第三章《 铁 金属材料》单元测试卷
一、单选题
1．现有3.60gNaCl、和的混合固体，加热足够长时间后，固体剩余3.29g；将剩余固体溶于一定体积的盐酸中，产生0.448L气体(标准状况下)，并将所得溶液稀释至100mL，测得所得溶液中。下列说法正确的是
A．混合固体中的质量为0.84g
B．混合固体中的质量为2.12g
C．所加盐酸中，HCl的物质的量为0.04mol
D．最终所得溶液中
2．铁铵矾[]常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是
A．铁铵矾溶液与氨水混合反应：
B．向铁铵矾溶液中通入气体：
C．在强碱溶液中，铁铵矾与次氯酸钠反应生成；
D．向铁铵矾溶液中加入过量溶液：
3．下列物质在生活中应用时，起还原作用的是
A．三氯化铁作净水剂 B．硅胶作干燥剂
C．漂粉精作消毒剂 D．铁粉作食品袋内的脱氧剂
4．下列物质的用途是应用其化学性质的是
A．用铁罐储存浓硝酸
B．用MgO、Al2O3制作耐高温坩埚
C．用铁芯铝绞线作为高压输电线材料
D．用钠钾合金作为快中子反应堆的热交换剂
5．在指定条件下，下列离子能大量共存的是
A．能与金属铝反应产生气体的溶液中：、、、
B．无色透明的溶液中：、、、
C．含有大量的溶液中：、、、
D．使紫色石蕊试液呈红色的溶液中：、、、
6．下列说法正确的是（ ）
①FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到浅绿色溶液
②向红砖粉末中加入盐酸，充分振荡反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色，但不一定说明红砖中含有氧化铁
③制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
④磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+3H2O
⑤氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O
⑥Fe（OH）3不能通过Fe2O3与水反应得到，但能通过化合反应制取Fe(OH)3
⑦赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3为红棕色粉末
A．①③⑤ B．⑥⑦ C．②④⑤ D．④⑤⑥⑦
7．将5.6LCO2气体缓慢通过一定量的Na2O2固体后，得到3.36L气体(气体体积均在标准状况下测定)，所得气体的质量为
A．3.8g B．4.8g C．5.4g D．6.6g
8．维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+，下列有关分析错误的是
A．维生素C具有还原性
B．Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应
C．维生素C药片应隔绝空气保存
D．向Fe3+的溶液中加入Cu，也能将Fe3+转化为Fe2+
9．下列有关物质的性质与用途对应关系不正确的是
A．浓硫酸具有吸水性，实验中常作为干燥剂
B．盐酸有挥发性，可用于金属除锈
C．碳酸氢钠在酸性物质作用下产生气体，是发酵粉的主要成分之一
D．熟石灰具有碱性，可用来改良土壤
10．已知甲、乙、丙和X是四种中学化学中常见的物质，其转化关系如图，则甲和X不可能是
A．甲为C，X是O2 B．甲为 Cl2，X 为Fe
C．甲为CO2，X是NaOH溶液 D．甲为AlCl3，X为氨水溶液
11．下列叙述正确的是（ ）
①铁能被磁铁吸引
②在人体的血红蛋白中含有铁元素
③镁在空气中可剧烈燃烧，并发出强光
④铁能在氧气中剧烈燃烧，生成黑色的Fe3O4
⑤在空气中加热铜可生成黑色的CuO
A．①②④⑤ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．全部
12．把铁片投入到下列溶液中，铁片质量减少，且没有气体产生，此溶液是（ ）
A．FeSO4溶液 B．H2SO4溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液
13．“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是（ ）
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤
C 铁粉 铝粉 加入过量NaOH溶液并过滤
D NaHCO3溶液 Na2CO3 滴加适量稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
14．某溶液可能含有、、、、、、、。某同学为了确认其成分，取部分试液，设计并完成了如下实验，由此可知原溶液中
