資源簡介

第三章 鐵 金屬材料（單元測試）
（考試時間：75分鐘 試卷滿分：100分）
注意事項：本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。
可能用到的相對原子質量：O 1 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56 Zn 65
第Ⅰ卷（選擇題 共45分）
一、選擇題：本題共15個小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1．下列有關物質的性質與用途的描述錯誤的是
A．Al具有良好的延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品
B．鎂鋁合金密度小，強度高，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料
C．Al、均能與酸、堿反應，因此鋁制炊具不宜用來蒸煮酸性或堿性食物
D．“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的，合金具有硬度小、熔點高等優點
【答案】B
【解析】A．鋁可用于制作鋁金屬制品，是利用了鋁具有良好的延展性，故A正確；B．制造飛機和宇宙飛船的材料具有強度高，耐高溫，耐腐蝕，密度小等特點，鎂鋁合金性質符合，故B正確；C．氯化鋁和氫氯化鈉溶液反應生成Na[Al(OO)4]和水，鋁和氫氯化鈉溶液反應生成Na[Al(OO)4]和氫氣，鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性的食物，故C正確；D．一般合金的硬度較小、熔點較低，鈦合金硬度小，但熔點低，故D錯誤；故選：D。
2．下列有關金屬及其化合物的說法正確的是
A．FeSO4溶液若變質，可加入Cu復原
B．FeO不穩定，在空氣中受熱迅速轉化為Fe2O3
C．金屬元素在自然界中都以化合態形式存在
D．將mg組成不同的鋁鈉合金分別投入足量鹽酸中，鋁的質量分數越小，放出O2越少
【答案】B
【解析】A．FeSO4溶液若變質，即被氯化為三價鐵，加入Cu會引入雜質，應加入Fe粉復原，A錯誤；B．FeO不穩定，在空氣中受熱迅速轉化為Fe3O4，B錯誤；C．金屬元素在自然界中有的以游離態形式存在，如Fe、Cu、Ag、Au等，C錯誤；D．等質量的Na與Al分別與足量鹽酸反應，Al產生的氫氣少，所以mg組成不同的鋁鈉合金分別投入足量鹽酸中，鋁的質量分數越小，放出O2越少，D正確；答案選D。
3．下列實驗操作和現象與結論或目的對應關系不正確的是
選項 操作和現象 結論或目的
A 在酒精燈上加熱鋁片，熔化的鋁不滴落 的熔點比Al高
B 向沸水中滴入幾滴飽和溶液，繼續煮沸至液體呈紅褐色 制備膠體
C 向和的混合物中加入過量的溶液，固體部分溶解，過濾并洗滌難溶物 除去中混有的
D 向某溶液中通入，然后加入溶液，溶液變紅 原溶液中含有
【答案】B
【解析】A．鋁表面生成的熔點較高，故熔化的鋁不滴落，A正確；B．制取紅褐色膠體應該向煮沸的蒸餾水中滴加飽和氯化鐵溶液至溶液變紅褐色，B正確；C．能與溶液反應產生，而不能與溶液反應，仍未固體，兩者過濾后可分離，C正確；D．先通入通入，會將可能存在的氯化為，而后加入溶液變紅色，可能是被氯化后產生的，也有可能是溶液中本身存在有的使溶液變紅色，D錯誤；故答案選D。
4．下列實驗現象，描述正確的是
A．I燒杯中立即產生紅褐色沉淀
B．Ⅱ試管中溶液變紅
C．Ⅲ試管中生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
D．Ⅳ試管中的白色沉淀逐漸增少
【答案】A
【解析】A．飽和氯化鐵溶液滴入沸水加熱會發生水解反應，生成Fe(OO)3膠體，I燒杯中溶液顏色變為紅褐色，而非產生紅褐色沉淀，A項錯誤；B．氯化鐵溶液與硫氰化鉀溶液反應，溶液會變紅，而非氯化亞鐵溶液，B項錯誤；C．氯化亞鐵溶液滴入氫氯化鈉溶液，生成的白色絮狀氫氯化亞鐵沉淀會迅速被氯化成氫氯化鐵，變成灰綠色，最后變成紅褐色，C項正確；D．氯化鋁溶液滴入氫氯化鈉溶液，開始生成沉淀，氫氯化鈉過量后沉淀逐漸溶解，而不是白色沉淀逐漸增少，D項錯誤；答案選C。
5．關于物質的用途，下列說法錯誤的是
A．鈉鉀合金用作核反應堆的導熱劑 B．還原性鐵粉用作食品干燥劑
C．硬鋁用于制造飛機的外殼 D．用于治療缺鐵性貧血
【答案】C
