第三章 铁 金属材料 单元测试
一、单选题
1．类比推理是化学中常用的思维方法，下列推理正确的是
A．工业上用电解熔融 MgCl2 的方法制取金属镁，故也可用电解熔融AlCl3 的方法制取金属铝
B．SO2 与H2O2 反应生成H2SO4，推测 SO2 与Na2O2 反应生成Na2SO4
C．SO2 和湿润的Cl2都有漂白性，推出二者混合后漂白性更强
D．Fe 常温下在浓硝酸中钝化，推测 Cu 常温下在浓硝酸中钝化
2．下列反应中，反应后固体物质质量增加的是
A．氢气通过灼热的CuO粉末
B．二氧化碳通过Na2O2粉末
C．锌与硫酸铜溶液反应
D．Fe(OH)2在空气中灼烧
3．常温下，将0.23g金属钠投入100mL水中充分反应。下列说法正确的是
A．0.23g金属钠中所含电子的总物质的量为0.01mol
B．消耗水的质量为0.36g
C．所得NaOH的物质的量为0.01mol
D．生成气体的体积为0.112L
4．以下说法正确的是（ ）
A．往溶液中滴加盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中不一定存在CO32﹣
B．滴加AgNO3溶液产生白色沉淀的溶液一定含Cl﹣
C．往溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，则原溶液中含SO42﹣
D．往溶液中滴加氯水和KSCN，溶液变红，则溶液中一定含Fe3+
5．现有氧化还原反应：。根据上述反应，判断下列结论正确的是：
A．还原性强弱顺序为
B．反应中是的还原产物，反应中是的氧化产物
C．若向酸性溶液中加入溶液，可观察到溶液紫红色褪去
D．通入含的溶液中，离子反应为：
6．下列说法正确的是
A．用硫酸铁作净水剂 B．自来水厂用盐酸进行消毒杀菌
C．用苏打治疗胃酸过多 D．用铝制餐具长时间存放咸的食物
7．下列物质性质与应用对应关系正确的是
A．氯气具有漂白性，可作漂白剂
B．Fe2O3是一种红棕色粉末，常用作红色油漆
C．Na2O2具有强氧化性，常用作供氧剂
D．FeCl3能水解，可用于腐蚀印刷铜制电路板
8．将20mL2mol/LFeCl3溶液中，加入30mL6mol/L NaOH溶液充分反应后，将其蒸干并灼烧，最后得到固体的质量是
A．3.20g B．10.22g C．12.62g D．13.70g
9．Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。为测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 mol·L 1的碘的水溶液与其反应，恰好消耗10.00 mL。下列说法正确的是（ ）
A．反应的离子方程式为：S2O52- + I2 + 3H2O = 2SO42- + 2I－+ 6H+
B．该反应转移电子数为1×10-3NA
C．该样品中Na2S2O5的残留量，若以SO2计为0.128 g·L 1
D．反应结束后，所得溶液的pH比原溶液增大
10．为了检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液中加入
A．铁片 B．酸性KMnO4溶液 C．新制氯水 D．KSCN溶液
11．化学与生活、生产、社会、环境密切相关，下列说法不正确的是
A．小型游泳池通常使用次氯酸钠而非氯气来消毒池水
B．用于人民币票面文字等处的油墨中含有的Fe3O4是一种磁性物质，俗称铁红
C．在食品袋中放入装有硅胶、铁粉的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质
D．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用小苏打做发泡剂
12．把镁粉中混有少量的铝粉除去，应选用的试剂是
A．稀盐酸 B．烧碱溶液 C．硫酸铝溶液 D．氨水
13．下列离子在无色溶液中能大量共存的是
A．Na+、Ba2+、 B．K+、Cu2+、Cl-
C．Al3+、、 D．Fe3+、K+、
二、填空题
14．化学是一门实用性很强的科学。请根据题意填空：
(1)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源。完成下列化学方程式：2Na2O2+2_______=2Na2CO3+O2；
(2)厨房中用的食盐和纯碱外观相似。某同学为区分这两种物质，各取少量置于玻璃杯中，滴加食醋，有气体产生的是_______。
(3)向盛有FeCl3溶液的试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液显_______色。
15．用KMnO4和浓盐酸制备氯气反应方程式如下： 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为_____；若在标准状况下得到11.2L氯气，则参加反应的KMnO4质量是___________g，被氧化HCl的物质的量是______
16．向盛有一定质量铁粉的烧杯中逐滴加入稀硫酸充分反应，产生气体质量与所加稀硫酸质量的关系如图所示。请根据该图信息计算：
(1)铁粉反应完时，产生氢气的质量为_______g。
(2)原稀硫酸中溶质的质量分数_________(写出计算过程)。
17．某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验：
固体淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液溶液褪色
(1)固体溶于稀盐酸的化学方程式为______。
(2)加入试剂1后呈红色的原因是(用离子方程式表示)______。
(3)检验淡黄色溶液中含有可选用的试剂是：______。
(4)最后溶液褪色的原因可能是______。
