2024届高三新高考化学大一轮专题练习--铁 金属材料
一、单选题
1．（2023春·广东汕头·高三校考阶段练习）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
2．（2023秋·青海西宁·高三统考期末）下列离子方程式书写正确的是
A．钠放入水中：
B．氯化铁溶液与铜反应：
C．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：
D．NaHCO3溶液与稀盐酸混合：
3．（2023·全国·高三假期作业）下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是
A．铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在
B．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．Fe(OH)2在空气中容易被氧化，如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D．往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成红色，证明原溶液中含有Fe3+
4．（2023春·四川乐山·高三四川省乐山沫若中学校考阶段练习）由一种工业废渣(主要成分为、少量Fe、Al的氧化物，其他杂质酸浸时不反应)为原料制备的实验过程如下。下列说法不正确的是
A．将废渣粉碎同时酸浸时不断搅拌可以加快酸浸时反应速率
B．“酸浸”时发生反应的离子方程式为
C．“氧化”后的溶液中存在的阳离子为、、、
D．操作X为萃取分液，使用的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯
5．（2023·上海·高三专题练习）可用于检验溶液是否少量变质的试剂
A．NaOH B．Fe C． D．KSCN
6．（2023春·云南·高三校联考阶段练习）用溶液蚀刻铜箔回收铜的一种流程如图所示。下列叙述正确的是
A．蚀刻液呈中性 B．试剂X可以是稀硝酸
C．滤液Y可以使溶液变红 D．试剂Z可能是氯气
7．（2023春·辽宁大连·高三大连二十四中校考期中）向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是
A． B．a表示的关系曲线
C．P点时， D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g
8．（2023·河北·统考模拟预测）中国是世界上最早使用鎏金技术的国家，汉代的长信宫灯采用了鎏金技术。《本草纲目 水银条》引梁代陶弘景的话说：水银“能消化金银使成泥，人以镀物是也”。下列说法正确的是
A．“能消化金银使成泥”，即水银与金反应形成化合物
B．鎏金技术中将水银用作在器物上镀金银的电镀液
C．鎏金技术应用了合金的熔点低于成分金属的性质
D．长信宫灯表面有鎏金，破损后不易被腐蚀
9．（2023春·河南南阳·高三校联考阶段练习）下列关于铝和盐酸、氢氧化钠溶液的反应说法正确的是
A．等质量的分别与足量的盐酸、溶液反应，消耗酸和碱的物质的量之比为
B．等体积、等浓度的盐酸与溶液分别与足量的反应，生成的物质的量之比为
C．向一定量的溶液中逐滴加入溶液，现象为先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解
D．的转化能通过一步直接完成
10．（2023秋·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期末）下列“实验操作、现象”与“结论”不相符的一组是
选项 实验操作和现象 结论
A 将钠放入热坩埚中加热燃烧，生成淡黄色固体 反应有Na2O2生成
B 将Al2O3固体加入盐酸中，固体溶解得到无色溶液 Al2O3是碱性氧化物
C 向KI－淀粉溶液中滴加氯水，溶液变成蓝色 氧化性：Cl2＞I2
D 向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色 不能确定原溶液中是否含有Fe2+
A．A B．B C．C D．D
11．（2023秋·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期末）“价类二维图”是学习元素化合物知识的高效模型。如图为铁元素的“价类二维图”，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断错误的
A．赤铁矿的主要成分为Z B．M、Q、P都可以通过化合反应制得
C．Y不稳定，在空气中加热迅速被氧化为Z D．X的一种氧化物常用作红色油漆和涂料
12．（2023秋·重庆九龙坡·高三统考开学考试）学习元素化合物知识时，利用“价类二维图”构建知识网络，有助于建立系统的知识体系。如图所示是铁及其化合物的“价类二维图”，下列有关叙述正确的是
A．A和水蒸气反应可得到B
B．D受热分解能生成B
C．A中加入足量的溶液可得到E
D．向F的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液可以转化成G溶液
13．（2023·全国·高三专题练习）下列有关物质检验方法中，不合理的是
A．用带火星木条检验过氧化钠与水反应产生的气体
B．取某溶液做焰色反应，观察到火焰呈黄色，则可确定该溶液含钠离子，不含钾离子
C．检验硫酸亚铁溶液是否已氧化变质，滴加溶液，再观察溶液是否变红
D．向某溶液中加入溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有
14．（2023·全国·高三专题练习）下列有关铁元素的叙述中，正确的是
A．自然界中存在赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合
B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应的化学方程式为
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
