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高中化学第二节 金属材料练习
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这是一份高中化学第二节 金属材料练习，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章 铁 金属材料
过关测试 提高卷
（时间：90分钟）
一、选择题（每小题3分，共48分）
1．钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是（ ）
A．它们的组成元素是相同的
B．耐腐蚀的性能不同
C．它们都属于钢,因此物理性质相同
D．构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质相同
【答案】B
【解析】
A．普通钢主要含有铁和C；不锈钢由普通钢、镍、铬、钼等融合而成，故A错误；
B．不锈钢耐腐蚀性强于普通钢，故B正确；
C．都属于钢，但所含有的元素不同，物理、机械性能存在较大差异，故C错误；
D．不锈钢中含有的镍、铬、钼等元素使得不锈钢的化学性质有别与普通钢，故D错误；
故选：B。
2．下列说法正确的是（ ）
A．“真金不怕火炼”，这里的“真金”指的是Au，Cu等金属单质
B．钠受热后与O2反应生成的淡黄色固体名称叫“过氧化钠”
C．用砂纸打磨过的铝箔加热熔化时，会有液滴掉落下来
D．炽热的还原铁粉和水蒸汽反应有红棕色固体生成
【答案】B
【解析】
A．“真金不怕火炼”，这里的“真金”指的是Au的化学性质稳定，即便在高温时也不与其它物质发生反应，但不包括Cu等金属单质，A不正确；
B．钠受热后与O2反应，生成稳定的固态氧化物“过氧化钠”，颜色呈淡黄色，B正确；
C．用砂纸打磨过的铝箔加热熔化时，因表面氧化铝的熔点比火焰的温度高，所以熔化的铝虽呈液态但不掉落下来，C不正确；
D．炽热的还原铁粉和水蒸汽反应，生成黑色的四氧化三铁固体和氢气，D不正确；
故选B。
3．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色(Fe2+)变为棕黄色(Fe3+)。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象发生。这说明维生素C具有（ ）
A．氧化性 B．还原性 C．碱性 D．酸性
【答案】B
【解析】
Fe2+变为黄色Fe3+，该过程中铁元素被氧化，维生素C可有效防止这种现象发生，说明维生素C可以防止铁元素被氧化，说明维生素C具有还原性。
答案为B。
4．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．Al2O3具有两性，可用作耐高温材料
B．NaHCO3溶液呈碱性，可用于制备纯碱
C．铝具有良好导热性，可用作贮运浓硝酸
D．FeCl3溶液具有氧化性，可用作蚀刻铜电路板
【答案】D
【解析】
A．Al2O3熔点高，所以Al2O3可用作耐高温材料，与Al2O3具有两性无关，故A错误；
B．NaHCO3加热易分解为碳酸钠、二氧化碳、水，所以NaHCO3可用于制备纯碱，与NaHCO3溶液呈碱性无关，故B错误；
C．常温下，铝遇浓硝酸易钝化，可用作贮运浓硝酸，与铝具有良好导热性无关，故C错误；
D．FeCl3溶液具有氧化性，铜和FeCl3溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，可用作蚀刻铜电路板，故D正确；
答案选D。
5．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．金属X的原子结构示意图为
B．固体A的化学式为Al(OH)3
C．硫酸铝在水中的电离方程式为：Al2(SO4)3 = 2Al3＋＋3
D．操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、分液、洗涤、干燥
【答案】D
【解析】
【分析】
Mg、Al合金中加入足量NaOH，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，过滤后可得金属Mg（金属X），NaAlO2溶液中加稀硫酸，生成Al(OH)3沉淀（固体A），再加稀硫酸，生成Al2(SO4)3 ，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Al2(SO4)3晶体。
【详解】
A．根据分析，金属X为Mg，Mg是12号元素，原子结构示意图为，A正确；
B．根据分析，固体A为Al(OH)3，B正确；
C．Al2(SO4)3 是强电解质，在水中完全电离，电离方程式为Al2(SO4)3 = 2Al3＋＋3，C正确；
D．根据分析，操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误；
故选D。
6．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为：关闭E，使A中溶液压入B瓶中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色最终变成红褐色
【答案】B
【解析】
【分析】
Fe(OH)2容易被空气中是氧气氧化。实验开始时，应先打开活塞，使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化，因此A中发生铁与稀硫酸的反应；关闭活塞E时，A中溶液进入B装置中，A中溶液含有硫酸亚铁（可能含有硫酸），硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2，因此B中盛放氢氧化钠溶液，据此分析判断。
【详解】
A．根据上述分析，制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加入的试剂是铁屑，B中盛有一定量的NaOH溶液，故A正确；
B．稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，因为装置中有空气，需要用生成的氢气排出，所以要打开活塞E，故B错误；
C．铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A装置中的压强逐渐增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，所以操作为：关闭活塞E，使A中溶液被压入B瓶中进行反应，故C正确；
D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故D正确；
故选B。
7．如图所示装置中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ）
A．①② B．①②④ C．①④ D．②③④
【答案】B
【解析】
【分析】
实验中生成的Fe(OH)2容易发生氧化，要能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀就要防止其发生氧化。，
【详解】
①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，①符合题意；
②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，②符合题意；
③生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，导致不能长时间观察到氢氧化亚铁，③不符题意；
④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，③符合题意；
所以上述装置中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是①②④，答案选B。
8．在下列各溶液中，所给离子一定能大量共存的是( )
A．强碱性溶液中：K+、Mg2+、Cl¯、SO
B．无色透明的溶液中：K+、Cu2+、NO、SO
C．强酸性溶液中：Na+、Fe2+、NO、SO
D．含有Ca2+ 的溶液中：K+、Na+、HCO、Cl¯
【答案】D
【解析】
A．强碱性溶液中，Mg2+会生成沉淀，不能大量存在，A不合题意；
B．Cu2+呈蓝色，在无色透明的溶液中不能大量存在，B不合题意；
C．在强酸性溶液中，Fe2+、NO会发生氧化还原反应，不能大量共存，C不合题意；
D．含有Ca2+ 的溶液中，K+、Na+、HCO、Cl¯都能大量存在，D正确；
故选D。
