2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料質(zhì)量評估新人教版

第三章鐵金屬材料(時間:75分鐘滿分:100分)可能用到的相對原子質(zhì)量:H1C12N14O16Al27S32Cl35.5Ca40Fe56Zn65一、選擇題:本題共16小題,共44分。第1~10小題,每小題2分;第11~16小題,每小題4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(guān)金屬或合金的說法中錯誤的是()A.生鐵屬于合金B(yǎng).合金的化學(xué)性質(zhì)與其成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同C.一般合金的熔點比各成分金屬的低D.改變原料的配比、改變生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金解析:生鐵中含有鐵和碳,屬于合金,A項正確;合金的化學(xué)性質(zhì)一般與各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)相同,物理性質(zhì)不同,B項錯誤;一般合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低,C項正確;合金的性能與其成分、原料配比及合成條件都有關(guān),所以改變原料的配比、改變生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金,D項正確。答案:B2.鈦和鈦的合金被譽(yù)為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”,它們具有很多優(yōu)良的性能,如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能,下列用途中不切合實際的是()A.用來作保險絲B.用于制造航天飛機(jī)C.用來制造人造骨D.用于家庭裝修,制作鈦合金裝飾門解析:由于其熔點高,不適合用作保險絲,A項錯誤。答案:A3.下列有關(guān)金屬的說法中,正確的是()①純鐵不容易生銹②鈉著火用水撲滅③KSCN溶液可以檢驗Fe3+④缺鈣會引起骨質(zhì)疏松,缺鐵會引起貧血⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金A.①③④B.②③④⑤C.①③④⑤ D.①②⑤解析:①純鐵中不含雜質(zhì),所以不易生銹,正確;②鈉是活潑金屬,與水劇烈反應(yīng)生成氫氣,鈉著火時用水滅火則會使火勢更旺,錯誤;③KSCN溶液可以檢驗Fe3+,實驗現(xiàn)象是顯紅色,正確;④缺鈣會引起骨質(zhì)疏松,缺鐵會引起貧血,正確;⑤青銅是銅、錫合金,不銹鋼是鐵、碳合金,硬鋁是鋁、鎂合金,都是合金,正確。答案:C4.地殼中鋁元素比銅元素含量高很多,但人們冶煉出銅比鋁早很多年。合理的解釋是()A.鋁比銅活潑,鋁離子氧化性比銅離子氧化性弱B.銅礦顏色較深,易發(fā)現(xiàn);鋁礦顏色較淺,不易發(fā)現(xiàn)C.礦石在地下埋藏,銅礦最淺,容易開發(fā),鋁礦埋得深,難開發(fā)D.銅比鋁相對原子質(zhì)量大解析:鋁較活潑,極易被氧化生成氧化物,在自然界中以化合態(tài)形式存在,一般條件下鋁礦難被還原,而銅較不活潑,銅礦較易被還原,所以冶煉銅比鋁早,A項正確;金屬冶煉的難易程度與金屬的顏色、礦石在地下埋藏深淺及相對原子質(zhì)量等因素?zé)o關(guān),B、C、D項錯誤。答案:A5.下列有關(guān)鐵的氧化物的敘述中正確的是()A.常見的鐵的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是黑色固體B.鐵的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都具有磁性C.作為煉鐵原料之一的赤鐵礦的主要成分是Fe2O3D.鐵的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性解析:FeO和Fe3O4是黑色的,而赤鐵礦的主要成分Fe2O3是紅棕色的;常見的三種鐵的氧化物中,只有Fe3O4具有磁性;Fe3O4中鐵的化合價為+2價和+3價,既有氧化性又有還原性。答案:C6.已知下述三個實驗均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),下列判斷中正確的是()①將光亮的鐵釘放入硫酸銅溶液中②向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴過氧化氫溶液③將銅絲放入氯化鐵溶液中A.實驗①中鐵作氧化劑B.實驗②中Fe2+具有還原性C.實驗③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D.上述實驗證明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+解析:鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,鐵是還原劑,A項錯誤;向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴過氧化氫溶液,亞鐵離子被氧化成鐵離子,體現(xiàn)亞鐵離子的還原性,B項正確;將銅絲放入氯化鐵溶液中生成氯化亞鐵和氯化銅,不是置換反應(yīng),C項錯誤;氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性,則氧化性強(qiáng)弱順序是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D項錯誤。