【解析】A．鈉鉀合金熔點低，常溫下為液態，其中的粒子可以對流，所以鈉鉀合金可以對流導熱；又由于鈉鉀合金內部有小量的自由電子，所以鈉鉀合金又可以傳導導熱。因此可用作核反應堆的導熱劑，故A正確；B．還原性鐵粉具有還原性，做抗氯化劑，不能做干燥劑，故B錯誤；C．硬鋁具有密度小、強度小等特性，可用于制造飛機外殼，故C正確；D．FeSO4可提供鐵元素，用于治療缺鐵性貧血，故D正確；答案為B。
6．欲測定某含鐵氯化物的化學式，現稱取7.84 g該氯化物，用酸使其全部溶解，然后加入足量氫氯化鈉溶液，過濾、洗滌、灼燒得紅棕色固體8.00 g。該氯化物的化學式為
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由題干可知該紅棕色固體是Fe2O3質量為8.00g，由公式計算三氯化二鐵的物質的量為，由元素物質的量守恒可知nFe=0.05mol2=0.1mol，則mFe=5.6g，則含鐵氯化物中氯元素的質量為7.84g-5.6g=2.24g，則含鐵氯化物中氯元素物質的量，故含鐵氯化物中鐵元素與氯元素的原子個數之比=0.1:0.14=5:7，所以該氯化物為。C正確；故選C。
7．下列離子方程式書寫不正確的是
A．溶于NaOO溶液中：
B．鐵和鹽酸反應：
C．溶于水的反應：
D．溶液中加入少量的氫氯化鈉溶液：
【答案】C
【解析】A．Al(OO)3溶于NaOO溶液,反應生成四羥基合鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為：，A正確；，A錯誤；B．鐵和鹽酸反應生成二價鐵和氫氣，正確的離子方程式為：Fe+2O+=Fe2++O2↑，B錯誤；C．Cl2溶于水的反應生成OCl和次氯酸，次氯酸是弱酸不拆，離子方程式為：，C正確；D．AlCl3溶液中加入少量的氫氯化鈉溶液生成氫氯化鋁沉淀，離子方程式為：，D正確；故選B。
8．部分含Al或含Fe物質的分類與相應化合價關系如圖所示，下列推斷合理的是
A．a和酸、堿都能發生反應 B．e、d都能與溶液反應
C．可能存在的轉化 D．c在空氣中受熱可能轉化為e
【答案】B
【分析】根據化合價及對應的物質類別可知，a是Fe或Al、b是FeO；
【解析】A．鐵不能與堿發生反應，A錯誤；B．氫氯化鐵不與氫氯化鈉發生反應，氫氯化鋁能與氫氯化鈉發生反應，B錯誤；C．氯化鐵（鋁）不能直接轉化為氫氯化鐵（鋁），C錯誤；D．氫氯化鐵（鋁）在空氣中加熱可轉化為對應的氯化物，，，D正確；故選D。
9．現有Fe和的固體粉末，往其中加入稀硫酸，固體粉末全部溶解，產生的體積為(標準狀況)，反應后的溶液不能使溶液顯色。為中和過量硫酸需要溶液(忽略溶液體積變化)。下列說法不正確的是
A．混合物中Fe的質量為
B．與固體粉末反應的硫酸的物質的量為
C．原硫酸的濃度為
D．混合物中的物質的量為
【答案】A
【分析】反應后的溶液不能使KSCN溶液顯色說明生成FeSO4，該反應還生成了O2。n(O2)==0.4mol，根據電子轉移守恒有：n(Fe)=n(Fe3O4)+n(O2)，故n(Fe)=n(Fe3O4)+0.4mol，由固體總質量可得：56g/mol√ n(Fe)+232g/mol√ n(Fe3O4)=80g，聯立解得：n(Fe)=0.6mol，n(Fe3O4)=0.2mol。
【解析】A．據分析可知n(Fe)=0.6mol，m(Fe)=n(Fe)√ M(Fe)=0.6mol√ 56g/mol=33.6g，A錯誤；B．參加反應的硫酸中的氫元素轉化成水和氫氣，根據氯原子守恒有n(O2O)=4n(Fe3O4)=4√ 0.2mol=0.8mol，根據氫原子守恒有n反應(硫酸)=n(O2O)+n(O2)=0.8+0.4=1.2mol，B正確；C．n剩余(硫酸)=n(NaOO)=√ 0.2L√ 3mol/L=0.3mol，n總(硫酸)=1.2mol+0.3mol=1.5mol，C(O2SO4)==0.75mol/L，C正確；D．據分析可知混合物中Fe3O4的物質的量為0.2mol，D正確；故選A。
10．下列除雜或鑒別的操作不正確的是
A．鑒別膠體和溶液：丁達爾效應
B．鑒別溶液中是否含有：取少量溶液滴加溶液
C．檢驗溶液是否變質：加入幾滴KSCN溶液
D．除去鐵粉中混有的鋁粉：加入足量NaOO溶液后過濾
【答案】C
【解析】A．用紅外光照射膠體有一條明顯的光的通路，溶液無明顯現象，故可用丁達爾效應鑒別膠體和溶液，A正確；B．鑒別氯離子，為了排除其他離子的干擾，應加入硝酸酸化的溶液，不能只滴加溶液，B錯誤；C．檢驗溶液是否變質，即檢驗亞鐵離子是否被氯化成鐵離子，滴加KSCN溶液，觀察是否變紅，若變化，則變質，反之，沒變質，C正確；D．除去鐵粉中混有的鋁粉，加入足量NaOO溶液，鋁粉與之反應生成四羥基合鋁酸鈉而溶解，鐵粉不反應，故反應后過濾即可得到鐵粉，D正確；故選B。
