河池高中高中化學(xué)必修一第三章《鐵金屬材料》習(xí)題(培優(yōu)專題)

一、選擇題1．下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)的是A．濃鹽酸(aq)Cl2(g)“84”消毒液(aq)B．NaOH(aq)NaHCO3(aq)Na2CO3(aq)C．D．Al(OH)3(s)AlCl3(aq)NH4AlO2(aq)2．將2.32gFe3O4溶解在過(guò)量熱的稀硫酸中，當(dāng)加入25mL0.1mol·L-1NaNO3溶液后，恰好能使其中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，NaNO3溶液也反應(yīng)完全，并有NxOy氣體逸出，則該NxOy是A．N2O B．NO C．N2O3 D．NO23．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3含少量Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是硫酸B．反應(yīng)①過(guò)濾后所得沉淀為氫氧化鐵C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)②的離子方程式為+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+4．在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是A．Cu(s)CuCl2(s)Cu(OH)2(s)B．CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s)C．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)D．FeCl2(aq)Fe(OH)2(s)Fe(OH)3(s)5．化學(xué)與生活密切相關(guān)，判斷下列說(shuō)法正確的是A．氧化鋁雖然硬度不高，但熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，常用作耐火材料B．Al能在空氣中穩(wěn)定存在，是因?yàn)楸砻嬗幸粚又旅艿臍溲趸XC．鋁元素占地殼總量的7.73%，是地殼中含量最多的元素D．由于鋁在人體內(nèi)累積是有害的，所以目前用于凈化飲用水的含鋁凈化劑逐漸被含鐵的凈水劑取代6．下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是A．氯氣溶于水生成具有漂白性的物質(zhì)：Cl2＋H2O=HClO＋Cl－＋H＋B．向沸水中滴入飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液顯紅褐色：Fe3＋＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3H＋C．用KSCN溶液檢測(cè)FeCl3溶液中的Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓D．向FeCl3溶液中滴加氨水出現(xiàn)紅褐色沉淀：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓7．下到分離提純過(guò)程中使用的試劑或?qū)嶒?yàn)操作不正確的是A．除去Fe2O3固體中的Al2O3：加入足量NaOH溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥B．除去FeCl3溶液中的FeCl2：加入適量氯水，充分反應(yīng)C．除去Cu粉中的Fe粉：加入足量鹽酸，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥D．除去NaHCO3固體中的Na2CO3：加入適量鹽酸，充分反應(yīng)后，蒸發(fā)結(jié)晶8．過(guò)硝酸鈉

(NaNO4)能與水發(fā)生反應(yīng)：

NaNO4+H2O=NaNO3+H2O2，下列說(shuō)法不正確的是A．過(guò)硝酸鈉具有強(qiáng)氧化性，沒(méi)有還原性B．過(guò)硝酸鈉中含有—O—O—結(jié)構(gòu)C．將過(guò)硝酸鈉加入酸性FeSO4溶液中發(fā)生的離子方程式：+2Fe2++2H+=+2Fe3++H2OD．過(guò)硝酸鈉可用于殺菌消毒9．下列除雜質(zhì)選用的試劑和主要操作都正確的是（）物質(zhì)雜質(zhì)試劑主要操作A鹽酸過(guò)濾B鹽酸加熱C氫氧化鈉分液D硫酸過(guò)濾A．A B．B C．C D．D10．下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是A．制備Fe(OH)2白色沉淀時(shí)用膠頭滴管在試管口向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液B．使用pH試紙時(shí)可直接用手捏住試紙C．焰色試驗(yàn)后，要用稀硫酸洗滌鉑絲并在火焰上灼燒至無(wú)色D．轉(zhuǎn)移溶液至容量瓶時(shí)必需用玻璃棒引流二、填空題11．人體中含有鐵元素，+2價(jià)的亞鐵離子是血紅蛋白(用于運(yùn)輸氧氣)的重要組成成分。（1）誤服亞硝酸鹽會(huì)使人中毒，是因?yàn)槎r(jià)鐵被__(填“氧化”或“還原”)成三價(jià)鐵，此時(shí)服用維生素C可緩解亞硝酸鹽中毒，維生素C在此過(guò)程中是作__(填“氧化劑”或“還原劑”)。（2）現(xiàn)有一瓶久置的FeSO4溶液，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其中是否含有Fe3+：___。Fe2+在空氣中易發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)，可加入__(填化學(xué)式)來(lái)防止其變質(zhì)，而又不會(huì)使溶液中有新的雜質(zhì)。（3）高鐵酸鉀(K2FeO4)是水處理過(guò)程中使用的一種新型消毒劑。