9．如图所示，其中X、Y、Z、R、E分别是氧化铁、稀硫酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液、二氧化碳中的一种。图中短线相连的物质间均能相互发生反应，已知X和R反应有气泡出现，则下列说法正确的是( )
A．X是稀硫酸
B．X和Z反应无明显现象
C．R与E反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D．E在一定条件下可以转化为Y
【答案】D
【解析】
【分析】
在氧化铁、稀硫酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液、二氧化碳中，只有Ba(OH)2、H2SO3能与另外三种物质反应，则Z、R为Ba(OH)2、H2SO3中的一种。因为X和R反应有气泡出现，所以R为H2SO4，X为Na2CO3，从而得出Y为CO2，Z 为Ba(OH)2，E为Fe2O3。
【详解】
A．由以上分析知，X是Na2CO3，A不正确；
B．X(Na2CO3)和Z[Ba(OH)2]反应，生成BaCO3白色沉淀，B不正确；
C．R(H2SO4)与E[Ba(OH)2]反应，产生BaSO4沉淀，无气体产生，C不正确；
D．E(Fe2O3)在一定条件下与一氧化碳反应可以转化为Y(CO2)，D正确；
故选D。
10．证明某溶液只含有Fe2+，而不含有Fe3+的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加酸性KMnO4溶液
D．只需滴加KSCN溶液
【答案】B
【解析】
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，能证明反应后溶液中含Fe3+，但不能证明原溶液中是仅含Fe2+还是Fe3+，或者是二者的混合物，A不合题意；
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，证明溶液中不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，证明Fe2+被氧化为Fe3+，B符合题意；
C．滴加酸性KMnO4溶液，能证明Fe2+是否存在，但不能证明是否含有Fe3+，C不合题意；
D．滴加KSCN溶液，只能证明Fe3+是否存在，不能证明是否含有Fe2+，D不合题意；
故选B。
11．用相同的铝片、6 mol·L－1稀盐酸、3 mol·L－1稀硫酸、6 mol·L－1氢氧化钠溶液、试管等分别进行下表实验：
实验方案
实验现象
实验原理(化学方程式)
(1)铝片与足量盐酸反应
铝片开始无现象，一段时间后逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
(2)铝片与足量硫酸反应
铝片开始无现象，一段时间后反应缓慢，铝片表面有少量气泡产生
Al2O3+3H2SO4＝2Al2(SO4)3+3H2O
2Al+3H2SO4＝2Al2(SO4)3+3H2↑
(3)铝片与足量氢氧化钠溶液反应
铝片开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
对上述实验的相关说法不正确的是（ ）
A．对比(1)、(2)、(3)中Al2O3参与的反应可得出：Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质
B．对比(1)、(2)、(3)中气体产生现象和酸碱的挥发性可得出：实验(3)最适宜于实验室制备H2
C．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：c(H+)越大，相同时间内产生气泡越多
D．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：对Al与H+的反应可能有阻碍作用
【答案】C
【解析】
A．实验(1)、(2)、(3)中Al2O3既能与非氧化酸反应生成一种盐和水，又能和碱反应生成一种盐和水，说明Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质，故A项说法正确；
B．实验(2)后来气泡产生较慢，实验(1)、(3)中，后来都有大量气泡产生，因此实验(1)、(3)都可用制备H2，但因盐酸具有挥发性，会使所得H2中含有一定量杂质HCl，所以实验(3)最适宜于实验室制备H2，故B项说法正确；
C．6 mol·L－1稀盐酸与3 mol·L－1稀硫酸中c(H+)相同，因此实验(2)中后来产生H2的速度较低与c(H+)无关，是由其它原因导致，故C项说法错误；
D．实验(1)、(2)中c(H+)、铝片等实验条件相同，不同之处在于盐酸与硫酸中阴离子种类，实验(1)后来产生H2较快，而实验(2)后来产生H2较慢，其原因可能是Cl-对Al与H+的反应有促进作用或者对Al与H+的反应可能有阻碍作用，故D项说法正确；
综上所述，说法错误的是C项，故答案为C。
12．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混和粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是（ ）
A．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋ B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．只有Fe2＋和Cu2＋ D．只有Fe2＋
【答案】A
【解析】
A、由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，无论Fe3+是和Fe反应，还是和Cu反应，溶液中一定存在Fe2+，当Fe过量时，不存在Cu2+，当Fe不足时，溶液中有Cu2+，A正确；
B、剩余固体中含有铜，则溶液中一定不存在铁离子，B错误；
C、当铜全部析出时，不存在Cu2+，C错误；
D、由于红色粉末是Cu，所以溶液当中肯定没有Fe3+，但可能含有铜离子，D错误，
答案选A。
【点晴】
该题的关键是明确氧化性与还原性的强弱顺序，搞清楚反应的先后顺序，即铁离子首先氧化铁，然后在氧化单质铜，单质首先还原铁离子，然后还原铜离子，最后还原氢离子，然后结合选项逐一分析解答。
13．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A．除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．Fe3O4为红棕色晶体
D．Fe(OH)2和Fe(OH)3都能在空气中稳定存在
【答案】A
【解析】
A、氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，故除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气，正确；
B、铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，错误；
C、Fe3O4为黑色晶体，错误；
D、Fe(OH)2在空气中与氧气和水反应生成Fe(OH)3，不能稳定存在，错误。
14．已知氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，现向1 L含有0.1 mol Fe2(SO4)3和0.2 mol CuCl2的某混合溶液中加入0.2 mol Fe，充分反应后(忽略溶液体积变化)，下列说法正确的是(已知2Fe3++Fe＝3Fe2+)（ ）
A．析出0.2 mol Cu B．剩余0.1 mol Fe
C．溶液中c(Fe2＋)＝0.4 mol·L－1 D．溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝1∶1
【答案】C
【解析】
【分析】
因为Fe3＋的氧化性强于铜离子，因此加入铁发生反应的先后顺序是Fe+ 2Fe3＋＝3Fe2＋、Fe + Cu2＋＝Fe2＋+Cu，向1 L含有0.1 mol Fe2(SO4)3和0.2 mol CuCl2的某混合溶液中加入0.2 mol Fe，根据上述反应，Fe3＋消耗Fe的物质的量为0.1mol，Cu2＋消耗Fe的物质的量为0.1 mol，反应后混合液的阳离子为Fe2＋、Cu2＋。据此解答。
【详解】
A.根据分析知，Cu2＋过量，铁不足，所以析出Cu的物质的量为0.1mol，故A项错误；
B.根据分析知，铁完全反应，没有剩余，故B项错误；
C.根据分析知，Fe3＋全部转化成Fe2＋，铁粉全部转化成Fe2＋，根据铁元素守恒，
c(Fe2＋)=(0.2+0.2)mol/1L=0.4mol/L，故C项正确；
D.根据上述分析溶液中无Fe2＋存在，故D项错误。
