2＋被氧化__。⑤洗涤试验Ⅲ中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是_b__(填序号)。a．热水 b．乙醇c．柠檬酸溶液⑥若产品的质量为17.34g，则产率为85%。解析：(1)Fe2＋具有较强的还原性，在制备碳酸亚铁的过程中，为了防止Fe2＋被氧化，需加入少量铁粉。(2)绿矾的水溶液与NH4HCO3溶液反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(3)①检查装置A气密性的方法是关闭弹簧夹，从长颈漏斗注入肯定量的水，使漏斗内的水面高于具支试管中的水面，停止加水一段时间后，若长颈漏斗与具支试管中液面的高度差保持不变，说明装置不漏气。②装置A为固液不加热型制气装置，且具有随开随用、随关随停的特点，所以药品应选择块状不溶于水的CaCO3和盐酸，c项正确。③当C中充溢CO2后，CO2起先进入D中，使D中的澄清石灰水变浑浊，这时说明C中空气已经排尽。④由题中信息可知，柠檬酸具有强还原性，可防止Fe2＋被氧化。⑤因甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此应选择乙醇作为洗涤剂，所以b项正确。⑥含0.10molFeSO4的绿矾溶液中Fe2＋的物质的量为0.10mol，因NH4HCO3溶液过量，故生成的FeCO3的物质的量为0