二、非选择题
15．（2023秋·内蒙古包头·高三统考期末）利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，图中甲~戊均含铁元素。回答下列问题：
(1)Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe(NO3)3、NaOH制备：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(2)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是______(填标号)。
A．有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物
B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应
C．Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1：2
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4
(3)维生素C易溶于水，可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+，设计如下实验：取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中，加入过量维生素C片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。该设计方案能否检验Fe2+并说明理由______。
(4)丁与烧碱溶液反应可生成乙，在空气中放置一段时间后乙转化为丙。乙转化为丙的现象为______，发生反应的化学方程式为______。
(5)若用丁溶液经一系列反应来制备Fe2O3。不考虑过程损失，若100mL丁溶液最终制得1.6gFe2O3，变质前丁溶液的物质的量浓度为______。
16．（2023·全国·高三专题练习）铁的氧化物的比较
化学式
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 _______ _______ _______
稳定性 不稳定 稳定 稳定
与反应的离子方程式 _______ _______
与的反应(炼铁原理)
17．（2023春·广东广州·高三统考开学考试）元素的“价一类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价一类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系。
请回答以下问题：
(1)中Fe的化合价为_______。
(2)是否为碱性氧化物_______(填是或否)，理由：_______。
(3)制备氢氧化亚铁时，现象由白色絮状沉淀最终转化为红褐色沉淀，请用化学方程式解释现象：_______。
(4)已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行：也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，写出其中离子方程式：_______。其中检验溶液中的试剂是_______。
(5)FeO、是合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分。某FeO、混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中FeO、的物质的量之比为_______。
18．（2022秋·陕西西安·高三高新一中校考期末）某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%)，设计如图装置在室温下进行实验。
(1)铝合金样品与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_______。
(2)反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，调节量气管和水准管的高度，使两液面相平，第二次读取量气管液面刻度。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为VmL。若a=0.038，V=44.8，请计算该合金中铝的百分含量：_______。
参考答案：
1．C
【详解】A．Fe、Cl2在点燃的条件下生成FeCl3而不是FeCl2，A错误；
B．S和O2在点燃条件下反应生成SO2不能直接生成SO3，B错误；
C．CaCO3高温分解生成CaO，CaO与SO2反应生成CaSO3，C正确；
D．Al在氧气中点燃反应生成Al2O3，Al2O3无法与水反应生成氢氧化铝，D错误；
故答案选C。
2．D
【详解】A．钠放入水中，生成氢氧化钠和氢气：，A不正确；
B．氯化铁溶液与铜反应，生成氯化亚铁和氯化铜：，B不正确；
C．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应，生成硫酸钡和水：，C不正确；
D．NaHCO3溶液与稀盐酸混合，发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体：，D正确；
故选D。
3．C
【详解】A．铁虽然化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但是自然界中陨石中还存在单质铁，A错误；
B．Fe3O4为黑色粉末，铁红为Fe2O3，B错误；
C．①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解，铁粉能防止亚铁离子被氧化，且导管口插入到水中外界空气无法进入试管内，滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化能较长时间存在，②中因为苯的存在NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气，不会被氧化从而能较长时间存在，C正确；
