2023-2024人教版高一化学必修一 第三章　铁　金属材料 章末质量检测卷 （含解析）

第三章　铁　金属材料 章末质量检测卷
(时间：90分钟　　满分：100分)
可能用到的相对原子质量：H－1　C－12　O－16　Mg－24　Al－27　Fe－56
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
1．常温下能盛放在铁制容器中的物质是(　　)
A．浓盐酸 B．稀硝酸
C．硫酸铜溶液 D．浓硫酸
2．五千年中华文化不仅能彰显民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是(　　)
A．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
B．司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南”，司南的“杓”中含有Fe2O3
C．“火树银花合，星桥铁锁开”中“火树银花”与金属的“焰色试验”相关
D．战国时期的“长方形铁炉”标志着我国当时已经初步掌握冶铁技术
3．合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列关于合金的描述不正确的是(　　)
A．钢的含碳量越高，硬度和脆性越小
B．稀土金属可用于生产合金，被称为“冶金工业的维生素”
C．合金的熔点通常低于纯金属，是因为外加原子破坏了纯金属内原子间的作用力
D．合金的硬度一般比其成分金属大，是因为合金中原子的排列不如纯金属规整，层间滑动变难
4．给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A．FeFeCl2 Fe(OH)3
B．FeH2HCl
C．NaNa2O2Na2CO3
D．FeFe3O4O2
5．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　)
A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．FeO不稳定，在空气中受热，迅速转化为Fe2O3
C．加热Fe(OH)3分解生成Fe2O3，Fe2O3加水也能转化为Fe(OH)3
D.Fe2＋中加入氯水、H2O2、酸性KMnO4等强氧化剂可转化为Fe3＋
6．对废弃物的再利用，不仅能够减少污染，还能有效的节约资源，实现“变废为宝”。为实现某合金废料(主要成分为Al和部分金属单质的合金，还含有少量氧化物)的再利用，设计流程如下：
下列叙述错误的是(　　)
A．从合金废料回收的金属元素有Al、Fe、Cu
B．X可能是NaOH或H2SO4
C．操作1包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D．滤渣1一定含有Fe和Cu
7．钛合金广泛应用于航空航天工业，被誉为“未来金属”，由钛铁矿(主要成分FeTiO3，还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)制得TiO2的工艺流程如图：
已知：“滤液2”中主要溶质为TiOSO4。
下列说法错误的是（　　）
A.煅烧需要的仪器有蒸发皿、铁架台、酒精灯等
B．Fe2O3是碱性氧化物
C．在FeTiO3中，钛的化合价为＋4价
D．步骤②是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
8．下列除杂试剂或方法不正确的是（　　）
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 Na2CO3固体 NaHCO3 加热
C 铁粉 铝粉 加入过量NaOH溶液并过滤
D Fe（OH）3 Fe（OH）2 在空气中灼烧
9.在FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合溶液中，Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋的物质的量浓度之比为1∶2∶4，现加入适量的铁粉，充分反应后使溶液中三种离子的物质的量浓度之比变为9∶3∶1，则原溶液中的Fe2＋与参与反应的铁粉物质的量比为（　　）
A.3∶5 B．4∶5
C.6∶5 D．5∶4
10．现有某铁的氧化物样品，用90 mL 4 mol·L－1盐酸溶液恰好完全溶解，向反应后的溶液中通入氯气672 mL（标准状况下）Fe2＋可以全部转化为Fe3＋。则该氧化物可能的化学式为（　　）
A.Fe5O6 B．Fe3O4
C.Fe7O9 D．Fe4O5
11.