18．新型合金
(1)储氢合金
①
②含义
储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。
③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。
④实例：Ti—Fe合金、La—Ni合金。
(2)其他新型合金
①_______等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
②喷气式飞机的发动机叶片是由_______组成的镍钴合金制造的，能承受1100℃的高温。
③我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由_______制造的。
19．电子工业中，常用氯化铁溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。请按要求回答下列问题：
（1）若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水，调节溶液pH，可得红褐色沉淀,该反应的离子方程式为：______________________________________，该过程中调节溶液的pH为5，则c(Fe３＋)为：____________mol·L－1。（已知：Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38）
（2）某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收：
①用足量FeCl3溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子有：_______________。
②FeCl3蚀刻液中通常加入一定量的盐酸，其中加入盐酸的目的是：_________________。
③步骤①中加入H2O2溶液的目的是：______________________________________。
④已知：生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
开始沉淀时 4.7 7.0 1.9
沉淀完全时 6.7 9.0 3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是：________________。
⑤写出步骤②中生成CO2的离子方程式：__________（已知Cu2(OH)2CO3难溶于水）。
20．根据所学知识回答下列问题：
(1)如图甲所示，在平底烧瓶底部有一小块钠，剩余空间充有干燥的空气。过一段时间后可观察到银白色的钠变暗，发生反应的化学方程式为___________。
(2)如图乙所示，先用弹簧夹夹住橡胶管，点燃钠(足量)，迅速伸入瓶中并塞上瓶塞，发生反应的化学方程式为___________，产物的颜色是___________。
(3)若图乙的广口瓶中是铁丝在纯氧中燃烧，会观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，所得产物的化学式是___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．MgCl2是离子化合物，在熔融状态下导电，能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁，AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，故A错误；
B．H2O2和Na2O2均有强氧化性，均可将SO2氧化为硫酸根离子，类推合理，故B正确；
C．SO2和湿润的Cl2都有漂白性，二者混合后通入水溶液中，发生反应生成H2SO4和HCl，漂白性减弱，且等物质的量混合，无漂白性，则类推不合理，故C错误；
D．Cu常温下在浓硝酸中不发生钝化，能被浓硝酸溶解，类推不合理，故D错误；
故答案为B。
2．B
【详解】A．，固体质量减小，故A不符合题意；
B．，固体质量增加，故B符合题意；
C．，固体质量减小，故C不符合题意；
D．，固体质量减小，故D不符合题意；
故答案为：B。
3．C
【详解】A．0.23g金属钠的物质的量为=0.01mol，所含电子的总物质的量为0.01mol11=0.11mol，故A错误；
B．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa消耗0.01molH2O，质量为0.01mol18g/mol=0.18g，故B错误；
C．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa反应完生成0.01mol NaOH，故C正确；
D．由方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知，0.01molNa反应完生成0.005mol氢气，该选项没有说明是否为标况，不能计算生成氢气的体积，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】A、往溶液中滴加盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中不一定存在，也可能是存在，正确；
B、滴加AgNO3溶液产生白色沉淀的溶液不一定含Cl－，也可能是含有，错误；
C、往溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，则原溶液中不一定含，也可能是含有银离子，错误；
D、往溶液中滴加氯水和KSCN，溶液变红，则溶液中不一定含Fe3＋，也可能是含有Fe2＋，错误。
答案选A。