A．原溶液中
B．要确定原溶液中是否含有，其操作为：取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有
C．、、一定存在，、一定不存在
D．溶液中至少有4种离子存在，其中一定存在，且
15．往 和的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则滤液中的溶质是
A． 和 B．和
C． 和 D．
二、填空题
16．既可以与___________反应，又可以与___________反应，它是___________氧化物。
17．(1)标出下列微粒中划线元素的化合价。
①FeO___
②KClO3___
③Na2O2___
④H2S___
⑤NH___
⑥MnO___
(2)写出下列反应的化学方程式。
①金属铝与稀硫酸反应：___________
②氧化铁与稀盐酸反应：___________
③少量二氧化碳通入澄清石灰水：___________
④碳酸钠溶液与稀盐酸反应：___________
三、实验题
18．纳米材料一直是人们研究的重要课题，例如纳米级Fe粉表面积大，具有超强的磁性，高效催化性等优良的性质。
I、实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示：
（1）纳米级Fe和稀盐酸反应的离子方程式为_______________________________。
（2）如何将FeCl2·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2 _____________________________________(用简要文字描述)。
（3）生成纳米级Fe的化学方程式为______________________________________。
II、查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。甲同学用如图甲装置所示进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验，乙同学用图乙所示的装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证产物。
（4）甲装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是 ______________________。
（5）甲装置中仪器a的名称为_______________________。
（6）乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
实验步骤 实验操作 实验现象
I 将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
II 向实验I得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液没有出现红色
根据以上实验，乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。
丙同学认为乙同学的结论不正确，他的理由是______(用简要文字描述)。
（7）丁同学称取5.60gFe粉，用乙装反应一段时间后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g，则丁同学实验后的固体物质中氧化物的质量分数为________(结果保留三位有效数字)。
19．在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应, 可以得到铁的氧化物。 (装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)
请填写下列空白：
(1)左图中
①试管A中应加入的试剂是__________。
②当实验结束时应该先熄灭：_____________处的酒精灯。
③试管D中收集得到的是______________，C的作用是_____________。
(2)已知Fe3O4是一种复杂的化合物，其化学式可改写为FeO·Fe2O3 。对于A中生成的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。
【猜想】甲组：黑色物质是FeO
乙组：黑色物质是Fe3O4
丙组：_____________；
【实验探究】
①丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取A中生成的黑色物质少许于烧杯，加稀盐酸使其完全溶解，再加_____________溶液以检验Fe3＋，有无观察到溶液出现_____________现象即可判断。