将一定质量的镁和铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。则下列说法不正确的是（　　）
A.镁和铝的总质量为9 g
B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸
C.硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L－1
D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L
12．用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板，发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。分别取适量蚀刻后的溶液进行实验，下列实验结论一定不正确的是（　　）
A.滴加KSCN溶液，溶液变红，说明所得溶液中含Fe3＋
B.加入铁粉，充分反应后，有固体剩余，说明所得溶液中不含Fe3＋
C.滴加足量稀硝酸，充分反应，则所得溶液中n（Fe3＋）>2n（Cu2＋）
D.边搅拌边滴加足量NaOH溶液，充分反应后所得沉淀中n[Fe（OH）2]<2n[Cu（OH）2]
13．某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液（含有FeCl2、FeCl3、CuCl2）中回收铜并制备氯化铁晶体，设计流程如图：
下列说法正确的是（　　）
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、Ⅱ都用到玻璃棒，Ⅲ用不到
C.若试剂c是双氧水和盐酸，相应的反应为
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D.氯化铁晶体溶于水显绿色
14．用废铁屑制备磁性胶体粒子，制取过程如下：
Fe3O4（胶体粒子）
下列说法不正确的是（　　）
A.加稀硫酸是为了使铁溶解生成FeSO4
B.通入N2是为了防止空气中的O2氧化二价铁
C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D.溶液A为Fe2（SO4）3溶液
15．某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：
下列说法不正确的是（　　）
A.步骤①研磨时需要在研钵中进行
B.步骤②加入氨水的作用是将Fe2＋完全沉淀
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题包括5小题，共55分。
16．（8分）铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。
（1）所含铁元素只有还原性的物质是　　　　。
A.Fe B．FeCl2
C.FeCl3 D．Fe2O3
（2）当人体缺铁时，往往要吃补铁保健品。人体能够吸收的是＋2价的铁，但是＋2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化？写出操作过程、现象及结论。
________________________________________________________________________。
②服用维生素C，可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知，维生素C具有　　　　　　　　（填化学性质）。
（3）工业上用氯化铁腐蚀铜箔、制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，准备采用下列步骤：
回答下列问题：
①试剂a是　　　　　　　，操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和　　　　　　。
②滤液X、Z中都有同一种溶质，它们转化为溶液W的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
③上述流程中操作Ⅲ包括　　　　　　　　、　　　　　　　　、过滤、洗涤。
17．（10分）在常温下，Fe与水并不反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。用如图装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：　　　　　　　。该反应的氧化剂是　　　　　　　　。
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是________________________________________________________________________。
（3）实验时，加热圆底烧瓶的主要作用是　　　；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是　　　　。
（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）干燥管中盛装的物质是　　　　　　　　，作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
18．（12分）硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上用作补血剂。某课外小组设计实验测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，检验滤液中还存在Fe2＋的方法为　　　　　　　　　　　　　　　（说明试剂、现象）。
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是　　　　。涉及的反应离子方程式：　　　　　　　　　　　　。
（3）步骤③中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括过滤、　　　　干燥、灼烧、　　　　、称量。
（5）假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为　　　　 g。
19．（12分）用下面几种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，还需加入少量铁屑，原因是　　　　　　　　　　　　。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用　　　　的方法。
