高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料优秀当堂检测题

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第三章 铁 金属材料
章末检测
一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。下列物质不属于合金的是
A．硬铝 B．青铜 C．不锈钢 D．水银
【答案】D
2．2020年12月17日凌晨1点59分，“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。这标志着我国已具备地月往返的能力，探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是
A．生铁属于合金
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
C．一般合金的熔点比各成分金属的低
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
【答案】B
【详解】
A．生铁中含有Fe和C元素，属于合金，合金属于混合物，故A正确；
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质基本相同，故B错误；
C．一般合金的熔点比各成分金属的低，但硬度比各成分硬度高，故C正确；
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金，比如铁中加铬制造不锈钢，故D正确。
综上所述，答案为B。
3．中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果，对其说明不合理的是（ ）
A．《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了置换反应
B．《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，利用到蒸馏
C．《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差
D．《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是指铁的合金
【答案】C
【详解】
A. “曾青涂铁，铁赤色如铜”，主要发生的反应为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，此反应为置换反应，A正确；
B. “用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，意思就是将酒精从浓酒从糟中蒸出来，利用的是蒸馏原理，B正确；
C. 炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地软，延展性好，C错误；
D. 剂钢，是一种质地坚硬的铁，是指铁的合金，D正确。
故选C。
4．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是
A．除去溶液中的杂质，可以向溶液中通入足量氯气
B．铁的氧化物有、、，它们都是黑色的固体
C．利用过滤的方法除去胶体中混有的溶液
D．和都能在空气中稳定存在
【答案】A
【详解】
A．Cl2和FeCl2反应生成FeCl3：Cl2+2FeCl2=2FeCl3，所以除去 FeCl3 溶液中的 FeCl2 杂质，可以向溶液中通入足量氯气，故A正确；
B．铁的氧化物有 FeO 、 Fe2O3 、 Fe3O4 ，FeO和Fe3O4是黑色的固体，Fe2O3是红棕色固体，故B错误；
C．胶体的提纯方法为渗析，胶体和溶液都能透过滤纸，不能用过滤的方法除去 Fe(OH)3 胶体中混有的 FeCl3 溶液，故C错误；
D．Fe(OH)2 在空气中容易被氧气氧化为Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，从而不能稳定存在于空气中，Fe(OH)3能在空气中稳定存在，故D错误；
故选A。
5．下列有关金属铝的叙述正确的是
A．铝在常温下不能与氧气反应
B．铝不能与氯气反应
C．铝能置换出Fe、Cr、Mn等金属，是因为铝的还原性强且铝转化为氧化铝时放出大量的热
D．铝槽车能贮存浓硫酸、浓盐酸，铝合金是制造门窗、汽车、飞机的重要材料
【答案】C
【详解】
A．铝在常温下能与O2反应(表面生成氧化膜)，A错误；
B．铝与氯气能反应，B错误；
C．铝与FexOy、Cr2O3、MnO2等发生铝热反应，C正确；
D．铝槽车不能贮存浓盐酸，D错误；
故选C。
6．下列各组中的两物质作用时，反应温度或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是
A．H2O2与MnO2 B．Fe与O2 C．NaOH与CO2 D．C与O2
【答案】A
【详解】
A．MnO2催化H2O2分解产生O2和水，生成物不会因反应温度或反应物用量的改变而改变，A符合题意；
B．常温下，Fe在空气中与O2反应主要生成Fe2O3，而在纯氧中点燃情况下，与O2反应生成Fe3O4，B不符合题意；
C．少量的CO2与NaOH反应生成Na2CO3，过量的CO2与NaOH反应生成NaHCO3，C不符合题意；
D．C燃烧时，若O2量不足，主要生成CO，若O2足量，充分燃烧，则生成CO2，D不符合题意；
故答案选A。
7．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．实验开始时应将止水夹E打开
