第三章 铁 金属材料 单元同步测试 (含解析)高一上学期化学人教版(2019)必修第一册

第三章 铁 金属材料 单元同步测试 高一化学人教版(2019)必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列检验或鉴别的说法中,不正确的是
A.用相互滴加的方法可以鉴别盐酸和溶液
B.向某溶液中滴加几滴溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含
C.某溶液的焰色试验呈黄色,该溶液中可能含有钾元素
D.某溶液滴入溶液不变红,再滴入氯水后溶液变红,则原溶液中一定含有
2.要除去下列选项中括号内的杂质,所选试剂和方法正确的是
A.CuSO4(H2SO4):NaOH,加热浓缩 B.MgO(Al2O3):NaOH,过滤
C.Cl2(HCl):饱和NaHCO3,洗气 D.Fe2O3(FeO):O2,加热
3.下列选项中的物质用途正确且与其性质对应的是
选项 性质 用途
A Fe(OH)3胶体具有吸附性 净化自来水
B Na2O能与二氧化碳反应 呼吸面具的供氧剂
C 维生素C能溶于水 维生素C与补铁剂共服效果更佳
D Fe3O4不溶于水 制造录音磁带
A.A B.B C.C D.D
4.下列描述所对应的化学知识或原理正确的是
选项 项目描述 化学知识或原理
A 钠与水反应时,钠在水面上四处游动 反应产生气体,推动小球四处游动
B 补铁剂宜与维生素C一同服用 维生素C具有氧化性
C 硬铝可用于制造飞机外壳 主要利用硬铝熔点高的性质
D 食品包装袋内常放一小包铁粉 铁粉吸收袋内水蒸气,延长食品保质期
A.A B.B C.C D.D
5.下列离子方程式正确的是
A.碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液:
B.与稀混合:
C.溶液腐蚀铜板的离子方程式:
D.铜和浓硝酸反应:
6.铁元素是重要的金属元素,含有铁元素的物质,在人类的生产生活中有着重要的应用。是炼铁工业中的主反应.硫铁矿烧渣中含有大量,工业上常用于制取绿矾。铁元素的常见价态有、价,实验室可用赤血盐溶液检验,黄血盐溶液检验。下列关于铁及其化合物的性质与用途,不具有对应关系的是
A.具有还原性,可用作食品抗氧化剂
B.属于碱性氧化物,可用作粉刷墙壁的红色涂料
C.溶液中具有较强的氧化性,可制作印刷电路板
D.胶体具有吸附性,可用作自来水的净水剂
7.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A.氢氧化铁受热分解可制得
B.、都有磁性
C.不稳定,在空气里受热,能迅速被氧化
D.高温下,铁能与水蒸气反应生成
8.为除去物质中的杂质,所选用试剂或方法正确的是
选项 物质 杂质 除杂试剂
A 碱石灰
B 加热
C
D 溶液
A.A B.B C.C D.D
9.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程中的判断正确的是
A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物
B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+
D.纯铝的硬度和强度较大,适合制造机器零件
10.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.铁粉与盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++H2↑
B.过量CO2通入NaOH溶液:CO2+OH-=
C.氯气和水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.向水中加入金属钠2Na+H2O=2Na++2OH-+H2↑
11.铁元素是重要的金属元素,含有铁元素的物质,在人类的生产生活中有着重要的应用。是炼铁工业中的主反应。硫铁矿烧渣中含有大量,工业上常用于制取绿矾。铁元素的常见价态有、价,实验室可用赤血盐溶液检验,黄血盐溶液检验。由硫铁矿烧渣(主要含)制取绿巩的流程如下:
下列有关说法不正确的是
A.第一次“过滤”所得滤渣的主要成分是
B.“反应”时发生的主要反应为
C.“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D.“调”的主要目的是将未被还原的转化为沉淀除杂
12.硫及其化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的作用。对燃煤烟气脱硫能有效减少对大气的污染并实现资源化利用。方法1:用氨水将先转化为,再氧化为;方法2:用生物质热解气(主要成分为CO、、)将在高温下还原为单质硫;方法3:用溶液吸收生成,再加热吸收液,使之重新生成亚硫酸钠;方法4:用溶液吸收烟气中,使用惰性电极电解吸收后的溶液,在阴极被还原为硫单质。可以用溶液除去气体,生成黑色CuS沉淀。下列硫酸盐性质与用途具有对应关系的是
