第三单元 铁 金属材料 B卷 能力提升—2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第一册单元达标测试卷
（满分100分 考试时间：90分）
一、选择题：本题共15小题，每题3分，共45分。
1.我国的“天问一号”成功着陆火星，并拍摄到火星表面呈红色，火星表面呈红色可能是因为其表面含有( )
A. B. C. D.
2.2022年冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所用的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是( )
A.不锈钢是常见的一种合金钢
B.不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
C.不锈钢中常添加一种或几种合金元素，从而使其具有各种特殊性能
D.不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素
3.铁在地壳中含量丰富，也是人体重要的微量元素之一。下列有关说法正确的是( )
A.铁与水不能反应
B.为了防止缺铁性贫血，麦片中可以添加微量的还原铁粉
C.向饱和溶液中滴加NaOH溶液，小心加热后制得红褐色胶体
D.取新鲜菠菜切开表皮，在内部组织上滴加KSCN溶液，无颜色变化说明菠菜不含铁元素
4.有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和溶液中，制备胶体
B.向溶液中滴加溶液，溶液显红色
C.Cu与溶液反应可生成
D.Fe与反应生成，推测Fe与反应生成
5.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化，也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
6.下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法不正确的是( )
A.铝粉和氢氧化钠混合物可用作下水道疏通剂
B.是两性氧化物，与强酸、强碱溶液都能反应
C.铝的氧化膜致密且熔点高，从而能保护内部金属
D.在厨房里可用铝制餐具蒸煮和长期存放各类食物
7.下列离子方程式书写正确的是( )
A.溶于过量稀硝酸中：
B.氯气通入澄清石灰水中：
C.氢氧化铝溶于盐酸：
D.将铜粉加入氯化铁溶液中：
8.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是( )
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中发生反应的化学方程式是
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
9.铁泥的主要成分是、FeO和少量Fe，用铁泥制备超顺磁性纳米的流程如图：
下列叙述不正确的是( )
A.步骤①中，需加过量稀盐酸使铁泥的主要成分充分溶解
B.步骤②中，涉及的离子反应有
C.步骤③中，浊液C在空气中由白色迅速变成灰绿色
D.步骤④中，加入的溶液必须过量
10.如图表示金属X、Y及它们的合金Z分别与足量盐酸反应放出量的情况。横坐标表示消耗金属的物质的量，纵坐标表示在标准状况下产生的体积。下列有关合金组成的判断正确的是( )
A. B.
C. D.
11.向13.6gFe和的混合物中，加入150mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12L，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为沉淀，恰好消耗200mL3mol/L的NaOH溶液，则该稀硫酸的浓度为( )
A.2.25mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.0.6mol/L
12.某实验小组测定铁的氧化物的化学式，已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态，实验步骤如图。下列说法正确的是( )
A.步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
B.溶液a中阳离子只有和
C.溶液b中
D.通过计算可得该氧化物的化学式：
13.为验证与能够相互转化做如下实验，下列分析不合理的是( )
按下列顺序实验 对应现象
①向溶液加入铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由黄色变成浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