D．若原溶液中没有Fe3+只有Fe2+，先加氯水Fe2+被氯气氧化成Fe3+，再加入KSCN溶液变红色，但是原溶液中没有Fe3+，D错误；
故答案选C。
4．B
【分析】废渣主要成分为MgCO3和少量Fe、Al的氧化物，加入硫酸酸溶，过滤后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁以及硫酸铝，加入H2O2氧化亚铁离子，然后加入有机萃取剂萃取Fe3+，分液后可除去溶液中的Fe3+，分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+，经系列措施，可得到MgCO3 3H2O；
【详解】A．废渣粉碎可以增大反应的接触面积，从而加快反应速率，同时搅拌也有利于反应充分混合接触，增大反应速率，选项A正确；
B．为微溶物，应写化学式，离子方程式为：，选项B不正确；
C．、少量Fe、Al的氧化物加酸时均溶于硫酸得到相应的硫酸盐，再加双氧水将亚铁离子氧化成三价铁，“氧化”后的溶液中存在的阳离子为、、、，选项C正确；
D．操作X为萃取分液，萃取需要用到分液漏斗，烧杯，选项D正确；
答案选B。
5．D
【详解】易被氧化为Fe2(SO4)3，只需检验是否含有Fe3+即可说明溶液是否变质，Fe3+能和SCN-生成络合物硫氰化铁，使溶液呈现血红色，因此可用KSCN检验溶液是否少量变质；
故答案选D。
6．D
【分析】铜箔加入蚀刻液FeCl3溶液处理后加入过量铁粉反应，过滤，所得固体加入试剂X得到铜和滤液Y，试剂X稀盐酸，滤液Y主要成分为氯化亚铁，加入试剂Z为氧化剂，反应得到氯化铁；
【详解】A．为强酸弱碱盐，溶液水解呈酸性，选项A错误；
B．由题意可知分离的固体为铁和铜，试剂X为稀盐酸，选项B错误；
C．滤液Y中不含，不能使溶液变红，选项C错误；
D．试剂Z应为氧化剂，将氯化亚铁氧化为氯化铁，可能是氯气，选项D正确；
答案选D。
7．D
【分析】向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，当铁过量时发生：，点时和的物质的量相同，据此计算有关的量的多少。
【详解】A．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，1mol 和1mol 中含有3mol ，1mol 完全反应需消耗4mol ，不足量，则产生的物质的量为，即，A错误；
B．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，后铁过量发生反应：，a是表示的关系曲线，则b是表示的关系曲线，B错误；
C．当铁过量，会发生反应：，设被还原的物质的量x mol，则反应产生物质的量为1.5x mol，点时和的物质的量相同，0.75-x=1.5x，解得x=0.3mol，此时溶液中的物质的量，即P点时，，C错误；
D．向P点溶液中加Cu，发生反应：，设加入铜的质量是y g，根据方程式可知：2mol 反应消耗64g Cu，而P点溶液中含有的物质的量是0.45mol，则其反应消耗Cu的质量为，D正确；
故合理选项是D。
8．C
【详解】A．金银可溶化于汞中形成合金，但不能汞反应，错误；
B．古代鎏金技术指火法镀金，不是电镀原理，B错误；
C．合金的熔，点低于成分金属，鎏金技术将熔融的金汞合金涂于器物表面，再加热除去汞，C正确；
D．长信宫灯是表面有鎏金的青铜器，破损后易发生电化腐蚀，D错误；
故选C。
9．B
【分析】铝和盐酸、氢氧化钠溶液的反应方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
【详解】A．等质量的分别与足量的盐酸、溶液反应，设铝的物质的量为，消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量分别为和，二者之比为，A错误；
B．由化学方程式可知，等物质的量的盐酸与溶液分别与足量的反应，消耗铝的物质的量之比为，两个反应中均有，因此生成的物质的量之比为，B正确；
C．与不反应，C错误；
D．不溶于水，不能直接与水反应生成，D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．金属钠在加热与氧气反应生成Na2O2，Na2O2为淡黄色固体，故A正确；
B．氧化铝是两性氧化物，故B错误；
C．溶液变成蓝色，表明发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2，则氧化性Cl2＞I2，故C正确；
D．向某溶液中滴加H2O2，然后再滴加KSCN溶液后溶液显红色，说明溶液中含有Fe3+，不能确定原溶液中是否含有Fe2+，故D正确；
选B。
11．C
【详解】A．Z为+3价铁元素的氧化物Fe2O3，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A正确；
B．M为+3价铁元素的碱Fe(OH)3，可以通过化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得，Q为+2价铁元素的盐如FeCl2，可以通过化合反应2FeCl3+Fe=3FeCl2制得，P为+3价铁元素的盐如FeCl3，可以通过化合反应2Fe+3Cl22FeCl3制得，故B正确；
C．Y为+2价铁元素的氧化物FeO，FeO在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4，故C错误；
D．X为Fe单质，Fe的一种氧化物Fe2O3，常用作红色油漆和涂料，故D正确；
故选C。
12．B
【分析】由图可知该图为铁元素的价类二维图。根据铁元素的化合价和物质类别，可以得知A为Fe，B为Fe2O3，C为FeO，D为Fe(OH)3，E为Fe(OH)2，F为铁盐，G为亚铁盐。
【详解】A．Fe和水蒸气反应可得到四氧化三铁，而B为Fe2O3，A错误；
B．D为Fe(OH)3，受热分解能生成Fe2O3，B正确；
C．Fe与NaOH溶液不反应，C错误；