A.水溶液呈酸性,可用作杀菌剂 B.具有还原性,可用作治疗贫血药剂
C.具有氧化性,可用于制取BaS D.易溶于水,可用作净水剂
13.下列实验,不能达到实验目的的是
A.制备并观察的颜色 B.除去中的HCl气体
C.观察钾元素的焰色 D.配制0.10mol/LNaOH溶液
二、多选题
14.在一定条件下,下列各组离子一定能大量共存的是
A.透明溶液:、、、
B.能与Al反应产生氢气的溶液:、、、
C.强酸性溶液:、、、
D.能使无色酚酞变红的溶液:、、、
三、填空题
15.某学生在家里进行以下小实验:将空心铁球放入盛有密度为ρg·cm-3的食盐水的烧杯中,铁球所处的位置如图所示。他将下列物质分别依次加入烧杯中:
①密度为ρg·cm-3的硝酸银溶液
②密度为ρg·cm-3的硫酸铜溶液
③密度为ρg·cm-3的稀硫酸
(1)请写出可能发生反应的离子方程式:
①_______、_______;
②_______;
③_______。
(2)试判断,能使小球上浮的物质是_______(填序号)。
16.铁是人们生活中常见的金属。掌握铁及其化合物的性质才能让其更好的为人类服务。
(1)取氯化亚铁固体,配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_______。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入几滴 _______,溶液变红,该同学认为是Cl2将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______。
(3)乙同学取2 mL FeCl2溶液,向其中滴入NaOH溶液,观察到的实验现象是_______。
(4)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。可以通过下述反应制取:2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O;高铁酸钠中,铁元素的化合价是_______;上述制取铁酸钠的反应中,铁元素被_______(填“还原”或“氧化”)。
(5)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”涉及到的化学反应为:。28g铁粉中含有的Fe原子数是_______NA,若铁粉完全反应,析出Cu单质的质量为_______g。
17.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图,回答下列问题:
(1)⑥操作方法的名称是_______;操作⑨包括:蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、低温干燥。
(2)加入试剂⑤发生反应的离子方程式为_______。
(3)试剂⑦的化学式为_______。
(4)某兴趣小组同学欲鉴别④中的金属阳离子,设计如下实验:
甲同学取2.0 mL ④溶液,滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀且很快变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,其中涉及氧化还原反应的化学方程式为_______。
乙同学取2.0 mL ④溶液,先加入几滴KSCN溶液,无明显现象,再加入几滴氯水,溶液变红,其中涉及氧化还原反应的离子方程式为_______。
18.缺铁性贫血是指人体内贮存的铁不足,影响血红蛋白合成而引起的一种细胞低血素贫血。
(1)已知某种硫酸盐可以用来治疗缺铁性贫血,制药厂在药片外包一层特制的糖衣,以防止它在空气中变质、失效。
①该药品的化学式为________。
②怎样证明该药品溶液中含有Fe2+? ________________________________。
③请你设计一个实验,以证明该药片是否变质。__________________________。
(2)已知Fe2+更容易被人体吸收。服用补铁剂的同时,服用一定量的维生素C效果更好,其原因是________________________。
参考答案:
1.B
【详解】A.盐酸少量,与碳酸钠反应不生成气体;盐酸过量,与碳酸钠反应生成气体,改变滴定顺序可鉴别,故A正确;
B.白色沉淀可能为氯化银或硫酸钡,由实验操作和现象可知,原溶液中也可能含有银离子,不一定含硫酸根离子,故B错误;
