2024化学学业水平考试专题练
优化集训5 铁 金属材料
一、选择题(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.下列不含金属材料的是( )
A.硬铝 B.铸铁
C.不锈钢 D.石英
2.下列物质的名称与化学式一致的是( )
A.磁性氧化铁:Fe2O3
B.陨铁:FeO
C.铁红:Fe2O3
D.绿矾:Fe2(SO4)3·7H2O
3.下列有关铝的描述不正确的是( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.铝因表面易形成致密的氧化膜而具有良好的抗腐蚀性
C.铝化学性质活泼,常温下可以与浓硫酸反应而溶解
D.铝的冶炼技术基本成熟,可以大量生产
4.国产大型客机C919的机身部分采用了铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是( )
A.铝锂合金具有的密度小、强度大、硬度大的特性
B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金
C.铝锂合金具有金属光泽,可导电、导热
D.铝锂合金的性质与各组分金属的性质完全相同
5.某合金与铜的部分物理性质如表所示:
物质 熔点/℃ 硬度(金刚石为10) 导电性(银为100)
某合金 2 500 3.00 7.4 2.3
铜 1 083.4 8.926 3 90
该合金还具有耐腐蚀、强度大的优良性能,该合金不适宜作( )
A.导线
B.门窗材料
C.汽车零部件材料
D.航天材料
6.下列有关Al及其化合物的说法正确的是( )
A.Al2O3是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚
B.Al2O3属于两性氧化物,可与氨水反应生成四羟基合铝酸盐
C.明矾净水是利用Al3+与H2O反应产生Al(OH)3沉淀的吸附作用
D.久置的铝片投入NaOH溶液中立即产生大量气泡
7.下列离子方程式正确的是( )
A.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:2Fe2++H2O22Fe3++O2↑+2H+
B.少量铁粉与稀硝酸反应:Fe+2H+Fe2++H2↑
C.酸性硫酸亚铁溶液在空气中被氧化:4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
D.铁与氯化铁溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+
8.工业上高炉炼铁,是利用还原剂将铁的氧化物转变成游离态,所用的还原剂通常是( )
A.C B.CO
C.CO2 D.CaCO3
9.铝热反应因剧烈放热产生高温,如铝与Fe2O3的反应为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。对该反应的描述不正确的是( )
A.该反应可以用来大量炼铁
B.铝是还原剂
C.Fe2O3是氧化剂
D.铝的还原性比铁的强
10.除去Fe2O3中混有的少量Al2O3,应选用的试剂是 ( )
A.稀硫酸 B.NaOH溶液
C.CuSO4溶液 D.稀盐酸
11.下列实验不能观察到沉淀的是( )
A.将少量氯化铝溶液滴入氨水中
B.将硝酸镁溶液滴入氨水中
C.将少量硫酸铁溶液滴入NaOH溶液中
D.将少量氯化铝溶液滴入NaOH溶液中
12.下列各组溶液慢慢滴加混合时,相互滴加的顺序不同,现象也不同的是( )
A.NaOH溶液与AlCl3溶液
B.NaOH溶液与盐酸
C.NaHCO3溶液与盐酸
D.NaOH溶液与FeCl3溶液
13.下列对实验Ⅰ~Ⅳ的描述不正确的是( )
A.实验Ⅰ:制得红褐色Fe(OH)3胶体
B.实验Ⅱ:溶液颜色变红
C.实验Ⅲ:放出大量气体
D.实验Ⅳ:铜片表面有黑色固体生成
14.除去下列各组物质中含有的杂质,所用除杂方法正确的是( )
选项 主要物质 少量杂质 除杂试剂
A FeCl2溶液 FeCl3 通入足量Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 加入足量铁屑,后过滤
C NaHCO3 溶液 Na2CO3 通入足量CO2
D FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 Cu
15.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中加入等质量的铝粉,反应结束后生成气体的体积比为甲∶乙=1∶2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
16.高铁酸钾(K2FeO4)是一种公认的环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.反应Ⅰ:2Fe+3Cl22FeCl3
B.反应Ⅱ:2FeCl3+3NaClO+10NaOH9NaCl+2Na2FeO4+5H2O
C.最后一步能制取K2FeO4的原因可能是相同温度下K2FeO4的溶解度大于Na2FeO4
D.高铁酸钾中的铁元素的化合价为+6价,是一种优良的氧化剂
二、非选择题
17.请回答有关金属的一些问题:
(1)铁元素在元素周期表中的位置为 ,磁性氧化铁的化学式为 。
(2)向FeCl2溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,可观察到的现象是 ,反应的离子方程式为 。
18.某硫酸厂研发部拟用煅烧硫铁矿所得的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:
(1)溶解“烧渣”选用足量稀硫酸,所得“固体1”是 (填化学式)。
(2)“试剂X”为 ,反应的离子方程式为 。
(3)从“溶液2”得到“FeSO4·7H2O”产品的过程中,不能直接在蒸发皿中加强热得到固体产品,原因是 。
19.某化学兴趣小组在实验室发现了一些铁、铝的混合物,进行了如图所示实验:
(1)“操作X”的名称是 。
(2)“①加入足量NaOH溶液”时发生反应的化学方程式为 。
(3)检验“溶液E”中阳离子所需试剂为 ,现象为 。
(4)写出“③加入氯水”时发生反应的离子方程式: 。
20.某化学兴趣小组为探究某氧化铜和氧化铁固体混合物的成分,称量样品4.00 g,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1的硫酸充分溶解,向所得溶液中加入5.60 g铁粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量浓度为 。(忽略溶液体积变化)
(2)固体混合物中氧化铜的质量为 。
优化集训5 铁 金属材料
1.D 解析 石英主要成分是SiO2。故选D。
2.C 解析 磁性氧化铁是Fe3O4;陨铁的主要成分是Fe;铁红是Fe2O3;绿矾是FeSO4·7H2O。故选C。
3.C 解析 铝是一种活泼金属,但常温下遇浓硫酸会发生钝化,阻止反应进一步进行。故选C。