5．C
【详解】A． ①中，还原性：，②中，还原性：，③中，还原性：，所以还原性强弱顺序为：，故A错误；
B． ①中，中Cl元素的化合价升高生成，则是的氧化产物，②中，中Cl元素的化合价降低生成，则是的还原产物，故B错误；
C． 由A得，还原性强弱顺序为：，所以氧化性，则若向酸性溶液中加入溶液，能氧化，可观察到紫红色褪去，故C正确；
D． 由A得，还原性强弱顺序为：，所以通入含的溶液中，先氧化后氧化，离子反应为：，故D错误；
故选C。
6．A
【详解】试题分析：A．硫酸铁水解产生氢氧化铁沉淀能吸附水中的杂质而起到净水的作用，A正确；B、自来水厂常用氯水来消毒杀菌，而不是用盐酸，B错误；C、苏打碱性太强，不能用于治疗胃酸过多，应该选用小苏打，C错误；D、用铝制餐具长时间存放咸的食物，会腐蚀铝，使食物中含铝过多，长期食用含铝过多的食物容易引起老年痴呆症，D错误；答案选A。
考点：考查生活中的化学。
7．B
【详解】试题分析：A、氯气不具有漂白性，故错误；B、氧化铁俗称铁红，常作红色油漆，故正确；C、过氧化钠和水、CO2发生反应生成O2，因此常用供氧剂，故错误；D、Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，因此用FeCl3腐蚀铜制电路板，故错误。
考点：考查物质的性质和用途等知识。
8．C
【详解】20mL2mol/LFeCl3溶液中含有氯化铁的物质的量为：2mol/L×0.02L=0.04mol，30mL6mol/LNaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：6mol/L×0.03L=0.18mol，根据反应3NaOH+FeCl3═Fe(OH)3↓+3NaCl可知，0.04mol氯化铁完全反应消耗NaOH的物质的量为：0.04mol×3=0.12mol，显然NaOH过量，反应后得到物质为：0.04mol Fe(OH)3、0.12molNaCl和剩余的0.06molNaOH，将反应后溶液蒸干并灼烧，最后得到固体为0.02mol氧化铁、0.12molNaCl和剩余的0.06molNaOH，所以最后得到固体的质量为：160g/mol×0.02mol+58.5g/mol×0.12mol+40g/mol×0.06mol=12.62g，故选C。
【点睛】先根据n=cV分别计算出两溶液中含有氯化铁、氢氧化钠的物质的量，然后根据反应3NaOH+FeCl3═Fe(OH)3↓+3NaCl判断过量情况及反应产物；蒸干灼烧反应后溶液，氢氧化铁转化成氧化铁，氯化钠和氢氧化钠不变，据此结合质量守恒定律计算出最后得到固体的质量是解答关键。
9．C
【详解】A．Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂，说明Na2S2O5具有一定的还原性，能被碘标准液滴定，说明发生氧化还原反应产生Na2SO4，I2被还原为I-，则发生滴定反应的离子方程式为：S2O52-+2I2+3H2O═2SO42-+4I-+6H+，故A错误；
B．10.00 mL 0.01000 mol·L 1的碘的水溶液中I2的物质的量为0.01L× 0.01000 mol·L 1=1× 10 -4mol，在S2O52-+2I2+3H2O═2SO42-+4I-+6H+中I元素从0价降为-1价，则该反应转移电子数为2×10-4NA，故B错误；
C．根据S2O52-+2I2+3H2O═2SO42-+4I-+6H+可知Na2S2O5的物质的量为0.5× 10 -4mol，若以SO2计应为=0.128 g·L 1，故C正确；
D．由S2O52-+2I2+3H2O═2SO42-+4I-+6H+可知，反应后所得溶液的pH比原溶液减小，故D错误；
故答案为B。
10．D
【详解】A.FeSO4溶液若变质，Fe2+被氧化产生Fe3+，加入铁片，虽然能反应，但现象不明显，故A不符合题意；
B.酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化Fe2+为Fe3+，不能检验FeSO4溶液是否变质，故B错误；
C.新制氯水具有强氧化性，能氧化Fe2+为Fe3+，不能检验FeSO4溶液是否变质，故C错误；
D.KSCN溶液遇到Fe3+溶液变红，而FeSO4溶液若变质，会产生Fe3+，故D正确；
所以答案选D。
【点睛】FeSO4溶液变质是Fe2+被氧化产生Fe3+，根据KSCN溶液遇到Fe3+溶液变红的现象，检验是否有Fe3+的存在。
11．B
【详解】A．氯气有毒会造成污染，所以小型游泳池通常使用次氯酸钠溶液来消毒，不用氯气，A正确；
B．用于人民币票面文字等处的油墨中含有的Fe3O4是一种磁性物质，俗称磁性氧化铁，铁红是Fe2O3的俗称，B错误；
C．硅胶可吸水，铁粉具有还原性，所以食品袋中放入装有硅胶和铁粉的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质，C正确；
D．小苏打对热不稳定，受热分解生成二氧化碳气体，可以使面团松软，所以可用小苏打做发泡剂，D正确；
故合理选项是B。
12．B
【详解】除去镁粉中的少量铝粉，应选用一种可以与铝反应但又不能与镁反应的物质，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝可溶于氢氧化钠溶液，因此可选用烧碱溶液，故答案为B。
13．C
【详解】A．钡离子和硫酸根会生成沉淀无法大量共存，故A不符合题意；
B．铜离子的溶液显蓝色，不能在无色溶液中大量共存，故B不符合题意；
C．三种离子相互之间不反应，可以大量共存，且无色，故C符合题意；
D．铁离子的溶液显淡黄色，不能在无色溶液中大量共存，故D不符合题意；
综上所述答案为C。
14．(1)CO2
(2)纯碱
(3)红
