1、铁金属材料时间：60分钟分值：100分一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)1下列关于钢的说法不正确的是(B)A根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢B含碳量低的钢，硬度较大，韧性较弱C向钢中加入一定量的一种或几种其他元素，可得到具有不同性能的合金钢D不锈钢中主要加入了铬、镍两种元素解析：钢的分类有多种，根据含碳量的多少可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，故A正确；钢中含碳量多时，硬度大，韧性弱，含碳量少时，硬度小，韧性强，故B错误；合金是一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，故C正确；普通钢中加入铬元素使钢的表面形成致密而坚硬的氧化膜，加入镍元
2、素使钢不易被多种酸、碱、盐溶液腐蚀，即为不锈钢，故D正确。2天工开物中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参加，转色为黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是(C)A青铜 B黄铜C赤铜 D白铜解析：合金的熔点低于其成分金属，青铜是铜锡合金，熔点比铜低；黄铜是铜锌合金，熔点比铜低；赤铜是纯度较高的铜，熔点比合金高；白铜也是铜的合金，熔点比铜低，故赤铜的熔点最高。3下列叙述正确的是(A)A向某溶液中加入KSCN后无明显现象，证明溶液中不含有Fe3BFeCl2无法直接通过化合反应而得到C向某溶液中通入Cl2，再加入KSCN溶液变红色，说明原
3、溶液中含有Fe2D因为在金属活动性顺序表中Cu排在Fe后面，故把铜粉加入FeCl3溶液中不发生反应解析：FeCl2可由化合反应Fe2FeCl3=3FeCl2而得到；判断溶液中含有Fe2的正确方法是先加入KSCN溶液，溶液不变色(无Fe3)，再通入Cl2后变为红色，从而证明有Fe2；Fe3具有较强氧化性，可与Cu发生反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2。4已知下述三个实验均能发生化学反应：将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是(A)A实验中铁钉只做还原剂B实验中Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu
4、2解析：实验中铁钉做还原剂，氧化性Cu2Fe2；实验中Fe2只表现还原性；实验中反应为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3Cu2，综上可知氧化性Fe3Cu2Fe2，故A正确，B、C、D错误。5现有浓度均为1 molL1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL，向该溶液中加入5.6 g铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。下列有关叙述不正确的是(B)A反应后的溶液中含有Fe2、Cu2，不含Fe3B反应后的溶液中含有0.2 mol Fe2和0.1 mol Cu2C反应后的溶液中Fe2的浓度增至3 molL1D反应后残留固体为3.2 g
5、解析：由于氧化性：Fe3Cu2Fe2，故加入铁粉后，铁粉先与Fe3反应，后与Cu2反应。根据2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu可知，Fe3完全反应，Cu2只有一半发生反应，反应后的溶液中含有Fe2、Cu2，不含Fe3，A项正确；反应后的溶液中n(Fe2)0.3 mol，n(Cu2)0.05 mol，B项错误；反应后的溶液中c(Fe2)3 molL1，C项正确；反应后残留固体为0.05 mol Cu，质量为3.2 g，D项正确。6汞合金是目前使用较多的补牙材料，汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是(C)A汞合金是一种具有金属特性的物质B汞
6、合金的强度和硬度比锡的大C汞合金的熔点比汞的低D汞合金的毒性远低于汞的毒性解析：合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，A正确；合金一般比其成分金属的强度和硬度都要大，B正确；汞合金不是液态，即其熔点不会比汞的低，C错误；汞合金补牙材料在长期使用过程中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，D正确。7某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(D)A一定有Fe2，一定没有Fe3、Mg2B一定有Fe3，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3，可能有Fe2，一定没有Mg
7、2D一定有Fe2，可能有Mg2，一定没有Fe3解析：加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明溶液中含有Fe2，不含Fe3，而Mg(OH)2是白色沉淀，有可能存在。8将10 g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量澄清石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是(B)A生铁 B高碳钢C中碳钢 D低碳钢解析：n(CaCO3)0.014 mol，由碳元素守恒，可知铁碳合金中碳单质的物质的量为0.014 mol，m(C)0.014 mol12 gmol10.168 g，故w(C)100%1.68%0.6%，所以该铁碳合金属于高碳钢。9现代建筑的