答案选C。
15．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（ ）
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
C．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】C
【解析】
将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中，铁粉的物质的量n=，氯化铁的物质的量n=c×V=2mol·L-1×0.025L=0.05mol，铁粉与氯化铁的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol。
A. 氯化铁剩余了0.01mol，铁完全反应，故A错误；
B. Fe2+的物质的量为0.06mol，氯化铁的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6:1，故B错误；
C. 由于氯化铁剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色，故C正确；
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比是1:2，故D错误；
答案选C。
16．某同学通过如下流程制备氧化亚铜：
已知：难溶于水和稀硫酸；
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤②中的可用替换
B．步骤③中为防止被氧化，可用水溶液洗涤
C．步骤④发生反应的离子方程式为
D．如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度
【答案】D
【解析】
A.步骤②中的主要作用是将还原为，同样具有还原性，可以替换，选项A正确；
B.水溶液具有还原性，可以防止被氧化，选项B正确；
C. 步骤④与氢氧化钠反应生成氧化亚铜、氯化钠和水，发生反应的离子方程式为，选项C正确；
D.如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应后，得到的固体中含有和，此时无法计算试样纯度，选项D错误。
答案选D。
二、非选择题（共52分）
17．（10分）Ⅰ.已知：Fe3+溶液颜色为黄色，Fe2+溶液颜色为浅绿色，Fe(OH)3为红褐色。
（1）现将少量Fe2O3粉末加入适量稀盐酸，发生反应的离子方程式_______，用所得溶液进行以下实验：
（2）取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，观察到有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式为_________。
（3）取少量溶液于试管中，加入少量还原铁粉，振荡，铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色，反应的离子方程式为____________。
Ⅱ.现有以下物质：①NaHSO4晶体，②液态O2，③冰醋酸（固态醋酸），④汞，⑤BaSO4固体，⑥Fe(OH)3胶体，⑦酒精（C2H5OH），⑧熔化KNO3，⑨盐酸，⑩金属钠，请回答下列问题（用序号）：
（1）以上物质属于电解质的是___________。
（2）请写出下列序号物质的电离方程式：
①________________；⑧_______________。
（3）a．写出制备⑥的实验操作为_________。
b．制备⑥的离子方程式为________。
【答案】Fe2O3+6H＋＝2Fe3＋+3H2O Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓ 2Fe3＋+Fe＝3Fe2＋ ①③⑤⑧ NaHSO4＝H＋+Na＋+SO KNO3＝K＋+NO 向沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热 Fe3＋+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H＋
【解析】
Ⅰ.（1）现将少量Fe2O3粉末加入适量稀盐酸，发生反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6H＋＝2Fe3＋+3H2O；
（2）取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，发生复分解反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓。
（3）取少量溶液于试管中，加入少量还原铁粉，振荡，铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色，说明铁离子被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋+Fe＝3Fe2＋。
Ⅱ.（1）溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物是电解质，酸碱盐都是电解质，因此以上物质属于电解质的是NaHSO4晶体、冰醋酸（固态醋酸）、BaSO4固体、熔化KNO3，答案选①③⑤⑧。
（2）硫酸氢钠是强酸的酸式盐，溶于水的电离方程式为NaHSO4＝H＋+Na＋+SO；硝酸钾是盐，电离方程式为KNO3＝K＋+NO。
（3）a．实验室制备氢氧化铁胶体的实验操作为向沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。
b．制备氢氧化铁胶体的离子方程式为Fe3＋+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H＋。
18．（10分）为了达到下列的实验要求，请从供选择的化学试剂或实验方法中选出合适的，将其编号填入对应的空格中，并按要求写出相应的方程式。
供选择的化学试剂或实验方法如下:
A．加入NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥 B．通入适量的CO2
C．通入Cl2气体 D．加入适量铁粉
E.加入CaCl2溶液，观察 F.加入澄清石灰水，观察
G.丁达尔效应
(1)鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液:________
(2)除去镁粉中的少量铝粉杂质:_______
(3)除去FeCl3溶液中FeCl2:_____ , 离子方程式____________________
(4)实验室保存FeSO4溶液时要加入____ ;
(5)除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质: ________, 化学方程式:___________________
【答案】G A C 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 适量铁钉和稀硫酸 B Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
【解析】
（1）丁达尔现象为胶体特有的性质，则鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液选G；答案为G。
（2）Al与NaOH溶液反应，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，而Mg不能，则选A除去镁粉中的少量铝粉杂质；答案为A。
（3）氯化亚铁与氯气发生反应生成氯化铁，则选C可除杂，离子反应方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；答案为C，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
（4）保存FeSO4溶液，需要防止亚铁离子水解及氧化，则加适量铁钉和稀硫酸；答案为适量铁钉和稀硫酸。
（5）二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，即Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，则选B除去杂质；答案为B，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。
19．（10分）将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