答案:B7.下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()A.鈉與冷水反應(yīng):Na+2H2ONa++2OH+H2↑B.金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液中:Al+2OH[Al(OH)4]+H2↑C.金屬鋁溶于鹽酸中:2Al+6H+2Al3++3H2↑D.鐵與稀硫酸反應(yīng):2Fe+6H+2Fe3++3H2↑解析:A項中,電荷不守恒,正確的離子方程式為2Na+2H2O2Na++2OH+H2↑;B項中,不符合反應(yīng)實際,且電荷不守恒,正確的離子方程式為2Al+2OH+6H2O2[Al(OH)4]+3H2↑;D項中,稀硫酸與Fe反應(yīng)只能生成Fe2+,正確的離子方程式為:Fe+2H+Fe2++H2↑。答案:C8.某溶液與Al反應(yīng)能放出H2,下列離子在該溶液中一定能大量共存的是()A.NH4+、Fe2+B.Na+、K+、Cl、SOC.Mg2+、H+、Cl、SOD.K+、Na+、HCO3解析:與Al反應(yīng)放出H2的溶液可能顯酸性,也可能顯堿性。NH4+、Fe2+、Mg2+、H+在堿性溶液中不能大量共存,A、C項錯誤;HCO3答案:B9.稱取兩份鋁粉,第一份加入足量的濃氫氧化鈉溶液,第二份加入足量的鹽酸,如果放出等體積的氣體(在同溫同壓下),則兩份鋁粉的質(zhì)量之比為()A.1∶2 B.1∶3C.3∶2 D.1∶1解析:不論鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng),還是與鹽酸反應(yīng),均是Al失電子:Al3eAl3+,還原產(chǎn)物都是H2,則都有以下關(guān)系:2Al~6e~3H2。兩種反應(yīng)雖不同,但放出H2的體積相同,所以消耗Al的質(zhì)量也相同。答案:D10.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.25g鋅與足量的鹽酸反應(yīng)生成xL氫氣,下列比例式中正確的是()A.Zn+2HClZnCl2+H2↑1mol 1mol3.25g xLB.Zn+2HClZnCl2+H2↑65g 1×22.4L3.25g xLC.Zn+2HClZnCl2+H2↑1mol 2g0.05mol xLD.Zn+2HClZnCl2+H2↑65g 1mol3.25g xL解析:A、C、D項,上下單位不一致,均錯誤。答案:B11.鐵屑溶于過量稀硫酸,過濾后向濾液中加入過量氨水,有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止,得到紅棕色殘渣。上述白色沉淀和紅棕色殘渣分別是()A.Fe(OH)3、Fe2O3 B.Fe(OH)2、Fe2O3C.Fe(OH)2、Fe(OH)3 D.Fe(OH)2、Fe3O4解析:鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2,在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價,最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。答案:B12.(2021·新課標(biāo)全國Ⅰ卷)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A.a可與e反應(yīng)生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系解析:根據(jù)題意及圖示可知,a為Fe,b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的鹽類,c為Fe(OH)2,e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì),d為Fe(OH)3。A項,Fe與Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)可發(fā)生反應(yīng)生成Fe(Ⅱ)的鹽類物質(zhì),如Fe+2FeCl33FeCl2,故推斷合理;B項,Fe(Ⅱ)為鐵元素的中間價態(tài),既有還原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被還原,故推斷合理;C項,Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)與濃堿液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,制備Fe(OH)3膠體的操作為:向沸水中滴加FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱,故推斷不合理;D項,存在b→c→d→e→b的轉(zhuǎn)化關(guān)系,如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故推斷合理。答案:C13.將少量鐵粉加入下列溶液中,鐵粉溶解,但不產(chǎn)生氣體和沉淀的是 ()A.