D．F为铁盐，G为亚铁盐，向G的水溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液可以转化成F溶液，D错误；
故选B。
13．B
【详解】A．过氧化钠与水反应产生的气体为氧气，用带火星木条检验，检验方法合理，A不符合题意；
B．观察钾离子的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃片，取某溶液做焰色反应，观察到火焰呈黄色，则可确定该溶液含钠离子，无法确定不含钾离子，检验方法不合理，B符合题意；
C．硫酸亚铁溶液氧化变质生成三价铁离子，则检验硫酸亚铁溶液是否已氧化变质，滴加溶液，再观察溶液是否变红，检验方法合理，C不符合题意；
D．与溶液反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，则向某溶液中加入溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有，检验方法合理，D不符合题意；
故选B。
14．A
【详解】A．Fe元素在自然界的存在形态有赤铁矿、磁铁矿等铁矿石，说明铁的氧化物与水难以直接化合，A正确；
B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应时，与I2反应产生FeI2，与其它卤素单质反应的生成物均为FeX3，B错误；
C．Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性，氢氧化铁与氢碘酸会发生氧化还原反应，产生FeI2、I2、H2O，反应的化学方程式为：，C错误；
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，二者发生复分解反应产生Fe(OH)3沉淀和NaCl，应该是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热制取氢氧化铁胶体，D错误；
故合理选项是A。
15．(1)3:2
(2)CD
(3)不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有Fe2+生成
(4) 现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(5)0.2mol L-1
【详解】（1）反应中，氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，铁为还原剂，化合价由+3变为+6，根据电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2；
（2）A．Fe3O4有磁性，组成固定，是一种纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合物，A错误；
B．其能和酸反应生成两种盐和水，不与碱反应，不属于两性氧化物，B错误；
C．Fe3O4中二价铁、三价铁之比为1:2，与稀盐酸发生复分解反应生成Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2，C正确；
D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，D正确；
故选CD；
（3）维生素C易溶于水，可将转化为被人体吸收，说明维生素C具有还原性；亚铁离子也具有强的还原性，亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，干扰了亚铁离子的检验，此实验方案设计不严密；
（4）丁为亚铁盐与烧碱溶液反应可生成乙氢氧化亚铁，在空气中放置一段时间后乙氢氧化亚铁和空气中氧气、水反应转化为丙氢氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；乙转化为丙的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；
（5）的物质的量为=0.01mol，铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol；根据铁元素守恒规律，变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol，则100mL该溶液中，c(FeCl2)= =0.2mol/L。
16． 、
【详解】根据化合物中化合价代数和为0可知，中Fe元素化合价为+2价，中Fe元素化合价为+3价，可以看成，故Fe元素化合价为+2、+3价，与氢离子反应的离子方程式为，与氢离子反应的离子方程式为。
17．(1)+6
(2) 是 与盐酸反应生成了盐和水
(3)
(4) 碱性 KSCN溶液
(5)2:1
【详解】（1）中钠、氧元素化合价分别为+1、-2，根据化合价代数和为零，可知Fe的化合价为+6；
（2）能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物；与盐酸反应生成了盐和水，故其为碱性氧化物；
（3）氢氧化亚铁和空气中氧气、水生成红褐色氢氧化铁，反应为；
（4）已知在强碱溶液中稳定存在，PH越小稳定性越差；则制备时需要在碱性环境中进行；也可以作为净水剂，能与水反应生成具有吸附性的胶体，反应中铁化合价由+6变为+3，则反应中氧元素化合价升高得到氧气，根据电子守恒、质量守恒可知，离子方程式：；铁离子能和KSCN溶液变红色，故其中检验溶液中的试剂是KSCN溶液；
（5）设FeO、的物质的量之比为a:b，则，故a:b=2:1。
18．(1)2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
(2)97.4%
【详解】（1）铝合金样品中的铝与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
（2）铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积为44.8mL，其物质的量为0.002mol，则合金中铝的质量为，铝的质量分数为。