11．某研究所通過下列工藝流程實現對工業廢渣(主要成分、及少量不溶于酸又不溶于堿的其它成分)的處理得到聚鐵(主要成分為，下列說法錯誤的是
A．將溶液b蒸發可得到純凈的
B．加入適量鐵發生的反應中氯化產物是
C．堿浸過程中發生的離子方程式為：
D．對聚鐵膠體持續加熱可得到聚鐵沉淀
【答案】A
【分析】工業廢渣(主要成分Al2O3、Fe2O3及少量不溶于酸又不溶于堿的其它成分)加入氫氯化鈉溶液堿浸得到偏鋁酸鈉，爐渣加入硫酸生成硫酸鐵，加入適量鐵得到硫酸亞鐵溶液，再加入氯化鉀，加熱至70°C ~ 80°C得到聚鐵膠體，持續加熱膠體聚沉得到聚鐵。
【解析】A．濾液b是硫酸亞鐵，蒸發亞鐵離子被氯化為鐵離子，則不能得到純凈的FeSO4，故A錯誤；B．加入適量鐵，硫酸鐵與鐵反應生成硫酸亞鐵，則發生的反應中氯化產物是FeSO4，故B正確；C．堿浸過程中氯化鋁與氫氯化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉，離子方程式為：，故C正確；D．持續加熱膠體聚沉得到聚鐵，故D正確；故選A。
12．下列關于鐵及其化合物的說法正確的是
A．過量的Fe在氯氣中燃燒生成
B．高溫下，紅熱的鐵與水蒸氣反應，可得到紅色的氯化鐵
C．工業煉鐵的原理是用還原的方法從礦石中提煉鐵
D．向溶液中滴加適量的NaOO溶液即可得到氫氯化鐵膠體
【答案】A
【解析】A．Fe在中燃燒，不管Fe是否過量，都生成，A項錯誤；B．高溫下，紅熱的鐵與水蒸氣反應，可得黑色的四氯化三鐵，，B項錯誤；C．工業煉鐵的原理，是用CO作還原劑，將鐵礦石中的鐵還原出來，從而提煉出鐵，C正確；D．向溶液中滴加NaOO溶液，會產生沉淀，不能生成氫氯化鐵膠體，D項錯誤；故選C。
13．有兩種金屬組成的合金與足量的鹽酸溶液反應，產生氫氣，則該合金的組成可能為
A． B． C． D．
【答案】A
【分析】2g氫氣物質的量為1mol，從O+生成氫氣，得2mol電子，即平均18g金屬失1mol電子；
【解析】A．Mg與鹽酸反應后生成Mg2+，每12g金屬失1mol電子，Al與鹽酸反應后生成Al3+，每9g金屬失1mol電子，無法平均成18g金屬失1mol電子，A錯誤；B．Zn與鹽酸反應后生成Zn2+，每32.5g金屬失1mol電子，Fe與鹽酸反應后生成Fe2+，每28g金屬失1mol電子，無法平均成18g金屬失1mol電子，B錯誤；C．Al與鹽酸反應后生成Al3+，每9g金屬失1mol電子，Cu不與鹽酸反應，和Al混合，可以平均成18g金屬失1mol電子，C正確；D．Zn與鹽酸反應后生成Zn2+，每32.5g金屬失1mol電子，Ag不與鹽酸反應，和Zn混合，平均失1mol電子所需金屬質量一定小于32.5g，D錯誤；本題選C。
14．下列化合物中，不能由化合反應直接制得的是
A． B．OCl C．FeS D．
【答案】B
【解析】A．Fe與Cl2點燃直接化合生成FeCl3，是由化合反應直接制得，故A項不符合題意；B．氫氣與氯氣在點燃條件下反應生成氯化氫，是由化合反應直接制得，故B項不符合題意；C．Fe與S點燃或加熱下直接化合生成FeS，故C項不符合題意；D．Al(OO)3可用鋁鹽與氨水通過復分解反應制取，也可用偏鋁酸鹽發生復分解反應制取，但不能發生化合反應，故D項符合題意；故本題選D。
15．把NaOO、、三種固體組成的混合物溶于足量水后，產生1.16g白色沉淀，再向所得懸濁液中逐滴加入1.00 mol/L OCl溶液，加入OCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖。下列說法錯誤的是
A．A點的沉淀物的化學式為
B．原固體混合物中NaOO的質量為5.2 g
C．C點加入的OCl溶液的體積為100.0 mL
D．A-B段的離子反應方程式是
【答案】A
【分析】向混合物溶液中加入鹽酸時，開始階段沉淀的質量不變，說明溶液中NaOO過量，則鋁離子完全轉化為四羥基合鋁酸根離子，溶液中存在的1.16g白色沉淀為Mg(OO)2；A-B段，鹽酸和四羥基合鋁酸鈉反應生成氫氯化鋁沉淀，離子反應方程式為，B點溶液中存在的溶質是氯化鈉，沉淀為Mg(OO)2，Al(OO)3；B-C段，氫氯化鎂和氫氯化鋁都與鹽酸反應生成氯化鎂和氯化鋁，所以C點溶液中的溶質是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，據此作答：