C.钠元素的焰色为黄色,观察钾元素的焰色需透过蓝色的钴玻璃,由实验操作和现象可知,该溶液中可能含有钾元素,故C正确;
D.滴入溶液不变红,可知不含铁离子,再滴入氯水后溶液变红,可知亚铁离子被氧化为铁离子,则原溶液中一定含有,故D正确;
答案。
2.B
【详解】A.硫酸、硫酸铜均与NaOH溶液反应,不能用氢氧化钠除硫酸铜溶液中的硫酸,故A错误;
B.氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠,MgO与氢氧化钠不反应,反应后过滤可除杂,故B正确;
C.氯气、氯化氢均与碳酸氢钠溶液反应,不能用碳酸氢钠除氯气中的氯化氢,一般用饱和食盐水除氯气中的氯化氢,故C错误;
D.FeO与氧气反应可生成四氧化三铁,引入新杂质,故D错误;
选B。
3.A
【详解】A.氢氧化铁胶体具有吸附性,能够吸附水中固体杂质颗粒,可用于净化自来水,选项A正确;
B.过氧化钠与水、二氧化碳反应都生成氧气,可用作供氧剂,氧化钠不具有此性质和用途,选项B错误;
C.维生素C的还原性,维生素C与补铁剂共服效果更佳,与其能溶于水的性质无关,选项C错误;
D.四氧化三铁具有磁性,可用于制造磁带,与其不溶于水的性质无关,选项D错误;
答案选A。
4.A
【详解】A.钠与水反应时,反应产生氢气,氢气推动小球四处游动,因此钠在水面上四处游动,故A正确;
B.补铁是补亚铁离子,补铁剂在空气中易被氧化,维生素C具有还原性,将生成的铁离子还原为亚铁离子,因此补铁剂宜与维生素C一同服效果更好,故B错误;
C.硬铝可用于制造飞机外壳,主要原因是硬铝硬度大、质量轻的特点,故C错误;
D.铁粉主要吸收袋内氧气,延长食品保质期,故D错误。
综上所述,答案为A。
5.C
【详解】A.碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠生成碳酸钠和水,反应的离子方程式是,故A错误;
B.与稀混合生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀,反应的离子方程式为,故B错误;
C.溶液腐蚀铜板生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为,故C正确;
D.铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,反应的离子方程式是,故D错误;
选C。
6.B
【详解】A.具有还原性,能与氧气反应,可用作食品抗氧化剂,性质和用途相对应,A不符合题意;
B.呈红棕色,可用作粉刷墙壁的红色涂料,选项中性质和用途不相对应,B符合题意;
C.溶液中具有较强的氧化性,能与铜反应,故可制作印刷电路板,性质和用途相对应,C不符合题意;
D.胶体具有吸附性,能吸附悬浮性杂质,可用作自来水的净水剂,性质和用途相对应,D不符合题意;
故选B。
7.C
【详解】A.氢氧化铁受热分解可制得,A错误;
B.Fe3O4具有磁性,Fe2O3无磁性,B错误;
C.不稳定,在空气里受热,能迅速被氧化为,C正确;
D.高温下,铁能与水蒸气反应生成和氢气,D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.碱石灰也可以和氯气反应,不能用来除杂,A错误;
B.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,加热时被消耗,B错误;
C.二氧化碳能和过氧化钠反应生成氧气而被消耗,C错误;
D.铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠而铁与氢氧化钠不反应,故可以除去铁中混有的铝,D正确;
故选D。
9.C
【分析】分析流程图可知,试剂X是氢氧化钠溶液,Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液,Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应,所以反应Ⅰ过滤出沉淀为Fe2O3,所得溶液乙为NaAlO2溶液;向NaAlO2溶液中通入过量CO2,化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,所以Y为NaHCO3溶液,Al(OH)3加热分解生成Al2O3,电解熔融Al2O3得到Al。
【详解】A.试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,A错误;
B.若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,不能保证生成Al(OH)3沉淀,B错误;
