1、第三章铁金属材料学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题（本大题共11小题，共23.0分）1. 下列与合金相关的叙述正确的有 () 合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大 合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低 改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金 合金的导电性比纯金属更强 合金的应用范围比纯金属更广A. 仅B. 仅C. 仅D. 仅2. 用一块已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图所示)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻后取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是()A. 实验中发生的反应都是氧化还原反应B. 铝
2、是一种较活泼的金属C. 铝与氧气反应放出大量的热D. 铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物3. 验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。按下列顺序实验对应现象向FeCl3溶液中加入过量铁粉i.溶液由黄色变成浅绿色滴加KSCN溶液ii.溶液无明显变化再滴加几滴氯水iii.溶液变红下列分析不合理的是()A. 解释现象i的反应：2Fe3+Fe=3Fe2+B. 实验与可以调换顺序C. 溶液变红涉及的反应：Cl2+2Fe2+=2Cl+2Fe3+D. 氧化性：Cl2Fe3+Fe2+4. 将mg镁铝合金投入500mL2molL1的盐酸中，固体完全溶解，收集到气体5.6L(标准状况下)。向反应所得溶液中加
3、入4molL1的氢氧化钠溶液，沉淀质量的最大值为13.60g，则m的值为()A. 5.10B. 8.50C. 9.35D. 11.485. 某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是()A. 甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B. 乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C. 丙同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应D. 丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色6. 将氯化钠溶液、氯化铝溶液、氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯化镁溶液通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是 ()A. KSCNB. BaCl2C
4、. HClD. NaOH7. 下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A.检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B.净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C.测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D.工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏A. AB. BC. CD. D8. 已知：2Fe3+2I=2Fe2+I2，2Fe2+Br2=2Fe3+2Br.向含等物质的量浓度的FeI2、FeBr2混合溶液中通入一定量的氯气后，再滴加少量的KSCN溶液，溶液变红色，则下列方程式书写
5、不合理的是()A. 2Fe2+4I+3Cl2=2Fe3+2I2+6ClB. 2Br+2I+2Fe2+3Cl2=I2+Br2+2Fe3+6ClC. 2Br+4I+2Fe2+4Cl2=2I2+Br2+2Fe3+8ClD. 2I+2Fe2+2Cl2=2Fe3+I2+4Cl9. 用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是 ()A. 实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯B. 装置B中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)高温Fe2O3+3H2C. 干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水硫酸铜D. 收集反应产生的气体选用装置C10. 部分被氧化的FeCu合金样品(氧化产
6、物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理：已知氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路铜板的离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+。下列说法正确的是滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+样品中氧原子的物质的量为0.02mol溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04molV=224V=448A. B. C. D. 11. 有Mg、Al、Fe、Cu四种金属，若两两混合，取混合物26g与足量稀硫酸反应产生标准状况下氢气11.2L，则此混合物的可能组合最多有()A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种二、双选题（本大题共2小题，共8.0分）12. (双选)科学家研制出了一种在催化剂作用下