（1）原混合物中Mg和Al的质量之比为____。
（2）生成的H2在标准状况下的体积为____。
（3）加入NaOH溶液的物质的量浓度为____。
（4）稀硫酸的物质的量浓度为____。
（5）写出NaOH体积在200-240mL之间所发生的离子反应方程式____。
【答案】2∶3 10.08L 5mol/L 1.25mol/L Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
【解析】
【分析】
由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为
0.35mol，溶液中溶质为Na2SO4；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当V(NaOH溶液)=
240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)2为0.15mol，Al(OH)3为
0.35mol−0.15mol=0.2mol。
【详解】
（1）由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以镁和铝的质量之比为：0.15mol×24g/mol：
0.2mol×27g/mol=2：3，故答案为：2：3；
（2）由A中可知，n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=
0.9mol，所以n(H2)=0.45mol，故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L，故答案为：10.08L；
（3）由200∼240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，氢氧化钠的浓度为：0.2mol/(0.24L−0.2L)=5mol/L，故答案为：5mol/L；
（4）沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的1/2倍，所以n(Na2SO4)=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为：0.5mol/0.4L=1.25mol/L，故答案为：1.25mol/L；
（5）从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，其离子反应方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+
2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
20．（12分）长期放置的 FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验 FeSO4溶液的变质程度
实验方案
实验现象
实验结论
步骤 1
取待检测液于试管中，向其中滴加 KSCN 溶液
_____
FeSO4溶液部分变质
步骤 2
_____
_____
①将上述方案补充完整
②若要使部分变质的 FeSO4复原，方法是_____。(写离子反应方程式)
(2)利用部分变质的 FeSO4溶液制备 Fe2O3
①请在( )内填写所需试剂或条件，在□内填写含铁物质的化学式____、____、___；(以离子形式存在的可写离子符号)。
②若100mL 该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为_____。
(3)FeSO4 可用作补铁剂，使用时建议与维生素C 同服，同学甲猜测维生素 C 可将Fe3+转化为 Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量 Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C 片， 振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素 C 可将 Fe3+转化为 Fe2+”的结论？请说明理由_____。
【答案】溶液变红 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去
2Fe3++ Fe=3Fe2+ H2O2 NaOH 加热 0.2mol/L
不能，维生素 C 可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有 Fe2+生成
【解析】
(1)①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；
②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；
(2)①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3，首先需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，可用H2O2作氧化剂，得到Fe2(SO4)3溶液，然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到Fe2O3；
②n(Fe2O3)==0.01mol，则变质前，100mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)=0.02mol，故c(FeSO4)= =0.2mol/L；
(3)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。
21．（10分）常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂，其主要成分为活性铁粉。脱氧中的一步主要反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3(红褐色固体)
(1)Fe(OH)3中铁元素化合价为________，该脱氧反应中还原剂是_________。
(2)某化学兴趣小组用食品脱氧剂(2g铁粉、0.5g活性炭、0.5g氯化钠)进行如下两个实验。
请回答：
I.溶液丙中一定含有的金属阳离子是___________________(写离子符号)；将乙烘干后进行如下实验，物质之间的转化关系如图(部分产物略去)
II.写出反应②的离子方程式，并用双线桥法表示电子转移的方向和数目__________；
III.向溶液C中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，其离子方程式为_____；反应③的化学方程式为______。
【答案】+3 Fe(OH)2 Fe2+、Na+ + Ba2+ ＝BaSO4↓
CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4
【解析】
【分析】
第一个实验：脱氧剂中的铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，气体甲为氢气，混合物为硫酸亚铁、活性炭、NaCl、未反应的硫酸、水的混合物，通过过滤得到活性炭固体和硫酸亚铁、NaCl、硫酸的混合溶液，乙为活性炭，丙为硫酸亚铁、NaCl、硫酸的混合溶液；
第二个实验：乙为活性炭，C和Fe2O3在高温条件下反应得到金属Fe，由反应②可知C溶液含Cu2+，金属B为Cu，有色溶液D含Fe2+，蓝色沉淀为Cu(OH)2，据此解答。
【详解】
(1)根据化合物中化合价代数和为零的原则，Fe(OH)3中铁元素化合价为 +3，在反应中元素化合价升高的物质作还原剂，在该脱氧反应中还原剂是Fe(OH)2，故答案为：+3；Fe(OH)2；
(2)Ⅰ.溶液丙中含有的溶质有：反应生成的硫酸亚铁，原来的氯化钠，没有反应的硫酸，溶液丙中一定含有的金属阳离子是Fe2+、Na+，故答案为：Fe2+、Na+；
Ⅱ：反应②为铁和铜离子反应生成亚铁离子和单质铜，用双线桥法表示电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
III. 向溶液C中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则C中，C为CuSO4溶液，产生白色沉淀的离子方程式为，反应③为氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，其反应方程式为：CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4，故答案为：
；CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4。
第三章 铁 金属材料
过关测试 提高卷
（时间：90分钟）
一、选择题（每小题3分，共48分）
1．钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是（ ）
A．它们的组成元素是相同的
B．耐腐蚀的性能不同
C．它们都属于钢,因此物理性质相同
D．构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质相同
【答案】B
【解析】
A．普通钢主要含有铁和C；不锈钢由普通钢、镍、铬、钼等融合而成，故A错误；
B．不锈钢耐腐蚀性强于普通钢，故B正确；
C．都属于钢，但所含有的元素不同，物理、机械性能存在较大差异，故C错误；
D．不锈钢中含有的镍、铬、钼等元素使得不锈钢的化学性质有别与普通钢，故D错误；
故选：B。
2．下列说法正确的是（ ）
A．“真金不怕火炼”，这里的“真金”指的是Au，Cu等金属单质
B．钠受热后与O2反应生成的淡黄色固体名称叫“过氧化钠”
C．用砂纸打磨过的铝箔加热熔化时，会有液滴掉落下来
D．炽热的还原铁粉和水蒸汽反应有红棕色固体生成
【答案】B
【解析】
A．“真金不怕火炼”，这里的“真金”指的是Au的化学性质稳定，即便在高温时也不与其它物质发生反应，但不包括Cu等金属单质，A不正确；
B．钠受热后与O2反应，生成稳定的固态氧化物“过氧化钠”，颜色呈淡黄色，B正确；
C．用砂纸打磨过的铝箔加热熔化时，因表面氧化铝的熔点比火焰的温度高，所以熔化的铝虽呈液态但不掉落下来，C不正确；
D．炽热的还原铁粉和水蒸汽反应，生成黑色的四氧化三铁固体和氢气，D不正确；
故选B。
3．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色(Fe2+)变为棕黄色(Fe3+)。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象发生。这说明维生素C具有（ ）
A．氧化性 B．还原性 C．碱性 D．酸性
【答案】B
【解析】
Fe2+变为黄色Fe3+，该过程中铁元素被氧化，维生素C可有效防止这种现象发生，说明维生素C可以防止铁元素被氧化，说明维生素C具有还原性。
答案为B。
4．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．Al2O3具有两性，可用作耐高温材料
B．NaHCO3溶液呈碱性，可用于制备纯碱
C．铝具有良好导热性，可用作贮运浓硝酸
D．FeCl3溶液具有氧化性，可用作蚀刻铜电路板
【答案】D
【解析】
A．Al2O3熔点高，所以Al2O3可用作耐高温材料，与Al2O3具有两性无关，故A错误；
B．NaHCO3加热易分解为碳酸钠、二氧化碳、水，所以NaHCO3可用于制备纯碱，与NaHCO3溶液呈碱性无关，故B错误；
C．常温下，铝遇浓硝酸易钝化，可用作贮运浓硝酸，与铝具有良好导热性无关，故C错误；
D．FeCl3溶液具有氧化性，铜和FeCl3溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，可用作蚀刻铜电路板，故D正确；
答案选D。
5．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．金属X的原子结构示意图为
B．固体A的化学式为Al(OH)3
C．硫酸铝在水中的电离方程式为：Al2(SO4)3 = 2Al3＋＋3
D．操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、分液、洗涤、干燥
【答案】D
【解析】
【分析】
Mg、Al合金中加入足量NaOH，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，过滤后可得金属Mg（金属X），NaAlO2溶液中加稀硫酸，生成Al(OH)3沉淀（固体A），再加稀硫酸，生成Al2(SO4)3 ，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Al2(SO4)3晶体。
【详解】
A．根据分析，金属X为Mg，Mg是12号元素，原子结构示意图为，A正确；
B．根据分析，固体A为Al(OH)3，B正确；
C．Al2(SO4)3 是强电解质，在水中完全电离，电离方程式为Al2(SO4)3 = 2Al3＋＋3，C正确；
D．根据分析，操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误；
故选D。
6．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为：关闭E，使A中溶液压入B瓶中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色最终变成红褐色
【答案】B
【解析】
【分析】
Fe(OH)2容易被空气中是氧气氧化。实验开始时，应先打开活塞，使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化，因此A中发生铁与稀硫酸的反应；关闭活塞E时，A中溶液进入B装置中，A中溶液含有硫酸亚铁（可能含有硫酸），硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2，因此B中盛放氢氧化钠溶液，据此分析判断。
【详解】
A．根据上述分析，制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加入的试剂是铁屑，B中盛有一定量的NaOH溶液，故A正确；
B．稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，因为装置中有空气，需要用生成的氢气排出，所以要打开活塞E，故B错误；
C．铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A装置中的压强逐渐增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，所以操作为：关闭活塞E，使A中溶液被压入B瓶中进行反应，故C正确；
D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故D正确；
故选B。
7．如图所示装置中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ）
A．①② B．①②④ C．①④ D．②③④
【答案】B
【解析】
【分析】
实验中生成的Fe(OH)2容易发生氧化，要能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀就要防止其发生氧化。，
【详解】
①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，①符合题意；
②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，②符合题意；
③生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，导致不能长时间观察到氢氧化亚铁，③不符题意；
④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，③符合题意；
所以上述装置中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是①②④，答案选B。
8．在下列各溶液中，所给离子一定能大量共存的是( )
A．强碱性溶液中：K+、Mg2+、Cl¯、SO
B．无色透明的溶液中：K+、Cu2+、NO、SO
C．强酸性溶液中：Na+、Fe2+、NO、SO
D．含有Ca2+ 的溶液中：K+、Na+、HCO、Cl¯
【答案】D
【解析】
A．强碱性溶液中，Mg2+会生成沉淀，不能大量存在，A不合题意；
B．Cu2+呈蓝色，在无色透明的溶液中不能大量存在，B不合题意；
C．在强酸性溶液中，Fe2+、NO会发生氧化还原反应，不能大量共存，C不合题意；
D．含有Ca2+ 的溶液中，K+、Na+、HCO、Cl¯都能大量存在，D正确；
故选D。
9．如图所示，其中X、Y、Z、R、E分别是氧化铁、稀硫酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液、二氧化碳中的一种。图中短线相连的物质间均能相互发生反应，已知X和R反应有气泡出现，则下列说法正确的是( )
A．X是稀硫酸
B．X和Z反应无明显现象