【详解】（1）过氧化钠和CO2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
（2）食盐和食醋不反应，纯碱（Na2CO3）和食醋反应生成CO2气体，则各取少量置于玻璃杯中，滴加食醋，有气体产生的是纯碱；
（3）铁离子遇到硫氰化钾溶液变红色，则向盛有FeCl3溶液的试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液显红色。
15． 1：5 31.6 1 mol
【详解】上述反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中，Mn元素化合价从+7价降低到+2价，被还原，所以KMnO4为氧化剂；Cl元素原子有化合价从-1价升高到0价，有元素原子的化合价并未发生变化，结合电子转移数守恒可知反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2：10=1：5；
根据关系式2KMnO45Cl2得出，若在标准状况下得到11.2L氯气，即物质的量为=0.5mol，则参加反应的KMnO4质量是=31.6g；
被氧化的HCl的物质的量等于氯气物质的量的2倍，所以被氧化的HCl的物质的量为1 mol，故答案为：1：5；31.6；1 mol。
16．(1)0.08
(2)19.6%
【详解】（1）根据关系图判断生成氢气的质量0.08g；故答案为：0.08；
（2）设10g稀硫酸中含硫酸的质量为x，则，解得x=1.96g，
所以稀硫酸中溶质的质量分数：，故答案为：19.6%。
17． 溶液或 氯水将氧化了
【分析】铁和水蒸气反应生成四氧化三铁，固体溶于盐酸后生成氯化铁和氯化亚铁，为淡黄色溶液，加入试剂1为淡红色溶液，说明铁离子与硫氰化钾反应，但铁离子浓度不大，再加入新制氯水，变成深红色，说明溶液中亚铁离子被氯气氧化生成铁离子，铁离子和硫氰化钾生成更多的硫氰化铁，一段时间后褪色，可能是氯水将硫氰化钾氧化。据此回答。
【详解】(1)四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，化学方程式为。
(2)加入试剂1后呈红色的原因是铁离子和硫氰根离子反应生成硫氰化铁，离子方程式为。
(3)淡黄色溶液中有铁离子，检验含有可选用的试剂是高锰酸钾溶液，若褪色，说明有亚铁离子，或加入铁氰化钾，若出现蓝色沉淀，说明有亚铁离子。
(4)氯气具有氧化性，可能是氯气氧化硫氰化钾使溶液褪色。
18． 钛合金、耐热合金和形状记忆合金 镍、铁、碳和钴 钛合金
【解析】略
19． Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓ 4.0×10-11 Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋ 抑制氯化铁水解 将Fe２＋氧化成Fe３＋，以便后续转化为Fe(OH)3沉淀除去 3.2≤pH＜4.7 4H＋+Cu2(OH)2CO3＝3H2O +2Cu２＋+ CO2↑或4Fe３＋+3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6 Cu２＋+3CO2↑
【详解】（1）石灰水与氯化铁反应的离子方程式为Fe３＋+3OH－＝Fe(OH)3↓，该过程中调节溶液的pH为5，溶液中氢氧根的浓度为10－9mol/L，则根据溶度积常数可知c(Fe３＋)＝＝4.0×10-11mol/L。
（2）FeCl3～HCl溶液蚀刻铜板后的废液，发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子，然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液，将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁，向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜。
①氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，铁离子可能过量，因此废液中含有的金属阳离子有Fe３＋、Fe２＋和Cu２＋；
②氯化铁是强酸弱碱盐水解呈酸性，所以加盐酸防止弱离子铁离子的水解，水解的方程式为：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，向其中加盐酸促使平衡逆向移动；
（3）加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
④调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知pH应为3.2≤pH＜4.7；
⑤用碱式碳酸铜来调节溶液的pH，强制弱，所以离子反应方程式为4H＋+Cu2(OH)2CO3＝3H2O +2Cu２＋+ CO2↑。
【点晴】明确实验的目的和原理以及相关物质的性质是解答的关键，实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。解答时注意溶度积常数的应用以及盐类水解的灵活应用。
20． 淡黄色 Fe3O4
【详解】(1) 钠在常温下即可与氧气反应生成氧化钠，致使钠表面变暗，氧气消耗，瓶内压强减小，气球膨胀，化学反应方程式为：，故答案为：；
(2) 钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠，化学反应方程式为：，产物为淡黄色；故答案为：；淡黄色；
(3)铁在氧气中燃烧生成的产物为Fe3O4；故答案为：Fe3O4。
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