第三章 铁金属材料 测试题
一、选择题
1．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是
A．Al2O3→Al(OH)3 B．Al→AlCl3
C．Fe→FeCl2 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
2．下列物质转化在给定条件下能实现的是
A．NaHCO3Na2CO3NaOH
B．FeFeCl2Fe(OH)2
C．CuOCuSO4溶液Cu
D．CaCl2溶液CaCO3CaO
3．下列各组离子一定能大量共存的是
A．在澄清透明强酸性溶液中：、、Fe2+、、
B．在含大量的溶液中：、、、
C．在强酸性溶液中：、、、
D．在强碱性溶液中：、、、、Fe3+
4．电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板，并回收Cu和综合利用FeCl3溶液，实验室模拟流程如图所示。下列说法错误的是
A．废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1
B．X是铁粉，Y是盐酸
C．流程图中所有的反应都是氧化还原反应
D．验证滤液2中金属离子方法是加入酸性高锰酸钾溶液
5．金属材料在促进生产生活中发挥了巨大作用。下列有关金属的说法正确的是
A．实验完毕后剩余的金属钠应丢弃于专用垃圾桶，不能放回原试剂瓶
B．含有重金属离子的废液可用沉淀法进行处理并分离后再排放
C．氧化铁能与酸反应，因此可用于制作红色涂料
D．金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火
6．下列物质的俗称与化学式对应不正确的是
A．小苏打— B．明矾—
C．磁性氧化铁— D．漂白精有效成分—
7．下列氧化物中，前者为黑色，后者为白色的是
A．Fe3O4、Na2O2 B．FeO、Na2O
C．Fe2O3、NaHCO3 D．Al2O3、CuO
8．向一定量的Cu、FeO、的混合物中加入100mL 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体质量减少为
A．1.6g B．2.4g C．3.8g D．无法计算
9．利用铝粉制“银粉”漆，是利用了金属的
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．金属光泽
10．下列除杂质的方法错误的是
A．CO2气体中混有少量SO2：用KMnO4溶液洗气
B．FeCl3溶液(CuCl2)：加入Fe粉
C．Cl2气体中混有少量HCl：用饱和食盐水溶液洗气
D．Na2CO3固体中混有少量NaHCO3：加热
11．常温下，下列金属所制容器可以盛装浓硝酸的是
A．Mg B．Zn C．Fe D．Cu
12．下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
A 检验溶液中是否被氧化 取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 若溶液呈红色，则说明有被氧化
B 探究干燥是否具有漂白性 将鲜花投入盛有干燥氯气的集气瓶中 鲜花褪色，说明干燥氯气具有漂白性
C 探究碳酸钠样品是否变质为 在稀盐酸中加入少量可能变质的碳酸钠样品 立即有气体产生，则说明已经变质，有一部分转化为
D 探究钠是否变质 将表面已经变质的钠投入水中 产生无色无味的气体，则说明钠已经变质，有一部分被氧化为
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
13．用化学符号填空。
(1)硫酸根离子： 。
(2)铝表面的氧化膜的化学式： 。
14．向溶液中加入溶液，即产生 色的沉淀，该沉淀会迅速变为 色，最后变为 色，写出依次发生反应的化学方程式 、 。
15．晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3] 3H2O作感光剂，其光解反应有FeC2O4生成。432gFeC2O4在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体，根据信息写出反应的化学方程式 ，则两种气体质量的最简整数比为 。
16．已知Na2S与S可以形成多硫化物Na2Sx。现将7.80gNa2S配置成100mL溶液，取10mL该溶液，加入一定质量的硫粉充分反应，检测反应后的溶液中仅含有S、S、S2-且比例为1：2：2(不考虑其他副反应)。
请回答：
(1)反应前Na2S溶液的浓度为 mol/L。
(2)硫粉的质量为 g(写出计算过程)。
17．今有Fe和Cu的混合物24g，与足量的稀盐酸反应共放出H26.72L（标准状况），求：
（1）原混合物中Fe的物质的量是多少？
（2）原混合物中Fe的质量分数？
（3）反应中消耗HCl物质的量是多少？
18．把一定质量的镁铝合金粉末放入过量的氢氧化钠溶液中，得到3.36LH2(标准状况)，把等质量的镁铝合金粉末放入100mL的盐酸中恰好完全反应，得到5.6LH2(标准状况)，(已知镁不与氢氧化钠溶液反应)。