8、门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si2OHH2O=SiO2H2)(D)样品AAl、Mg、Si、Zn BAl、Fe、Zn、NaCAl、Na、Cu、Fe DAl、Cu、Mg、Si、Mn解析：由步骤加入稀盐酸后有气体生成，可知硬铝合金中含有金属活动性顺序中排面氢前面的金属，步骤向不溶于酸的难溶物中加入过量浓NaOH溶液，生成气体，说明合金中含有Si。A项，加入NaOH溶液后全部溶解，不符合题意；B项，加入稀盐酸后全部溶解，不符合题意；C项，难溶物加入NaOH溶液后无气体生成，不符合题意；D项，加入稀盐酸后产生氢气
9、，加入浓NaOH溶液后发生反应Si2OHH2O=SiO2H2，Cu既不溶于稀盐酸又不溶于NaOH溶液，符合题意。10Na、Mg、Al各1 mol分别与50 mL 2 molL1的硫酸溶液反应，下列说法正确的是(B)A由于Na、Mg、Al均过量，故放出氢气的量由H的物质的量决定，最终三种金属放出氢气的量相等B钠放出氢气最多C铝最终产生氢气最多D产生氢气的量无法比较解析：钠与酸溶液反应，若酸不足量时，过量的钠会与水反应是过量计算题中的常考题型。n(H2SO4)0.05 L2 molL10.1 mol，n(H)0.2 mol，由Mg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2可知，Mg、Al均过量，
10、硫酸完全反应，产生H2的量均为0.1 mol，而钠既能与酸反应，也能与水反应，故钠完全反应，由钠与酸或水反应的方程式可得关系式：2NaH2，则产生的n(H2)n(Na)0.5 mol。B项正确。11现有25 mL 2 molL1 Na2CO3溶液和75 mL 1 molL1的稀盐酸：将Na2CO3溶液缓缓滴到稀盐酸中；将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中。在标准状况下产生气体的体积情况是(C)A均为0.84 LB均为0.56 LC D解析：将Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中，开始时HCl过量，有关反应如下：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O 1 mol 2 mol 22.4 L 0.
11、05 mol 0.075 mol V1生成CO2的体积用HCl的量计算：V10.84 L。将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，开始时，Na2CO3过量，反应分两步进行：Na2CO3 HCl=NaHCO3NaCl 1 mol 1 mol 1 mol 0.05 mol 0.05 mol 0.05 molNaHCOHCl=NaClH2OCO2 1 mol 1 mol 22.4 L 0.05 mol (0.0750.05) mol V2生成的CO2用参与第二步反应的HCl的量计算：V20.56 L，所以V1V2。12下列物质Al、NaHCO3、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3中，既能与盐酸反
12、应，又能与氢氧化钠溶液反应的是(A)ABC D解析：金属铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应都会生成对应的盐和氧气；NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；Al2O3是两性氧化物，既能与盐酸反应生成氯化铝和水，又能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水；Mg(OH)2能与盐酸反应生成氯化镁和水，但不能与氢氧化钠溶液反应；Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与盐酸反应生成氯化铝和水，又能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水。综上，符合题意，故选A。二、非选择题(共52分)13(12分)下表是某种常见金属M的部分性质。将该金属M投入稀盐酸或NaOH溶液中，均可产生大量的无色气体
13、。根据上述信息回答下列问题。(1)金属M是铝(填名称)。(2)试推断金属M的一种用途作导线(合理答案均可)。(3)金属M的活动性比铜强(填“强”或“弱”)，判断的事实依据是M能与酸反应放出氢气，而铜不能。(4)请写出金属M与NaOH溶液反应的化学方程式2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(5)现有一种合金，可能由M、Fe和Ag中的两种或三种组成。某学生为了弄清楚该合金的成分，设计了下列实验探究方案，请填写有关内容。解析：(1)根据表中给出的部分性质知，能与稀盐酸和NaOH溶液反应生成无色气体的金属M应是铝。(2)铝的导电性好，可用于制导线；导热性好，可用于制炊具；延展性好，可用于糖
14、果包装等。(3)在金属活动性顺序表中Al是氢前面的金属，能与盐酸或稀H2SO4反应生成H2；Cu是氢后面的金属，不能与盐酸或稀H2SO4反应。(5)在金属活动性顺序表中Al、Fe是氢前面的金属，Ag是氢后面的金属，因此可以利用Al能与NaOH溶液反应来检验Al的存在；利用Fe能与盐酸或稀H2SO4反应，进一步来确定Fe、Ag的存在。14(13分)用下面两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溶液反应来制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀硫酸、铁屑。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法。(3)
