(新教材)2021-2022学年上学期高一期末复习练习6-铁-金属材料-学生版

2017年高考2017年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台--教育因你我而变好教育云平台--教育因你我而变练习练习6××铁金属材料经典集训经典集训1．下列说法不正确的是（）A．钢是铁合金，钢的含碳量低于生铁，性能优于生铁B．符号Al既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝单质C．金属具有的物理通性是延展性、导热性、银白色光泽、导电性D．焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点2．利用覆铜板制作图案时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2。现有铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol/LFeCl3溶液中，充分反应后，剩余固体质量为2.8g，下列说法正确的是（）A．剩余固体是铁、铜混合物B．原固体混合物中铜的质量是12.4gC．反应后溶液中n(Fe3+)=0.1molD．反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=1.5mol巩固集训巩固集训1．明代《造强水法》记载“绿矾五斤，硝五斤，将矾炒去，约折五分之一，将二味同研细，锅下起火，取气冷定，开坛则药化为水。用水入五金皆成水，惟黄金不化水中。”文中的“硝”即硝酸钾。下列说法错误的是（）A．“绿矾”的成分为FeSO4B．“研细”可在研钵中进行C．“开坛则药化为水”，“水”的主要成分是硝酸D．“五金皆成水”，发生氧化还原反应2．含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液会变红。据此原理可设计“水写红字”魔术(如图)，其中的纸张需经某溶液浸泡、干燥后使用，该溶液是（）A．FeCl3溶液 B．KCl溶液 C．KNO3溶液 D．K2SO4溶液3．下列有关合金的叙述正确的是（）A．合金的机械强度比各成分金属的小B．合金的抗腐蚀性能都很好C．合金没有固定的熔点 D．多数合金比各成分金属的熔点低，硬度大4．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是（）A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素5．下列关于金属铝及氧化铝的说法不正确的是（）A．铝是地壳中含量最多的元素B．铝在自然界中通常以化合态形式存在C．金属铝在空气中有良好的抗腐蚀性D．氧化铝是一种高硬度﹑高熔沸点的化合物，红宝石、蓝宝石的主要成分均是氧化铝6．下列物质的转化在常温下只通过一步反应不能完成的是（）A．Fe→FeSO4 B．Na2CO3→CO2C．Mg→Mg(OH)2 D．CaO→CaCl27．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（）A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红C．能通过化合反应制得Fe(OH)3，但不能通过化合反应制得FeCl2D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物8．某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀，下列说法正确的是（）A．仪器1可替换为长颈漏斗B．向NaOH溶液中加入适量煤油或CCl4，可阻隔空气，延缓氧化Fe(OH)2C．打开K1和K3，当装置2中产生均匀气泡后，打开K2，关闭K1和K3，装置4中出现白色沉淀D．装置2和5的作用是为了吸收尾气，防止污染9．下列说法不正确的是（）A．铁的化学性质活泼，自然界中铁只有化合态B．天然存在的黄铁矿的主要成分是C．粉刷墙壁的红色涂料中含有D．激光打印机的墨粉中含有10．钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。下列有关钛用途不合适的是（）A．用于家庭装修，做钛合金装饰门 B．用于制造航天飞机C．用来制造人造骨 D．用来做保险丝11．向一定量FeO、Fe和Fe3O4的混合物中加入100mL1.5mol·L－1的盐酸，使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况)气体，再向反应后的溶液中加入1mol·L－1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液的体积最少为（）A．200mL B．150mL C．100mL D．90mL12．硫酸亚铁可用于色谱分析试剂、点滴分析测定铂、硒、亚硝酸盐和硝酸盐，也可以作为还原剂、制造铁氧体、净水、聚合催化剂、照相制版等。由硫酸亚铁制备如图所示的物质，下列说法正确的是（）A．Fe4(OH)2(SO4)5是常用的补血剂B．“煅烧”操作的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒C．可用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3D．过程②的离子方程式为13．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列叙述不合理的是（）A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系D．检验e中阳离子，可用K3[Fe(CN)6]溶液，现象是溶液变成红色14．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金(不含其他杂质)中铝的质量分数和铝的相对原子质量。（1）A中试剂为_______。（2）检查装置的气密性。将药品和水装入各装置中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是______(填序号)。（3）B中发生反应的离子方程式为_______。（4）若实验中所用铝镁合金的质量为ag，测得产生氢气的体积为bmL(标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则该铝镁合金中铝的质量分数为______，测定的铝的相对原子质量为______。（5）实验过程中，若未洗涤过滤所得的剩余固体，则测得的铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。