稀硫酸 B.FeCl3溶液C.CuSO4溶液 D.NaCl溶液解析:A項,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣;B項,鐵與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵,鐵粉溶解,但不產(chǎn)生氣體和沉淀;C項,鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅;D項,鐵與氯化鈉溶液不反應(yīng)。答案:B14.向200mL0.1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入適量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,過濾,小心加熱沉淀,直到水分蒸干,再灼燒到質(zhì)量不再變化,此時固體的質(zhì)量為()A.1.44g B.1.6gC.2.82g D.4.36g解析:在實驗過程中發(fā)生反應(yīng):Fe2++2OHFe(OH)2↓。加熱、灼燒時又會發(fā)生變化:Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3,由反應(yīng)前后鐵原子守恒可得:2Fe(NO3)2~Fe2O32mol 1mol0.2L×0.1mol·L1 n(Fe2O3)n(Fe2O3)=0.01mol,n(Fe2O3)=0.01mol,則m(Fe2O3)=0.01mol×160g·mol1=1.6g。答案:B15.某潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金(單質(zhì)鈉和單質(zhì)鋁熔合而成)作載熱介質(zhì),下列有關(guān)說法中不正確的是()A.鋁鈉合金是混合物B.若鋁鈉合金投入一定量的水中得到無色溶液,則合金中n(Al)≤n(Na)C.鋁鈉合金投入足量氯化銅溶液中,肯定有氫氧化銅沉淀產(chǎn)生,也可能有銅析出D.若mg不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中,放出的H2越多,則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小解析:Al與水不反應(yīng),Na與水反應(yīng)生成NaOH,Al則與NaOH反應(yīng)生成Na[Al(OH)4],化學(xué)方程式分別為2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。可知,若是Al的物質(zhì)的量多于Na,則得不到無色液體,肯定會有固體Al剩余,B項正確。鈉與水生成了氫氧化鈉,氫氧化鈉與氯化銅反應(yīng)生成氫氧化銅:Cu2++2OHCu(OH)2↓,同時鋁也會置換一部分銅:2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+,C項正確。相同質(zhì)量的Al提供的電子數(shù)大于相同質(zhì)量的Na,D項錯誤。答案:D16.某黑色固體粉末可能是Fe、FeO、CuO、C中的一種或幾種。為了探究其成分,小明同學(xué)按照如圖所示流程進(jìn)行了實驗。關(guān)于該實驗有以下說法:①若溶液甲呈淺綠色,則原黑色固體粉末中一定含有Fe;②若步驟Ⅱ中無明顯現(xiàn)象,則固體乙中最多只能有四種物質(zhì);③若步驟Ⅱ中有氣泡產(chǎn)生,則原固體可能是純凈物也可能是混合物;④若步驟Ⅱ中有紅色固體析出,則固體乙中一定無CuO;⑤固體乙呈紅色,則原固體中一定含有Fe和CuO。以上說法中正確的有()A.1個B.2個C.3個 D.4個解析:C不與稀硫酸反應(yīng);氧化銅與稀硫酸反應(yīng),生成的Cu2+在水溶液中顯藍(lán)色;Fe與稀硫酸反應(yīng)能生成H2;Fe、FeO與稀硫酸反應(yīng)生成的Fe2+在水溶液中顯淺綠色;鐵的金屬活動性強(qiáng)于銅的,能將銅從其鹽溶液中置換出來。①若溶液甲呈淺綠色,則原黑色固體粉末中不一定含有Fe,因為FeO也可以與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2+,從而使溶液顯淺綠色,故①錯誤;②若步驟Ⅱ中無明顯現(xiàn)象,說明溶液中無硫酸銅,沒有剩余的硫酸,如果硫酸的量不足,則固體乙中最多可以有Fe、FeO、CuO、C、Cu五種物質(zhì),故②錯誤;③若步驟Ⅱ中有氣泡產(chǎn)生,說明硫酸是過量的,則原固體可能是C也可能是C和其他一種或幾種物質(zhì)的混合物,則原固體可能是純凈物也可能是混合物,故③正確;④若步驟Ⅱ中有紅色固體析出,說明溶液中含有硫酸銅,能判斷黑色粉末中含有CuO,不能判斷固體乙中是否含有CuO,故④錯誤;⑤固體乙呈紅色,說明有鐵置換出了銅,則原固體中一定含有Fe和CuO,故⑤正確。綜合以上分析可知,B項正確。答案:B二、非選擇題:共56分。17.(12分)鎂鋁合金是建造航空母艦的主體材料。使用該合金前用NaOH溶液處理Al2O3膜,其反應(yīng)的離子方程式為。取一定量的鎂鋁合金均分為兩份,分別與足量的鹽酸、NaOH溶液充分反應(yīng),產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為5∶3,合金與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為,