可在堿性條件下，用NaClO氧化Fe(OH)3來(lái)制備，請(qǐng)配平反應(yīng)方程式：__ClO-+___Fe(OH)3+___OH-=___FeO+__+__Cl-向制得的Na2FeO4溶液中加入適量的飽和KCl溶液會(huì)析出K2FeO4，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__。12．將鎂和鋁的混合物投入鹽酸中，固體全部溶解后，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體(不考慮金屬和鹽酸反應(yīng)時(shí)的揮發(fā))。向所得溶液中加入溶液時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大。(1)溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)___________。(2)沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大時(shí)為_(kāi)__________g(用含w的表達(dá)式表示)。13．按要求寫(xiě)出下列方程式（1）鋁熱反應(yīng)冶煉金屬鐵的化學(xué)方程式：___。（2）工業(yè)冶煉金屬鋁的化學(xué)方程式：___。（3）鋁片打磨后與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：___。（4）四氧化三鐵與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：___。（5）向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氫氧化鋇溶液使SO恰好完全沉淀，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：___。14．鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式?？捎秒x子交換和中和的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54g的FeClx樣品，溶解后先進(jìn)行陽(yáng)離子交換預(yù)處理，再通過(guò)含有飽和OH-的陰離子交換柱，使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的鹽酸中和，結(jié)束時(shí)消耗鹽酸25.0mL，則x值為_(kāi)______(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合樣品，采用上述方法測(cè)得n(Fe)：n(Cl)=1：2.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)______。在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_______反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_______反應(yīng)制備(3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。15．鐵是生產(chǎn)生活中重要的金屬，其單質(zhì)和化合物在生活中有很廣泛的用途。請(qǐng)回答：(1)紅熱的鐵能跟水蒸氣反應(yīng)，有一種產(chǎn)物是可燃性氣體，則其化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)__________。(2)缺鐵性貧血患者應(yīng)補(bǔ)充Fe2+。用綠礬制成的補(bǔ)鐵劑藥片外表包有一層特殊的糖衣，試推測(cè)糖衣的作用是___________。(3)向某溶液中加入KSCN溶液，溶液立即變成紅色，則原溶液中含有(填離子符號(hào))___________，要除去FeCl3溶液中少量的氯化亞鐵，可行的辦法是___________(填字母)。A．加入銅粉B．加入鐵粉C．通入氯氣D．加入KSCN溶液(4)四氧化三鐵是生產(chǎn)生活常見(jiàn)的一種鐵的氧化物。它溶于鹽酸的離子方程式為_(kāi)__________。(5)高鐵酸鉀，其中鐵為＋6價(jià))可消毒飲用水和除懸浮物。投入水中可發(fā)生如下反應(yīng)：膠體①該反應(yīng)中被氧化的元素是___________(填元素符號(hào))。②高鐵酸鉀能夠消毒飲用水是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)氧化性，能除懸浮物的原因是___________。16．為探究鐵和鐵的化合物的一些化學(xué)性質(zhì)，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。(1)高溫下，讓鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，見(jiàn)題圖。試管中發(fā)生的化學(xué)方程式是_______，該反應(yīng)中氧化劑是_______。(2)如下圖：①往A溶液中滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色_______。②寫(xiě)出上述過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式A→B_______。③變化中可看到的現(xiàn)象是_______。④將A的飽和溶液滴入沸水中并不斷加熱，可制得_______膠體；當(dāng)光束通過(guò)該膠體時(shí)，可看到一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)______效應(yīng)。17．金屬及非金屬在高中化學(xué)中占有重要地位。(1)為了驗(yàn)證某溶液中含有而不含有，正確的方法是______(填字母)。A．直接滴加溶液B．先通入足量氯氣，再滴入溶液C．