C．R与E反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D．E在一定条件下可以转化为Y
【答案】D
【解析】
【分析】
在氧化铁、稀硫酸、氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液、二氧化碳中，只有Ba(OH)2、H2SO3能与另外三种物质反应，则Z、R为Ba(OH)2、H2SO3中的一种。因为X和R反应有气泡出现，所以R为H2SO4，X为Na2CO3，从而得出Y为CO2，Z 为Ba(OH)2，E为Fe2O3。
【详解】
A．由以上分析知，X是Na2CO3，A不正确；
B．X(Na2CO3)和Z[Ba(OH)2]反应，生成BaCO3白色沉淀，B不正确；
C．R(H2SO4)与E[Ba(OH)2]反应，产生BaSO4沉淀，无气体产生，C不正确；
D．E(Fe2O3)在一定条件下与一氧化碳反应可以转化为Y(CO2)，D正确；
故选D。
10．证明某溶液只含有Fe2+，而不含有Fe3+的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加酸性KMnO4溶液
D．只需滴加KSCN溶液
【答案】B
【解析】
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，能证明反应后溶液中含Fe3+，但不能证明原溶液中是仅含Fe2+还是Fe3+，或者是二者的混合物，A不合题意；
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，证明溶液中不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，证明Fe2+被氧化为Fe3+，B符合题意；
C．滴加酸性KMnO4溶液，能证明Fe2+是否存在，但不能证明是否含有Fe3+，C不合题意；
D．滴加KSCN溶液，只能证明Fe3+是否存在，不能证明是否含有Fe2+，D不合题意；
故选B。
11．用相同的铝片、6 mol·L－1稀盐酸、3 mol·L－1稀硫酸、6 mol·L－1氢氧化钠溶液、试管等分别进行下表实验：
实验方案
实验现象
实验原理(化学方程式)
(1)铝片与足量盐酸反应
铝片开始无现象，一段时间后逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
(2)铝片与足量硫酸反应
铝片开始无现象，一段时间后反应缓慢，铝片表面有少量气泡产生
Al2O3+3H2SO4＝2Al2(SO4)3+3H2O
2Al+3H2SO4＝2Al2(SO4)3+3H2↑
(3)铝片与足量氢氧化钠溶液反应
铝片开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
对上述实验的相关说法不正确的是（ ）
A．对比(1)、(2)、(3)中Al2O3参与的反应可得出：Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质
B．对比(1)、(2)、(3)中气体产生现象和酸碱的挥发性可得出：实验(3)最适宜于实验室制备H2
C．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：c(H+)越大，相同时间内产生气泡越多
D．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：对Al与H+的反应可能有阻碍作用
【答案】C
【解析】
A．实验(1)、(2)、(3)中Al2O3既能与非氧化酸反应生成一种盐和水，又能和碱反应生成一种盐和水，说明Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质，故A项说法正确；
B．实验(2)后来气泡产生较慢，实验(1)、(3)中，后来都有大量气泡产生，因此实验(1)、(3)都可用制备H2，但因盐酸具有挥发性，会使所得H2中含有一定量杂质HCl，所以实验(3)最适宜于实验室制备H2，故B项说法正确；
C．6 mol·L－1稀盐酸与3 mol·L－1稀硫酸中c(H+)相同，因此实验(2)中后来产生H2的速度较低与c(H+)无关，是由其它原因导致，故C项说法错误；
D．实验(1)、(2)中c(H+)、铝片等实验条件相同，不同之处在于盐酸与硫酸中阴离子种类，实验(1)后来产生H2较快，而实验(2)后来产生H2较慢，其原因可能是Cl-对Al与H+的反应有促进作用或者对Al与H+的反应可能有阻碍作用，故D项说法正确；
综上所述，说法错误的是C项，故答案为C。
12．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混和粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是（ ）
A．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋ B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．只有Fe2＋和Cu2＋ D．只有Fe2＋
【答案】A
【解析】
A、由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，无论Fe3+是和Fe反应，还是和Cu反应，溶液中一定存在Fe2+，当Fe过量时，不存在Cu2+，当Fe不足时，溶液中有Cu2+，A正确；
B、剩余固体中含有铜，则溶液中一定不存在铁离子，B错误；
C、当铜全部析出时，不存在Cu2+，C错误；
D、由于红色粉末是Cu，所以溶液当中肯定没有Fe3+，但可能含有铜离子，D错误，
答案选A。
【点晴】
该题的关键是明确氧化性与还原性的强弱顺序，搞清楚反应的先后顺序，即铁离子首先氧化铁，然后在氧化单质铜，单质首先还原铁离子，然后还原铜离子，最后还原氢离子，然后结合选项逐一分析解答。
13．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A．除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．Fe3O4为红棕色晶体
D．Fe(OH)2和Fe(OH)3都能在空气中稳定存在
【答案】A
【解析】
A、氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，故除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气，正确；
B、铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，错误；
C、Fe3O4为黑色晶体，错误；
D、Fe(OH)2在空气中与氧气和水反应生成Fe(OH)3，不能稳定存在，错误。
14．已知氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，现向1 L含有0.1 mol Fe2(SO4)3和0.2 mol CuCl2的某混合溶液中加入0.2 mol Fe，充分反应后(忽略溶液体积变化)，下列说法正确的是(已知2Fe3++Fe＝3Fe2+)（ ）
A．析出0.2 mol Cu B．剩余0.1 mol Fe
C．溶液中c(Fe2＋)＝0.4 mol·L－1 D．溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝1∶1
【答案】C
【解析】
【分析】
因为Fe3＋的氧化性强于铜离子，因此加入铁发生反应的先后顺序是Fe+ 2Fe3＋＝3Fe2＋、Fe + Cu2＋＝Fe2＋+Cu，向1 L含有0.1 mol Fe2(SO4)3和0.2 mol CuCl2的某混合溶液中加入0.2 mol Fe，根据上述反应，Fe3＋消耗Fe的物质的量为0.1mol，Cu2＋消耗Fe的物质的量为0.1 mol，反应后混合液的阳离子为Fe2＋、Cu2＋。据此解答。
【详解】
A.根据分析知，Cu2＋过量，铁不足，所以析出Cu的物质的量为0.1mol，故A项错误；
B.根据分析知，铁完全反应，没有剩余，故B项错误；
C.根据分析知，Fe3＋全部转化成Fe2＋，铁粉全部转化成Fe2＋，根据铁元素守恒，
c(Fe2＋)=(0.2+0.2)mol/1L=0.4mol/L，故C项正确；
D.根据上述分析溶液中无Fe2＋存在，故D项错误。
答案选C。
15．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（ ）
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