B．生成Fe(OH)2的操作为：关闭E，使A瓶中溶液压入B
C．实验结束后集气瓶C中气体是纯净气体
D．取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，沉淀颜色由白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
【答案】C
【分析】
A装置烧瓶中放铁粉，分液漏斗中放6mol/L硫酸溶液，B中盛放NaOH溶液，实验开始时打开分液漏斗活塞，Fe和硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气，先打开止水夹E，用产生的氢气排出装置内的空气，待装置内的空气排尽后，关闭止水夹E，使A中产生的硫酸亚铁进入B中与NaOH反应产生氢氧化亚铁，据此解答。
【详解】
A．实验开始时应将止水夹E打开，用产生的氢气排出装置内的空气，A正确；
B．结合分析可知，待装置内的空气排尽后，关闭止水夹E，使A中产生的硫酸亚铁进入B中与NaOH反应产生氢氧化亚铁，B正确；
C．结合分析可知，实验结束后集气瓶C中气体是空气和氢气的混合物，C错误；
D．取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，氧气将B中白色的氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁，现象为B中沉淀颜色由白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，D正确；
答案选C。
8．下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是

A．是一种黑色粉末，在空气中受热发生转化②
B．加热为可实现转化③
C．高铁酸盐()具有较强的氧化性
D．溶液与溶液在酸性条件下反应，可实现转化⑥
【答案】A
【详解】
A．FeO 是一种黑色粉末，在空气中受热被氧化为Fe3O4，故A不正确；
B．Fe(OH)3 不稳定，受热分解为Fe2O3和水，加热 Fe(OH)3 可实现转化③，故B正确；
C．高铁酸盐()中铁的化合价为+6价，容易得到电子转化为低价铁的化合物，具有较强的氧化性，故C正确；
D．FeCl2 中的Fe2+有较强的还原性，H2O2有较强的氧化性，FeCl2溶液与H2O2溶液在酸性条件下反应，Fe2+会被氧化为Fe3+，实现转化⑥，故D正确；
故选A。
9．在给定条件下，下列选项所示的物质转化不能通过一步反应实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】
A．，，A项正确；
B．，，B项正确；
C． ，，C项正确；
D．与在室温下不反应，D项错误；
故选D。
10．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是
A．FeCl2溶液(FeCl3)：加入过量铁粉， 过滤
B．Cl2气体(HCl 气体)：通过饱和食盐水
C．Na2SO3固体(NaHSO3)：加热
D．MnO2固体(KCl固体)：加水充分溶解， 过滤，取滤渣，洗涤，干燥
【答案】C
【详解】
A．FeCl3可以和Fe反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2，所以可以用加入过量铁粉然后过滤的方法除去FeCl2溶液中的FeCl3，故A正确；
B．Cl2气体(HCl 气体)：通过饱和食盐水，HCl 气体溶于水，氯气不发生反应且难溶于饱和食盐水，故B正确；
C．Na2SO3受热歧化为硫化钠和硫酸钠，NaHSO3在空气中加热也会生成硫酸钠，故C错误；
D．MnO2不溶于水，KCl溶于水，所以MnO2和KCl的固体混合物加水充分溶解，过滤，取滤渣，洗涤，干燥，可以除去MnO2中的KCl，故D正确；
故选C。
11．（2021·曲靖市第二中学高一期末）家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等造成堵塞，此时可以用主要成分为NaOH和铝粉的固体管道疏通剂进行疏通。下列说法中错误的是
A．铝表面的氧化膜和铝均能与NaOH反应
B．取用该固体管道疏通剂时可以用手抓取
C．使用该固体管道疏通剂时应远离明火
D．疏通原理是有气体生成，产生气压，同时NaOH具有一定的腐蚀性
【答案】B
【详解】
A．铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，氧化铝为两性氧化物，能与NaOH反应，故铝表面的氧化膜和铝均能与NaOH反应，A正确；
B．氢氧化钠与铝反应放热，且NaOH具有强腐蚀性，取用该固体管道疏通剂时不能用手抓取，B错误；
C．铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，氢气遇到明火会发生爆炸，则使用该固体管道疏通剂时应远离明火，C正确；
D．铝与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，则疏通原理是有气体生成，产生气压，同时NaOH具有一定的腐蚀性，D正确；
故选B。
12．下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是
A．H+、Fe2+、MnO、SO B．Al3+、Na+、SO、HCO
C．Na+、Cu2+、Cl－、S2− D．Fe3+、K+、SCN－、Cl－
【答案】A
【详解】
A．H+、Fe2+、MnO发生氧化还原反应而不共存，故A符合题意；
B．Al3+、HCO发生双水解而不共存，故B不符合题意；