（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是　　　　　　　　　　　　。
方法二：
在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（4）在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是　　　　　　　　。
（7）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
20．（13分）碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁，后将硫酸亚铁与碳酸氢钠反应制得碳酸亚铁（FeSO4＋2NaHCO3Na2SO4＋FeCO3↓＋CO2↑＋H2O）。实验装置如下图所示（部分夹持仪器略去）。
回答下列问题：
（1）A装置中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）实验过程中，将生成的FeSO4溶液和NaHCO3溶液混合的操作是　　　　　　　　　　　　。
（3）装置B发生反应生成FeCO3的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。
（4）碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
（5）配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是　　　　　　　　。
（6）设计实验检验制得的产品中是否含Fe3＋：　　　　　　　　　　　　。
答案和解析
1．答案：D
解析：浓盐酸是弱氧化性的酸，能和铁反应生成氢气，故A错误；稀硝酸是强氧化性的酸，能和铁反应，故B错误；铁和硫酸铜能发生置换反应，置换出金属铜，故C错误；浓硫酸有强氧化性，能把铁的表面氧化成致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步的反应，常温下能盛放在铁制容器中，故D正确。
2．答案：B
解析：该过程发生反应为：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，是置换反应，A项正确；司南的“杓”指具有磁性的Fe3O4，B项错误；“火树银花”中的焰火实质上是碱金属、锶、钡等金属化合物的焰色试验呈现的颜色，C项正确；“长方形铁炉”由铁制成，标志着已初步掌握冶炼铁的技术，D项正确。
3．答案：A
解析：钢的含碳量越高，硬度越大，这是因为含碳量越高，碳化物比例越高，材料硬度就越高，当含碳量在某个数值之下时，含碳量越高，但碳化物比例太高了，材料会变得很脆，强度会变得很低，故A错误；稀土金属与铝、钛等金属熔合，形成特种合金，其性能会有较大提高，强度更好，抗腐蚀性能更强，被称为“冶金工业的维生素”，故B正确；物质熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高，当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低，C正确。纯金属的原子排列成很规则的层，这些层很容易彼此滑过，而合金加入了其他或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，故D正确。
4．答案：B
解析：因为2Fe＋3Cl22FeCl3，FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl，故A不符合题意；因为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，H2＋Cl22HCl，故B符合题意；因为4Na＋O22Na2O，故C不符合题意；因为四氧化三铁无法一步得到氧气，故D不符合题意。
5．答案：D
解析：铁与高温水蒸气的反应生成Fe3O4和氢气，故A错误；FeO不稳定，在空气中受热，迅速转化为Fe3O4，故B错误；Fe(OH)3难溶于水，加热Fe(OH)3分解生成Fe2O3，Fe2O3和水不反应，故C错误；Fe2＋具有还原性，Fe2＋中加入氯水、H2O2、酸性KMnO4等强氧化剂可转化为Fe3＋，故D正确。
6．答案：B
解析：由流程可知，合金溶解后得到的滤液经过一系列转化生成氧化铝，因此X是碱液。滤渣1和Y溶液反应生成滤渣2和滤液，滤液可以得到硫酸亚铁晶体，这说明Y是稀硫酸，滤渣2最终得到胆矾，这说明Z是浓硫酸，滤渣2中含有金属铜，则滤渣1中含有铁和铜，由元素守恒可知，合金中含Cu、Fe、Al，以此来解答。由上述分析可知，从合金废料回收的金属元素有Al、Fe、Cu，故A正确；X为NaOH，不可能为硫酸，故B错误；由溶液得到含结晶水的晶体，则操作1包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故C正确；由Fe、Cu与NaOH不反应，可知滤渣1一定含有Fe和Cu，故D正确。
7．答案：A
解析：钛铁矿加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，与FeTiO3反应生成硫酸亚铁和TiOSO4，SiO2不反应过滤成为滤渣除去，加入Fe还原铁离子为亚铁离子，蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体，“滤液2”中TiOSO4加热可得TiO2；蒸发皿一般用于蒸干溶液，煅烧需要的仪器有坩埚、铁架台、酒精灯等，A错误；Fe2O3可与强酸反应生成正盐和水，是碱性氧化物，B正确；FeTiO3中，Fe为＋2价、O为－2价，则＋2＋x＋(－2)×3＝0，可得钛的化合价为＋4价，C正确；步骤②是从硫酸亚铁溶液中得到晶体，操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，D正确。
8．答案：D
解析：Cl2能把FeCl2氧化为FeCl3，用氯气除溶液FeCl3中的FeCl2，故A正确；NaHCO3加热分解为Na2CO3、二氧化碳、水，用加热法除Na2CO3固体中的NaHCO3，故B正确；铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，用氢氧化钠溶液除铁粉中的铝，故C正确；Fe(OH)3、Fe(OH)2混合物在空气中灼烧得到Fe2O3，故D错误。