C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+,C正确;
D.纯铝的硬度和强度较小,铝合金硬度和强度较大,广泛用于飞机、火车、人造卫星、火箭等的制造,D错误;
故选C。
10.B
【详解】A.铁粉与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,正确的离子方程式为,故A错误;
B.过量CO2通入NaOH溶液反应生成碳酸氢钠,反应的离子方程式为CO2+OH-=,故B正确;
C.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸是弱酸,应保留化学式,正确的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故C错误;
D.该方程式原子不守恒,正确的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,故D错误;
故答案选B。
11.D
【分析】硫铁矿烧渣酸溶后,二氧化硅不反应,过滤得到的滤渣为二氧化硅,滤液中的金属离子为Al3+和Fe3+,加入过量铁粉的目的是将铁离子完全转化为亚铁离子,检验过程用黄血盐溶液检验,无现象则完全反应,NaOH溶液调节pH值是将转化为沉淀,过滤后滤渣为沉淀,经过一系列操作得到绿矾。
【详解】A.根据分析,第一次“过滤”所得滤渣的主要成分是,A正确;
B.“反应”时,加入过量铁粉的目的是将铁离子完全转化为亚铁离子,发生的主要反应为,B正确;
C.根据分析,“检验”时可用溶液检验上一步“反应”是否进行完全,C正确;
D.“调”的主要目的是将转化为沉淀除杂,D错误;
故选D。
12.C
【详解】A.硫酸铜可以用来制造杀菌剂是因为它含有的重金属离子能够引起蛋白质变性,与溶液显酸性无关,A错误;
B.亚铁离子是血红蛋白的成分,人体合成血红蛋白必须亚铁离子,因此亚铁离子可用作治疗贫血药剂,与还原性无关,B错误;
C.,BaSO4具有氧化性,C正确;
D.,铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性,用作净水剂,D错误;
故答案为:C。
13.D
【详解】A.硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀,有石蜡油进行液封,减少与氧气的接触,故该实验能制备并观察氢氧化亚铁的盐酸,A不符合题意;
B.氯化氢能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,二氧化碳不与碳酸氢钠反应也不溶于碳酸氢钠溶液,故该实验能达到实验目的,B不符合题意;
C.钾元素的焰色通过蓝色钴玻璃能观察到,故该实验能达到实验目的,C不符合题意;
D.配制溶液时固体不能直接放入容量瓶中,应该先在烧杯中溶解,不能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
14.A
【详解】A.透明溶液:、、、一定能大量共存,故A符合题意;
B.能与Al反应产生氢气的溶液,可能为酸溶液,也可能为碱溶液,在酸性条件下不能放出氢气,不能大量共存,故B不符合题意;
C.强酸性溶液,与反应生成硅酸而不能大量共存,故C不符合题意;
D.能使无色酚酞变红的溶液,溶液显碱性,与反应而不能大量共存,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
15.(1) Cl-+Ag+=AgCl↓ 2Ag++Fe=Fe2++2Ag Cu2++Fe=Fe2++Cu 2H++Fe=Fe2++H2↑
(2)③
【详解】(1)①烧杯中有铁球和食盐水,加入硝酸银溶液,会发生、,离子方程式分别为Cl-+Ag+=AgCl↓、2Ag++Fe=Fe2++2Ag;②烧杯中有铁球和食盐水,加入硫酸铜溶液,会发生,离子方程式为Cu2++Fe=Fe2++Cu;③烧杯中有铁球和食盐水,加入稀硫酸,会发生,离子方程式为2H++Fe=Fe2++H2↑;故答案为:Cl-+Ag+=AgCl↓;2Ag++Fe=Fe2++2Ag;Cu2++Fe=Fe2++Cu;2H++Fe=Fe2++H2↑;
(2)将空心铁球放入盛有密度为ρg·cm-3的食盐水的烧杯中,铁球悬浮在水面上,向烧杯中加入密度为ρg·cm-3的硝酸银溶液,会在铁球表面生成单质银,使铁球重量增大而下沉;加入密度为ρg·cm-3的硫酸铜溶液,会在铁球表面生成单质铜,使铁球重量增大而下沉;加入密度为ρg·cm-3的稀硫酸生成氢气和硫酸亚铁,使铁球的重量减小而上浮,故答案为:③。
16.(1)防止Fe2+被氧化
(2) KSCN溶液 2 Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
