1、第3章 铁 金属材料一、选择题1下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )A目前我国流通的硬币是由合金材料制成的B镁在空气中燃烧发生耀眼的白光，可用于制作照明弹C日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用D生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加D 目前我国流通的硬币是由合金材料制成的，A正确；制造照明弹利用了镁燃烧可发出耀眼的白光的性质，B正确；常温下，铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，对内部金属起保护作用，C正确；生铁含碳量高于普通钢和不锈钢，D错误。2钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它 ( )A有良好的导热性B有一定的机械强度C不易受空
2、气和水的作用D有良好的导电性B 钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。3下列有关铝及其化合物的说法错误的是 ( )A铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼B可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水C氧化铝是一种较好的耐火材料，但不可用氧化铝坩埚熔化NaOHDAl2O3能跟强酸、强碱溶液反应生成盐和水，所以它是两性氧化物A 铝比铁活泼，但铝表面易被氧化为一层致密的氧化物薄膜。4为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )A只有B只有C DC 实验中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl
3、3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验涉及反应的离子方程式为AgCl=AgCl，体现的是Cl的性质。5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D 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；由“不久铝箔表面生出白毛”的
4、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；“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；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。6下列离子检验的方法正确的是( )A某溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含有Fe2B某溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中一定有Fe3C某溶液中加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明原溶液中一定有Fe3D某溶液中加入稀硫酸产生无色气体，说明原溶液中一定有COC KSCN与Fe3发生反应：Fe33SCN=Fe(S
5、CN)3，而Fe2与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3，又含Fe2，滴加KSCN溶液，溶液也会呈红色，此方法可以证明原溶液中存在Fe3而不能证明没有Fe2，故A错误；通入Cl2，Cl2将Fe2氧化成Fe3，即使原溶液中不含Fe3，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中是否含有Fe3，故B错误；加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3，故C正确；若原溶液中有HCO等，也能产生无色气体，则加入稀硫酸产生无色气体，不能说明原溶液中一定有CO，故D错误。7以下物质之间的每步转化中，都能通过一步反应实现的是( )FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3NaNa2ONa2CO
6、3NaHCO3NaOHMgMgCl2Mg(OH)2AlAl2O3Al(OH)3ABCDC 中Al2O3Al(OH)3不能一步完成。8要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序为 ( )加入足量氯水 加入足量酸性KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液AB CDC 在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3存在，再加入足量氯水，将Fe2氧化成Fe3，溶液变为红色。酸性KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。9在硫酸铁溶液中，加入少量铜粉至完全溶解后，又加入一定量铁粉，充分反应后有残余固体，则下列判断正确的是(
7、 )A最后得到的溶液中金属阳离子只有Cu2B残余固体可能为铁、铜混合物C残余固体一定全部是铜D最后得到的溶液中含有Fe3B 本题涉及的反应有(1)Cu2Fe3=Cu22Fe2，(2)FeCu2=Fe2Cu，Fe2Fe3=3Fe2，由于Fe3氧化性比Cu2强，所以铁粉先和Fe3反应，再和Cu2反应，经分析存在几种情况：加入铁粉过量，剩余固体为铁、铜，溶液为硫酸亚铁溶液；加入铁粉少量，剩余固体为铜，溶液为硫酸亚铁和硫酸铜混合液；加入铁粉恰好把溶液中铁离子与铜离子反应完，剩余固体为铜，溶液为硫酸亚铁溶液。根据以上分析可知B项正确。10将铁粉、铜粉混合物加入FeCl3溶液，充分反应后仍有固体存在，则下
8、列判断不正确的是 ( )A溶液中一定含有Cu2B溶液中一定含有Fe2C加入KSCN溶液一定不变红色D剩余固体中一定含有CuA Fe、Cu均能与FeCl3反应，由于还原性：FeCu，则Fe优先与FeCl3反应生成Fe2，溶液中一定含有Fe2，B项正确；因充分反应后仍有固体剩余，则剩余固体中一定含有Cu，溶液中一定不含有Fe3，可能含有Cu2，A项错误，C、D项正确。11下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液B
9、aCl2溶液C A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO又引入了Cl，均不合要求。A项中应加适量铁粉，B项中可加足量铁粉过滤后，向滤液中通足量Cl2，D项中应加适量稀硫酸。12下列离子方程式不正确的是( )ANa2O2溶于水：2Na2O22H2O=4Na4OHO2BCu与FeCl3反应：CuFe3=Fe2Cu2CFe2O3溶于盐酸：Fe2O36H=2Fe33H2ODAl溶于NaOH溶液：2Al2OH2H2O=2AlO3H2B B项，电荷不守恒，应为Cu2Fe3=2Fe2Cu2。13下列离子组一定大量共存的是( )AFeCl3溶液中：Fe2、Cu2、I、
10、SOBFeCl2溶液中：Mg2、Ag、MnO、NOCAlCl3溶液中：Mg2、Fe3、Fe2、SOD酸性溶液中：Al3、Fe3、I、SOC A项，Fe3氧化I，不共存；B项，Ag与Cl形成沉淀，MnO氧化Fe2和Cl，不共存；D项，Fe3氧化I，不共存。14下列关于Mg、Fe、Cu的说法正确的是( )A三种金属单质放置在空气中均只生成氧化物B保存Fe2(SO4)3溶液时需要加入铁钉C无需另选试剂就可以鉴别MgSO4、Fe2(SO4)3和CuSO4D三种金属的活泼性：MgCuFeC 铜在空气中生成铜绿，属于盐，A错误；Fe2(SO4)3溶液中加入铁钉，Fe3会被铁还原为Fe2，B错误；硫酸铜溶液
11、呈蓝色，硫酸铁溶液是棕黄色，而硫酸镁是无色溶液，C正确；三种金属的活泼性：MgFeCu，D错误。15Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的H2 4.48 L。下列推断错误的是 ( )A参加反应的镁、铝共0.2 molB参加反应的HCl为0.4 molC镁、铝在反应中共失去0.4 mol电子D若与足量的稀硫酸反应，能产生0.2 mol H2A Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的H2 4.48 L，n(H2)0.2 mol，因为反应后Mg、Al化合价不同，且Mg、Al混合物的质量未知，所以无法计算出参加反应的Mg、Al的物质的量，A项错误；根据氢原子守恒得n(H
