第三章 铁 金属材料 测试
一、单选题
1．下列关于实验及生产安全的说法中，不正确的是
A．取用钠时，不能用手直接接触钠，而要用镊子夹取
B．做钠在空气中燃烧的实验时，不得近距离俯视坩埚，并应使用坩埚钳夹取坩埚以防烫伤
C．炽热的钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，以防止水分解产生氢气和氧气，发生爆炸事故
D．火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用水而需要用干燥的沙土来灭火
2．下列实验操作所对应的现象以及结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用大理石跟硝酸反应制取CO2气体，将制得的气体立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中 出现白色沉淀 H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强
B 向装有X溶液的试管中滴入稀NaOH游液，将干燥红色石蕊试纸置于试管口 无明显现象 X溶液中无
C 少量铝热剂(只有一种金属氧化物)溶于足量稀硫酸后，分两份，再分别滴加酸性高锰酸钾溶液和KSCN溶液 分别出现褪色和血红色 铝热剂中可能含有Fe3O4
D 盛有稀HNO3的试管中加入足量铁粉，充分反应后滴入几滴KSCN溶液 无明显现象 Fe不能被HNO3氧化成Fe3+
A．A B．B C．C D．D
3．M(NO3)2热分解的化学方程式为2M(NO3)22MO＋4NO2↑＋O2↑，加热148 g M(NO3)2使其完全分解，在标准状况下收集到11.2L的O2，那么M的摩尔质量是
A．64 g·mol-1 B．24 g·mol-1 C．65 g·mol-1 D．40 g·mol-1
4．在含有1mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是
A．Fe B．FeO C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
5．下列四种物质，不能由金属与非金属两种单质直接化合生成的是
A．FeCl2 B．Fe3O4 C．Al2O3 D．CuCl2
6．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是
A．将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾
B．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想
C．CuSO4在1100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D．Y可能是葡萄糖
7．1998年6月，我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是（ ）
A．Fe3C B．Fe3O4 C．Fe2O3 D．FeO
8．将ag铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液仍为无色。测得参加反应的HCl为0.1mol，放出标准状况下的气体0.448L。则下列判断中正确的是
A．原混合物中n(Fe2O3):n(Fe)＝3:1
B．无法计算原混合物的质量
C．向溶液中通入0.025molCl2，可以将Fe2＋完全转化为Fe3＋
D．收集产生的气体刚好能与0.448L的Cl2完全反应
9．下列物质的俗名与化学式对应正确的是（ ）
A．小苏打——Na2CO3 B．铁黑——Fe2O3
C．明矾——Al2(SO4)3 D．烧碱——NaOH
10．向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是
A．溶液中一定含有Fe2+ B．溶液中一定含有Cu2+
C．剩余固体中一定含有Cu D．加入KSCN溶液一定不变红
11．下列有关实验的叙述正确的是
A．铝热剂加入盐酸后再加入KSCN溶液，溶液变红色，说明铝热剂中一定含有氧化铁
B．取少量久置的Na2SO3溶液，加足量盐酸酸化，再加入BaCl2溶液。若加盐酸时有气体产生，加BaCl2溶液有白色沉淀，证明Na2SO3已部分被氧化
C．一定量硝酸亚铁晶体溶于适量稀硝酸中，加水稀释至指定体积，可配制成所需硝酸亚铁溶液
D．铜放入稀硫酸中，无明显现象，再加入硝酸钠固体，溶液变蓝，有明显的气泡放出，铜溶解，说明硝酸钠可以加快铜与稀硫酸的反应速率
12．除去铁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是