②乙组认为可通过定量测定来确定A中生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取A中生成的黑色物质2.32克溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，加入氯水后反应的离子方程式为_____________再加入足量NaOH溶液后，过滤洗涤烘干灼烧称量，若称得固体质量为________克，即可判断乙组同学猜想正确。
四、计算题
20．一定量的铁与稀盐酸反应，生成了4.48LH2(标准状况下)
(1)参加反应的铁的质量多少克______________？
(2)若所用盐酸的浓度为0.5mol/L,则至少需要盐酸的体积为多少毫升______？
21．将金属M的样品2．5g放入50g 19．6％的硫酸溶液中，恰好完全反应(样品中的杂质既不溶于硫酸，也不与其发生反应)，生成硫酸盐。实验测知，此硫酸盐中硫、氧元素的质量分数之和为80 %。试求：
(1)原金属样品中，金属M的质量分数_____
(2)M的相对原子质量__________
(3)反应所得的硫酸盐溶液中溶质的质量分数___________
参考答案：
1．A
【分析】NaCl、和的混合固体，加热足够长时间后，加热分解，得到的是NaCl和，质量减少的是二氧化碳和水的质量，利用差量法可以计算出碳酸氢钠的质量，将剩余固体溶于一定体积的盐酸中，利用产生二氧化碳气体的物质的量计算出总的碳酸钠的质量，利用碳元素守恒可以计算出原混合物中的碳酸钠的质量，从而得到原混合物中氯化钠的质量，由此分析。
【详解】A．3.60gNaCl、和的混合固体，加热足够长时间后，固体剩余3.29g，减少了，减少的0.31g为碳酸氢钠分解产生的与的质量，设碳酸氢钠的质量为m，
则的质量m，故A正确；
B．标准状况下0.448L二氧化碳的物质的量为=0.02mol，根据C原子守恒可知，剩余固体中含有为0.02mol，根据A项可知，0.84g的物质的量=0.01mol，分解后生成0.005mol，结合C原子守恒可知，原混合物中的物质的量为0.015mol，质量为，故B错误；
C．根据关系式可知，生成0.02mol二氧化碳消耗HCl的物质的量为，所得溶液稀释至100mL，测得所得溶液中，即所得溶液中盐酸的物质的量为，则所加盐酸中HCl的物质的量为0.04mol+0.01mol=0.05mol，故C错误；
D．最终所得溶液中，盐酸的物质的量为，由于溶液中还存在NaCl，即碳酸钠与盐酸反应产生的氯化钠和原固体混合物中含有的氯化钠，原固体混合物中含有的氯化钠的质量为3.60g-0.84g-1.59g=1.17g，固体混合物中含有氯化钠的物质的量为，根据，碳酸钠与盐酸反应产生的氯化钠的物质的量为0.04mol，最终所得溶液中等于0.02mol+0.04mol+0.01mol=0.07mol，==0.7mol/L，故D错误；
答案选A。
2．B
【详解】A．一水合氨为弱碱，应以化学式表示，则铁铵矾溶液与氨水混合反应：Fe3++3NH3 H2O=Fe(OH)3↓+3，A不正确；
B．向铁铵矾溶液中通入气体，Fe3+将H2S氧化为S，Fe3+被还原为Fe2+，离子方程式为：，B正确；
C．在强碱溶液中，铁铵矾与次氯酸钠反应生成；，另外还发生与OH-的反应，C不正确；
D．向铁铵矾溶液中加入过量溶液：，D不正确；
故选B。
3．D
【详解】试题分析：A.三氯化铁作净水剂是利用铁离子水解生成的氢氧化铁的吸附作用，A项错误；B.硅胶作干燥剂利用的是其具有吸水性，B项错误；C.漂粉精作消毒剂，利用次氯酸的氧化作用，C项错误；D.铁粉与氧气反应，铁为还原剂，铁粉作食品袋内的脱氧剂是利用铁的还原作用，D项正确；答案选D。
考点：考查氧化还原反应，常见物质的性质和用途。
4．A
【详解】试题分析：A．常温下浓硫酸或浓硝酸能使铁钝化，所以可以用铁罐储存浓硝酸，正确；B．用MgO、Al2O3制作耐高温坩埚，是利用其熔点很高的物理性质，错误；C．用铁芯铝绞线作为高压输电线材料，是利用导电性，错误；D．用钠钾合金作为快中子反应堆的热交换剂，是因为其常温下是液态，是物理性质，错误。故选A。
考点：考查物质的性质与用途
5．D
【详解】A．能与金属铝反应产生气体的溶液既有可能是酸性，也有可能是碱性，与或均不能大量共存，故A错误；
B．无色透明的溶液中不含有色离子，为紫色，故B错误；
C．与不能大量共存，故C错误；
D．使紫色石蕊试液呈红色的溶液中含有大量氢离子，该组离子均与氢离子不反应能大量共存，故D正确；
故选：D。
6．B
【详解】①硝酸有强氧化性，能将二价铁离子氧化为三价铁离子，变为棕黄色，FeO投入稀硝酸得到棕黄色溶液，故①错误；
②氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液和水，三价铁遇KSCN溶液，会变红色，说明红砖中含有氧化铁，故②错误；
③向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，搅拌后，氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，得不到白色沉淀物质，故③错误；
④磁性氧化铁为固体，应写成化学式，离子方程式为3Fe3O4+NO3 +28H+═9Fe3++14H2O+NO↑，故④错误；
⑤碘离子具有还原性，铁离子具有氧化性，二者之间发生氧化还原反应，得到的是亚铁离子和碘单质，故⑤错误；
⑥Fe(OH)3不可用Fe2O3与水反应得到，但能通过氢氧化亚铁、水、氧气发生化合反应制取，故⑥正确；
⑦赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3为红棕色粉末,故⑦正确；
故选：B。
7．C
【详解】令参加反应的CO2气体的体积为a，生成的O2的体积为b，则：
2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2 气体体积减小△V
2 1 1
a b 5.6L-3.36L=2.24L
解得a=4.48L，b=2.24L，所以3.36L气体中CO2体积为5.6L-4.48L=1.12L，O2的体积为2.24L，则3.36L气体的质量为+=5.4g；
答案选C。
8．B
【详解】A．维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，说明维生素C具有还原性，A正确；
B．Fe3+转化为Fe2+时，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，发生了还原反应，B错误；
C．维生素C药片具有强的还原性，容易被空气中的氧气氧化，因此应隔绝空气保存，C正确；
D．向Fe3+的溶液中加入Cu，会发生反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，因此Cu单质也能将Fe3+转化为Fe2+，D正确；
故合理选项是B。
9．B
【详解】A．浓硫酸具有吸水性，可以作为某些气体干燥剂，故A正确；
B．盐酸能与铁锈反应，是利用盐酸酸性，故B错误；
C．碳酸氢钠能与酸反应产生气体，可做发酵粉，故C正确；
D．熟石灰是氢氧化钙，具有碱性，可用来改良酸性土壤，故D正确；
故答案：B。
10．D
【详解】A．C与少量O2反应产生CO，CO与O2反应产生CO2，且C与CO2能发生反应产生CO，A正确；
B．甲为 Cl2，与足量Fe反应生成FeCl2，FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，B正确；
C．CO2与少量NaOH溶液反应产生NaHCO3, NaHCO3与过量NaOH反应产生Na2CO3，Na2CO3与CO2、H2O反应产生NaHCO3，C正确；
D．AlCl3与氨水溶液反应产生Al(OH)3沉淀，氢氧化铝和氨水溶液会不会发生反应，D错误；
故选D。
11．D
【详解】①铁能被磁铁吸引，故正确；
②人体的血红蛋白中含有铁元素，贫血时可通过补铁治疗，故正确；
③镁在空气中可剧烈燃烧生成氧化镁，并发出强光，故正确；
④铁能在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4，故正确；
⑤在空气中加热Cu可生成黑色CuO，故正确；
故答案选D。
12．C
【详解】A. 铁与硫酸亚铁不反应，铁皮质量不变，故A错误；
B. 根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，假设56g铁完全反应，则生成2克氢气，溶液质量增加54克，铁片质量减少56g，但有气体生成，故B错误；
C. 铁与硫酸铁溶液反应，铁片质量减少，没有气体生成，故C正确；
D. 根据化学方程式Fe+2AgNO3═Fe( NO3)2+2Ag，假设56g铁完全反应，则生成216g银，铁片质量增加160g，故D错误；
故选：C。
13．D
【详解】A.氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，故正确；
B.氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，故正确；
C.铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，铁与氢氧化钠不反应，故正确；
D.碳酸钠、碳酸氢钠都和盐酸反应，故错误。