15．为了探究铁与水的反应，某同学设计并进行了下列实验，虚线框处用来检验生成的气体。（1）A装置的作用是________________，B中反应的化学方程式为_________________。（2）虚线框C处应该选择装置___________(填甲或乙)，实验现象是________________。（3）球形干燥管的作用是__________________________。（4）A，B两个装置中应先加热________装置。16．铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂，它们的一些性质及制备方法如下所示：I．氯化铁：熔点为306℃，沸点为315℃、易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500~600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。II．氯化亚铁：熔点为670℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题：（1）装置A用于KMnO4与浓盐酸反应制氯气，反应的离子方程式为___________。（2）导管b口应与___________(从虚线框内装置中选择装置后用字母代号填空)连接，这样可避免反应系统与环境间的相互影响。（3）用此装置制得的无水氯化铁含铁量偏高，显然其中含有___________(填化学式)杂质。（4）若要得到较纯净的无水氯化铁，对装置改进措施是___________。参考答案参考答案经典集训：1．【答案】C【解析】A．钢的含碳量是：0.03%~2%，生铁的含碳量是：2%~4.3%。钢的性能优于生铁，正确；B．符号Al是铝元素的元素符号，既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝单质，正确；C．金属具有的物理通性是具有导电性、延展性、导热性、大多数是银白色光泽的物质，Cu是红色，Au是黄色金属，错误；D．合金的特性之一是合金的熔点一般要比其组分低，焊锡的熔点要低于锡和铅，所以在焊接金属时，为节约时间、节约能源、节约成本采用锡铅合金，所以焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点，正确。2．【答案】B【解析】原氯化铁溶液中含有氯化铁的物质的量n(FeCl3)=5mol/L×0.1L=0.5mol。铁的还原性强于铜，把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中，铁先与铁离子反应，与FeCl3溶液反应时先后发生：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。A．原溶液中含有FeCl3的物质的量是n(FeCl3)=5mol/L×0.1L=0.5mol。假设0.5molFeCl3完全反应消耗Fe、Cu的质量分别是m1、m2，根据Fe+2Fe3+=3Fe2+可知0.5molFe3+反应消耗Fe的质量为m1=；根据Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知0.5molFe3+反应消耗Cu的质量为m2=，实际溶解金属质量18g-2.8g=15.2g，14g＜15.2g＜16g，可见：Fe完全反应，Cu部分反应，Fe3+反应完全，剩余金属是Cu，A错误；B．设反应消耗铜的物质的量为n1，反应的铁的物质的量为n2，则有关系式：①64n1+56n2=15.2g；②n1+n2=n(Fe3+)=0.25mol，解得n1=0.15mol，n2=0.1mol，则原来混合物中含有的铜的质量m(Cu)=0.15mol×64g/mol+2.8g=12.4g，B正确；C．根据A中的计算可知：Fe3+完全反应，剩余的金属为Cu，溶液中不含有Fe3+，C错误；D．根据反应方程式可知反应后溶液中n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.15mol+3×0.10mol=0.6mol，反应后溶液中铜离子的物质的量为n(Cu2+)=n(Cu)=0.15mol，故n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.6mol+0.15mol=0.75mol，D错误；故选B。巩固集训：1．【答案】A【解析】A．绿矾成分为七水硫酸亚铁，化学式：FeSO4·7H2O，故A错误；B．“研细”固体应在研钵中进行，故B正确；C．硝酸具有强的氧化性，能够与硫酸亚铁溶液反应，故C正确；D．用水入五金皆成水，惟黄金不化水中，说明大多数金属能够与硝酸发生氧化还原反应而溶于硝酸，故D正确；故选A。2．【答案】A【解析】含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液会变红，说明纸张上浸有含铁离子的溶液，根据选项得到溶液为FeCl3溶液，故A符合题意。故选A。3．【答案】D【解析】A．合金具有良好的物理、化学或机械性能，硬度一般比它的各成分金属大，故A错误；B．不是所有合金抗腐蚀能力都强，如生铁抗腐蚀能力弱于纯铁，是因为生铁合金中形成了原电池，加快了腐蚀，故B错误；C．不同于纯净金属的是，多数合金没有固定的熔点，温度处在熔化温度范围间时，混合物为固液并存状态，由此可知，少数合金是有固定的熔点，故C错误；D．合金具有良好的物理、化学或机械性能，硬度一般比它的各成分金属大，熔点一般比它的各成分金属低，故D正确；答案选D。4．【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，可以用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来，A正确；B、不锈钢不容易生锈，但不是绝对不生锈，只是在相同条件和环境中，较碳钢而言不容易被腐蚀和生锈，B错误；C、制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金，C正确；D、铁在人体中属于微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素，D正确；故答案选B。5．【答案】A【解析】A．铝是地壳中含量最多的金属元素，故A错误；B．铝的化学性质活泼，在自然界中通常以化合态形式存在，故B正确；C．常温下，金属铝能被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜能阻止内部金属继续与O2反应，故金属铝在空气中有良好的抗腐蚀性，故C正确；D．氧化铝是一种高硬度、高熔沸点的化合物，红宝石、蓝宝石的主要成分均是氧化铝，故D正确。