7、用H2处理酸性废水中NO2的方法，该过程的反应原理如图所示(NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是 ()A. 反应过程中需要不断补充Fe3O4B. 该过程中每消耗1molH2，同时生成NA3个N2C. 处理过程中的催化剂只有PdD. 处理后的废水酸性减弱13. (双选)常温下，pH对一定浓度的FeSO4溶液稳定性的影响如图所示，下列分析不合理的是 ()A. pH越大，越有利于Fe2+存在于溶液中B. pH在3.05.5之间，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大C. pH=6时，通入一定量的氯气，溶液酸性增强，有利于Fe2+存在于溶液中D. 保持溶液的pH始终为6.5，可能会生成Fe
8、(OH)3胶体，则发生的反应为4Fe2+O2+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8H+三、填空题（本大题共1小题，共1.0分）14. 某校研究性学习小组测定FeAl合金、FeZn合金和FeCu合金中铁的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。他们取其中一种合金的粉末5.6g与足量该硫酸充分反应，经测定，产生了气体ag，请讨论(数据保留两位有效数字为计算结果进行分析讨论):(1)当粉末为FeAl合金时，a的取值范围为。(2)当粉末为FeZn合金时，a的取值范围为。(3)当a的取值范围为时，可得出该粉末一定为FeCu合金的结论。四、流程题（本大题共1小题，共8.0分）15
9、. 金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，有CuCl2和FeCl2生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图：请回答下列问题。(1)实验室中，检验溶液中存在Fe3+的试剂是 ，证明Fe3+存在的现象是 。(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式： 。(3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式： ， ， 。(4)含有的滤液与反应的化学方程式为 。(5)若向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束
10、后，下列结果不可能出现的是 (填字母)。A.有铜单质剩余但无铁单质剩余B.有铁单质剩余但无铜单质剩余C.铁、铜单质都有剩余D.铁、铜单质都无剩余五、实验题（本大题共1小题，共10.0分）16. 为验证氧化性Cl2Fe3+SO2，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验)。实验过程：.打开弹簧夹K1K4，通入一段时间N2，再将T形导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。.当B中溶液变黄时，停止加热，关闭K2。.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。V.打开K3和活塞c，加入70%的硫酸溶液
11、，一段时间后关闭K3。.更换试管D，重复过程，检验B溶液中的离子。(1)过程的目的是 。(2)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是 。(3)若向过程B中的黄色溶液中通入H2S气体，会观察到有淡黄色沉淀生成，写出该反应的化学方程式： 。(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色，其反应的离子方程式为 。(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2Fe3+SO2的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。过程，B溶液中含有的离子过程，B溶液中含有的离子甲有Fe3+无Fe2+有Fe2+乙既有
12、Fe3+又有Fe2+有SO42丙有Fe3+无Fe2+有SO42(6)将B中的FeCl2溶液换成100mLFeBr2溶液并向其中通入2.24LCl2(标准状况下)，若溶液中有12的Br被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为 。六、简答题（本大题共2小题，共16.0分）17. 铁是人体内含量最多的必需微量元素，缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量，设计如下实验(假设反应过程中无铁元素损耗)。请回答下列问题：(1)操作的名称是_，试剂1是_。(2)
13、证明药片中含有Fe2+的依据是_。(3)加入试剂1后溶液为淡红色，说明“速力菲”中的Fe2+已部分被氧化。通常在服用“速力菲”的同时服用维生素C，说明维生素C具有_(填“氧化性”或“还原性”)。(4)Fe(OH)2沉淀也易被O2氧化，写出该反应的化学方程式：_。(5)“速力菲”药片中铁元素的含量为_(用含有a、b的式子表示)。18. 铁的化合物是日常生活中必不可少的一类常见无机化合物。铁的化合物中有一类高铁酸盐具有较强的氧化性。(一)阅读下面一段材料并回答问题。高铁酸钾使用说明书【化学式】K2FeO4【性状】暗紫色具有金属光泽的粉末，无臭无味。【产品特点】干燥品或室温下在强碱溶液中稳定，随着p
14、H减小，稳定性下降，与水反应放出氧气。K2FeO4通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌，有消毒作用，同时不会产生有害物质。K2FeO4与水反应还能产生具有强吸附性的Fe(OH)3胶体，可除去水中悬浮物，有净水作用。【用途】主要用于饮用水消毒净化、城市生活污水和工业污水处理。【用量】消毒净化1L水投放5mgK2FeO4即可达到卫生标准。(1)制备K2FeO4需要在_(填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行。(2)下列关于K2FeO4的说法中，不正确的是_(填字母)。a.是具有强氧化性的盐 b.固体保存需要防潮c.其消毒和净化水的原理相同 d.其净水优点：作用快、安全性好、无异味(3)将K2FeO4