A．稀盐酸 B．稀硝酸
C．NaOH溶液 D．氯化钠溶液
二、填空题
13．影响冶炼方法的主要因素是____________，不活泼金属，如：Hg、Ag等采用_________法冶炼，Fe、Cu、Zn等金属等采用_________法冶炼，K、Ca、Na等强还原性金属采用_________法冶炼，写出冶炼金属铝的化学反应方程式________________。
14．氨是一种重要的化工原料。氨催化氧化制硝酸的过程中涉及反应：4NH3+5O24NO+6H2O。
(1)作为氧化剂的物质是____，作为还原剂的物质是____(均填化学式)，其中氮元素的化合价(填“升高”或“降低”)____。
(2)若反应中消耗了4molNH3，则生成NO的物质的量为____mol，转移电子的物质的量为____mol。
15．现有下列4种与生产生活相关的物质：①碳酸氢钠 ②二氧化硅 ③氧化铁 ④次氯酸钠。请回答：
(1)常用作油漆、涂料的红色颜料的是(填序号)___________。
(2)2020年新型冠状病毒流行时期，“84”消毒液是常用的消毒剂。“84”消毒液的主要成分是(填序号)___________。
(3)我国5G通信技术处于世界领先地位，高速通信离不开光导纤维。用于制造光导纤维的基本原料是(填序号)___________
16．铁是应用广泛的金属之一，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)下列物质中，属于强电解质的有___________ (填序号)。
A．铜丝 B．烧碱 C．盐酸 D．BaSO4 E．水玻璃
(2)已知实验室可选用K2Cr2O7与浓盐酸反应制备Cl2，写出该反应的离子方程式并用双线桥表示电子转移的方向和数目为___________
(3)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的电极材料。在K2FeO4中铁元素的化合价为___________，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___________。
(4)实验室常用___________(写名称)检验Fe3+使溶液显红色，写出该反应的离子方程式：___________；工业上还可以用FeCl3溶液来腐蚀印刷电路板上的铜，向反应所得的溶液中加入一定量的锌粉充分反应后，从理论上分析，下列说法合理的是___________。(填序号)。
A．若无固体剩余，则溶液中可能含有Fe3+、Cu2+、Fe2+、Zn2+四种离子
B．若溶液中有Cu2+，则体系中一定没有固体剩余
C．若有固体剩余，则溶液中一定有反应发生
D．当溶液中有Fe2+存在时，则一定没有Cu析出
(5)某课题小组采用离子交换和滴定的方法来测定铁的某氯化物FeClx的化学式。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的盐酸滴定，滴定至终点时消耗盐酸25.00mL。通过计算求出FeClx中x的值为___________(取整数)。
17．某些铁、铝制品的表面常生成一层氧化物，其主要成分分别是氧化铁、氧化铝。两种氧化物均能与盐酸反应，生成的两种盐的化学式分别为_____________、____________。向这两种盐的溶液中分别滴加足量氢氧化钠溶液，可观察到：其中一种溶液中的现象是先产生白色沉淀，然后白色沉淀逐渐消失则该溶液为_____________溶液；另一种溶液中的现象是______（填序号）。
①产生白色沉淀
②产生红褐色沉淀
③产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
18．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁粉，其目的是_______。
(2)甲组同学取2mlFeCl2溶液。加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_______
(4)丙组同学在2mLFeCl2溶液中加入一定量的NaOH溶液，溶液中出现白色絮状沉淀，后变成红褐色沉淀，沉淀颜色变化涉及的化学反应方程式：_______
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______
19．简要回答下列问题。
(1)铝制器具不宜存放酸、碱溶液的原因是________________________________________。
(2)实验室常用35％~40％的甲醛溶液(俗称福尔马林)保存动物标本的原因是_____________。