C．Cu2+、S2−生成沉淀而不共存，故C不符合题意；
D．Fe3+、SCN－生成血红色溶液而不共存，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
13．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+；
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是
实验
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
KSCN溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
酸性KMnO4溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
【答案】B
【分析】
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，根据Fe2+的还原性分析，
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，利用Fe3+遇到KSCN溶液会变红色检验。
【详解】
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2+可以选用高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液，
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。
综上分析，B选项符合。
答案选B。
14．将、组成的混合物与足量盐酸反应，产生氢气(标准状况)。下列推断中正确的是
A．参加反应的为
B．、在反应中共失去电子
C．参加反应的为
D．若与足量的氢氧化钠溶液反应能产生
【答案】D
【详解】
镁、铝与盐酸发生反应、，，
A． ，根据H元素守恒可知，参加反应的为，故A错误；
B． 根据得失电子守恒可知，、在反应中失去电子数等于氢离子得电子数，共，故B错误；
C． 设的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则有24x+27y=3.9g，2x+3y=0.4，联立二式，解得，x=0.05mol，y=0.1mol，则参加反应的为，故C错误；
D． 若与足量的氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠反应生成氢气，，则能产生物质的量为，故D正确；
故选D。
15．某工厂的废水中含有大量的、较多的和少量的。为了减少污染并变废为宝，某实验小组在实验室设计了如下实验制备绿矾()并回收金属铜。下列说法中不正确的是

A．“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸
B．加入“试剂②”时，固体部分溶解同时有气体生成
C．“溶液”和“溶液”中的溶质都只含一种物质
D．进行“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”时，需要使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
【答案】C
【分析】
结合流程可知，试剂①为Fe，操作①为过滤，则溶液G中主要含硫酸亚铁，H中含Cu、Fe，加入试剂②为H2SO4，操作②为过滤，得到固体Cu，溶液K中主要含FeSO4，操作Ⅲ为蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，可得到FeSO4.7H2O，以此解答该题。
【详解】
A．据分析，“试剂①”为铁粉，“试剂②”为稀硫酸，A正确；
B． 加入“试剂②”时，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气、稀硫酸不与铜反应，则固体部分溶解同时有气体生成，B正确；
C． 加入的“试剂②”一定过量，便于稀硫酸和铁粉充分反应，则“溶液”中的溶质不止一种物质，C错误；
D． “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”均为过滤，需要使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒，D正确；
答案选C。
16．向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入100mL 0.9mol/L的硫酸溶液中，充分反应后生成448mL标准状况下的气体，得不溶物0.03mol。向滤液中加入2mol/L的NaOH溶液，加至10mL时开始出现沉淀。忽略溶液的体积变化，下列说法不正确的
A．0.03mol不溶物全为Cu B．混合物中氧原子的物质的量为0.05mol
C．滤液中的阳离子只有两种 D．滤液中的Fe2+的物质的量浓度为0.8mol/L
【答案】B
【分析】
