河池高中高中化学必修一第三章《铁金属材料》习题(培优专题)

一、选择题1．下列物质间的转化均能一步实现的是A．浓盐酸(aq)Cl2(g)“84”消毒液(aq)B．NaOH(aq)NaHCO3(aq)Na2CO3(aq)C．D．Al(OH)3(s)AlCl3(aq)NH4AlO2(aq)2．将2.32gFe3O4溶解在过量热的稀硫酸中，当加入25mL0.1mol·L-1NaNO3溶液后，恰好能使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，NaNO3溶液也反应完全，并有NxOy气体逸出，则该NxOy是A．N2O B．NO C．N2O3 D．NO23．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3含少量Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是硫酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的离子方程式为+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+4．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是A．Cu(s)CuCl2(s)Cu(OH)2(s)B．CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s)C．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)D．FeCl2(aq)Fe(OH)2(s)Fe(OH)3(s)5．化学与生活密切相关，判断下列说法正确的是A．氧化铝虽然硬度不高，但熔点和沸点都很高，常用作耐火材料B．Al能在空气中稳定存在，是因为表面有一层致密的氢氧化铝C．铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的元素D．由于铝在人体内累积是有害的，所以目前用于净化饮用水的含铝净化剂逐渐被含铁的净水剂取代6．下列离子方程式书写正确的是A．氯气溶于水生成具有漂白性的物质：Cl2＋H2O=HClO＋Cl－＋H＋B．向沸水中滴入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液显红褐色：Fe3＋＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3H＋C．用KSCN溶液检测FeCl3溶液中的Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓D．向FeCl3溶液中滴加氨水出现红褐色沉淀：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓7．下到分离提纯过程中使用的试剂或实验操作不正确的是A．除去Fe2O3固体中的Al2O3：加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥B．除去FeCl3溶液中的FeCl2：加入适量氯水，充分反应C．除去Cu粉中的Fe粉：加入足量盐酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥D．除去NaHCO3固体中的Na2CO3：加入适量盐酸，充分反应后，蒸发结晶8．过硝酸钠

(NaNO4)能与水发生反应：

NaNO4+H2O=NaNO3+H2O2，下列说法不正确的是A．过硝酸钠具有强氧化性，没有还原性B．过硝酸钠中含有—O—O—结构C．将过硝酸钠加入酸性FeSO4溶液中发生的离子方程式：+2Fe2++2H+=+2Fe3++H2OD．过硝酸钠可用于杀菌消毒9．下列除杂质选用的试剂和主要操作都正确的是（）物质杂质试剂主要操作A盐酸过滤B盐酸加热C氢氧化钠分液D硫酸过滤A．A B．B C．C D．D10．下列实验操作正确的是A．制备Fe(OH)2白色沉淀时用胶头滴管在试管口向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液B．使用pH试纸时可直接用手捏住试纸C．焰色试验后，要用稀硫酸洗涤铂丝并在火焰上灼烧至无色D．转移溶液至容量瓶时必需用玻璃棒引流二、填空题11．人体中含有铁元素，+2价的亚铁离子是血红蛋白(用于运输氧气)的重要组成成分。（1）误服亚硝酸盐会使人中毒，是因为二价铁被__(填“氧化”或“还原”)成三价铁，此时服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒，维生素C在此过程中是作__(填“氧化剂”或“还原剂”)。（2）现有一瓶久置的FeSO4溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3+：___。Fe2+在空气中易发生氧化还原反应而变质，可加入__(填化学式)来防止其变质，而又不会使溶液中有新的杂质。（3）高铁酸钾(K2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型消毒剂。可在碱性条件下，用NaClO氧化Fe(OH)3来制备，请配平反应方程式：__ClO-+___Fe(OH)3+___OH-=___FeO+__+__Cl-向制得的Na2FeO4溶液中加入适量的饱和KCl溶液会析出K2FeO4，写出该反应的化学方程式：__。12．将镁和铝的混合物投入盐酸中，固体全部溶解后，得到标准状况下气体(不考虑金属和盐酸反应时的挥发)。向所得溶液中加入溶液时，生成沉淀的质量达到最大。(1)溶液的物质的量浓度为____________。(2)沉淀的质量达到最大时为___________g(用含w的表达式表示)。13．按要求写出下列方程式（1）铝热反应冶炼金属铁的化学方程式：___。（2）工业冶炼金属铝的化学方程式：___。（3）铝片打磨后与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___。（4）四氧化三铁与稀硝酸反应的离子方程式：___。（5）向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氢氧化钡溶液使SO恰好完全沉淀，写出反应的离子方程式：___。14．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式。