先滴入溶液，再通入氯氣D．先加入足量鐵粉，充分振蕩后再滴加溶液(2)實(shí)驗(yàn)室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因是______(用化學(xué)方程式表示)。(3)如圖所示，將氯氣依次通過(guò)盛有干燥有色布條、潮濕有色布條的廣口瓶可觀察到的現(xiàn)象是_____，說(shuō)明起漂白性的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式)。(4)無(wú)水易升華，可用作有機(jī)合成的催化劑等。工業(yè)上由鋁土礦(、)為原料制備無(wú)水的工藝流程如圖。①氯化爐中，、和C反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是______(填化學(xué)式)。②用溶液可除去冷卻器排出尾氣中的，此反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________。③流程中需要向升華器內(nèi)加入少量Al，其作用是________。18．2020年11月6日，“太原號(hào)”科普衛(wèi)星搭乘長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射。人造地球衛(wèi)星與空間探測(cè)器的結(jié)構(gòu)材料大多采用鋁合金和鎂合金，要求高強(qiáng)度的零部件則采用鈦合金和不銹鋼。(1)不銹鋼中的主要元素是_______，它的合金元素主要是_______。(2)鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是_______、_______等。(3)鈦合金可用于航天，還可用于制作_______(填一種)。19．鈉、鋁和鐵是三種重要的金屬，回答下列問(wèn)題：(1)鋁和鐵中，既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)_______(填化學(xué)式)，寫(xiě)出它與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_______。(2)三種金屬在一定條件下均能與水發(fā)生反應(yīng)。寫(xiě)出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。取一小塊金屬鈉放入滴有酚酞的水中，可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。(填字母序號(hào))。①鈉浮在水面迅速反應(yīng)②鈉沉在水底迅速反應(yīng)③鈉熔成小球并迅速游動(dòng)④反應(yīng)中可以聽(tīng)到嘶嘶的響聲⑤反應(yīng)后的溶液變?yōu)榧t色A．①④⑤B．②③④⑤C．①③④⑤(3)將鈉燃燒后的產(chǎn)物過(guò)氧化鈉投入水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。20．將鐵粉、銅粉、氯化鐵溶液、氯化亞鐵溶液和氯化銅溶液，混合于容積合適的燒杯內(nèi)，充分反應(yīng)后，試填寫(xiě)下列空白。（1）若鐵粉有剩余，則溶液中不可能有的離子是______________（從Fe3+、Cu2+、Fe2+中選填）。（2）若溶液中氯化鐵和氯化銅都有剩余，則不可能有的金屬單質(zhì)是____________（從Fe、Cu中選填）。（3）若銅粉有剩余，溶液中不可能含有的離子是____________（從Fe3+、Cu2+、Fe2+中選填）。三、解答題21．電力工業(yè)所需的鋼制構(gòu)件在鍍鋅前需要經(jīng)過(guò)酸洗，其基本原理是用鹽酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等雜質(zhì)?；厥諒U酸同時(shí)生產(chǎn)含鐵產(chǎn)品的流程如下：已知：i.酸洗鋼制構(gòu)件后得到廢酸的主要成分如下表所示。成分Cl-游離HClFe2+Fe3+含量/g·L-1130-16050-7060-800iipH<4時(shí)，F(xiàn)e2+不易被氧氣氧化。(1)酸洗鋼制構(gòu)件時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2H++FeO=Fe2++H2O、___________。(2)過(guò)程II中，發(fā)生的主要反應(yīng)：FeCl2(s)十H2SO4(aq)FeSO4(s)+2HCl(aq)。加入過(guò)量H2SO4的作用是___________(至少寫(xiě)出兩點(diǎn))。(3)過(guò)程III中，F(xiàn)eSO4隔絕空氣焙燒得到的尾氣中含有兩種可用于生產(chǎn)硫酸的氧化物，此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。(4)過(guò)程IV發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________。(5)H2O2是一種常用的綠色氧化劑，ClO2也具有很強(qiáng)的氧化性，常用作消毒劑，其消毒的效率(以單位物質(zhì)的量得到的電子數(shù)表示)是H2O2的___________倍。(6)過(guò)程V：陰離子交換樹(shù)脂可將FeCl4-選擇性吸附分離，其過(guò)程可表示為ROH+X-RX+OH-(X表示FeCl4)。當(dāng)樹(shù)脂吸附飽和后可直接用水洗滌樹(shù)脂進(jìn)行脫附，同時(shí)脫附過(guò)程發(fā)生反應(yīng)：Fe3++4C1-。①吸附后溶液的pH將會(huì)___________。(填“升高”、“降低”或“不變”)②洗脫液經(jīng)處理后有許多用途，下列用途合理的是___________。A、刻蝕印刷銅線路板B、凈化污水C、自來(lái)水消毒D、浸泡生物標(biāo)本22．某鐵礦石燒渣含、和，以該燒渣為原料制取的流程如下：已知是難溶于水的酸性氧化物，是難溶于水的白色固體。