向一定量的Fe、Fe2O3、CuO混合物中加入100mL 0.9mol/L的硫酸，充分反应后滤去不溶物，溶液中金属阳离子只有Fe2+，向滤液中加入2mol/L的NaOH溶液至10mL时开始出现沉淀，说明硫酸有剩余，说明反应后溶液中溶质为FeSO4、H2SO4，不溶物只有Cu，则滤液中n(H2SO4)=n(NaOH)=×0.01L×2mol/L=0.01mol；100mL 0.9mol/L的硫酸的物质的量为0.1L×0.9mol/L=0.09mol；不溶物0.03mol为Cu，则CuO为0.03mol，根据反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O可知，消耗硫酸的物质的量为0.03mol；充分反应后生成448mL标准状况下的气体H2的物质的量为0.02mol；根据反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知，与硫酸反应的铁的物质的量为0.02mol；则根据反应Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O可知，Fe2O3的物质的量为0.01mol，与Fe3+反应的Fe的物质的量为0.01mol，与Cu2+反应的Fe的物质的量为0.03mol。
【详解】
A．根据分析，0.03mol不溶物全为Cu，A正确；
B．混合物中O原子的物质的量为0.03mol×1+0.01mol×3=0.06mol，B错误；
C．滤液中的阳离子只有Fe2+、H+两种，C正确；
D．溶液中只含有Fe2+和H+，c(Fe2+)==0.8mol/L，D正确；
故答案选B。
二、非选择题：包括第17题~第21题5个大题，共52分。
17．（10分）已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体M。

(1)写出下列物质的化学式：A：_______，D：_______，R：_______。
(2)按要求写下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式：_______；
B和R反应生成N的离子方程式：_______；
D与盐酸反应的离子方程式：_______。
(3)向W溶液中加入一定量T后，为检验所得溶液中金属阳离子，甲、乙两位同学做了如下实验：甲同学取出少量反应后溶液，加入少量H2O2，再滴加几滴KSCN溶液，发现溶液显血红色，由此得出结论有Fe2+；乙同学取出少量反应后溶液，加入少量酸性KMnO4溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，由此得出结论有Fe2+。丙同学看了实验过程后认为甲、乙同学的结论都有问题，你觉得丙同学判断甲、乙同学结论的依据是：
甲同学：_______；
乙同学：_______。
【答案】Na2O2 Fe3O4 Al 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O 实验中可能有未反应完的Fe3+干扰检验 实验中可能是Cl-使酸性KMnO4溶液褪色而干扰检验
【分析】
A为淡黄色固体，且A能和水反应生成无色无味气体C，则A是Na2O2，C是O2、B是NaOH；金属T在氧气中燃烧生成的D是具有磁性的黑色晶体，则T是Fe，D是Fe3O4，四氧化三铁与足量的盐酸、足量的Fe反应得到E，E与B(NaOH)反应得到白色沉淀H，则E为FeCl2，H是Fe(OH)2，H在潮湿的空气中得到M，M为Fe(OH)3，M与HCl反应生成W，W是FeCl3；金属R和氧气反应生成氧化物Q，R与Q都能和NaOH溶液反应生成N，则R是Al、Q是Al2O3、N是NaAlO2，据此分析解答。
【详解】
(1)通过以上分析知，A是Na2O2，D是Fe3O4，R是Al，故答案为：Na2O2；Fe3O4；Al；
(2)H在潮湿空气中变成M的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3；B和R反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；D与盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3；2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；
(3)检验亚铁离子，应避免铁离子的干扰，应先加入KSCN溶液，然后再氧化；如加入酸性高锰酸钾溶液，应避免盐酸的干扰，则甲同学实验中可能有未反应的Fe3+干扰实验，乙同学实验中可能是HCl使酸性高锰酸钾溶液褪色而干扰实验，故答案为：实验中可能有未反应完的Fe3+干扰检验；实验中可能是Cl-使酸性KMnO4溶液褪色而干扰检验。
18．（10分）“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”药片中的存在并测定铁元素的含量，设计如下实验。

请回答下列问题：
(1)步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，检验滤液中还存在的方法为___________(注明试剂、现象)。
(2)步骤②加入过量的目的是)___________。
(3)步骤③中反应的离子方程式为___________。
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、___________、干燥、灼烧、___________、称量。
(5)若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为___________g。
【答案】酸性高锰酸钾溶液，紫红色变为无色 将亚铁离子氧化为铁离子，便于沉淀； 洗涤 冷却 0.07a
【分析】
将补铁片研细后加稀硫酸，使其充分反应，然后过滤得到含亚铁离子的溶液和不溶性物质；向溶液中将入适量的双氧水将亚铁离子氧化为铁离子；再加过量的X溶液生成红褐色悬浊液，则X可能为氢氧化钠或者氢氧化钾等溶液；最后再经过滤、洗涤、干燥、冷却以及称量的步骤得到ag氧化铁固体，据此分析可得：
【详解】