可用离子交换和中和的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸中和，结束时消耗盐酸25.0mL，则x值为_______(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(Cl)=1：2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_______。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_______反应制备，FeCl3可用铁粉和_______反应制备(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_______(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_______。15．铁是生产生活中重要的金属，其单质和化合物在生活中有很广泛的用途。请回答：(1)红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其化学反应方程式为___________。(2)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。用绿矾制成的补铁剂药片外表包有一层特殊的糖衣，试推测糖衣的作用是___________。(3)向某溶液中加入KSCN溶液，溶液立即变成红色，则原溶液中含有(填离子符号)___________，要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可行的办法是___________(填字母)。A．加入铜粉B．加入铁粉C．通入氯气D．加入KSCN溶液(4)四氧化三铁是生产生活常见的一种铁的氧化物。它溶于盐酸的离子方程式为___________。(5)高铁酸钾，其中铁为＋6价)可消毒饮用水和除悬浮物。投入水中可发生如下反应：胶体①该反应中被氧化的元素是___________(填元素符号)。②高铁酸钾能够消毒饮用水是因为其具有强氧化性，能除悬浮物的原因是___________。16．为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计以下实验。(1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，见题图。试管中发生的化学方程式是_______，该反应中氧化剂是_______。(2)如下图：①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色_______。②写出上述过程中有关反应的化学方程式A→B_______。③变化中可看到的现象是_______。④将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得_______胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为_______效应。17．金属及非金属在高中化学中占有重要地位。(1)为了验证某溶液中含有而不含有，正确的方法是______(填字母)。A．直接滴加溶液B．先通入足量氯气，再滴入溶液C．先滴入溶液，再通入氯气D．先加入足量铁粉，充分振荡后再滴加溶液(2)实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是______(用化学方程式表示)。(3)如图所示，将氯气依次通过盛有干燥有色布条、潮湿有色布条的广口瓶可观察到的现象是_____，说明起漂白性的物质是_____(填化学式)。(4)无水易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(、)为原料制备无水的工艺流程如图。①氯化炉中，、和C反应中的氧化产物是______(填化学式)。②用溶液可除去冷却器排出尾气中的，此反应的离子方程式为_________。③流程中需要向升华器内加入少量Al，其作用是________。18．2020年11月6日，“太原号”科普卫星搭乘长征六号运载火箭成功发射。人造地球卫星与空间探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金，要求高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢。(1)不锈钢中的主要元素是_______，它的合金元素主要是_______。(2)铝合金的优点是_______、_______等。(3)钛合金可用于航天，还可用于制作_______(填一种)。19．钠、铝和铁是三种重要的金属，回答下列问题：(1)铝和铁中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质_______(填化学式)，写出它与NaOH溶液反应的离子方程式_______。(2)三种金属在一定条件下均能与水发生反应。写出铁与水蒸气反应的化学方程式_______。取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中，可观察到的实验现象是_______。(填字母序号)。①钠浮在水面迅速反应②钠沉在水底迅速反应③钠熔成小球并迅速游动④反应中可以听到嘶嘶的响声⑤反应后的溶液变为红色A．①④⑤B．②③④⑤C．①③④⑤(3)将钠燃烧后的产物过氧化钠投入水中，发生反应的化学方程式_______。20．将铁粉、铜粉、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液和氯化铜溶液，混合于容积合适的烧杯内，充分反应后，试填写下列空白。（1）若铁粉有剩余，则溶液中不可能有的离子是______________（从Fe3+、Cu2+、Fe2+中选填）。（2）若溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余，则不可能有的金属单质是____________（从Fe、Cu中选填）。（3）若铜粉有剩余，溶液中不可能含有的离子是____________（从Fe3+、Cu2+、Fe2+中选填）。三、解答题21．电力工业所需的钢制构件在镀锌前需要经过酸洗，其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等杂质。