A.现象ⅰ说明可以转化为
B.实验②与③可以调换顺序
C.现象ⅲ涉及的氧化还原反应为
D.根据上述实验可以比较粒子的氧化性：
14.向100 mL和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法错误的是( )
A.a点时溶液中的阳离子为和
B.c点时溶液中发生的反应为
C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 mol/L
D.原溶液中
15.科学家研制出了一种在催化剂作用下用处理酸性废水中的方法，该过程的反应原理如图所示（为阿伏加德罗常数的值）。下列说法正确的是( )
A.反应过程中需要不断补充
B.该过程中每消耗1 mol，同时生成个
C.处理过程中的催化剂只有Pd
D.处理后的废水酸性减弱
二、填空题：本题共5题，共55分。
16.无水常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑（含有少量碳和杂质）为原料制备无水（s）。
已知：氯化亚砜（）熔点-101℃，沸点76℃，与水反应可生成和HCl气体。
请回答问题：
（1）操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__________。
（2）为避免引入新的杂质，试剂B可以选用__________（填字母）。
A.溶液
B.氯水
C.溴水
D.溶液
（3）取少量D晶体，溶于水并滴加KSCN溶液，现象是__________。
（4）反应D→E的化学方程式为__________。
（5）由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂：__________，设计实验验证是该还原剂将还原：__________。
17.合金是重要的金属材料。
（1）下列物品所使用的主要材料属于合金的是______（填字母）。
A.青花瓷瓶
B.橡胶充气艇
C.不锈钢锅
（2）生铁是常用的合金，生铁属于______（填“纯净物”或“混合物”）。
（3）黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画（如图所示），纯铜片上留下明显的画痕，说明______。
（4）黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下（杂质不溶于水、不参与反应）：
①Ⅱ中反应的化学方程式为______。
②下列说法正确的是______（填字母）。
a.Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤
b.溶液A中的质量大于
c.溶液A的质量小于溶液B
d.溶液C中溶质的质量分数小于溶液B
18.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示（图中有些反应的生成物和反应条件没有标出）。
请根据以上信息完成下列各题：
（1）写出下列物质的化学式：C_______，丙_______。
（2）写出过程①涉及的离子方程式：_______。
（3）写出过程⑦涉及的化学方程式：_______，_______。
（4）反应⑦中如果想白色沉淀保持时间长，可采用如下装置：
其操作是检验装置的气密性，装好药品，打开C处开关，反应一段时间后，关闭C处开关，A处的溶液沿导管流入B处。生成的白色沉淀可以保持较长时间，原因是_______。
（5）常见的检验方法：_______。
19.铁黄（FeOOH）是一种重要的颜料，可通过如下反应制备：，实验装置如图1所示（部分夹持装置省略）。
操作如下：
ⅰ.关闭，打开止水夹与；
ⅱ.关闭止水夹，一段时间后，打开；
ⅲ.当乙中pH=6.0时，关闭、，打开，通入空气，乙中pH变化如图2所示。
回答下列问题：
（1）检验装置乙的气密性应先_______，再用热毛巾捂热乙，丙中导管末端出现气泡，停止加热后导管中形成一段水柱，则气密性良好。
（2）装置甲中反应的离子方程式为_______。
（3）向乙中加入氨水，产生白色沉淀，反应的离子方程式为_______。
（4）通入空气时，多孔球泡的作用为________；时刻后，溶液中的与反应也会生成FeOOH，该反应的离子方程式为________。
（5）实验时发现乙中产生灰绿色物质，甲同学认为该物质是和的混合物，乙同学认为是吸附形成的混合物。设计实验方案验证（可供选择的试剂：盐酸、硝酸、高锰酸钾溶液、KSCN溶液）：________。
20.铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代，铁及其化合物在人类的生产、生活中都起了巨大的作用。