(1)步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则说明滤液中含有铁离子，检验铁离子中含有的亚铁离子，则可向混合液中滴加酸性高猛酸钾溶液，若溶液由红色变为无色，则该混合物中含有亚铁离子，故答案为：酸性高锰酸钾溶液，溶液由紫红色变为无色；
(2)由于铁离子比亚铁离子更容易与碱反应生成氢氧化物沉淀，则②加入过量的目的是将亚铁离子氧化为铁离子便于沉淀，故答案为：将亚铁离子氧化为铁离子，便于沉淀；
(3)步骤③为铁离子与氢氧根离子结合反应生成氢氧化铁沉淀，则其离子方程式为：，故答案为：；
(4)将氢氧化铁转化悬浊液为氧化铁固体，则所需的步骤包括：过滤、洗涤、干燥、灼烧、冷却最后称量，故答案为：洗涤；冷却；
(5) 的摩尔质量为，则10片补血剂中所含铁元素的质量为，则每片补血剂所含铁的质量为0.07ag，故答案为：0.07a。
19．（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
【详解】
(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。
20．（12分）某同学通过如图装置测定某种铁铝合金样品(还含有少量的铜)中各成分的质量分数。取两份质量均为m g的该铁铝合金样品，按如图实验装置进行实验。

(1)该实验中需要使用240 mL2 mol/L稀硫酸，则配制此种浓度的稀硫酸需要量取98%的浓硫酸(ρ=1.84 g/cm3)的体积为_______(保留三位有效数字)mL。
(2)实验中，当试剂a为氢氧化钠溶液时，写出发生反应的离子方程式：________________。
(3)导管b的作用是_________________。
(4)在相同条件下测得，当试剂a为足量的稀硫酸时，产生的气体体积为V1L (已折算为标准状况下，下同)，当试剂a为足量的氢氧化钠溶液时，产生的气体体积为V2L，则V1________(填“＞”、“＜”或“＝”)V2，该铁铝合金样品中铁的质量分数为_________(用含V1、V２和m的代数式表示)。
【答案】27.2 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ 平衡气压，以利于液体顺利流下 ＞
【分析】
将某种铁铝合金样品(还含有少量的铜)放入锥形瓶中，将分液漏斗中的NaOH溶液滴入，发生反应：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，反应产生的H2将B中液体压入C中，待溶液恢复至室温后，调整液面至左右相平，根据反应放出H2的体积计算其物质的量，再由方程式中Al与H2的物质的量关系计算Al的物质的量和质量；然后将NaOH溶液换成稀H2SO4，根据反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，可知等量的Al与NaOH、H2SO4反应放出氢气的体积相同，Fe与酸反应放出氢气，故用酸反应时放出气体体积比用碱反应放出气体的体积多；二者的差值就是Fe与稀硫酸反应放出的H2的体积，利用物质反应转化关系计算Fe的质量分数。
【详解】
(1)根据物质的量浓度与质量分数换算式可得浓硫酸的物质的量浓度c=mol/L=18.4 mol/L，配制240 mL2 mol/L稀硫酸需要用到250 mL的容量瓶，则应该配制250 mL2 mol/L稀硫酸，由于溶液在稀释前后溶质的物质的量不变，则需要98%的浓硫酸的体积V==27.2 mL；
(2)氢氧化钠溶液只能与合金中的铝反应，产生NaAlO2、H2，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(3)导管的作用是平衡气压，使分液漏斗中液体上下气体压强一致，以利于液体顺利流下；
(4)根据方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑和2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑可知：等质量的金属铝分别与稀硫酸和氢氧化钠溶液反应生成的气体体积相等，由此可知样品中铁与稀硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，生成的H2在标准状况下的体积为(V1-V2)L，则合金样品中铁的质量分数为。
21．（8分）某均匀固体混合物中含有Na2CO3、NaOH、CaCl2中的两种或三种。现取5.30g该混合物分为两等份，分别溶于足量水中，将一份经过滤、洗涤、干燥、称量，恰好得到1.00g沉淀；在另外一份反应后的试管中逐滴滴加0.40mol/L的稀盐酸，加入盐酸的体积和沉淀质量的变化关系如图所示。请回答：

(1)原混合物中至少含有CaCl2的质量为___g。
(2)a的最大值为___mL。
【答案】2.22 30.0
【分析】
(1) CaCl2和Na2CO3反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙沉淀的质量计算参与反应的CaCl2的质量；
(2) 同质量的Na2CO3、NaOH与盐酸反应，NaOH消耗的盐酸多，所以NaOH的质量越大，a值越大。
【详解】
(1)设一份混合物中，生成1g碳酸钙沉淀的CaCl2、Na2CO3的质量分别为xg、yg；

x=1.11g；y=1.06g；
所以原混合物中至少含有CaCl2的质量为2.22g；
(2) 一份混合物中，NaOH的质量最大是2.65g-1.11g-1.06g=0.48g；NaOH的最大物质的量是0.012mol，最多消耗盐酸的物质的量是0.012mol，消耗盐酸的最大体积是，a的最大值为30.0 mL。