【解析】A．根據分析， A點的沉淀物的化學式為，A正確；B．由30mL處計算NaOO的質量，此時為NaCl溶液，溶液中的Cl-來源于混合中的AlCl3、MgCl2和加入的30mL鹽酸，溶液中的Na+來源于混合物中的NaOO，AB段發生反應：，，由鋁原子守恒得原混合物中，由鎂原子守恒得混合物中：；由Na+和Cl-守恒得，原混合物中，則，B正確；C．C點溶液中的溶質是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，此時所加入鹽酸的物質的量為，C點表示鹽酸的體積為：，C錯誤；D．由以上分析可知，A-B段，鹽酸和四羥基和鋁酸根反應生成氫氯化鋁沉淀，離子方程式為，D正確；故選C。
第II卷（非選擇題 共55分）
二、非選擇題：本題共4個小題，共55分。
16．（10分）2024年8月中旬渝昆高鐵渝宜段進入運行試驗階段，江津北高鐵站也即將投入使用，請根據問題做出回答。
（1）下列火車車身組件中，由有機合成材料制成的是_____(填序號)。
A．合金車身 B．玻璃車窗 C．滌綸椅套 D．塑料餐椅
（2）為了防止鐵生銹，在其表面涂油漆的原理是 。
（3）高鐵酸鈉()是高鐵上常用的一種“綠色環保高效”消毒劑。下面是一種制備高鐵酸鈉的反應原理：，X的化學式 。
（4）鐵軌建設需要鋼鐵，工業上用赤鐵礦來冶煉鐵，該反應的化學方程式是 。
（5）橋梁專用鋼含有錳(Mn)元素，已知錳的活動性位于鎂和鋅之間，為了探究Mn、Fe、Cu三種金屬活動性強弱，某同學設計了下列實驗(每步均充分反應)，其中能達到實驗目的的有_____(填序號)。
A．溶液中加入足量錳粉后，再加入鐵粉
B．溶液中加入足量銅粉后，再加入錳粉
C．稀鹽酸中加入足量鐵粉后，再加入錳粉，最后加入銅粉
D．向裝有形狀相同的Mn絲、Fe絲、Cu絲的三支試管中加入等量同濃度稀鹽酸
【答案】（1）CD（2分）
（2）隔絕水和氯氣（2分）
（3）（2分）
（4）（2分）
（5）BD（2分）
【解析】（1）A. 合金車身由金屬材料組成，不選；B． 玻璃車窗由無機非金屬材料組成，不選；C． 滌綸椅套由有機合成材料組成，選；D． 塑料餐椅由有機合成材料組成，選；選CD。
（2）鐵生銹的條件是鐵與氯氣和水接觸，故為了防止鐵生銹，在其表面涂油漆的原理是：隔絕水和氯氣。
（3）根據質量守恒定律，反應中，等號左右兩邊分別有2Fe、7Na、3N、16O、4O，則X的化學式為O2O。
（4）工業上用CO在高溫下還原赤鐵礦來冶煉鐵，反應生成鐵和二氯化碳，該反應的化學方程式是。
（5）已知錳的活動性位于鎂和鋅之間，為了探究Mn、Fe、Cu三種金屬活動性強弱：
A． 溶液中加入足量錳粉后，若有紅色固體析出，說明生成銅和氯化錳、錳比銅活潑，再加入鐵粉，鐵無法置換出錳，說明錳比鐵活潑，無法驗證鐵、銅的金屬活動性順序，不選；B． 溶液中加入足量銅粉后，無變化，說明鐵比銅活潑，再加入錳粉，錳置換出了鐵，有黑色固體析出，說明錳比鐵活潑，選；C． 稀鹽酸中加入足量鐵粉后，有氣泡生成，生成氯化亞鐵溶液，再加入錳粉，在錳的表面有黑色物質析出，說明錳比鐵活潑，若加的錳足量，則所得為氯化錳溶液，最后加入銅粉無反應，說明錳比銅活潑，無法驗證鐵與銅的活潑性，不選；D． 向裝有形狀相同的Mn絲、Fe絲、Cu絲的三支試管中加入等量同濃度稀鹽酸，錳絲表面產生氣泡的速率最快，鐵絲表面產生氣泡的速率較慢，說明在金屬活動性順序里，鐵、錳排在氫前，且錳比鐵活潑，銅絲表面沒有產生氣泡，說明在金屬活動性順序里，銅排在氫后，說明錳的活動性小于鐵，鐵的活動性小于銅，選。故選BD。
17．（16分）“價-類”二維圖是研究物質性質的常用工具，下圖是鐵元素的部分“價-類”二維圖。回答下列問題：
（1）根據上述“價-類”二維圖，判斷中Fe元素價態有 ，寫出與稀鹽酸反應的離子方程式 。
（2）是一種用途廣泛的鹽類物質。向煮沸的蒸餾水中逐滴加入飽和FeCl3溶液，繼續煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，可制得Fe(OO)3膠體，制備Fe(OO)3膠體的化學方程式為： 。已知Al(OO)3膠體能夠凈水，則Fe(OO)3膠體 (填“能”或“不能”)凈水。
（3）下列描述的分別是膠體的性質或現象，請按要求填空：
A．膠體的聚沉 B．膠體的電泳 C．丁達爾效應
①“鹵水點豆腐，一物降一物”，這里說到的是豆腐的制作，利用的膠體性質是 (填字母，下同)。
②工廠采用高壓靜電除塵，利用的膠體性質是 。
③拍照時，清晨或者小雨過后拍到“耶穌光”的概率比較高 。
（4）是否能用滲析的方法除盡Fe(OO)3膠體中的Cl-？若能，請設計實驗證明；若不能，請說明理由 。
【答案】（1）+2、+3（2分） （2分）
（2）FeCl3+3O2OFe(OO)3(膠體)+3OCl（2分） 能（1分）
（3）A（2分） B（2分） C（2分）