(3)可降解塑料在环境中可以降解为小分子物质或被微生物分解。研制生产可降解塑料的目的是__________________________________________________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．钠为活泼金属，取用钠时，不能用手直接接触钠，而要用镊子夹取，故A正确；
B．做钠在空气中燃烧的实验时，不得近距离俯视坩埚以防被伤，并应使用坩埚钳夹取坩埚以防烫伤，故B正确；
C．炽热的钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，以防止铁和水高温反应生成四氧化三铁和氢气，故C错误；
D．活泼金属可能会和水反应，火灾现场存放有大量活泼金属时，不能用水而需要用干燥的沙土来灭火，故D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．浓硝酸易挥发，硝酸与硅酸钠反应，不能比较碳酸、硅酸的酸性，故A错误；
B．滴入稀NaOH溶液，可能生成一水合氨，X溶液中可能含，故B错误；
C．溶于足量稀硫酸后，分两份，再分别滴加酸性高锰酸钾溶液和KSCN溶液，由现象可知含亚铁离子和铁离子，则铝热剂中可能含有Fe3O4，故C正确；
D．盛有HNO3的试管中加入足量铁粉，生成硝酸亚铁，滴入几滴KSCN溶液无现象，但Fe能被HNO3氧化成Fe3+，故D错误；
故选：C。
3．B
【详解】标准状况下，n(O2)= =0.5mol，由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，可知M(NO3)2的物质的量为0.5mol×2=1mol，则M(NO3)2的摩尔质量==148g/mol，故M的摩尔质量为(148-2×62)g/mol=24g/mol，故答案为B。
4．D
【详解】FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，钠先与水反应氢氧化钠，然后氢氧化钠与硫酸亚铁反应，生成Fe(OH)2，在空气中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，灼烧时最后得到的固体为Fe2O3。答案选D。
5．A
【详解】试题分析：2Fe+3Cl22FeCl3，故A错误；Fe+O2Fe3O4，故B正确；Al + O2 = Al2O3，故C正确；Cu + Cl2 CuCl2，故D正确。
考点：本题考查元素、化合物的性质。
6．C
【详解】A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤可制得胆矾晶体，A正确；
B.相对于途径①、③，铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫气体污染空气，途径②的优点：制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径②无污染性气体SO2产生，更好地体现了绿色化学思想，B正确；
C.硫酸铜分解生成Cu2O与氧气、SO3、SO2，根据2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，若只是SO2和SO3，铜元素、氧元素化合价只有降低，无元素化合价升高，C错误；
D.葡萄糖与氢氧化铜反应的方程式为：C6H12O6+2Cu(OH)2=C6H12O7+Cu2O↓+2H2O，所以Y可以是葡萄糖，D正确；
故合理选项是C。
7．B
【详解】制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在铁的各种化合物中，只有四氧化三铁是具有磁性的物质，其他均不具有磁性。
答案选B。
【点睛】本题是一道化学和航天技术相结合的考题，涉及金属铁以及化合物的性质等知识，用于制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是永磁体，根据具有磁性的物质以及物质的性质和应用来回答判断。
8．C
【分析】由于反应生成H2，则表明反应生成的Fe3+全部被Fe还原，所以反应方程式可表示为：①Fe2O3+Fe+6HCl==3FeCl2+3H2O，②Fe+2HCl==FeCl2+H2↑。n(H2)==0.02mol，则反应②中，n(Fe)= n(FeCl2)=n(H2)=0.02mol，n(HCl)=2n(H2)=0.04mol；反应①中，n(HCl)=0.1mol-0.04mol=0.06mol，则n(Fe)=n(Fe2O3)=0.01mol，n(FeCl2)=0.03mol。所以，反应前，n(Fe)= 0.02mol+0.01mol=0.03mol，n(Fe2O3)=0.01mol；反应后的溶液中，n(FeCl2)= 0.05mol。
