上海澧溪中学高中化学必修一第三章《铁金属材料》经典练习卷(培优)

一、选择题1．某同学通过系列实验探究Fe及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是A．将0.1mol/L的FeCl3溶液与0.3mol/L的NaOH溶液等体积混合制备Fe(OH)3胶体B．将FeSO4溶液缓慢滴入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥获得纯净的Fe(OH)2固体C．铁粉中混有铝粉，加入过量NaOH溶液充分反应后过滤D．可用带火星的木条检验铁与水蒸气反应后的气体产物，木条复燃2．表中，对陈述I、II的正确性及两者间是否有因果关系的判断都正确的是选项陈述I陈述II判断A氢氧化铝可用于治疗胃酸过多Al(OH)3可与盐酸反应I对，II对，有BSiO2可用作光导纤维SiO2是良好的半导体I对，II对，有CAl2O3作耐火材料Al2O3具有高熔点I对，II错，无DH2O2、SO2都能使酸性KMnO4褪色H2O2表现氧化性，SO2表现还原性I对，II对，无A．A B．B C．C D．D3．向下列四种铁的化合物分别投入到稀盐酸中，再滴入KSCN溶液，观察到溶液颜色没有明显变化的是A．FeO B．Fe3O4 C．Fe2O3 D．FeCl34．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液然后滴加一定物质的量浓度的盐酸得到的图像如图所示，下列说法正确的是A．标注NaCl的直线代表产生的CO2的物质的量B．原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1：2C．盐酸的浓度是0.05mol·L-1D．盐酸加到150mL时，放出CO2气体2.24L(标准状况下)5．下列A～D四组，每组有两个反应，其中两个反应可用同一个离子方程式表示的是（）(Ⅰ)(Ⅱ)A少量SO2通入Ba(OH)2溶液过量SO2通入少量Ba(OH)2溶液B少量浓氨水滴入Al2(SO4)3溶液少量Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水C0.1molCl2通入含0.2molFeBr2的溶液0.3molCl2通入含0.2molFeBr2溶液中DNaAlO2溶液与少量H2SO4溶液相混合少量NaAlO2溶液与过量稀H2SO4相混合A．A B．B C．C D．D6．下列叙述不涉及氧化还原反应的是A．《神农本草经》：“空青(蓝铜矿类)…能化铜铁豁(铅)锡作金”B．《梦溪笔谈》：“石穴中水，所滴者皆为钟乳”C．补铁剂(有效成分为Fe2+)与维生素C共服效果更佳D．雷雨发庄稼——自然固氮7．高铁酸钾是种一重要的绿色净水剂，具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如图所示方案制备高铁酸钾。下列说法不正确的是A．高铁酸钾中铁元素的化合价为+6，具有强氧化性B．次氯酸钠和硝酸铁反应生成2molFeO时，转移6mol电子C．由流程可以判断高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度D．活性炭和高铁酸钾的净水原理相同8．在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决问题，下列反应先后顺序判断正确的是（）A．在含FeBr2、FeI2的溶液中缓慢通入Cl2：I-，Br-，Fe2+B．在含Fe3+，Cu2+、H+的溶液中加入Zn：Fe3+，Cu2+、H+、Fe2+C．在含Ba（OH）2、KOH的溶液中通入CO2：KOH，Ba（OH）2，BaCO3、K2CO3D．在含[Al(OH)4]-、OH-，CO溶液中，逐滴加入盐酸：[Al(OH)4]-、Al(OH)3、OH-、CO9．某学生在学习了检验食品中的铁元素后，设想在课外研究测定某补血剂中铁元素(+2价)含量，其设计实验流程如下：下列说法不正确的是A．步骤①需要在研钵中研磨，研磨时研杵应保持垂直B．步骤②可以用新制氯水替代H2O2C．取步骤②操作后的溶液，滴加几滴KSCN溶液可检验补血剂是否已因氧化变质D．每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg10．由60g两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸反应后得到标准状况下33.6L氢气，这种金属混合物的组成可能是A．Mg和Al B．Fe和Zn C．Mg和Fe D．Fe和Cu二、填空题11．以菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁，化学式：FeCO3)为原料制取铁的流程如图：(1)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀，则操作①的名称为______(填“蒸发”或“过滤”)，所用到主要玻璃仪器有_____。(2)写出“沉淀”过程中发生反应的离子方程式：__________。12．化学方法在文物保护中有重要作用，某博物馆修复出土铁器的部分过程如下：(1)检测锈蚀产物主要成分的化学式为Fe3O4、Fe2O3•H2O、FeO(OH)、FeOCl，由产物可推测，铁器可能与__(填2种反应物化学式)发生反应而被腐蚀。(2)分析认为，铁经过了如下腐蚀循环：Ⅰ.Fe转化为Fe2+；Ⅱ.Fe2+在自然环境中形成FeO(OH)；Ⅲ.FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层；Ⅳ.Fe3O4保护层被氧化为FeO(OH)，如此往复腐蚀。①FeOCl中铁的化合价为__；上述反应中是氧化还原反应的为__(填序号)。②FeO(OH)和Fe2+反应的离子方程式为__。③Ⅳ反应为Fe3O4+O2+H2O→FeO(OH)，还原剂为__，每反应1mol还原剂，转移电子__mol。13．向一定量的Fe和Fe2O3的混合物中加入80mL的盐酸溶液，使固体混合物恰好完全溶解，放出标准状况下的气体224mL，在溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。请回答下列问题：(1)请写出上述反应中所有属于氧化还原反应的化学方程式______。