(1)反應(yīng)Ⅰ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________。(2)選擇最適合的金屬，寫(xiě)出反應(yīng)Ⅲ的離子方程式：____________。(3)檢驗(yàn)反應(yīng)Ⅲ已經(jīng)完全的方法是____________。(4)反應(yīng)Ⅳ中當(dāng)將過(guò)濾Ⅱ的濾液緩慢滴加到溶液中，會(huì)得到兩種白色沉淀混合物，其中一種很快變成灰綠色，最終變成紅褐色。①白色沉淀中除外，還含有____________(填化學(xué)式)，生成該沉淀是因?yàn)槿芤褐泻衉___________(填離子符號(hào))。②寫(xiě)出沉淀變色時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。23．某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開(kāi)始沉淀時(shí)(c=0.01mol·L?1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)(c=1.0×10?5mol·L?1)的pH8.74.73.29.0回答下列問(wèn)題：(1)“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是______________。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式______________。(2)“濾液②”中含有的金屬離子是______________。(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是______________。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為_(kāi)_____________。24．以黃鐵礦為原料制硫酸會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，合理利用廢渣可以減少環(huán)境污染，變廢為寶。工業(yè)上利用廢渣(含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的硫酸鹽及少量CaO和MgO)制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具體生產(chǎn)流程如下：注：銨黃鐵礬的化學(xué)式為(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。(1)在廢渣溶解操作時(shí)，應(yīng)選用________溶解(填字母)。A．氨水B．氫氧化鈉溶液C．鹽酸D．硫酸(2)物質(zhì)A是一種氧化劑，工業(yè)上最好選用________(供選擇使用的有：空氣、Cl2、MnO2)，其理由是________________________。氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________。(3)根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)控制的條件(從溫度、pH和氧化時(shí)間三方面說(shuō)明)是：__________________________________________。(4)銨黃鐵礬中可能混有的雜質(zhì)有Fe(OH)3、______________。銨黃鐵礬與氨水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______________________。25．青銅（Cu-Zn）是我國(guó)最早大量使用的合金，其中鋅是現(xiàn)代工業(yè)上常用金屬。某廢催化劑含58.2%的SiO2（不溶于水和稀酸）、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS（不溶于水但溶于稀酸）和12.8%的CuS（不溶于水也不溶于稀酸）。某同學(xué)用15.0g該廢催化劑為原料，以稀硫酸和H2O2為試劑，回收其中的鋅和銅。（1）第一次浸出時(shí)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式是__________。（2）濾渣2是__，第二次浸出發(fā)生的反應(yīng)離子方程式是________。（3）從濾液1、濾液2中分別得到粗ZnSO4·7H2O、粗CuSO4·5H2O的操作均是____、過(guò)濾、洗滌、干燥。（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)完成之后，得到1.5gCuSO4·5H2O（M=250g·mol–1）,則銅的回收率為_(kāi)____。26．某實(shí)驗(yàn)興趣小組利用易拉罐（主要成分是Al、Fe）制備明礬的過(guò)程如下圖所示：⑴寫(xiě)出“反應(yīng)Ⅰ”時(shí)的離子反應(yīng)方程式：________。⑵寫(xiě)出“反應(yīng)Ⅱ”時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式：________。⑶過(guò)濾所得Al(OH)3需進(jìn)行洗滌，檢驗(yàn)Al(OH)3已洗滌干凈的方法是：________。⑷明礬能夠凈水的原因是________。⑸Fe和水蒸氣在高溫下反應(yīng)后所得固體產(chǎn)物X可用于制取FeCl2溶液。請(qǐng)從下列試劑中選擇合適的將X轉(zhuǎn)化為FeCl2溶液。試劑：鹽酸、NaCl溶液、Cu粉、Fe粉。依次選用的試劑為：________、________。27．鋁是地殼中含量最多的金屬元素，其單質(zhì)和化合物廣泛應(yīng)用于日常生活中。（1）鋁粉和鐵的氧化物（FeO·Fe2O3）可配成鋁熱劑用于焊接鋼軌，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。（2）NaOH溶液可以除去鋁表面的氧化膜，在處理