求：(1)盐酸的物质的量浓度为 mol/L；
(2)该合金中镁和铝的物质的量之比为 。
19．A是一种红棕色金属氧化物，B、G是金属单质，F是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。
（1）写出下列物质的化学式：A： E： F： H： 。
（2）按要求写方程式：
①H与氨水反应的离子方程式： 。
②B与氢氧化钠溶液反应的离子方程式： 。
③I在空气中转化为J的化学方程式： 。
20．已知：单质A为目前人类使用最广泛的金属，氧化物B为具有磁性的黑色晶体，根据下列转化关系填空。
(1)试判断：A的化学式为 ，B的名称为 。
(2)若E是一种黄绿色气体单质，该气体是 ，在C→D过程中，此气体做 剂。
(3)实验室检验D溶液中的阳离子时，通常可滴加 ，可观察到的现象是 。
(4)写出D+A→C的离子方程式 。
21．回答下列问题。
(1)实验室常用如图所示装置来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。
实验时在A中加入铁屑和稀硫酸，B中加入一定量的NaOH溶液，则A中发生的反应的离子方程式是 。实验开始时先将活塞E (填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是 。实验结束后拔去装置B中橡皮塞，使空气进入，装置B中发生的现象为 。
(2)从制造印刷电路板的腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，处理流程如图所示：
已知试剂①为铁，试剂②为稀盐酸，则滤渣的成分为 ，检验废液中Fe3+存在的最佳试剂是 (填标号)，检验时实验现象为 。
A．氢氧化钠溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．氯水 D．KSCN溶液
检验Fe2+可用酸性KMnO4溶液，请写出离子方程式
22．一个体重50kg的健康人体内含铁元素2g，这2g铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在，Fe2+易被吸收，所以给贫血者补充铁时，应补充含Fe2+的亚铁盐，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了如下实验：
(1)试剂1是 。
(2)加入试剂2和新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 。
(3)加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分被氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有 性。不仅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+，碱性环境中Fe(OH)2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式： 。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．不与水反应，不能一步生成氢氧化铝，A错误；
B．铝和氯气点燃发生化合反应得到氯化铝，B正确；
C．铁和氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，，C正确；
D．，D正确；
故选A。
2．A
解析：A．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，碳酸钠与澄清石灰水反应生成氢氧化钠和碳酸钙，转化均能实现，选项A符合；
B．铁在氯气中燃烧生成氯化铁而不是生成氯化亚铁，转化不能实现，选项B不符合；
C．氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，硫酸钠溶液与钠反应无法置换出铜，生成氢氧化铜、氢气和硫酸钠，转化不能实现，选项C不符合；
D．氯化钙溶液与二氧化碳不反应无法转化为碳酸钙，转化不能实现，选项D不符合；
答案选A。
3．C
解析：A．强酸性溶液中H+、Fe2+、发生氧化还原反应，不能共存，A不符合题意；
B．在含大量的溶液中，与不能大量共存，B不符合题意；
C．在强酸性溶液中：各离子之间不反应，能大量共存，C符合题意；
D．在强碱性溶液中：OH-、或Fe3+之间反应，不能大量共存，D不符合题意；
故答案为：C。
4．D
【分析】该过程中要回收Cu，即将Cu2+转变为Cu，需要加入还原剂。所以废液加入过量的铁粉，滤渣1为Fe和Cu。滤渣1两固体中除去Fe，加入过量的盐酸产生FeCl2，而Cu不反应回收。
解析：A．发生的反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，废液中Fe2+和Cu2+的物质的量之比为2∶1，A项正确；