（1）长期放置的溶液易被氧化而变质，实验室用配制溶液时为了防止溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是____（用离子方程式表示）。
（2）利用部分变质的溶液制备：
部分变质的溶液溶液Ⅰ沉淀Ⅱ
①溶液的作用是____。
②“溶液Ⅰ”的溶质为____（填化学式），写出由“溶液1”到“沉淀Ⅱ”反应的离子方程式：____。
③“操作Ⅲ”的名称为____。
（3）为测定中结晶水的含量，将石英玻璃管（带两端开关和，设为装置A）称重，记为g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为g。按图示连接好装置进行实验。
①将下列实验操作步骤正确排序：______（填字母）；重复上述操作步骤，直至装置A恒重，记为g。
a.点燃酒精灯，加热
b.熄灭酒精灯
c.关闭和
d.打开和，缓缓通入
e.称量装置A
f.冷却至室温
②根据实验记录，计算中结晶水的数目x=_____（列出计算式即可）。
答案以及解析
1.答案：C
解析：碳酸钙为白色，硫酸铜固体为白色，三氧化二铁为红棕色，四氧化三铁为黑色，故选C。
2.答案：D
解析：钢是铁和碳的合金，不锈钢中含有金属元素，也含有非金属元素，D项错误。
3.答案：B
解析：铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，A项错误；饱和溶液与NaOH溶液加热后制得红褐色沉淀，C项错误；滴加KSCN溶液，无颜色变化说明菠菜中不含铁离子，不能说明不含铁元素，D项错误。
4.答案：C
解析：制备胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，A错误；向溶液中滴加溶液，溶液不显红色，B错误；Cu与溶液反应可生成和，C正确；的氧化性较弱，故与铁反应生成，D错误。
5.答案：C
解析：A项，Fe与反应生成，推断合理。B项，亚铁盐既能被氧化为铁盐又能被还原为铁单质，推断合理。C项，氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液加入沸水中继续加热至液体呈红褐色；如果加入浓碱液中，生成的是沉淀，推断不合理。D项，可存在的循环转化关系，推断合理。
6.答案：D
解析：铝和氢氧化钠遇水反应放出大量热，加快氢氧化钠对淤积物的腐蚀，同时产生的氢气增加管道内的气压，利于疏通，A项正确；铝、氧化铝都是两性物质，能与强酸、强碱溶液反应，铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物，B项正确，D项错误；铝与氧气反应生成的氧化膜致密且熔点高，从而能保护内部金属，C项正确。
7.答案：B
解析：在酸性条件下，能将氧化为，A项错误；书写离子方程式时，氢氧化铝不能拆分，C项错误；与Cu反应生成和，D项错误。
8.答案：B
解析：装置A中液态水在加热的条件下产生水蒸气，其作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A项正确；Fe与水蒸气在高温下反应生成和，反应的化学方程式是，B项错误；氢气可以用碱石灰干燥，C项正确；氢气在点燃之前应该先检验其纯度，防止发生爆炸，D项正确。
9.答案：D
解析：步骤①中加入过量的稀盐酸，使铁泥的主要成分充分溶解，提高铁元素的利用率，A项正确；步骤②中加入Fe，将全部转化成，反应的离子方程式为，B项正确；氢氧化亚铁具有还原性，容易被氧气氧化，现象是白色迅速变成灰绿色，C项正确；步骤④中加入的溶液无须过量，过量的能将滤液B中氧化，使纳米产率降低，D项错误。
10.答案：D
解析：4molY与足量盐酸反应产生标准状况下134.4L（6mol）氢气，则反应后Y的化合价为+3价，根据选项中所给金属分析可知Y为金属铝；6molX与足量盐酸反应产生标准状况下67.2L（3mol）氢气，则反应后X的化合价为+1价，根据选项中所给金属分析可知X可能为金属钠或钾；6mol合金Z与足量盐酸反应产生标准状况下134.4L（6mol）氢气，设6mol合金Z中X、Y的物质的量分别为amol、bmol，则有a+b=6，根据得失电子守恒，有a+3b=12，解得a=3，b=3。分析各选项可知，D项正确。
11.答案：B
解析：由题意可知反应最后铁元素完全沉淀，溶液中的溶质只剩下，根据和个数比可得：，即，则，解得，故选B。
12.答案：D
解析：步骤①中铁的氧化物和盐酸反应生成和，无元素化合价变化，没有发生氧化还原反应，A项错误；由于盐酸是过量的，则溶液a中阳离子有、和，B项错误；步骤①中盐酸是过量的，则未知，C项错误；通入氯气发生反应，0.1mol恰好与0.2 mol反应，即含有0.2 mol，设30.4 g中含有a molO，b mol，则0.2×2+3b=2a，0.2×56+56b+16a=30.4，解得a=0.5，b=0.2，氧化物中，化学式为，D项正确。
13.答案：B