C．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】C
【解析】
将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中，铁粉的物质的量n=，氯化铁的物质的量n=c×V=2mol·L-1×0.025L=0.05mol，铁粉与氯化铁的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol。
A. 氯化铁剩余了0.01mol，铁完全反应，故A错误；
B. Fe2+的物质的量为0.06mol，氯化铁的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6:1，故B错误；
C. 由于氯化铁剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色，故C正确；
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比是1:2，故D错误；
答案选C。
16．某同学通过如下流程制备氧化亚铜：
已知：难溶于水和稀硫酸；
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤②中的可用替换
B．步骤③中为防止被氧化，可用水溶液洗涤
C．步骤④发生反应的离子方程式为
D．如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度
【答案】D
【解析】
A.步骤②中的主要作用是将还原为，同样具有还原性，可以替换，选项A正确；
B.水溶液具有还原性，可以防止被氧化，选项B正确；
C. 步骤④与氢氧化钠反应生成氧化亚铜、氯化钠和水，发生反应的离子方程式为，选项C正确；
D.如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应后，得到的固体中含有和，此时无法计算试样纯度，选项D错误。
答案选D。
二、非选择题（共52分）
17．（10分）Ⅰ.已知：Fe3+溶液颜色为黄色，Fe2+溶液颜色为浅绿色，Fe(OH)3为红褐色。
（1）现将少量Fe2O3粉末加入适量稀盐酸，发生反应的离子方程式_______，用所得溶液进行以下实验：
（2）取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，观察到有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式为_________。
（3）取少量溶液于试管中，加入少量还原铁粉，振荡，铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色，反应的离子方程式为____________。
Ⅱ.现有以下物质：①NaHSO4晶体，②液态O2，③冰醋酸（固态醋酸），④汞，⑤BaSO4固体，⑥Fe(OH)3胶体，⑦酒精（C2H5OH），⑧熔化KNO3，⑨盐酸，⑩金属钠，请回答下列问题（用序号）：
（1）以上物质属于电解质的是___________。
（2）请写出下列序号物质的电离方程式：
①________________；⑧_______________。
（3）a．写出制备⑥的实验操作为_________。
b．制备⑥的离子方程式为________。
【答案】Fe2O3+6H＋＝2Fe3＋+3H2O Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓ 2Fe3＋+Fe＝3Fe2＋ ①③⑤⑧ NaHSO4＝H＋+Na＋+SO KNO3＝K＋+NO 向沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热 Fe3＋+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H＋
【解析】
Ⅰ.（1）现将少量Fe2O3粉末加入适量稀盐酸，发生反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6H＋＝2Fe3＋+3H2O；
（2）取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，发生复分解反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓。
（3）取少量溶液于试管中，加入少量还原铁粉，振荡，铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色，说明铁离子被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋+Fe＝3Fe2＋。
Ⅱ.（1）溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物是电解质，酸碱盐都是电解质，因此以上物质属于电解质的是NaHSO4晶体、冰醋酸（固态醋酸）、BaSO4固体、熔化KNO3，答案选①③⑤⑧。
（2）硫酸氢钠是强酸的酸式盐，溶于水的电离方程式为NaHSO4＝H＋+Na＋+SO；硝酸钾是盐，电离方程式为KNO3＝K＋+NO。
（3）a．实验室制备氢氧化铁胶体的实验操作为向沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。
b．制备氢氧化铁胶体的离子方程式为Fe3＋+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H＋。
18．（10分）为了达到下列的实验要求，请从供选择的化学试剂或实验方法中选出合适的，将其编号填入对应的空格中，并按要求写出相应的方程式。
供选择的化学试剂或实验方法如下:
A．加入NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥 B．通入适量的CO2
C．通入Cl2气体 D．加入适量铁粉
E.加入CaCl2溶液，观察 F.加入澄清石灰水，观察
G.丁达尔效应
(1)鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液:________
(2)除去镁粉中的少量铝粉杂质:_______
(3)除去FeCl3溶液中FeCl2:_____ , 离子方程式____________________
(4)实验室保存FeSO4溶液时要加入____ ;
(5)除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3杂质: ________, 化学方程式:___________________
【答案】G A C 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 适量铁钉和稀硫酸 B Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
【解析】
（1）丁达尔现象为胶体特有的性质，则鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液选G；答案为G。
（2）Al与NaOH溶液反应，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，而Mg不能，则选A除去镁粉中的少量铝粉杂质；答案为A。
（3）氯化亚铁与氯气发生反应生成氯化铁，则选C可除杂，离子反应方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；答案为C，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
（4）保存FeSO4溶液，需要防止亚铁离子水解及氧化，则加适量铁钉和稀硫酸；答案为适量铁钉和稀硫酸。
（5）二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，即Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，则选B除去杂质；答案为B，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。
19．（10分）将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
（1）原混合物中Mg和Al的质量之比为____。
（2）生成的H2在标准状况下的体积为____。
（3）加入NaOH溶液的物质的量浓度为____。
（4）稀硫酸的物质的量浓度为____。