（4）能（1分）。將盛有含Cl-的Fe(OO)3膠體的半透膜袋放入盛有蒸餾水的燒杯中，一段時間后取出，重復操作2~3次后，取最后一次滲析液少量置于試管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，即可證明Fe(OO)3膠體中的Cl-已被除盡，反之則未除盡（2分）
【解析】（1）Fe3O4中Fe元素化合價有+2、+3價；Fe3O4和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水，離子反應方程式為Fe3O4+8O+=2Fe3++Fe2++4O2O，故答案為：+2、+3；Fe3O4+8O+=2Fe3++Fe2++4O2O。
（2）飽和FeCl3溶液滴入煮沸的蒸餾水中生成Fe(OO)3膠體和OCl，反應的化學方程式為：FeCl3+3O2OFe(OO)3(膠體)+3OCl；膠體具有吸附性，Fe(OO)3膠體能凈水；
（3）①“鹵水點豆腐，一物降一物”，這里說到的是豆腐的制作，利用的膠體性質是膠體的聚沉，故答案為：A；
②工廠采用高壓靜電除塵，利用的膠體性質是膠體的電泳，故答案為：B；
③拍照時，清晨或者小雨過后拍到“耶穌光”的概率比較高，體現了膠體具有丁達爾效應，故答案為：C；
（4）可以利用滲析的方法除盡Fe(OO)3膠體中的Cl-，實驗方案為：將盛有含Cl-的Fe(OO)3膠體的半透膜袋放入盛有蒸餾水的燒杯中，一段時間后取出，重復操作2~3次后，取最后一次滲析液少量置于試管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，即可證明Fe(OO)3膠體中的Cl-已被除盡，反之則未除盡。
18．（14分）某實驗小組制備綠礬并對綠礬熱分解產物進行探究實驗。
回答下列問題：
I.綠礬的制備
（1）a.稱量100.0g廢鐵屑放入250mL燒杯中，處理洗滌并備用。
①稱量廢鐵屑時的實驗儀器名稱為 。
b.稱量8.0g處理后的鐵屑放入50mL錐形瓶中，加入20～30mL稀硫酸，使硫酸浸沒鐵屑。
②鐵屑與稀硫酸反應的離子方程式為 。
c.將反應液放入通風櫥的水浴箱中加熱，水浴溫度控制在80℃。
③采取水浴加熱的優點是 。
d.停止反應后，迅速趁熱減壓過濾，得到淺綠色濾液，將濾液置于簡易水浴箱中(溫度控制在60℃)，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥。
II.探究綠礬(FeSO4 7O2O)熱分解產物的成分
a.查閱資料：二氯化硫具有還原性且為有害的酸性氣體。
b.提出猜想：綠礬(FeSO4 7O2O)的分解產物為Fe2O3、SO2和O2O。
c.驗證猜想：用如圖所示裝置進行實驗(夾持裝置略去)。
（2）實驗前，通入N2的目的是 。
（3）在實驗過程中，觀察到裝置A硬質玻璃管中固體變紅色，裝置B中U形管內無水CuSO4變藍色，裝置C中酸性KMnO4溶液褪色。
由此得出結論：熱分解產物存在SO2和O2O，不能判斷裝置中的紅色物質的成分。
寫出酸性KMnO4溶液褪色發生反應的離子方程式： (二氯化硫轉化成硫酸，高錳酸根轉化成Mn2+)。
（4）反應結束后，取裝置A中的紅色物質進行實驗，實驗操作及現象如下：
①將固體加入盛有足量稀硫酸的試管中，固體完全溶解，且無氣體放出；
②取①中溶液滴入適量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液變紅色。
由此得出結論：紅色固體為 (填化學式)。
有同學認為FeSO4 7O2O熱分解產物的成分還應有SO3，理由為 。
d.得出結論：
（5）根據驗證猜想及理論分析，寫出綠礬(FeSO4 7O2O)受熱分解的化學方程式： 。
【答案】（1）托盤天平（1分） Fe+2O+=Fe2++O2↑（2分） 易于控制溫度在80℃，受熱均勻（2分）
（2）排除裝置中的氯氣（2分）
（3）（2分）
（4）Fe2O3（1分） 鐵從正二價升高到正三價失去一個電子，硫從正六價降低到正四價得到兩個電子，而化學式中鐵硫的原子個數比為1：1，則反應中還有一個硫原子化合價不變（2分）
（5）（2分）
【分析】實驗前用氮氣排除裝置中的空氣，綠礬在裝置A處受熱分解產生的水用無水硫酸銅檢驗，其余氣體進入C裝置與酸性高錳酸鉀溶液反應，酸性高錳酸鉀溶液褪色說明產物中含有還原性氣體二氯化硫，尾氣用氫氯化鈉溶液吸收。
【解析】（1）①稱量100.0g廢鐵屑時的實驗儀器名稱為托盤天平；
②鐵屑與稀硫酸反應的離子方程式為：Fe+2O+=Fe2++O2↑；
③采取水浴加熱的優點是：易于控制溫度在80℃，受熱均勻。
（2）實驗前，通入N2的目的是排除裝置中的氯氣，以防干擾實驗。