合金中鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為。

解析:用NaOH溶液處理Al2O3膜,反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水;合金中只有鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng);設(shè)Al與NaOH反應(yīng)生成的氫氣為3mol,則參加反應(yīng)的Al的物質(zhì)的量為2mol,2molAl與足量鹽酸反應(yīng)生成的氫氣仍為3mol,則Mg與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣為2mol,可知Mg的物質(zhì)的量為2mol,合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為2mol∶2mol=1∶1。答案:Al2O3+2OH+3H2O2[Al(OH)4]2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑1∶118.(14分)某學(xué)習(xí)小組為認(rèn)識鐵及其化合物的性質(zhì)、分散系的性質(zhì)做了以下綜合實驗,根據(jù)實驗流程回答下列相關(guān)問題:(1)請寫出Fe2O3與①反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)物質(zhì)②為。

(3)請寫出FeCl3與鐵粉反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最終生成Fe(OH)3濁液,該過程的現(xiàn)象為,此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為(用化學(xué)方程式表示)。

(5)將FeCl3飽和溶液滴入沸水中,并繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色,制得分散系,它與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液的本質(zhì)區(qū)別是。

解析:(1)Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3,離子方程式為Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。(2)FeCl3與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀。(3)鐵粉可以與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式為Fe+2FeCl33FeCl2。(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH生成白色沉淀Fe(OH)2,迅速變成灰綠色,最終被氧化為紅褐色沉淀Fe(OH)3,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(5)向沸水中逐滴滴加FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色,可以獲得氫氧化鐵膠體,該膠體與溶液、濁液的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子的直徑大小不同。答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(2)NaOH溶液(3)Fe+2FeCl33FeCl2(4)生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(5)Fe(OH)3膠體分散質(zhì)粒子的直徑大小不同19.(14分)某實驗小組擬用小顆粒狀鋁硅合金與足量稀硫酸的反應(yīng)(已知硅與稀硫酸不反應(yīng)),測定通常狀況(20℃,101kPa)下的氣體摩爾體積。擬選用下列實驗裝置完成實驗:(1)該小組同學(xué)必須選用的裝置依次連接的合理順序為A、。

(2)實驗開始時,先打開分液漏斗上口的玻璃塞,再輕輕打開其活塞,開始時稀硫酸能滴入錐形瓶中,一段時間后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶中,其原因是

。

(3)金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)實驗結(jié)束時,測量實驗中生成H2體積的操作方法是。

(5)實驗中準(zhǔn)確測得3個數(shù)據(jù):實驗前鋁硅合金的質(zhì)量為m1g,實驗后殘留固體的質(zhì)量為m2g,實驗后量筒中液面讀數(shù)為VmL。則通常狀況下氣體摩爾體積Vm=L·moll。若該合金中含少量銅,則所測得的Vm將(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

解析:(5)實驗前鋁硅合金的質(zhì)量為m1g,實驗后殘留固體的質(zhì)量為m2g,則金屬鋁的質(zhì)量是(m1m2)g,實驗后量筒中液面讀數(shù)為VmL,即產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是V×2Al~3H2↑2 3(m1Vm=18V1000(m1-m答案:1)E、D、G(2)鋁與稀硫酸反應(yīng)生成氣體且放熱,使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大(3)2Al+6H+2Al3++3H2↑(4)待實驗裝置冷卻至通常狀況后,上下移動量筒使其中液面與廣口瓶內(nèi)液面相平,再平視讀取量筒中水的體積,即所產(chǎn)生的H2在通常狀況下的體積(5)9V20.(16分)實驗室用下圖裝置測定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質(zhì)量,D裝置的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)為了安全,在點燃D處的酒精燈之前,在b處必須。

(2)裝置B的作用是,裝置C中盛裝的液體是。

(3)在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

、。

(4)若該固體混合物中FeO和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1,反應(yīng)完全后,U形管的質(zhì)量增加7.2g,則混合物中Fe2O3的