(2)若忽略反应前后溶液体积变化，则最终所得溶液中溶质的物质的量浓度为______。(3)原固体混合物的总质量为______g。14．回答下列问题：(1)实验室，少量的钠应保存在___中；加热铝箔的实验现象是___，原因是___(用化学方程式表示)。(2)在含氮的常见化合物中，常用作制冷剂的是___，原理是___(用适当文字描述)。(3)某工厂的燃料煤中硫的质量分数为0.4%，该工厂每天燃烧这种煤80t，试计算：①若煤中的硫全部转化为SO2，该工厂每天产生的SO2的质量为___kg。②如果把产生的SO2全部回收利用，理论上每年(360天)得到的98%的浓硫酸的质量为___kg。15．2020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)。16．将铁粉、铜粉、氧化铁、氧化铜溶于一定量的盐酸溶液中，充分反应，试判断下列情况溶液中存在的金属化合物。(1)若铁粉有剩余，则溶液中一定有___________(填溶质的化学式，下同)。(2)若铜粉有剩余，则溶液中一定有___________，可能有___________。(3)若溶液中有氯化铜，则溶液中一定还有___________。17．铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。（1）取5.6g生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集的气体体积均小于2.24L(标准状况)，最主要的原因是___；所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因：___。（2）ZnFe2O4是一种新型纳米材料，可将工业废气中的CO转化为CO2，则ZnFe2O4中Fe元素的化合价为___。ZnFe2O4和CO在1200℃发生反应：6ZnFe2O4+2CO6ZnO+2CO2+aM(其中a为化合物M的化学计量数)，则M的化学式为___，反应中ZnFe2O4作___剂。（3）LiFePO4是锂离子电池材料之一。以FePO4、Li2CO3和单质碳为原料在高温下制备LiFePO4，该反应还生成一种可然性气体，则反应的化学方程式为___。18．(1)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。①Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O，反应时通常加入过量的Ca(OH)2，其目的________________________________。②向池塘水中加入一定量CaO2·8H2O后，池塘水中浓度增加的离子有________(填序号)。A.Ca2+B.H+C.CO32-D.OH-(2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。A.KClB.KClO3C.MnO2D.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是______________(用离子方程式说明)。19．Na、Fe、Cl是中学化学常见的元素。回答下列问题：（1）含上述元素的常见化合物中，呈淡黄色的是___（填化学式）。（2）焰色反应的实验中，Na元素的焰色为___色，观察K元素的焰色需要透过___。（3）实验室在制备Fe（OH）2时必须隔绝空气，否则发生的现象是___。（4）MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2，该反应的化学方程式为___。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收，则生成的盐为___（写化学式，只写一种）。20．“生活无处不化学”，请你回答下列问题。(1)厨房中的调味品，①盐（主要成分氯化钠）、②碱面（主要成分碳酸钠）、③白醋（主要成分乙酸）。主要成分中具有碱性的是_____（填序号，下同）；属于盐类的是______；相互间能发生反应的是________。(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察的现象是_______________，该变化称为______反应。(3)沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑，该反应的化学方程式是__________________。(4)家庭中常用“84”消毒液(主要成分NaClO)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。“消毒液”与“洁厕灵”同时使用会产生有毒的氯气，写出该反应的离子方程式：____________________________________________。(5)纯碱（Na2CO3）、小苏打（NaHCO3）广泛应用在食品加工。苏打饼干原料中含有小苏打，在烘焙受热过程中，小苏打发生分解反应，该反应的化学方程式是_____________________________________；苏打饼干可以适当缓解人体胃酸（主要成分盐酸）过多症状，该反应的离子方程式是__________________________________________。(6)宇航员常用过氧化钠作供氧剂，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：______________。三、解答题21．以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：（1）烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式___。（2）检验滤液中金属阳离子所用试剂及现象为____、____。（3）FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由___。（结合化学用语说明原因）（4）燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋①将过程I离子方程式补充完整___FeS2＋___Fe3+＋____=7Fe2+＋___S2O32-＋___，__②过程II反应的离子方程式____。