15、与水反应的化学方程式补充完整：4K2FeO4+_H2O=_Fe(OH)3(胶体)+_+_KOH(二)某实验小组在实验室进行Fe()与Fe()相互转化的实验：(4)试管c中产生白色沉淀，一段时间后部分沉淀变为红褐色。写出白色沉淀变为红褐色的化学方程式：_。(5)实验小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2白色沉淀持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如下：实验序号(FeSO4)/%(NaOH)/%t/s2.515149515138101593525142535180实验、的目的是_。小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实
16、验效果越好。推断的证据是_。七、推断题（本大题共2小题，共20.0分）19. 现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)请回答下列问题：(1)A的化学式为 ，F的化学式为 。(2)写出C溶液与Al反应的离子方程式： 。(3)写出C溶液与黄绿色气体乙反应的化学方程式： 。20. 框图中甲、乙为单质，其余均为化合物，B为常见液态化合物，A为淡黄色固体，F、G所含元素相同且均为氯化物，G遇KSCN溶液显红色。它们之间能发生如下反应：请回答下列问题：(1)反应中，既属于氧化还原反应又属于化合反应的是(填序号)。(2)反应的化
17、学方程式为 。(3)甲与B反应的离子方程式为 。(4)在实验室将C溶液滴入F溶液中，观察到的现象是 。(5)在F溶液中加入与F等物质的量的A，发生反应的离子方程式为 。答案和解析1.【答案】B【解析】【分析】本题考查了合金的概念和性能，注意合金可以是由金属与非金属构成，题目难度不大。【解答】合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，故正确；合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，一般而言，合金的导电性比纯金属弱，故正确，错误；改变原料配比和工艺，可以得到不同性能的合金，正确；合金的应用更广泛，正确。故选B。2.【答案】D【解析】【分析】本题考查铝的性质以及氧化还原反应等知识，注意掌握铝的性质以及氧化还
18、原反应的相关知识是解题关键，题目难度中等。【解答】A.整个过程中发生两个反应，首先铝与硝酸汞发生置换反应生成硝酸铝和单质汞，之后铝单质与氧气发生化合反应生成氧化铝，两者都属于氧化还原反应，故A正确；B.由“不久铝箔表面生出白毛”的现象，可知金属铝易被空气氧化，说明铝是活泼金属，故B正确；C.“红墨水柱右端上升”说明试管内气压升高，可判断其温度升高，从而判断铝与氧气反应放出大量的热，故C正确；D.汞的化学性质不活泼，很难与氧气反应生成氧化汞，铝片上生成的“白毛”是氧化铝，不含氧化汞，故D错误。3.【答案】B【解析】A项，氯化铁能氧化铁生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+，正
19、确;B项，实验与不可以调换顺序，否则不能排除铁离子的影响，错误;C项，溶液变红是因为氯气将亚铁离子氧化为铁离子，所以涉及的反应为Cl2+2Fe2+=2Cl+2Fe3+，正确;D项，根据上述两个离子反应及氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Cl2Fe3+Fe2+，正确。4.【答案】A【解析】Al、Mg分别生成Al(OH)3和Mg(OH)2的反应过程为Al3eAl3+3OHAl(OH)3，Mg2eMg2+2OHMg(OH)2，可知Mg、Al在反应中失去电子的物质的量等于生成沉淀需要氢氧根离子的物质的量，根据2H+2eH2，生成标况下5.6LH2转移电子的物质的量为5.6L22.4Lmo
20、l12=0.5mol，所以反应后生成沉淀的质量为mg+0.5mol17gmol1=13.60g，解得m=5.10，A正确。5.【答案】C【解析】在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰，故A正确；高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，故B正确；铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误，故C错误；用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，故D正确。6.【答案】D【解析】略7.【答案】C【解析】解：A.滴加KSCN溶液遇铁离子变为血红色，观察溶液的颜色可检验是否氧化变质，故A
21、正确；B.饱和NaCl溶液可除去HCl，浓硫酸干燥氯气，可净化氯气，故B正确；C.测定NaOH溶液的pH，应选干燥的pH试纸，不能滴在湿润的pH试纸上，导致溶液被稀释，故C错误；D.加CaO与水反应，增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏可分离，故D正确；故选：C。本题考查化学实验方案的评价，为2021年湖南高考试题，把握物质的性质、反应与现象、混合物分离提纯、离子检验、pH测定为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。8.【答案】C【解析】解：A.根据以上分析，还原性为IFe2+Br，氯气恰好氧化碘化亚铁，反应离子方程式：2Fe2+4I+3Cl2=2Fe3+2I2+
22、6Cl，故A正确； B.根据以上分析，还原性为IFe2+Br，所以碘离子先全部被氧化，后亚铁离子全部被氧化，最后才氧化溴离子，故B正确； C.根据以上分析，还原性为IFe2+Br，而2Br+4I+2Fe2+4Cl2=2I2+Br2+8Cl+2Fe3+中碘离子被氧化后，二价铁还没有被氧化完，又氧化溴离子，故C错误； D.根据以上分析，还原性为IFe2+Br，碘离子全部被氧化，亚铁离子全部被氧化，故D正确； 故选：C。由2Fe3+2I=2Fe2+I2、Br2+2Fe2+=2Br+2Fe3+可知，还原性为IFe2+Br，含有FeBr2、FeI2的混合液中通入一定量的氯气后，再滴加少量的KSCN溶液，
23、溶液变为红色，可知碘离子全部被氧化，亚铁离子可能部分氧化或全部被氧化，据此解答。本题考查了离子方程式的书写，侧重考查反应物用量有关的离子反应，明确离子还原性强弱顺序是解题关键，注意亚铁离子可能部分被氧化，题目难度中等。9.【答案】D【解析】略10.【答案】C【解析】【分析】本题考查了元素以及化合物性质、有关混合物的计算，题目难度中等，注意掌握常见金属单质及其化合物的性质，明确反应流程中的反应原理及组成为解答本题的关键。【解答】铜不与稀硫酸反应，则生成的滤渣3.2g为铜，金属铜可以和三价铁反应，所以滤液A中一定不含有+3价铁离子，故错误；最后加热得到的3.2g固体为三氧化二铁，其物质的量为：3.