(3)生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
(4) +6 氧化
(5) 0.5 32
【详解】(1)具有很强的还原性,易被空气中的氧气氧化为,在溶液中需加入少量铁屑,可以防止被氧化;
(2)氯水具有氧化性,能将氧化为,遇KSCN溶液变红,溶液与氯水反应的离子方程式为;
(3)溶液,向其中滴入NaOH溶液,先生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁迅速被氧化为氢氧化铁,看到的实验现象为生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色;
(4)高铁酸钠中,铁元素的化合价为+6价,在化学反应方程式中,铁元素由氢氧化铁中铁化合价为+3价,到高铁酸钠中铁元素化合价+6价,化合价升高,被氧化;
(5)28g铁原子的物质的量为,Fe原子的个数为;根据方程式可得,则,
17.(1) 过滤 冷却结晶
(2)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
(3)H2SO4
(4) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【分析】②经过操作⑨得到FeSO4·7H2O,可以分析出②是FeSO4溶液,操作⑨就是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。④冷却结晶得到FeSO4·7H2O,说明④中含有FeSO4,根据题目信息,可知③是Cu,故试剂⑤是铁粉,铁粉将铜离子还原生成铜单质,所以操作方法⑥是将FeSO4溶液和Cu分离,所以操作方法⑥是过滤,加入试剂⑦得到④和③,表明①中含有Fe,①中的成分为Cu、Fe,所以试剂⑦是稀硫酸,所以④中的成分是FeSO4、H2SO4,操作⑧是过滤。
【详解】(1)结合分析可知,⑥操作是将液体和固体分离,所以方法的名称是过滤;操作⑨是将FeSO4溶液变成FeSO4·7H2O晶体,所以为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。故答案为:过滤;冷却结晶。
(2)试剂⑤是铁粉,铁粉和铜离子发生置换反应,离子方程式为:Fe+Cu2+=Fe2++Cu。故答案为:Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
(3)结合分析可知,试剂⑦是将过量的铁粉反应生成FeSO4,所以其化学式为H2SO4。故答案为:H2SO4。
(4)产生白色沉淀且很快变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,故④中的金属阳离子为Fe2+,生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3,所以涉及的氧化还原反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。乙同学取2.0mL④溶液,先加入几滴KSCN溶液,再加入几滴氯水,氯气将亚铁离子氧化为铁离子,其中涉及的氧化还原反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
【点睛】本题考查混合物分离提纯实验方案的设计及化学方程式的书写,为高频考点,题目难度中等,做题时,抓住题目给的信息以及不同价态的铁元素之间的关系,大胆假设,小心求证,题目就不难解出。
18.(1) FeSO4 取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加新制氯水,溶液变红色说明含有亚铁离子 取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色则不变质,若变红色说明药品变质
(2)维生素C具有还原性,能防止亚铁离子被氧化为铁离子
【详解】(1)①已知某种硫酸盐可以用来治疗缺铁性贫血,则该药品含有硫酸亚铁,化学式为FeSO4;
②亚铁离子溶液被氧化为铁离子,故检验方法为:取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加新制氯水,溶液变红色说明含有亚铁离子。
③亚铁离子溶液被氧化为铁离子,证明该药片变质,就是证明是否存在铁离子,实验为:取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色则不变质,若变红色说明药品变质;
(2)维生素C具有还原性,能防止亚铁离子被氧化为铁离子,利于提高效果。

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