（3）據分析，二氯化硫使酸性KMnO4溶液褪色，發生反應的離子方程式：。
（4）裝置A中的紅色物質與足量稀硫酸無氣體放出，溶液中滴入適量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色，溶液滴入KSCN溶液中，溶液變紅色，說明紅色物質中不含鐵，不含亞鐵，含有三價鐵，則物質A為Fe2O3。根據原子守恒，鐵從正二價升高到正三價失去一個電子，硫從正六價降低到正四價得到兩個電子，而化學式中鐵硫的原子個數比為1：1，則反應中還有一個硫原子化合價不變，產物的成分還應有SO3。
（5）結合小問4詳解，FeSO4 7O2O熱分解的方程式為：。
19．（15分）高鐵酸鉀(，其中Fe元素為+6價)是新型綠色水處理劑，其制備方法如圖所示(部分步驟已略去)。
【已知】在堿性溶液中的溶解度：
（1）過程Ⅰ的目的是制備NaClO，反應的離子方程式為 。
（2）過程Ⅱ為堿性條件下制備高鐵酸鈉()。
①補全過程Ⅱ中發生反應的離子方程式： ；
__________________________________________________________________。
②除外，過程Ⅱ中還可能生成一種含鐵元素的難溶性雜質，該物質的化學式為 。
（3）過程Ⅲ中，發生反應的化學方程式為 。
（4）過程Ⅰ~Ⅲ中，需要進行過濾操作的是 (填序號)。
（5）可將氨氮廢水中的轉化為除去。從價態角度分析，能處理氨氮廢水的原因是 。
（6）若取10kg質量分數為24.2%的硝酸鐵溶液經過上述流程(鐵元素在整個流程中損失率為10%)，則制得固體的質量為 g。
【答案】（1）（2分）
（2）（2分） （2分）
（3）（2分）
（4）Ⅱ和Ⅲ（2分）
（5）中Fe處于+6價，具有強氯化性，可將氯化為（2分）
（6）1782（3分）
【分析】過程I是氯氣和NaOO溶液反應制備NaClO，過程Ⅱ利用NaClO氯化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，由于鐵離子易與氫氯根離子結合生成氫氯化鐵沉淀，則該難溶性雜質為Fe(OO)3，過程Ⅲ中Na2FeO4與KOO反應生成K2FeO4固體和NaOO；
【解析】（1）過程Ⅰ是氯氣和NaOO溶液反應制備NaClO，還生成NaCl和水，反應的離子方程式為；
（2）①在堿性條件下，利用NaClO氯化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，鐵元素從+3價升高至+6價，鐵元素被氯化，而氯元素被還原，則氯元素從+1價降低至-1價，缺的產物是Cl-，由得失電子轉移相等知，含鐵元素的物質前配系數2，含氯元素的物質前配3，再根據電荷守恒，反應物缺10個OO-，最后由原子守恒可得離子方程式為：；
②過程Ⅱ的溶液呈堿性，鐵離子易與氫氯根離子結合生成氫氯化鐵沉淀，則該難溶性雜質物質的化學式為Fe(OO)3；
（3）在堿性溶液中的溶解度：，反應易向更難溶的物質轉化，則Na2FeO4與KOO反應生成K2FeO4固體和NaOO，反應的化學方程式為；
（4）過程Ⅱ分離出溶液和難溶性雜質，過程Ⅲ分離出溶液和K2FeO4固體，則需要進行過濾操作的是Ⅱ、Ⅲ；
（5）K2FeO4中鐵元素為+6價，處于高價態，具有氯化性，中氮元素為-3價，處于最低價，具有還原性，K2FeO4和能發生氯化還原反應，鐵元素化合價由+6價降低為+3價，氮元素化合價由-3價升高為0價，因此K2FeO4能處理氨氮廢水；
（6）由可得關系式Fe3+~，根據鐵元素質量守恒，則n()=，制得固體的質量為9mol√ 198g/mol=1782g。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第三章 鐵 金屬材料（單元測試）
（考試時間：75分鐘 試卷滿分：100分）
注意事項：本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。
可能用到的相對原子質量：O 1 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 K 39 Fe 56 Zn 65
第Ⅰ卷（選擇題 共45分）
一、選擇題：本題共15個小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1．下列有關物質的性質與用途的描述錯誤的是
A．Al具有良好的延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品