B．由上分析，X是铁粉，Y是盐酸，B项正确；
C．流程图中每一步均有元素化合价变化，上述均为氧化还原反应，C项正确；
D．滤液2中含有Cl-也能与酸性高锰酸钾反应，干扰Fe2+检验，D项错误；
故选D。
5．B
解析：A．金属钠性质活泼，容易与水、空气发生反应，所以实验完毕后剩余的金属钠必须放回原试剂瓶，不能随意丢弃，A错误；
B．重金属离子会造成土壤污染和水污染，所以含有重金属离子的废液可加入沉淀剂，使重金属阳离子转化为沉淀，通过过滤分离出去后再排放，B正确；
C．Fe2O3为红色，可用于制作红色涂料，与Fe2O3能和酸反应无关，C错误；
D．金属钠着火时，钠燃烧产生的Na2O2能够与泡沫灭火器喷射出的CO2、H2O发生反应产生O2，导致火势加剧，因此不能用泡沫灭火器灭火，而应该用干燥的沙土灭火，D错误；
故选B。
6．B
解析：A．NaHCO3俗称小苏打，A正确；
B．CuSO4 5H2O俗称蓝矾、胆矾或铜矾，B错误；
C．Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁，C正确；
D．漂白精有效成分为Ca(ClO)2，D正确；
故选B。
7．B
解析：A．Fe3O4为黑色，Na2O2为淡黄色，A错误；
B．FeO为黑色，Na2O为白色，B正确；
C．Fe2O3为红棕色，NaHCO3为白色，C错误；
D．Al2O3为白色，CuO为黑色，D错误；
答案选B。
8．B
解析：向一定量的Cu、FeO、的混合物中加入100mL 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，说明全部变为了氯化铜和氯化亚铁，根据质量守恒分析盐酸中的氢和氧化物中氧形成了水，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体质量减少为氧的质量，氧化物中氧的物质的量等于盐酸的物质的量的一般即0.15mol，则氧化物中氧的质量为0.15mol×16g mol 1＝2.4g，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
9．D
解析：铝是银白色有金属光泽的固体，利用铝粉制“银粉”漆，是利用了金属Al具有“金属光泽”的特性，D符合题意；
答案选D。
10．B
解析：A．SO2具有还原性，可以被强氧化性的物质KMnO4溶液氧化为硫酸，而CO2气体不能反应，因此可以达到除杂净化的目的，A正确；
B．Fe与FeCl3发生反应产生FeCl2，导致物质物质完全变质，因此不能使用Fe粉除杂，B错误；
C．Cl2与水反应产生HCl、HClO，该反应为可逆反应，HCl能够在饱和食盐水中溶解，但溶液中Cl-增大会抑制Cl2的溶解、反应，因此可用饱和食盐水溶液洗气来除去Cl2气体中混有少量HCl杂质，C正确；
D．NaHCO3不稳定，受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2，能够达到除杂、净化的目的，D正确；
故合理选项是B。
11．C
解析：浓硝酸具有强氧化性，遇到Fe、Al发生钝化，所以可用Fe、Al容器盛装浓硝酸，而Mg、Zn、Cu都能与浓硝酸发生反应，故C符合题意；故选C。
12．A
解析：A.检验FeSO4溶液中Fe2+是否被氧化，取少量待测液，滴加KSCN溶液，若有Fe3+溶液呈红色，则说明有Fe2+被氧化，A正确；
B.探究干燥Cl2是否具有漂白性，将鲜花投入盛有干燥氯气的集气瓶中鲜花褪色，因为鲜花中有水分，是Cl2具有漂白性还是Cl2与水反应的生成物具有漂白性无法确定，B错误；
C.在稀盐酸中加入少量NaHCO3立即产生气体，加入少量Na2CO3也立即产生气体，无法确定Na2CO3变质，C错误；
D.钠投入水中立即与水反应，产生无色无味气体氢气，Na2O2加入水中，立即与水反应产生无色无味气体氧气，无法确定钠是否变质，D错误；
故答案为：A。
二、非选择题
13． SO Al2O3
解析：(1)硫最外层6个电子，最高正价为+6价，氧为-2价，硫酸根离子SO。故答案为：SO；
(2)铝最外层3个电子，显+3价，氧为-2价，根据化合价代数和为0，铝表面的氧化膜的化学式：Al2O3。故答案为：Al2O3。
14． 白 灰绿 红褐色
解析：向溶液中加入溶液，发生复分解反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，即产生白色的沉淀，氢氧化亚铁不稳定易被氧气氧化为氢氧化铁，则该沉淀会迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，发生的化学方程式依次为、。
15． 3FeC2O4=Fe3O4+4CO↑+2CO2↑ 14∶11或11∶14
解析：432gFeC2O4在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体为Fe3O4，按元素质量守恒，分解所得的两种含有相同元素的气体为CO和CO2，则根据信息写出反应的化学方程式为3FeC2O4=Fe3O4+4CO↑+2CO2↑，化学方程式中化学计量数之比为物质的量之比，则两种气体CO与CO2的物质的量之比为2:1，则CO与CO2的质量之比为(2mol×28g/mol)∶(1mol×44g/mol)=14∶11。