9．答案：A
解析：依据加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为9∶3∶1，结合原溶液中 Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋的物质的量浓度之比为1∶2∶4，可知铜离子未参加反应，反应后的铜离子为2时，剩余的三价铁离子根据比值可知为，参加反应的三价铁离子为 4－＝，根据反应 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知反应的Fe3＋为，反应的铁粉为，则原溶液中的Fe2＋与参与反应的铁粉物质的量比为1∶＝3∶5。
10．答案：C
解析：90 mL 4 mol·L－1盐酸溶液中含有n(HCl)＝0.09 L×4 mol·L－1＝0.36 mol；设某铁的氧化物样品，用90 mL 4 mol·L－1盐酸溶液恰好完全溶解后得到x mol FeCl3、y mol FeCl2；根据氯离子守恒：3x＋2y＝0.36；氯气672 mL(标准状况下)的物质的量为＝0.03 mol，根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－反应分析，亚铁离子的物质的量为0.06 mol，根据3x＋2y＝0.36分析，x＝0.08 mol，所以氧化物中n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝0.08 mol∶0.06 mol＝4∶3，所以铁的氧化物可以用2Fe2O3·3FeO表示，即化学式为Fe7O9。
11．答案：D
解析：从图象中看到，从开始至加入NaOH溶液20 mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O。当V(NaOH溶液)＝200 mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，再加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解，最后当加入240 mL氢氧化钠溶液时，氢氧化铝完全溶解，只有氢氧化镁沉淀。当V(NaOH溶液)＝240 mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15 mol，m(Mg)＝0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g，n(Al)＝n[Al(OH)3]＝0.35 mol－0.15 mol＝0.2 mol，m(Al)＝0.2mol×27 g·mol－1＝5.4 g，所以镁和铝的总质量为9 g，A项正确；根据A中分析可知B项正确；从200 mL到240 mL，NaOH溶解Al(OH)3：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，则此过程消耗n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.2 mol，c(NaOH)＝0.2 mol÷0.04 L＝5 mol·L－1，在200 mL时溶液中只有硫酸钠，根据硫酸钠的化学式分析，硫酸的物质的量为5 mol·L－1×0.2L÷2＝0.5 mol，硫酸的浓度为0.5 mol÷0.2 L ＝2.5 mol·L－1，C项正确；由Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，2Al＋3H2SO4===2Al2(SO4)3＋3H2↑可以计算出生成n(H2)＝0.45 mol，标准状况下V(H2)＝0.45 mol×22.4 L·mol－1＝10.08 L，D项错误。
12．答案：C
解析：Fe3＋用KSCN溶液检验，滴入KSCN溶液，溶液变血红色，说明所得溶液中含有Fe3＋，A正确；加入Fe粉充分反应，有固体剩余，无论固体是Cu还是Fe和Cu的混合物，都能与Fe3＋反应，所以只要有固体剩余，则反应后的溶液中一定不含Fe3＋，B正确；稀硝酸具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是无法确定该刻蚀后的溶液中是否还含有未反应的Fe3＋，故无法判断加入足量稀硝酸后的溶液中n(Fe3＋)、n(Cu2＋)的关系，C错误；加入足量NaOH溶液，溶液中的Fe2＋、Cu2＋反应生成Fe(OH)2、Cu(OH)2，根据方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知，最终得到的沉淀中n[Fe(OH)2]===2n[Cu(OH)2]，但Fe(OH)2易被O2氧化，n[Fe(OH)2]<2n[Cu(OH)2]，D正确。
13．答案：C
解析：废液中加入试剂a产生沉淀，推测a可能为Fe粉，发生反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，经过操作Ⅰ过滤得滤渣Y(含Cu、Fe)，滤液X(FeCl2)，向滤渣Y中加入HCl(试剂b)，可将Fe溶解为FeCl2，而Cu不反应，经过过滤(操作Ⅱ)实现与Cu的分离，滤液Z(主要含FeCl2)，由于最终产品为FeCl3，故此处加入的试剂c为一种氧化剂，将FeCl2氧化为FeCl3，可能为H2O2或新制氯水，获得FeCl3溶液后，对其进行操作Ⅲ(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥)可获得FeCl3晶体，以此解答该题。由分析知试剂b为HCl，若用硫酸，则会引入杂质，故A错误；操作Ⅰ、Ⅱ为过滤，需用玻璃棒引流液体，操作Ⅲ涉及蒸发操作，需用玻璃棒搅拌，防止液体飞溅，故B错误；H2O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，根据HCl添加H＋配平电荷守恒，相应方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，故C正确；氯化铁晶体溶于水显黄色，氯化亚铁溶液显绿色，故D错误。
14．答案：D
解析：加稀硫酸使铁溶解生成FeSO4，故A正确；Fe2＋易被氧化，通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2＋，故B正确； H2O2具有氧化性，加入适量H2O2发生反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，故C正确；Fe3O4看做为(FeO·Fe2O3)，故溶液A中有Fe2＋和Fe3＋，故D错误。