解析：向溶液加入铁粉，发生反应：，溶液由黄色变成浅绿色，A项正确；先加氯水，被氧化成，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验，B项错误；滴加氯水后，被氧化成，C项正确；根据反应可知氧化性：，根据反应知氧化性：，所以三种粒子的氧化性强弱顺序为，D项正确。
14.答案：B
解析：a点时未反应完全，溶液中的阳离子为、和，故A正确；c点不发生化学反应，故B错误；0~0.56段生成的物质的量为0.03mol，0.56~1.68段生成的物质的量为0.02mol，1.68～2.24段没有发生化学反应，所以c点时溶液中溶质为，其物质的量浓度为，故C正确；由审题指导可求得原溶液中，故D正确。
15.答案：BD
解析：由题图可知，中的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）在不断循环，反应过程中不消耗，不需要补充，故A错误；从题图中可以看出，反应物为和，生成物中有，由得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可得反应的离子方程式为，每消耗1 mol ，生成mol，即个，故B正确；从题图中可以看出，Pd和都是催化剂，故C错误；根据B中总反应知，反应过程中消耗，处理后的废水酸性减弱，故D正确。
16.答案：（1）漏斗
（2）BD
（3）溶液变为红色
（4）
（5）；先加盐酸酸化，再加溶液，产生白色沉淀，则是将还原
解析：（1）过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
（2）结合图示转化可知A溶液中含，加入氧化剂B得到的C溶液中含，A、C均能引入杂质离子，BD符合题意。
（3）晶体溶于水得到溶液，滴加KSCN溶液时，溶液变为红色。
（4）结合图示及已知信息可写出D→E的化学方程式为。
（5）反应中生成的能将还原为，得到的氧化产物为硫酸盐。可通过实验检验该溶液中含有，即可证明是将还原。检验时取待检液，先加入盐酸酸化，再滴加溶液，产生白色沉淀，则证明是将还原。
17.答案：（1）C
（2）混合物
（3）黄铜的硬度比纯铜的硬度大
（4）①；abc
解析：（4）①黄铜渣中加入过量稀硫酸后，所得溶液为的混合液，加入过量锌，反应的化学方程式为。②由题给流程可知，操作Ⅰ是为了除去铜和杂质，操作Ⅱ是为了除去剩余锌和置换出的铜，都需要用过滤操作，a正确；铜和稀硫酸不反应，CuO的含量偏低，故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜，b正确；溶液A中加入锌后，Zn与反应，由于，故溶液A的质量小于溶液B，c正确；溶液C为饱和溶液，质量分数达到同温度下的最大值，d错误。
18.答案：（1）Fe；HCl
（2）
（3）；
（4）生成的氢气将装置B中空气排尽，使减少与空气接触，从而不易被氧化
（5）取适量A中溶液于洁净试管中，先加几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴氯水后溶液变成红色（合理即可）
解析：金属A焰色为黄色，A是Na；钠与水反应生成氢气和氢氧化钠，则甲是，D是NaOH；金属B（Al）与氢氧化钠溶液反应生成氢气；氢气和黄绿色气体乙（氯气）反应生成气体丙（HCl）；氯化氢溶于水得到E（盐酸）；盐酸和金属C（Fe）反应生成F溶液（溶液）；氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁沉淀，在空气中放置一段时间生成红褐色沉淀H（氢氧化铁）；氯化亚铁溶液和氯气反应生成G溶液（氯化铁溶液）。经上述分析可知：金属单质A、B、C分别为Na、Al、Fe，气体甲、乙、丙分别为、HCl，物质D、E、F、G、H分别为NaOH、盐酸、。
19.答案：（1）关闭
（2）
（3）
（4）增大气体与溶液的接触面积，使反应充分进行；
（5）取少量混合物于试管中，加入足量的稀盐酸，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，则该物质是和的混合物，否则为吸附形成的混合物
解析：（1）装置气密性的检查常用加热法。
（4）因为有气体参加反应，故采用多孔球泡来增大气体与溶液的接触面积，使反应充分进行；时刻后，溶液中的与反应也会生成FeOOH，该反应的离子方程式为。
20.答案：（1）
（2）①将氧化为；②；；③灼烧
（3）①dabefe（或dabfce）；②
解析：（1）为了防止溶液变质，经常向其中加入铁粉，铁和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化为铁离子。
（3）②根据关系式得到，解得。
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