故选D。
14．D
【分析】由题给实验现象可知，加入过量NaOH溶液，加热，得到气体，该气体为氨气，则原溶液中一定存在；产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，固体为氧化铁，氧化铁的物质的量为，则原溶液中含有铁元素，可能为、，原溶液中一定没有；滤液通入二氧化碳无现象，则原溶液中一定不存在；焰色反应为黄色，则溶液中一定存在钠离子，由于实验时加入了NaOH溶液，无法判断原溶液中是否含有；不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为，则原溶液中含有硫酸根离子，据电荷守恒，原溶液中一定有，物质的量至少为 。
【详解】A项、根据以上分析可以知道，原溶液中含有铁元素，无法判断存在的是铁离子或者亚铁离子，故A错误；
B项、检验亚铁离子时，取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，此时溶液现象必须是无色，然后再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有，否则如果加入硫氰化钾溶液后显示红色，则无法证明原溶液中是否含有亚铁离子，故B错误；
C项、根据以上分析可以知道，原溶液中一定存在、、，只是存在、中的一种，其离子的物质的量为，一定不存在、；因为第一步中加入了氢氧化钠溶液，引进了钠离子，无法确定原溶液中是否含有钠离子，故C错误；
D项、根据以上分析，原溶液中一定存在 ， ， 、中的一种，当铁元素全部为亚铁离子时，阳离子所带电荷的物质的量最小，所以正电荷物质的量最少为：，而负电荷的物质的量为：，根据溶液电中性可以知道，原溶液中一定存在，且，故D正确；
故选D。
【点睛】把握实验流程中的试剂、发生的反应及分离方法为解答的关键，注意根据溶液电中性判断氯离子的存在是解答难点。
15．D
【详解】根据金属活动性顺序表可知，往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则说明滤渣中含有铁，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，当有铁剩余时，说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应，滤液中无硝酸铜和硝酸银，只有生成的硝酸亚铁，故答案选D。
16． 酸 碱 两性
【详解】能与酸反应生成盐和水的氧化物是碱性氧化物，能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物。
Al2O3既可以与强酸反应，又可以与强碱反应，它是两性氧化物。
17． +2 +5 -1 -2 -3 +7 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CaCO3+2HCl=CaCl3+CO2+H2O
【详解】(1)①FeO中铁为+2价，②KClO3中化合价为+5价，③Na2O2中氧为-1价，④H2S中硫的化合价为-2价，⑤NH中氮元素为-3，⑥MnO中锰元素的化合价为+7价。
(2)①金属铝与稀硫酸反应：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2
②氧化铁与稀盐酸反应：2Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
③少量二氧化碳通入澄清石灰水：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
④碳酸钠溶液与稀盐酸反应：CaCO3+2HCl=CaCl3+CO2+H2O。
18． Fe+2H+=Fe2++H2↑ 在干燥的HCl气流中加热 FeCl2+H2Fe+2HCl Fe+H2O(g)FeO+H2 蒸发皿 加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+ 67.4%
【详解】（1）纳米级Fe和稀盐酸反应生成FeCl2和H2，离子方程式为Fe+2H+=Fe2+ + H2 ↑；
（2）FeCl2·nH2O固体加热脱水时，易发生水解，水解方程式为FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2HCl，为防止FeCl2水解，在加热脱水时，通常通入干燥的HCl气体，HCl能抑制FeCl2的水解，且通入的HCl气体可带走水蒸气，利于固体脱水。故答案为在干燥的HCl气流中加热；
（3）根据流程可知，FeCl2·nH2O固体加入脱水得到FeCl2，然后N2、H2与FeCl2在高温条件下反应得到纳米级Fe，反应方程式为FeCl2+H2Fe+2HCl。