回收废酸同时生产含铁产品的流程如下：已知：i.酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。成分Cl-游离HClFe2+Fe3+含量/g·L-1130-16050-7060-800iipH<4时，Fe2+不易被氧气氧化。(1)酸洗钢制构件时发生反应的离子方程式：2H++FeO=Fe2++H2O、___________。(2)过程II中，发生的主要反应：FeCl2(s)十H2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)。加入过量H2SO4的作用是___________(至少写出两点)。(3)过程III中，FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物，此过程发生反应的化学方程式是___________。(4)过程IV发生反应的离子方程式是___________。(5)H2O2是一种常用的绿色氧化剂，ClO2也具有很强的氧化性，常用作消毒剂，其消毒的效率(以单位物质的量得到的电子数表示)是H2O2的___________倍。(6)过程V：阴离子交换树脂可将FeCl4-选择性吸附分离，其过程可表示为ROH+X-RX+OH-(X表示FeCl4)。当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附，同时脱附过程发生反应：Fe3++4C1-。①吸附后溶液的pH将会___________。(填“升高”、“降低”或“不变”)②洗脱液经处理后有许多用途，下列用途合理的是___________。A、刻蚀印刷铜线路板B、净化污水C、自来水消毒D、浸泡生物标本22．某铁矿石烧渣含、和，以该烧渣为原料制取的流程如下：已知是难溶于水的酸性氧化物，是难溶于水的白色固体。(1)反应Ⅰ中所发生反应的离子方程式为____________。(2)选择最适合的金属，写出反应Ⅲ的离子方程式：____________。(3)检验反应Ⅲ已经完全的方法是____________。(4)反应Ⅳ中当将过滤Ⅱ的滤液缓慢滴加到溶液中，会得到两种白色沉淀混合物，其中一种很快变成灰绿色，最终变成红褐色。①白色沉淀中除外，还含有____________(填化学式)，生成该沉淀是因为溶液中含有____________(填离子符号)。②写出沉淀变色时所发生反应的化学方程式：____________。23．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol·L−1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10−5mol·L−1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。(2)“滤液②”中含有的金属离子是______________。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。24．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝。工业上利用废渣(含Fe2＋、Fe3＋的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：注：铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。(1)在废渣溶解操作时，应选用________溶解(填字母)。A．氨水B．氢氧化钠溶液C．盐酸D．硫酸(2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选用________(供选择使用的有：空气、Cl2、MnO2)，其理由是________________________。氧化过程中发生反应的离子方程式为_________________________。(3)根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是：__________________________________________。(4)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、______________。铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为：______________________。25．青铜（Cu-Zn）是我国最早大量使用的合金，其中锌是现代工业上常用金属。某废催化剂含58.2%的SiO2（不溶于水和稀酸）、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS（不溶于水但溶于稀酸）和12.8%的CuS（不溶于水也不溶于稀酸）。某同学用15.0g该废催化剂为原料，以稀硫酸和H2O2为试剂，回收其中的锌和铜。（1）第一次浸出时发生的反应化学方程式是__________。（2）滤渣2是__，第二次浸出发生的反应离子方程式是________。（3）从滤液1、滤液2中分别得到粗ZnSO4·7H2O、粗CuSO4·5H2O的操作均是____、过滤、洗涤、干燥。（4）某同学在实验完成之后，得到1.5gCuSO4·5H2O（M=250g·mol–1）,则铜的回收率为_____。26．某实验兴趣小组利用易拉罐（主要成分是Al、Fe）制备明矾的过程如下图所示：⑴写出“反应Ⅰ”时的离子反应方程式：________。⑵写出“反应Ⅱ”时的化学反应方程式：________。⑶过滤所得Al(OH)3需进行洗涤，检验Al(OH)3已洗涤干净的方法是：________。⑷明矾能够净水的原因是________。⑸Fe和水蒸气在高温下反应后所得固体产物X可用于制取FeCl2溶液。请从下列试剂中选择合适的将X转化为FeCl2溶液。试剂：盐酸、NaCl溶液、Cu粉、Fe粉。依次选用的试剂为：________、________。27．铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。（1）铝粉和铁的氧化物（FeO·Fe2O3）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是____________。（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理