【详解】A．由以上分析知，原混合物中n(Fe)=0.03mol，n(Fe2O3)=0.01mol，所以n(Fe2O3):n(Fe)＝1:3，A不正确；
B．原混合物中n(Fe)=0.03mol，n(Fe2O3)=0.01mol，则可以计算原混合物的质量，B不正确；
C．反应后的溶液中，n(FeCl2)= 0.05mol，由反应2FeCl2+Cl2==2FeCl3可知，向溶液中通入0.025molCl2，可以将Fe2＋完全转化为Fe3＋，C正确；
D．n(H2)=0.02mol，刚好能与标况下0.448L的Cl2完全反应，该选项未指明“标况”条件，所以氯气的量不一定为0.02mol，D不正确；
故选C。
9．D
【详解】A．小苏打是指NaHCO3，故A错误；
B．铁黑是指Fe3O4，故B错误；
C．明矾是指KAl(SO4)2·12H2O，故C错误；
D．NaOH俗称烧碱、苛性钠，故D正确；
故答案为D。
10．B
【分析】氧化性：Fe3＋>Cu2＋，向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉，先发生 Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，再发生Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。
【详解】A、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ 、 Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu都能生成Fe2＋，所以溶液中一定含有Fe2+，故A正确；
B、若铁过量，Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu反应完全，溶液中不含Cu2+，故B错误；
C、铁的还原性大于铜，充分反应后仍有固体存在，剩余固体中一定含有Cu，故C正确；
D、充分反应后仍有固体存在，Fe、Cu都能与Fe3＋反应，溶液中一定不含有Fe3+，加入KSCN溶液一定不变红，故D正确；选B。
【点睛】本题考查金属的性质，明确金属离子的氧化性强弱，确定与金属反应的先后顺序是解本题关键，根据固体成分确定溶液中溶质成分。
11．B
【详解】A．铝热剂可能为Al和四氧化三铁的混合物，加入盐酸后再加入 KSCN 溶液，溶液变红色，故A错误；
B．加足量盐酸时有气体产生，加 BaCl2溶液有白色沉淀，可知气体为二氧化硫，沉淀为硫酸钡，则证明Na2SO3已部分被氧化，故B正确；
C．溶于适量稀硝酸中，可氧化亚铁离子，应溶于水，故C错误；
D．酸性条件下Cu、硝酸根离子发生氧化还原反应生成NO，铜溶解不能说明硝酸钠可以加快铜与稀硫酸的反应速率，故D错误；
故选：B。
12．C
【详解】铁粉和铝粉都是活泼金属，都能和酸反应，和弱碱不反应，铁和铝与氯化钠溶液均不反应；但铝粉能和强碱反应生成盐和氢气，而铁粉和强碱不反应，因此可用氢氧化钠溶液除去铁粉中的少量铝粉，故选C。
13． 金属活动性 热分解 热还原 电解 2Al2O34Al+3O2↑
【详解】影响冶炼方法的主要因素是金属活动性，不活泼金属，如：Hg、Ag等采用热分解法冶炼，Fe、Cu、Zn等金属等采用热还原法冶炼，K、Ca、Na等强还原性金属采用电解法冶炼，冶炼金属铝是利用电解熔融的氧化铝生成铝和氧气，反应的化学反应方程式为2Al2O34Al+3O2↑。
14．(1) O2 NH3 升高
(2) 4 20
【详解】（1）反应中氨气中的氮元素化合价升高，氨气作还原剂，氧气中元素化合价降低，氧气作氧化剂；
（2）根据方程式分析，消耗4mol氨气，反应生成4mol NO，转移4mol×[2-(-3)]=20mol电子。
15．(1)③
(2)④
(3)②
【分析】(1)
氧化铁是红色粉末，常用作油漆、涂料的红色颜料，选③；
(2)
用氯气和氢氧化钠反应制取“84”消毒液氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠，所以“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠，选④；
(3)
用于制造光导纤维的基本原料是二氧化硅，光导纤维是依靠光在线缆中进行内全反射从而达到用光进行载体传输信息的介质，既然用光来传输，就要求介质要尽可能透明，二氧化硅就是石英，透明度很高且造价低，因此是很好的光导材料，选②。
16．(1)BD
(2)
(3) +6
(4) 硫氰化钾 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3. AC
(5)3
【分析】(1)
A．铜丝为单质，既不是电解质也并不是非电解质，A错误；