15．答案：B
解析：由流程图可以知道，该实验原理为：将药品中的Fe2＋形成溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量。步骤①是将补血剂磨成细粉，便于溶解，研磨时需要在研钵中进行，故A正确；步骤②中加入过氧化氢是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后用过量氨水将Fe3＋完全沉淀为红褐色氢氧化铁，故B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，故C正确；w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量g＝0.07w g ，故D正确。
16．答案：(1)A
(2)①研细后用盐酸(或稀硫酸)溶解，滴入KSCN溶液，若溶液变红色，说明已被氧化　②还原性
(3)①铁(Fe)　漏斗　②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　③蒸发浓缩　冷却结晶
解析：(1)当元素处于最高价态时只有氧化性，处于最低价态时只有还原性，处于中间价态时既有氧化性又有还原性；
(2)①根据Fe3＋能与KSCN溶液反应导致溶液呈血红色分析解答；②Fe3＋具有氧化性，能被还原性物质还原生成Fe2＋；(3)腐蚀液中含有FeCl2、CuCl2，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作Ⅰ为过滤；向腐蚀液中加入过量的试剂a，得到滤渣Y和滤液X，加入的a为Fe，滤渣Y为Cu、Fe，滤液X为FeCl2，向滤渣Y中加入试剂b为稀盐酸，然后过滤得到Cu和滤液Z，Z中含有FeCl2和过量稀盐酸，然后加入试剂c，应该加入氯水，将FeCl2氧化为FeCl3，最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体，据此分析解答。(1)处于最高价态的元素只有氧化性，处于最低价态的元素只有还原性，处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。Fe处于最低价态，只有还原性，故A正确；FeCl2 中Fe元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故B错误；FeCl3中Fe元素处于高价态，具有氧化性，故C错误；Fe2O3中Fe元素处于高价态，具有氧化性，故D错误。(2)①Fe3＋能与KSCN溶液反应生成络合物而导致溶液呈血红色，可以用KSCN溶液检验铁离子，其检验方法为研细后用盐酸溶解，滴入KSCN溶液，若溶液变红色，说明已被氧化。②Fe3＋具有氧化性，能被还原性物质还原生成Fe2＋，服用维生素C，可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子，说明维生素C能被铁离子氧化，则维生素C具有还原性。(3)腐蚀液中含有FeCl2、CuCl2，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作Ⅰ为过滤；向腐蚀液中加入过量的试剂a，得到滤渣Y和滤液X，加入的a为Fe，滤渣Y为Cu、Fe，滤液X为FeCl2，向滤渣Y中加入的试剂b为稀盐酸，然后过滤得到Cu和滤液Z，Z中含有FeCl2和过量稀盐酸，然后加入试剂c，应该加入氯水，将FeCl2氧化为FeCl3，最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体；①试剂a是Fe，操作Ⅰ为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。②滤液X、Z中都有同一种溶质氯化亚铁，它们转化为氯化铁的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。③上述流程中操作Ⅲ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
17．答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　H2O
(2)检验气密性
(3)产生水蒸气　防止暴沸
(4)先点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯
(5)碱石灰　除去产物H2中的水蒸气
解析：本实验的目的，是验证还原铁粉与水蒸气反应，先制取水蒸气，然后在高温下与还原铁粉反应，通过收集并验证产物中的H2，确定反应发生。(1)铁与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。该反应中，H2O中的H元素由＋1价降为0价，所以氧化剂是H2O。(2)实验前，需要检查装置是否漏气，所以必须对整套装置进行的操作是检验气密性。(3)实验时，实验所用的水蒸气，需从圆底烧瓶中产生，所以其主要作用是产生水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸。(4)先需要排尽装置内的空气，防止生成的氢气与空气混合发生爆炸，所以酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯。(5)为了收集到干燥的氢气，便于做爆鸣实验，干燥管中盛装的物质是碱石灰，作用是除去产物H2中的水蒸气。
18．答案：(1)取一定量滤液，滴加少量KMnO4酸性溶液，溶液紫色褪去
(2)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(4)洗涤　冷却至室温
(5)0.07a