16．00 0.256g
解析：(1)7.80gNa2S的物质的量为=0.1mol，溶液体积为100mL=0.1L，所以浓度为=1.00mol/L；
(2)10mL溶液中n(Na2S)=0.01mol，加入硫粉后发生反应：S2-+2S=S、S2-+S= S，根据电荷守恒可知反应后的溶中2n(S)+2n(S)+2n(S2-)=n(Na+)=0.02mol，设n(S)=x mol，则n(S)=2x mol，2n(S2-)=2x mol，所以有x+2x+2x=0.01mol，解得x=0.002mol，根据反应方程式可得n(S)=2n(S)+n(S)=0.002mol×2+0.004mol=0.008mol，所以硫粉的质量为0.008mol×32g/mol=0.256g。
17．3mol 70% 0.6mol
解析：Fe和Cu的混合物中，只有Fe能与稀盐酸反应，而铜不反应。
设混合物中，Fe的物质的量为x，消耗HCl的物质的量为y
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
1mol 2mol 22.4L
x y 6.72L
x=0.3mol y=0.6mol
（1）原混合物中Fe的物质的量是0.3mol。答案为0.3mol
（2）原混合物中Fe的质量分数为。答案为70%
（3）反应中消耗HCl物质的量是0.6mol。答案为0.6mol
18．1∶1
【分析】镁铝合金粉末放入过量的氢氧化钠溶液中，铝与氢氧化钠发生反应，由标况下氢气的体积计算出氢气的物质的量n===0.15mol，根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，计算出Al的物质的量；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，然后结合标况下氢气的总物质的量n===0.25mol，氢气的总的物质的量减去与铝反应得到的氢气的物质的量得到与镁反应得到的氢气的物质的量，根据镁和氢气的物质的量关系计算出镁的物质的量；根据铝、镁与HCl的关系计算出HCl的物质的量，然后根据c=计算该盐酸的物质的量浓度，由此分析。
解析：镁铝合金粉末放入过量的氢氧化钠溶液中，铝与氢氧化钠发生反应，根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，标况下氢气的物质的量n===0.15mol，根据2Al ~3H2，Al的物质的量为0.1mol；
等质量的镁铝合金粉末放入100mL的盐酸中恰好完全反应，发生反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，标况下氢气的总物质的量n===0.25mol，Al的物质的量为0.1mol，2Al ~3H2，铝产生的氢气的物质的量0.15mol，则与镁反应生成氢气的物质的量=0.25mol-0.15mol=0.1mol，结合Mg~H2，镁的物质的量为0.1mol；
(1)根据Mg~2HCl，镁的物质的量为0.1mol，得到与镁反应的HCl的物质的量为0.1mol×2mol=0.2mol，根据2Al ~3H2，Al的物质的量为0.1mol；与铝反应的HCl的物质的量为0.1mol×3mol=0.3mol，故消耗的总的HCl的物质的量为0.2mol+0.3mol=0.5mol，该盐酸的物质的量浓度c==5mol/L。
(2)该合金中镁和铝的物质的量分别为0.1mol，0.1mol，镁和铝的物质的量之比为0.1mol∶0.1mol=1∶1。
19．Fe2O3 NaAlO2 Al(OH)3 FeCl2 Fe2+ +2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+ 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】A是一种红棕色金属氧化物，所以是三氧化二铁，和金属B在高温下发生铝热反应，生成的C为铝的氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀，一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换，所以J是氢氧化铁，I是氢氧化亚铁，根据物质的性质可推断得，H是氯化亚铁，G是金属铁，F是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝，则金属B是铝，D是氯化铝，E是偏铝酸钠，根据铁及化合物以及铝及化合物的有关性质来回答．
解析：（1）根据分析可知A为Fe2O3；E为NaAlO2；F为Al(OH)3；H为FeCl2，
故答案为：Fe2O3；NaAlO2； Al(OH)3；FeCl2；