B．烧碱是氢氧化钠为化合物，在水中完全电离为离子，属于电解质，B正确；
C．盐酸为氯化氢气体水溶液，为混合物，既不是电解质也并不是非电解质，C错误；
D．BaSO4为化合物，溶解部分在水中完全电离为离子，属于电解质，D正确；
E．水玻璃为硅酸钠的水溶液，为混合物，不属于电解质，E错误；
故选BD。
(2)
K2Cr2O7与浓盐酸发生氧化还原反应，生成Cl2、氯化钾、氯化铬和水，反应的离子方程式为： +6C1-+14H+ =2Cr3++3Cl2↑+7H2O，Cr元素的化合价从+6价降到+3价，2个原子变化，转移电子数目为6e-，C1的化合价-1升高到0价，6个原子变化转移6e-；
(3)
K2FeO4铁元素化合价+6价，用Fe (OH) 3与KCIO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，铁元素化合价+3价变化为+6价，氯元素化合价+1价变化- 1价，电子转移总数6e- ，反应的离子方程式为：2Fe (OH) 3+3ClO- +40H- =2+3Cl-+5H2O；
(4)
常用硫氰化钾溶液检验三价铁显红色，反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；用FeCl3溶液来腐蚀印刷电路板上的铜，反应所得的溶液中含有铁离子、铜离子和亚铁离子，加入一定量的锌粉充分反应后，锌先和铁离子反应，再和铜离子之间反应；
A．无固体剩余，说明加入的锌完全反应，金属锌的量较少，溶液中可能含有Fe3+、Cu2+、Fe2+、Zn2+四种离子，故A正确；
B．若溶液中有Cu2+ ，加入的锌量可能只与Fe3+反应，也可能与Fe3+反应，剩余部分与Cu2+反应生成铜，所以可能有固体Cu析出，故B错误；
C．若有固体存在，锌先和铁离子反应生成亚铁离子，再是锌和铜离子之间反应，所以一定有反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+发生，故C正确；
D．当加入的锌较少时，只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+时， 不会有铜析出，但是加入的金属锌较多，则会析出金属铜，故D错误；
故选AC。
(5)
n(Cl-) =n(H+) =n( OH- ) =0.0250L×0.40mol/L=0.010 mol ，则=0.010mol
解得x=3
17． FeCl3 AlCl3 AlCl3 ②
【详解】试题分析：氧化铁、氧化铝与盐酸反应的化学方程式分别为：Fe2O3 +6HCl＝2FeCl3 +3H2O 、Al2O3 +6HCl ＝2AlCl3 +3H2O，所以生成的盐为FeCl3、AlCl3；AlCl3与氢氧化钠溶液反应能产生白色沉淀Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物能溶于强碱，当氢氧化钠溶液过量时沉淀会消失，FeCl3与氢氧化钠溶液生成的红褐色沉淀Fe（OH）3；Fe（OH）3不溶于氢氧化钠溶液。
考点：铝、铁化合物的性质。
18． 防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O
【详解】(1)由于氯化亚铁易被氧化为氯化铁，因此在FeCl2溶液中需加入少量铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化。
(2)Cl2具有氧化性，可将Fe2+氧化为铁离子，FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl 。
(3)由于空气中还原氧气，氧气也能氧化亚铁离子，所以煤油的作用是隔绝空气(排除氧气对实验的影响)。
(4)丙组同学在2mLFeCl2溶液中加入一定量的NaOH溶液，生成氢氧化亚铁，然后氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，因此实验现象是溶液中出现白色絮状沉淀，后变成红褐色沉淀，则沉淀颜色变化涉及的化学反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。
19． 因为氧化铝、铝都能与酸或碱溶液反应(或酸、碱溶液会腐蚀铝制器具) 甲醛使蛋白质发生性质上的改变(即发生变性) 减少“白色污染”(或保护环境)
【详解】(1)氧化铝、铝都能与酸或碱溶液反应，所以铝制器具不宜存放酸、碱溶液；
(2)甲醛能使蛋白质变性，所以常用35％～40％的甲醛溶液保存动物标本；
(3)塑料能形成白色污染，所以研制生产可降解塑料代替塑料可以减少白色污染。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