12、Cl)2n(H2)0.4 mol，B项正确；根据得失电子守恒，Mg、Al在反应中共失去电子的物质的量为0.2 mol20.4 mol，C项正确；Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子，若与足量的稀硫酸反应，产生0.2 mol H2，D项正确。16在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3、Cu2、Fe2的物质的量之比为321，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为124，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3的物质的量之比为( )A21B12 C13D14C 根据三种离子浓度的变化，Cu2浓度并没有发生变化，说明没有参加反应，反应离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2，故参
13、加反应的铁粉与原溶液Fe3物质的量之比为13，故选项C正确。17将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的100 mL 0.05 molL1的盐酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3、Al3刚好完全沉淀，消耗NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为 ( )A0.1 molL1B0.2 molL1C0.05 molL1D无法计算C 根据关系式：HClNaClNaOH知n(NaOH)n(HCl)故c(NaOH)0.05 molL1。18由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12 g，跟足量的盐酸反应产生5.6 L氢气(标准状况)，那么此合金中一定含有的金属是( )AZnB
14、Mg CAlDNaA 标准状况下5.6 L氢气的物质的量为0.25 mol，故12 g金属提供的电子为0.25 mol20.5 mol。提供0.5 mol电子，需要消耗Na、Mg、Al、Zn的质量分别为11.5 g、6 g、4.5 g、16.25 g，故金属混合物中一定有Zn，A正确。19用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积(标准状况)为( )A1.12 LB小于1.12 LC大于1.12 LD无法确定C 首先发生的反应是2Na2H2O=2NaOHH2，标准状况下0.1 mol Na与水反应产生的H2的体积为1.12 L，然后发生的反应是2Al
15、2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，此反应又能产生部分H2，故最后放出的H2的体积大于1.12 L。二、非选择题20下列物质之间有如下反应关系：已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答：(1)写出下列物质的化学式：A_，B_，D_，甲_，乙_，丙_。(2)写出EC反应的化学方程式：_。(3)写出BD反应的离子方程式：_。解析 E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH(或KOH等)，由DB的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由红色
16、溶液可知，丙为KSCN。答案 (1)Fe2O3 FeCl3 FeCl2 Cl2 NaOH(或KOH等) KSCN (2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (3)Fe2Fe3=3Fe221根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题(已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)：(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如下图所示，铜常用于制造货币的原因可能是_(填字母)。A铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型B铜的性质不活泼，不易被腐蚀C我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术D自然界有大量的游离态的铜(2)铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是_(填化学式，下同)，常
17、见的铁的氧化物还有_、_。(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为_。(4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色物质是_(填名称)，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是_(填化学式)，这枚金属币的真面目为_色。解析 (1)铜钱作为货币，首先Cu应易得，其次不容易被腐蚀。(2)铁锈的主要成分为Fe2O3xH2O，常见的铁的氧化物还有FeO和Fe3O4(合理即可)。(3)Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。(4
18、)Cu与O2反应生成黑色的CuO：2CuO2=2CuO，Cu在空气中“生锈”的化学方程式为2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色)。答案 (1)ABC (2)Fe2O3xH2O FeO Fe3O4(合理即可) (3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O (4)铜 氧化铜 2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO3 紫红22某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%)，设计如图装置在室温下进行实验。(1)检验该装置气密性的方法是_。(2)铝合金样品与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_。(3)反应前先第一次
19、读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与a g铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前需要进行的一步操作是_。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为V mL。若a0.038，V44.8 mL，请通过计算说明该合金是否符合国家标准：_(填“符合”或“不符合”)。(4)若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止后量气管内气体体积(折算成标准状况下)_(填“”“23硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下图所示：回答下列问题：
20、(1)步骤温度保持8095 ，采用的合适加热方式是_。(2)步骤中选用足量的H2O2，理由是_。(3)步骤的具体实验操作有_，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(4)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为_。解析 (1)温度低于水的沸点，可以采用热水浴加热，受热均匀且便于控制。(2)铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，加入足量H2O2的目的是将Fe2全部氧化为Fe3，又不引入杂质。(3)步骤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(4)失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2xH2O，由题意知100%5.6%，解得x12。答案 (1)热水浴 (2)将Fe2全部氧化为Fe3且不引入杂质 (3)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (4)NH4Fe(SO4)212H2O- 8 -