（2）①FeCl2与氨水反应的离子方程式为Fe2+ +2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+；
②铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
③氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
故答案为：Fe2+ +2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【点睛】本题主要考查了元素化合物知识，解题时要注意框图推断题的突破口，根据所学的物质的性质进行回答。
20．(1) Fe 四氧化三铁
(2)氯气 氧化
(3) KSCN溶液 溶液变成血红色
(4)
解析：单质A为目前人类使用最广泛的金属，与水反应生成氧化物B，B具有磁性的黑色晶体，则推出A是铁单质，B是四氧化三铁，四氧化三铁与过量盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，由于D能与A反应生成C，那么D是氯化铁，C是氯化亚铁，据此回答问题。
（1）有分析可知，A的化学式为Fe，B的名称为四氧化三铁；
（2）若E是一种黄绿色气体单质，有转化关系可知该气体是氯气，在C→D过程中，铁元素化合价升高，氯元素化合价降低，因此该气体做氧化剂；
（3）D溶液中的阳离子是铁离子，检验铁离子通常可滴加KSCN溶液，可以看到溶液变成血红色；
（4）D+A→C的离子方程式是： 。
21．(1) Fe+2H+=Fe2++H2↑ 打开 H2 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
(2) Cu、Fe D 溶液出现血红色 MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
【分析】（1）A中铁屑和稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，开始时先打开E，用氢气将装置中的空气排干净，C中收集到的气体主要成分为氢气；再关闭B，A中压强增大，将生成的硫酸亚铁溶液压入B中，硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀。
（2）试剂①为Fe，与废液发生反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，滤液A的主要成分为FeCl2，滤渣B中含铜和过量的铁粉，试剂②为盐酸，滤液C中含盐酸和FeCl2，滤渣D为Cu，气体E为氢气，滤液A和滤液C与试剂③反应得到FeCl3溶液。
解析：（1）根据分析，A中发生的反应的离子方程式是：Fe+2H+=Fe2++H2↑；实验开始时先将活塞E打开，将装置中的空气排干净，C中收集到气体的主要成分是H2。实验结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，生成的氢氧化亚铁迅速被氧化为氢氧化铁，装置B中发生的现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
（2）根据分析，滤渣B的成分为Cu、Fe；
铁离子与KSCN溶液反应生成血红色物质，故选D；检验时的现象为：溶液出现血红色；
Fe2+可以被酸性KMnO4氧化为Fe3+，而KMnO4被还原为Mn2+，根据电子守恒可知Fe2+和MnO的系数比为5∶1，再结合元素守恒可得离子方程式为MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
22．(1)盐酸
(2)Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(3) 还原 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
解析： “速力菲”为补铁药物，含Fe2+的亚铁盐，不溶于水，可溶于盐酸；加入盐酸溶解后得到淡黄色溶液说明部分亚铁离子被氧化为铁离子；Fe3+遇硫氰化钾溶液会呈现血红色；得到淡黄色溶液加入硫氰化钾溶液变红，氯水具有强氧化性，把二价铁全部转化为三价铁，溶液变为红色，一段时间后褪色；
（1）加入试剂1的目的为溶解亚铁盐，由分析知的亚铁盐不溶于水，可溶于盐酸，所以试剂1为盐酸；
（2）铁离子和硫氰酸根离子生成[Fe(SCN)]2+使溶液变血红色，Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+；氯气具有氧化性，能将二价铁离子氧化成三价铁离子，反应的离子反应方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（3）因为亚铁离子容易被氧化，所以要一同服用还原性的物质防止亚铁离子被氧化，即维生素C具有还原性；白色沉淀Fe(OH)2在空气中被O2氧化生成氢氧化铁，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