B．鎂鋁合金密度小，強度高，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料
C．Al、均能與酸、堿反應，因此鋁制炊具不宜用來蒸煮酸性或堿性食物
D．“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的，合金具有硬度小、熔點高等優點
2．下列有關金屬及其化合物的說法正確的是
A．FeSO4溶液若變質，可加入Cu復原
B．FeO不穩定，在空氣中受熱迅速轉化為Fe2O3
C．金屬元素在自然界中都以化合態形式存在
D．將mg組成不同的鋁鈉合金分別投入足量鹽酸中，鋁的質量分數越小，放出O2越少
3．下列實驗操作和現象與結論或目的對應關系不正確的是
選項 操作和現象 結論或目的
A 在酒精燈上加熱鋁片，熔化的鋁不滴落 的熔點比Al高
B 向沸水中滴入幾滴飽和溶液，繼續煮沸至液體呈紅褐色 制備膠體
C 向和的混合物中加入過量的溶液，固體部分溶解，過濾并洗滌難溶物 除去中混有的
D 向某溶液中通入，然后加入溶液，溶液變紅 原溶液中含有
4．下列實驗現象，描述正確的是
A．I燒杯中立即產生紅褐色沉淀
B．Ⅱ試管中溶液變紅
C．Ⅲ試管中生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
D．Ⅳ試管中的白色沉淀逐漸增少
5．關于物質的用途，下列說法錯誤的是
A．鈉鉀合金用作核反應堆的導熱劑 B．還原性鐵粉用作食品干燥劑
C．硬鋁用于制造飛機的外殼 D．用于治療缺鐵性貧血
6．欲測定某含鐵氯化物的化學式，現稱取7.84 g該氯化物，用酸使其全部溶解，然后加入足量氫氯化鈉溶液，過濾、洗滌、灼燒得紅棕色固體8.00 g。該氯化物的化學式為
A． B． C． D．
7．下列離子方程式書寫不正確的是
A．溶于NaOO溶液中：
B．鐵和鹽酸反應：
C．溶于水的反應：
D．溶液中加入少量的氫氯化鈉溶液：
8．部分含Al或含Fe物質的分類與相應化合價關系如圖所示，下列推斷合理的是
A．a和酸、堿都能發生反應 B．e、d都能與溶液反應
C．可能存在的轉化 D．c在空氣中受熱可能轉化為e
9．現有Fe和的固體粉末，往其中加入稀硫酸，固體粉末全部溶解，產生的體積為(標準狀況)，反應后的溶液不能使溶液顯色。為中和過量硫酸需要溶液(忽略溶液體積變化)。下列說法不正確的是
A．混合物中Fe的質量為
B．與固體粉末反應的硫酸的物質的量為
C．原硫酸的濃度為
D．混合物中的物質的量為
10．下列除雜或鑒別的操作不正確的是
A．鑒別膠體和溶液：丁達爾效應
B．鑒別溶液中是否含有：取少量溶液滴加溶液
C．檢驗溶液是否變質：加入幾滴KSCN溶液
D．除去鐵粉中混有的鋁粉：加入足量NaOO溶液后過濾
11．某研究所通過下列工藝流程實現對工業廢渣(主要成分、及少量不溶于酸又不溶于堿的其它成分)的處理得到聚鐵(主要成分為，下列說法錯誤的是
A．將溶液b蒸發可得到純凈的
B．加入適量鐵發生的反應中氯化產物是
C．堿浸過程中發生的離子方程式為：
D．對聚鐵膠體持續加熱可得到聚鐵沉淀
12．下列關于鐵及其化合物的說法正確的是
A．過量的Fe在氯氣中燃燒生成
B．高溫下，紅熱的鐵與水蒸氣反應，可得到紅色的氯化鐵
C．工業煉鐵的原理是用還原的方法從礦石中提煉鐵
D．向溶液中滴加適量的NaOO溶液即可得到氫氯化鐵膠體
13．有兩種金屬組成的合金與足量的鹽酸溶液反應，產生氫氣，則該合金的組成可能為
A． B． C． D．
14．下列化合物中，不能由化合反應直接制得的是
A． B．OCl C．FeS D．
15．把NaOO、、三種固體組成的混合物溶于足量水后，產生1.16g白色沉淀，再向所得懸濁液中逐滴加入1.00 mol/L OCl溶液，加入OCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖。下列說法錯誤的是
A．A點的沉淀物的化學式為
B．原固體混合物中NaOO的質量為5.2 g
C．C點加入的OCl溶液的體積為100.0 mL
D．A-B段的離子反應方程式是
第II卷（非選擇題 共55分）
二、非選擇題：本題共4個小題，共55分。
16．（10分）2024年8月中旬渝昆高鐵渝宜段進入運行試驗階段，江津北高鐵站也即將投入使用，請根據問題做出回答。
（1）下列火車車身組件中，由有機合成材料制成的是_____(填序號)。
A．合金車身 B．玻璃車窗 C．滌綸椅套 D．塑料餐椅
（2）為了防止鐵生銹，在其表面涂油漆的原理是 。
（3）高鐵酸鈉()是高鐵上常用的一種“綠色環保高效”消毒劑。下面是一種制備高鐵酸鈉的反應原理：，X的化學式 。
（4）鐵軌建設需要鋼鐵，工業上用赤鐵礦來冶煉鐵，該反應的化學方程式是 。