③研究发现，用氧化亚铁硫杆菌（T．f）脱硫，温度过高脱硫效率降低（如图），可能的原因是___。（5）绿矾晶体在空气中易被氧化。取Xg样品，加水完全溶解，用酸性KMnO4标准溶液滴定，终点现象为___；酸性KMnO4溶液氧化Fe2+的离子方程式：____；配制酸性高锰酸钾溶液时下列操作将导致Fe2+的浓度偏大的是__。a．定容时仰视b．容量瓶洗涤后未干燥直接进行配制c．定容摇匀后液面下降d．未洗涤烧杯和玻璃棒22．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下：回答下列问题：（1）明矾净水的原理是______________(用离子方程式表示)。（2）操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、干燥。（3）检验滤液A中是否存在Fe2＋的试剂是__________(只用一种试剂)。（4）将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是__________，在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为(该条件下MnO4-转化为Mn2＋)：_______。（5）已知：在pH＝3、加热条件下，MnO4-可与Mn2＋反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为：________，滤渣2含有的物质是________。23．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；②除硅的方法：溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。回答下列问题：（1）Al元素在元素周期表中的位置为_________；电解制取Al的化学反应中，反应物总能量___________生成物总能量(填“大于”、“等于”或“小于”)；二氧化碳的结构式为________________。（2）写出向Al2O3与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式________________________________。（3）滤渣A的主要成分为__________________________。（4）在工艺流程第三步中，通入过量二氧化碳的化学反应方程式是_______________________。（5）实验时取铝土矿ag，经过上述工艺流程最后得到bgAl，则铝土矿中的Al2O3质量分数为_______________________。A．=102b/54aB．>102b/54aC．<102b/54aD．均有可能24．某大型化工厂产生的酸性废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。(1)操作①的名称是_______；(2)写出操作①过程中，Fe3+与铁屑反应的离子方程式_________；(3)溶液A中加入足量H2O2溶液的目的是将溶液A中的Fe2+完全转化为Fe3+，在此过程中H2O2所起的作用是_________；A．氧化剂B．还原剂(4)检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法为：取少量溶液B于洁净的小试管中，加入试剂______，溶液迅速转变为红色，即可检验。(5)H2O2、乙醇、NaClO等水溶液可用于灭活新型冠状病毒，H2O2灭菌原理与________相同A．乙醇B．NaClO25．锰是一种重要的过渡元素，工业上以菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取MnO2有多种方法，生产流程如图。已知常温下几种金属氢氧化物沉淀时的pH：Mn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2开始沉淀时pH8.36.32.74.7完全沉淀时pH10.08.43.76.7(1)为提高酸浸速率，可以采取的措施_________(写出两条)。(2)滤液I中加双氧水的目的是_______。(3)滤渣II的成分是________，为除尽杂质而又不损失锰，应调节溶液pH范围为_______。(4)滤液II中加入KClO3、H2SO4反应的离子方程式为________。26．CoC2O4是制备金属钴的原料。利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如图：(1)“550℃煅烧”的目的是_______。(2)“浸出液”的主要成分是_______。(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为_________。(4)“净化除杂1”过程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是______。(用离子方程式表示)；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，“滤渣I”的主要成分是______。(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×l0-5mol/L，则滤液中c(Mg2+)为___[已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10](6)为测定制得的CoC2O4产品的纯度，现称取1.000g样品，将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点，共用去高锰酸钾溶液26.00mL，该产品的纯度为_______________。27．利用钛白粉厂废酸（主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+）制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，同时回收TiO(OH)2的简要流程如下：已知：i.部分离子完全生成氢氧化物