（4）根据已知“纳米级Fe粉与水蒸气反应，温度低于570℃时生成FeO”，甲装置用酒精灯加热，反应温度较低，产物为FeO。Fe失电子，水中H得电子，生成氢气，则反应方程式为Fe+H2O(g) FeO+H2；
（5）仪器a为蒸发皿；
（6）加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，说明溶液中没有Fe3+，可能是因为纳米级Fe粉与水蒸气反应的过程中Fe过量，Fe没有反应完；将反应后的固体，加入少量的盐酸，也可能发生反应Fe+2 Fe3+=3Fe2+，所以看不到血红色。
故答案为加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+；
（7）用乙装置反应，反应温度高于570℃，则Fe粉与水蒸气反应的固体产物为Fe3O4。反应后所得固体的质量为6.88g，其中氧原子的质量为m(O)=6.88g-5.60g=1.28g，则n(O)==0.08mol。由关系式1 Fe3O4～4 O，可得n(Fe3O4)=0.02mol。所以固体物质中氧化物的质量分数== ≈67.4%
点睛：（7）问中求“实验后的固体物质中氧化物的质量分数”，突破口为原子守恒及差量法。根据原子守恒可知，所得固体中Fe元素的质量依然是5.60g，反应后固体所增加的质量即为产物中O元素的质量。再根据反应条件推断产物为Fe3O4，根据O元素的质量，可求得产物Fe3O4的质量。
19．(1) 铁粉 A H2 防倒吸
(2) 黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物 KSCN 红色 2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl- 2.4
【分析】装置A中应加入铁粉，装置B中的蒸馏水加热变为水蒸气通入装置A中与铁发生反应，装置D中收集产物氢气，装置C的作用是防倒吸；
【详解】（1）① 试管A中应加入的试剂是铁粉；
② 为防止铁的氧化物在高温下被继续氧化，当实验结束时应该先熄灭A 处的酒精灯；
③ ，所以试管D中收集得到的是H2，C的作用是防倒吸；
（2）黑色物质是FeO或Fe3O4或是FeO和Fe3O4的混合物 ；
①取A中生成的黑色物质少许于烧杯，加稀盐酸使其完全溶解，再加KSCN溶液以检验Fe3＋，若观察到溶液出现血红色现象即可判断有Fe3＋；
②乙组认为可通过定量测定来确定A中生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取A中生成的黑色物质2.32克溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，氯水能把Fe2＋氧化为Fe3＋，加入氯水后反应的离子方程式为2Fe2＋+Cl2===2Fe3＋+2Cl-；再加入足量NaOH溶液后，生成氢氧化铁沉淀，过滤洗涤烘干灼烧称
解得x=2.4；
若称得固体质量为2.4克，即可判断乙组同学猜想正确。
20． 11.2g 800mL
【详解】4.48L氢气(标准状况)的物质的量是 =0.2mol；
设参加反应的铁的物质的量是xmol，消耗硫酸的物质的量是ymol；
=
x=0.2mol，y=0.4mol，
(1)参加反应的铁的质量是0.2mol ×56g/mol=11.2g
(2)若所用盐酸的浓度为0.5mol/L，则至少需要盐酸溶液的体积为=0.8L=800mL。
故答案为：11.2g；800mL；
21． 96% 24 23%
【分析】(1)在生成的硫酸盐中，硫、氧元素质量分数之和为80％，则金属M的质量分数为(1—80%)即20%，可以据此解答；
(2)根据金属元素可能的化合价带入进行计算，然后完成解答；
(3)根据(2)的解答求出溶质的质量，然后结合溶质的质量分数的计算公式完成解答即可。
【详解】(1)在生成的硫酸盐中，硫、氧元素质量分数之和为80％，则金属M的质量分数为(1—80%)即20%；硫酸盐中的硫、氧元素来自硫酸，故硫、氧元素的质量和为：=9.6g，硫酸盐中金属的质量==2.4g，则样品中金属的质量分数为：=96%；
(2)根据上述分析可以知道该硫酸盐的相对分子质量为=120，即金属M的相对原子质量=120-96=24；
讨论：若金属在硫酸盐中呈+1价，则
得金属的相对原子质量A(M)==12 (不合题意，舍去)。
讨论：若金属在硫酸盐中呈+2价，则
得金属的相对原子质量A(M) ==24，(符合题意)
讨论：若金属在硫酸盐中呈+3价，则
得金属的相对原子质量Ar(M)= =36（不合题意，舍去）
(3)设完全反应后，生成硫酸盐的质量为x，生成氢气的质量为y，则
得x=12g ，y=0.2g，所得溶液中溶质的质量分数为：=23％。