15、生成白色Fe(OH)2沉淀的操作方法是：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。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是稀硫酸、铁屑。(2)在试管里加入的试剂是NaOH溶液。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是检验试管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。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入，避
16、免Fe(OH)2被迅速氧化。解析：方法一：(1)由于Fe2具有水解性，Fe22H2OFe(OH)22H而使溶液变浑浊，故在配制FeSO4溶液时，常将其溶于稀硫酸中，同时由于Fe2具有较强的还原性易被氧化为Fe3，故在配好的溶液中常加一枚铁钉(或铁屑)以防止其氧化。(2)由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热的方法除去蒸馏水中溶解的O2。(3)空气中含有大量的O2，为防止生成的Fe(OH)2沉淀与空气接触，需将吸取的NaOH溶液的试管放入液面以下后再挤出。方法二：(1)由所给试剂及装置特点知，试管为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故试管中加入的试剂为铁和稀
17、硫酸。(2)试管中加入的试剂为NaOH溶液。(3)为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。(4)由于试管中产生的H2充满了、两支试管，外界空气不易进入，即Fe(OH)2是在H2的还原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。15(13分)硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上作补血剂。某课外小组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)向操作的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有Fe3(填离子符号)。(2)操作中反应的离子
18、方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)操作中反应的离子方程式为Fe33OH=Fe(OH)3或Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。(4)操作中系列处理的步骤为过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、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0.07ag。(用含a的代数式表示)解析：(1)操作的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，说明该滤液中含有Fe3。(2)双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2氧化为Fe3，则操作中反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)操作是将Fe3转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe33OH=Fe(OH)3或
19、Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。(4)操作中的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，然后灼烧生成氧化铁，冷却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，所以每片补血剂含铁元素的质量为0.07a g。16(14分)根据下面给出的药品和实验装置，设计一个实验，粗略测定由铜和锌两种金属组成的合金黄铜中锌的质量分数(黄铜已加工成粉末)。(1)实验室提供的药品如下：稀硫酸浓硫酸氧化铜粉末根据你设计的实验方案，你从提供的药品中选择稀硫酸。(2)甲同学称取a g黄铜粉样品进行实验，选取下列装置中的三种(夹持仪器省去)，用排水量
20、气法完成了该实验。她选择的实验装置有A、E、F(填装置编号)。连接的顺序是(按气流从左到右的方向填写装置接口序号)。若测得的数据为b mL(标准状况)，则合金中锌的质量分数为100%(用字母表示)。(3)乙同学也称取a g黄铜粉样品进行实验，仅选用了上述实验装置中的一种或两种，另外还使用了托盘天平完成了该实验。他选择的装置为A、G(填装置编号，实验中不需要连接装置)；他测定的数据是B(选下列字母编号)。A所需溶液的体积c mLB反应后剩余固体的质量d gC反应后仪器和药品的质量e g根据所测数据，计算合金中锌的质量分数为100%(用含字母的代数式表示)。解析：由于黄铜中铜不与稀硫酸反应而锌与稀硫酸反应并放出H2，根据实验目的，可设计两个实验方案，一是测定黄铜样品的质量和该黄铜样品与足量稀硫酸反应放出H2的体积，进而求出黄铜中锌的质量分数；二是测定黄铜样品的质量和该黄铜样品与足量稀硫酸反应后剩余不溶物的质量，此法较简便。