24、2g160g/mol=0.02mol，则Fe元素的物质的量为：n(Fe)=0.02mol2=0.04mol，铁元素的质量为：0.04mol56g/mol=2.24g，则样品中氧元素的质量为：5.76g2.24g3.2g=0.32g，氧元素的物质的量为：0.32g16g/mol=0.02mol，故正确；根据铁元素的物质的量为0.04mol，铁与过量稀硫酸反应生成硫酸亚铁，则反应消耗硫酸的物质的量为0.04mol，故正确；最后溶液中溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素物质的量为0.04mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol，含氢离子0.08mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H+
25、和合金中的氧结合成水了，根据可知氧元素的物质的量为0.02mol，它结合氢离子0.04mol，所以硫酸中生成氢气的氢离子为：0.08mol0.04mol=0.04mol，即生成0.02mol氢气，标况体积为0.02mol氢气的体积为0.448L=448mL，故错误，正确；根据以上分析可知，正确的为，故C正确。故选C。11.【答案】C【解析】解法一：结合各金属与酸反应的关系式：MgH2， 26gMg产生氢气的物质的量大于1mol;2Al3H2，26gAl产生氢气的物质的量大于1mol;FeH2，26gFe产生氢气的物质的量小于0.5mol;铜不能与稀硫酸反应生成氢气。题中产生0.5mol氢气，所
26、以混合物的组合可能为Mg和Fe、Mg和Cu、Al和Fe、Al和Cu。解法二：平均52g金属可以产生1mol氢气，则只需组成混合物的金属产生1mol氢气的质量一种比52g大，另一种比52g小即可。24gMg可以产生1mol氢气，18gAl可以产生1mol氢气，56gFe可以产生1mol氢气，铜不能与稀硫酸反应生成氢气。所以混合物的组合可能为Mg和Fe、Mg和Cu、Al和Fe、Al和Cu。C正确。12.【答案】BD【解析】略13.【答案】AC【解析】略14.【答案】0.20a0.620.17a0.200a0.17【解析】(1)采用极值法，假设5.6g合金全部为Fe，则根据化学方程式：Fe+H2SO
27、4=FeSO4+H2可计算出此时产生氢气的质量为0.20g;假设5.6g合金全部为Al，根据化学方程式2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2可计算出5.6gAl与足量硫酸反应产生氢气的质量约为0.62g，因此当粉末为FeAl合金时，a的取值范围为0.20a0.62。(2)当合金全部为Zn时，根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，5.6gZn与足量硫酸反应产生氢气的质量约为0.17g，结合(1)中的分析，当粉末为FeZn合金时，a的取值范围为0.17a0.20。(3)铜不与稀硫酸反应，因此当粉末为FeCu合金时，0a0.20。当0.17a0.20时，粉末可能是FeCu合金或
28、FeZn合金：当0SO2，甲中过程有Fe3+，无Fe2+，则氧化性：Cl2Fe3+，过程有Fe2+，说明发生SO2与Fe3+的反应，则氧化性：Fe3+SO2。(6)设FeBr2的物质的量浓度为c，根据得失电子守恒可知，2.24L22.4L/mol21=c0.1L(32)+c0.1L212(10)，解得c=1mol/L。17.【答案】(1)过滤； KSCN溶液(2)淡黄色溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色变为淡红色，再加入氯水，溶液变为红色(3)还原性(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(5)7b10a100【解析】略18.【答案】(一)(1)碱性 (2)c (3)10 4 3
29、O2 8(二)(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(5)探究其他条件相同时，FeSO4溶液的浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 白色沉淀持续时间【解析】略19.【答案】(1)Na FeCl3(2)2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2(3)Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O【解析】金属A的焰色为黄色，则A为金属钠，Na与水反应生成氢气和NaOH，由此得出C为NaOH，甲为H2;黄绿色气体乙为Cl2，丙为HCl，D为盐酸。红褐色沉淀为Fe(OH)3，则B为Fe，E为FeCl2，F为FeCl3。(1)A的化学式为Na，F的化学式为FeCl3。(2)NaOH溶
30、液与Al反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2。(3)C(NaOH)溶液与黄绿色气体乙(Cl2)反应，生成NaClO、NaCl、H2O，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。20.【答案】(1)(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)2Na+2H2O=2Na+2OH+H2(4)产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀(5)4Fe2+4Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3+8Na+O2【解析】甲、乙为单质，二者反应生成的A为淡黄色固体，则A为Na2O2，甲、乙分别为Na、O2中的
31、一种;B为常见液态化合物，与A反应生成C与乙，可推知B为H2O、乙为O2、C为NaOH，则甲为Na;F、G所含元素相同且均为氯化物，G遇KSCN溶液显红色，则G为FeCl3，F为FeCl2，结合转化关系可知，E为Fe(OH)3，D为Fe(OH)2。(1)反应中，属于氧化还原反应，属于非氧化还原反应;属于化合反应。(2)反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。(3)甲与B反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH+H2。(4)将NaOH溶液滴入FeCl2溶液中，先生成氢氧化亚铁沉淀，再被氧化生成氢氧化铁沉淀，观察到的现象是先生成白色絮状沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀。(5)Fe2+具有还原性，Na2O2具有氧化性，发生反应的离子方程式为4Fe2+4Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3+8Na+O2。