故选A。6．【答案】C【解析】A．Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，A正确；B．Na2CO3与足量酸(如盐酸、稀硫酸)反应，释放出CO2气体，B正确；C．Mg与酸反应生成镁盐，再与碱发生复分解反应生成Mg(OH)2，但Mg在常温下不能一步转化为Mg(OH)2，C错误；D．CaO与盐酸反应生成CaCl2和H2O，D正确；故选C。7．【答案】B【解析】A．在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，故A错误；B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3俗称铁红，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，故B正确；C．能通过制得Fe(OH)3，也能通过得FeCl2，故C错误；D．分析铁的化合价可知Fe3O4不是碱性氧化物，Fe2O3、FeO是碱性氧化物，故D错误；故答案为B。8．【答案】C【解析】A．该反应需要置于无氧环境，所以不能用长颈漏斗替换分液漏斗，A错误；B．适量煤油，可阻隔空气，延缓氢氧化亚铁氧化，四氯化碳的密度比氢氧化钠溶液的密度大，不能其隔绝空气的作用，所以不能用四氯化碳，B错误；C．打开K1和K3，当装置2中产生均匀气泡后，目的排除装置中的空气，打开K2，关闭K1和K3，目的利用产生的氢气将硫酸亚铁溶液压入装置4中，使硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，出现白色沉淀，C正确；D．该反应需要置于无氧环境，装置5的作用是液封，防止空气进入装置4，D错误；故选C。9．【答案】A【解析】A．铁的化学性质活泼，陨石中含有铁单质，故A错误；B．天然存在的黄铁矿的主要成分是，故B正确；C．是红色粉末，粉刷墙壁的红色涂料中含有，故C正确；D．是黑色固体，具有磁性，激光打印机的墨粉中含有，故D正确；答案选A。10．【答案】D【解析】A．钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于家庭装修，做钛合金装饰门，故A不符合题意；B．钛的熔点较高，且密度较小，且易于加工，因此可用于制造航天飞机，故B不符合题意；C．钛与人体器官具有很好的“生物相容性”，因此可用于制造人造骨，故C不符合题意；D．钛的熔点较高，如果用钛做保险丝，在电路发生短路时，保险丝难以熔断，达不到断路的作用，无法实现保险丝作用，故D符合题意；故答案为D。11．【答案】B【解析】根据反应流程可知，要使铁元素完全沉淀下来,，则100mL1.5mol·L－1的盐酸中的氯离子会完全转移到NaCl中，根据钠元素守恒，NaOH的物质的量等于NaCl的物质量，根据氯元素守恒，则NaCl的物质的量等于HCl的物质的量，即n(NaOH)=n(HCl)，所以100mL1.5mol·L－1=V(NaOH溶液)1mol·L－1，则V(NaOH溶液)=150mL，故答案B。12．【答案】C【解析】A．在Fe4(OH)2(SO4)5中Fe元素化合价为+3价，对人体健康有害，因此不能作补血剂，补血剂通常是FeSO4，A错误；B．“煅烧”操作的主要仪器有坩埚、酒精灯，B错误；C．硫酸与FeCO3反应产生Fe2+，Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液变为蓝色沉淀，因此可用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3，C正确；D．在过程②中FeSO4与NH4HCO3发生反应产生FeCO3、CO2、H2O，反应的离子方程式为：Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O，D错误；选C。13．【答案】D【解析】铁0，+2，+3三种价态的转化，其中单质a为Fe，+2价的盐为亚铁盐，碱为氢氧化亚铁，+3价的盐为铁盐，碱为氢氧化铁；A．铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐，离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+，故A正确；B．2价铁为其中间价态，可以被氧化，也可以被还原，故B正确；C．亚铁盐加碱生成氢氧化亚铁(b→c)，氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁(c→d)，氢氧化铁加酸生成三价铁盐(d→e)，铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐(e→b)，故C正确，D．e中阳离子是Fe3+，应用KSCN检验，故D错误；故选D。14．【答案】NaOH溶液①④③②偏小【解析】（1）铝、镁都能与稀酸溶液反应放出氢气，但铝还能与强碱溶液反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择强碱溶液，如NaOH溶液；（2）首先要记录C的液面位置，再由A向B中加入足量的强碱溶液充分反应，直到B中不再产生气体并恢复至室温后，再记录C的液面位置，最后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重，因此上述操作的顺序是：①④③②；（3）在B中Al和NaOH溶液发生反应产生H2，反应的离子方程式为：。（4）铝镁合金的质量为ag，B中剩余固体的质量为cg，则铝的质量为(a-c)g，则该铝镁合金中铝的质量分数为，设铝的相对原子质量为x，则由可知2xgAl反应产生氢气在标准状况下的体积V(H2)=67.2L，则(a-c)g反应产生H2的体积为bmL=b×10-3L，则可得比例式：，解得；（5）若未洗涤过滤所得的剩余固体，由于剩余固体物质是Mg，则会导致测得的剩余固体的质量偏大，从而使测得的铝的质量偏小，从而是Al的质量分数偏小。15．【答案】（1）提供水蒸气3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2（2）乙铜丝表面的黑色固体变红，试管壁有水珠生成（3）吸收未反应完的水蒸气，防止进入C中干扰试验（4）A【解析】由实验装置可知，A中加热提供水蒸气，B中Fe与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，且氢气不纯加热易发生爆炸。（1）A装置的作用是加热提供水蒸气，铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2；（2）铁和水蒸气反应生成的气体为氢气，氢气比空气轻，虚线框C处宜选择的装置