4.D 解析 合金改变了单一纯净金属的一些物理性质。故选D。
5.A 解析 该合金具有熔点较高、密度小、硬度大、耐腐蚀、强度大的优良性能,可以用于门窗、汽车零部件、航天等材料,但导电性与铜相差很大,不适宜作导线。故选A。
6.A 解析 Al2O3熔点高,可用来制造耐火坩埚;Al2O3属于两性氧化物,可与强碱反应生成四羟基合铝酸盐;明矾净水是利用Al3+与H2O反应产生的Al(OH)3胶体的吸附作用;由于久置的铝片表面有一层致密的氧化膜,投入NaOH溶液不会立即产生大量气泡。故选A。
7.C 解析 酸性氯化亚铁溶液与双氧水反应,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;少量铁粉与稀硝酸反应,其离子方程式为Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O;铁与氯化铁反应,其离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。故选C。
8.B 解析 工业上高炉炼铁,焦炭先与热空气中的氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳再与灼热的焦炭反应生成CO,CO在高温下将铁矿石还原为金属铁,因此还原剂应为CO。故选B。
9.A 解析 从工业生产的经济效益考虑,不适宜用铝热反应炼铁。故选A。
10.B 解析 Fe2O3是碱性氧化物,能够与稀硫酸、稀盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应;Al2O3是两性氧化物,既能与稀硫酸、稀盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应。故选B。
11.D 解析 氯化铝溶液滴入氨水中产生Al(OH)3沉淀;硝酸镁溶液滴入氨水中产生Mg(OH)2沉淀;硫酸铁溶液滴入NaOH溶液中产生Fe(OH)3沉淀;少量氯化铝溶液滴入NaOH溶液中,因为NaOH过量,发生反应Al3++4OH-[Al(OH)4]-,不会产生沉淀。故选D。
12.A 解析 把NaOH溶液慢慢滴加到AlCl3溶液中,先产生沉淀、后沉淀溶解,原因是先后发生如下反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-;把AlCl3溶液慢慢滴加到NaOH溶液中,先无沉淀、后产生沉淀,原因是先后发生如下反应:Al3++4OH-[Al(OH)4]-、Al3++3[Al(OH)4]-4Al(OH)3↓。故选A。
13.D 解析 实验Ⅳ:发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,铜片表面没有黑色固体生成。故选D。
14.C 解析 A项中,通入Cl2会将FeCl2氧化为FeCl3,无法实现除杂;B项中,FeCl3和CuCl2都能与Fe反应,最终生成FeCl2,无法实现除杂;C项中,通入足量CO2,发生反应Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,可以实现除杂;D项中,Fe2(SO4)3可与Cu发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,引入新的杂质Cu2+。故选C。
15.A 解析 根据化学方程式可知,等物质的量的HCl和NaOH中分别投入足量的铝粉,产生H2的体积之比为1∶3。现生成的气体体积比为1∶2,说明在盐酸中,铝粉过量,HCl不足;在NaOH溶液中,铝粉反应彻底,NaOH过量。应根据彻底反应的HCl进行计算。
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
0.3 mol 0.15 mol
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
0.2 mol 0.3 mol
因此,加入铝粉的物质的量为0.2 mol,质量为5.4 g。故选A。
16.C 解析 最后一步发生的是非氧化还原反应,应该是产物溶解度越小越有利于反应进行,因此可能的原因是相同温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4。故选C。
17.答案 (1)第四周期第Ⅷ族 Fe3O4
(2)浅绿色溶液变棕黄色,后变红色 2Fe2++Cl22F+2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
解析 (1)铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,磁性氧化铁是Fe3O4。
(2)FeCl2溶液中先滴加氯水,浅绿色变棕黄色,发生反应:2Fe2++Cl22F+2Cl-;再滴加KSCN溶液,溶液再变红色,发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
18.答案 (1)SiO2
(2)铁粉(或Fe) Fe+2Fe3+3Fe2+
(3)若直接在蒸发皿中加强热,Fe2+易被空气中的氧气氧化成F,且所得晶体会失去结晶水
解析 (1)“烧渣”中Fe2O3、Al2O3与稀硫酸反应,而SiO2不与稀硫酸反应,所得“固体1”为SiO2。
(2)为得到FeSO4·7H2O,需将Fe3+还原为F,加入铁粉,发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+。
19.答案 (1)过滤
(2)2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(3)KSCN溶液 溶液变为红色
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
解析 Fe和Al的混合物中加入足量NaOH溶液后生成“气体A”(H2)和Na[Al(OH)4],“溶液B”中含有Na[Al(OH)4],过滤得“固体C”是铁;Fe与稀盐酸反应生成FeCl2和H2,FeCl2被氯水氧化得到FeCl3。
20.答案 (1)2.00 mol·L-1 (2)2.40 g
解析 (1)由题意可知最终所得溶液中仅含FeSO4溶质。
根据S守恒,忽略溶液体积变化,FeSO4的物质的量浓度仍为2.00 mol·L-1。
(2)设Fe2O3、CuO的物质的量分别为x、y,则:
160 g·mol-1×x+80 g·mol-1×y=4.00 g ①
根据金属元素质量守恒得:
56 g·mol-1×2x+64 g·mol-1×y+5.60 g=(50.0×10-3×2.00×56) g+3.04 g ②
联立①和②,解得:x=0.01 mol,y=0.03 mol;
m(CuO)=0.03 mol×80 g· mol-1=2.40 g。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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