解析：由流程图可知，该实验原理为：将药品研细后溶于硫酸，使药品中的Fe元素溶出，＋2价铁易被氧化，因而溶液中除了有Fe2＋外，还会有Fe3＋。随后用双氧水将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，后使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量。(1)向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中一定含有Fe3＋；在此溶液中(有Fe3＋存在)进一步检验是否还存在Fe2＋，则可用酸性高锰酸钾溶液。取一定量滤液，滴加少量KMnO4酸性溶液，溶液紫色褪去可知滤液中还存在Fe2＋(合理即可)。(2)H2O2具有氧化性，故双氧水的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于铁离子生成沉淀，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)步骤③是将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(4)步骤④中一系列处理是将氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，干燥，然后灼烧生成氧化铁，冷却至室温后称量氧化铁的质量。(5)a g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量，每片补血剂含铁元素的质量为＝0.07a g。
19．答案：(1)防止Fe2＋被氧化
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
(4)稀H2SO4、铁屑
(5)NaOH溶液
(6)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹
(7)试管Ⅰ中生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
解析：(1)＋2价的铁有还原性，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为＋3价铁的化合物， 加入少量铁屑可防止Fe2＋被氧化；(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法；(3)用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2；(4)向试管Ⅰ中加铁屑和稀硫酸，向试管Ⅱ中加NaOH溶液，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借用生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，使氢气充满试管Ⅰ和试管Ⅱ(起保护气的作用)，关闭止水夹，试管Ⅰ内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管Ⅱ的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀；(5)根据(4)可知在试管Ⅱ里加入的试剂是NaOH溶液；(6)使试管Ⅰ中铁屑和稀硫酸反应产生的氢气充满试管Ⅰ和试管Ⅱ(起保护气的作用)，为保证氢气完全将试管内空气排出，应收集试管Ⅱ出口处的气体，检验氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹；(7)试管Ⅰ中生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。
20．答案：(1)Fe＋ H2SO4===FeSO4 ＋ H2↑
(2)关闭K3，打开K2
(3)Fe2＋＋ 2HCO===FeCO3↓＋ CO2↑＋ H2O
(4)4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2
(5)将蒸馏水煮沸后迅速冷却
(6)取少量产品放入试管中，加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解，再滴入KSCN溶液，若溶液不变为红色，则说明产品中不含Fe3＋；若溶液变为红色，则含有Fe3＋
解析：打开活塞K1、K3，A中稀硫酸和Fe反应生成硫酸亚铁和氢气，关闭K1、K3打开K2，通过气体压强使硫酸亚铁溶液进入B装置，B装置中发生反应Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成的二氧化碳及A中的氢气通过C检验。(1)稀硫酸和Fe反应生成硫酸亚铁和氢气；(2)关闭K1、K3打开K2通过气体压强使硫酸亚铁溶液进入B装置；(3) B装置中发生反应Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ；(4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，根据元素守恒确定生成气体成分；(5) 氧气在蒸馏水中的溶解度随着温度的升高而降低；(6)用KSCN溶液鉴别溶液中是否含有Fe3＋。打开活塞K1、K3，A中稀硫酸和Fe反应生成硫酸亚铁和氢气，关闭K1、K3打开K2，通过气体压强使硫酸亚铁溶液进入B装置，B装置中发生反应Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成的二氧化碳及A中的氢气通过C检验。(1)A装置中发生反应的化学方程式：Fe＋ H2SO4===FeSO4＋ H2↑。(2)实验过程中，将生成的FeSO4溶液和NaHCO3溶液混合的操作是关闭K1、K3打开K2通过气体压强使硫酸亚铁溶液进入B装置。(3)B装置中发生反应Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，根据元素守恒确定生成气体成分为二氧化碳，反应方程式为4FeCO3＋ O2＋ 6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。(5)氧气在蒸馏水中的溶解度随着温度的升高而降低，所以配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是将蒸馏水煮沸后迅速冷却。(6)设计实验检验制得的产品中是否含Fe3＋，可利用KSCN溶液鉴别，具体操作为：取少量产品放入试管中，加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解，再滴入KSCN溶液，若溶液不变为红色，则说明产品中不含Fe3＋；若溶液变为红色，则含有Fe3＋。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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