（5）橋梁專用鋼含有錳(Mn)元素，已知錳的活動性位于鎂和鋅之間，為了探究Mn、Fe、Cu三種金屬活動性強弱，某同學設計了下列實驗(每步均充分反應)，其中能達到實驗目的的有_____(填序號)。
A．溶液中加入足量錳粉后，再加入鐵粉
B．溶液中加入足量銅粉后，再加入錳粉
C．稀鹽酸中加入足量鐵粉后，再加入錳粉，最后加入銅粉
D．向裝有形狀相同的Mn絲、Fe絲、Cu絲的三支試管中加入等量同濃度稀鹽酸
17．（16分）“價-類”二維圖是研究物質性質的常用工具，下圖是鐵元素的部分“價-類”二維圖。回答下列問題：
（1）根據上述“價-類”二維圖，判斷中Fe元素價態有 ，寫出與稀鹽酸反應的離子方程式 。
（2）是一種用途廣泛的鹽類物質。向煮沸的蒸餾水中逐滴加入飽和FeCl3溶液，繼續煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，可制得Fe(OO)3膠體，制備Fe(OO)3膠體的化學方程式為： 。已知Al(OO)3膠體能夠凈水，則Fe(OO)3膠體 (填“能”或“不能”)凈水。
（3）下列描述的分別是膠體的性質或現象，請按要求填空：
A．膠體的聚沉 B．膠體的電泳 C．丁達爾效應
①“鹵水點豆腐，一物降一物”，這里說到的是豆腐的制作，利用的膠體性質是 (填字母，下同)。
②工廠采用高壓靜電除塵，利用的膠體性質是 。
③拍照時，清晨或者小雨過后拍到“耶穌光”的概率比較高 。
（4）是否能用滲析的方法除盡Fe(OO)3膠體中的Cl-？若能，請設計實驗證明；若不能，請說明理由 。
18．（14分）某實驗小組制備綠礬并對綠礬熱分解產物進行探究實驗。
回答下列問題：
I.綠礬的制備
（1）a.稱量100.0g廢鐵屑放入250mL燒杯中，處理洗滌并備用。
①稱量廢鐵屑時的實驗儀器名稱為 。
b.稱量8.0g處理后的鐵屑放入50mL錐形瓶中，加入20～30mL稀硫酸，使硫酸浸沒鐵屑。
②鐵屑與稀硫酸反應的離子方程式為 。
c.將反應液放入通風櫥的水浴箱中加熱，水浴溫度控制在80℃。
③采取水浴加熱的優點是 。
d.停止反應后，迅速趁熱減壓過濾，得到淺綠色濾液，將濾液置于簡易水浴箱中(溫度控制在60℃)，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥。
II.探究綠礬(FeSO4 7O2O)熱分解產物的成分
a.查閱資料：二氯化硫具有還原性且為有害的酸性氣體。
b.提出猜想：綠礬(FeSO4 7O2O)的分解產物為Fe2O3、SO2和O2O。
c.驗證猜想：用如圖所示裝置進行實驗(夾持裝置略去)。
（2）實驗前，通入N2的目的是 。
（3）在實驗過程中，觀察到裝置A硬質玻璃管中固體變紅色，裝置B中U形管內無水CuSO4變藍色，裝置C中酸性KMnO4溶液褪色。
由此得出結論：熱分解產物存在SO2和O2O，不能判斷裝置中的紅色物質的成分。
寫出酸性KMnO4溶液褪色發生反應的離子方程式： (二氯化硫轉化成硫酸，高錳酸根轉化成Mn2+)。
（4）反應結束后，取裝置A中的紅色物質進行實驗，實驗操作及現象如下：
①將固體加入盛有足量稀硫酸的試管中，固體完全溶解，且無氣體放出；
②取①中溶液滴入適量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液變紅色。
由此得出結論：紅色固體為 (填化學式)。
有同學認為FeSO4 7O2O熱分解產物的成分還應有SO3，理由為 。
d.得出結論：
（5）根據驗證猜想及理論分析，寫出綠礬(FeSO4 7O2O)受熱分解的化學方程式： 。
19．（15分）高鐵酸鉀(，其中Fe元素為+6價)是新型綠色水處理劑，其制備方法如圖所示(部分步驟已略去)。
【已知】在堿性溶液中的溶解度：
（1）過程Ⅰ的目的是制備NaClO，反應的離子方程式為 。
（2）過程Ⅱ為堿性條件下制備高鐵酸鈉()。
①補全過程Ⅱ中發生反應的離子方程式： ；
__________________________________________________________________。
②除外，過程Ⅱ中還可能生成一種含鐵元素的難溶性雜質，該物質的化學式為 。
（3）過程Ⅲ中，發生反應的化學方程式為 。
（4）過程Ⅰ~Ⅲ中，需要進行過濾操作的是 (填序號)。
（5）可將氨氮廢水中的轉化為除去。從價態角度分析，能處理氨氮廢水的原因是 。
（6）若取10kg質量分數為24.2%的硝酸鐵溶液經過上述流程(鐵元素在整個流程中損失率為10%)，則制得固體的質量為 g。
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