（5）写出NaOH体积在200-240mL之间所发生的离子反应方程式____。
【答案】2∶3 10.08L 5mol/L 1.25mol/L Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
【解析】
【分析】
由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为
0.35mol，溶液中溶质为Na2SO4；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当V(NaOH溶液)=
240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg(OH)2为0.15mol，Al(OH)3为
0.35mol−0.15mol=0.2mol。
【详解】
（1）由元素守恒可知，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，所以镁和铝的质量之比为：0.15mol×24g/mol：
0.2mol×27g/mol=2：3，故答案为：2：3；
（2）由A中可知，n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=
0.9mol，所以n(H2)=0.45mol，故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L，故答案为：10.08L；
（3）由200∼240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，氢氧化钠的浓度为：0.2mol/(0.24L−0.2L)=5mol/L，故答案为：5mol/L；
（4）沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的1/2倍，所以n(Na2SO4)=1/2×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为：0.5mol/0.4L=1.25mol/L，故答案为：1.25mol/L；
（5）从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，其离子反应方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+
2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
20．（12分）长期放置的 FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验 FeSO4溶液的变质程度
实验方案
实验现象
实验结论
步骤 1
取待检测液于试管中，向其中滴加 KSCN 溶液
_____
FeSO4溶液部分变质
步骤 2
_____
_____
①将上述方案补充完整
②若要使部分变质的 FeSO4复原，方法是_____。(写离子反应方程式)
(2)利用部分变质的 FeSO4溶液制备 Fe2O3
①请在( )内填写所需试剂或条件，在□内填写含铁物质的化学式____、____、___；(以离子形式存在的可写离子符号)。
②若100mL 该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为_____。
(3)FeSO4 可用作补铁剂，使用时建议与维生素C 同服，同学甲猜测维生素 C 可将Fe3+转化为 Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量 Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C 片， 振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素 C 可将 Fe3+转化为 Fe2+”的结论？请说明理由_____。
【答案】溶液变红 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去
2Fe3++ Fe=3Fe2+ H2O2 NaOH 加热 0.2mol/L
不能，维生素 C 可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有 Fe2+生成
【解析】
(1)①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；
②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；
(2)①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3，首先需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，可用H2O2作氧化剂，得到Fe2(SO4)3溶液，然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到Fe2O3；
②n(Fe2O3)==0.01mol，则变质前，100mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)=0.02mol，故c(FeSO4)= =0.2mol/L；
(3)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。
21．（10分）常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂，其主要成分为活性铁粉。脱氧中的一步主要反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3(红褐色固体)
(1)Fe(OH)3中铁元素化合价为________，该脱氧反应中还原剂是_________。
(2)某化学兴趣小组用食品脱氧剂(2g铁粉、0.5g活性炭、0.5g氯化钠)进行如下两个实验。
请回答：
I.溶液丙中一定含有的金属阳离子是___________________(写离子符号)；将乙烘干后进行如下实验，物质之间的转化关系如图(部分产物略去)
II.写出反应②的离子方程式，并用双线桥法表示电子转移的方向和数目__________；
III.向溶液C中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，其离子方程式为_____；反应③的化学方程式为______。
【答案】+3 Fe(OH)2 Fe2+、Na+ + Ba2+ ＝BaSO4↓
CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4
【解析】
【分析】
第一个实验：脱氧剂中的铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，气体甲为氢气，混合物为硫酸亚铁、活性炭、NaCl、未反应的硫酸、水的混合物，通过过滤得到活性炭固体和硫酸亚铁、NaCl、硫酸的混合溶液，乙为活性炭，丙为硫酸亚铁、NaCl、硫酸的混合溶液；
第二个实验：乙为活性炭，C和Fe2O3在高温条件下反应得到金属Fe，由反应②可知C溶液含Cu2+，金属B为Cu，有色溶液D含Fe2+，蓝色沉淀为Cu(OH)2，据此解答。
【详解】
(1)根据化合物中化合价代数和为零的原则，Fe(OH)3中铁元素化合价为 +3，在反应中元素化合价升高的物质作还原剂，在该脱氧反应中还原剂是Fe(OH)2，故答案为：+3；Fe(OH)2；
(2)Ⅰ.溶液丙中含有的溶质有：反应生成的硫酸亚铁，原来的氯化钠，没有反应的硫酸，溶液丙中一定含有的金属阳离子是Fe2+、Na+，故答案为：Fe2+、Na+；
Ⅱ：反应②为铁和铜离子反应生成亚铁离子和单质铜，用双线桥法表示电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
III. 向溶液C中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则C中，C为CuSO4溶液，产生白色沉淀的离子方程式为，反应③为氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，其反应方程式为：CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4，故答案为：
；CuSO4 +2NaOH＝Cu(OH)2↓+ Na2SO4。
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