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全国通用高中化学必修一第三章铁金属材料(三十九)

1

单选题
1、下列物质既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应且都有气体生成的是
A．AlB．Al2O3C．Al(OH)3D．NaHCO3
答案：A
A．Al 能和稀盐酸、NaOH溶液反应生成盐和氢气，故A选；
B．Al2O3与盐酸、氢氧化钠都能反应，但均无气体产生，故B不选； 
C．Al(OH)3 属于两性氢氧化物，能和稀盐酸、NaOH溶液反应生成盐和水，均无气体产生，故C不选； 
D．NaHCO3属于弱酸酸式盐，能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，与氢氧化钠反应没有气体产生，故D不选；
故选A。
2、由下列实验操作及现象不能推出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向待测液中滴入新制氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色
待测液中一定含有Fe2+
B
将水滴入盛有Na2O2固体的试管中，有气泡产生，把带火星的木条放在管口，木条复燃
Na2O2遇水产生O2
C
将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生
还原性：Na>C
D
向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去
证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
A．AB．BC．CD．D
答案：A
A．向待测液中滴入新制氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色，待测液中可能含有Fe2+，也可能含有Fe3+，或者两种离子都有，A符合题意；
B．将水滴入盛有Na2O2固体的试管中，有气泡产生，把带火星的木条放在管口，木条复燃，说明有氧气生成，即Na2O2遇水产生O2，反应为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，B不合题意；
C．将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明生成了Na2CO3固体小颗粒形成白烟和黑色颗粒C，反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C，故说明还原性：Na>C，C不合题意；
D．由于Fe3+不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，Fe2+可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)，D不合题意；
故答案为A。
3、下列关于铝及其化合物的说法中，正确的是
A．铝的化学性质不活泼B．氢氧化铝是一种强碱
C．氧化铝可与水反应生成氢氧化铝D．铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
答案：D
A．铝的金属性较强，化学性质较活泼，A错误；
B．氢氧化铝是两性氢氧化物，不是强碱，B错误；
C．氧化铝难溶于水，C错误；
D． 铝易与空气中的氧气反应生成氧化铝，是一层致密的保护膜，D正确；
故选D。
4、下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是（     ）
A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气
B．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体
C．用KSCN溶液鉴别FeCl2溶液和Fe2(SO4)3溶液
D．Fe3O4常用作红色油漆和涂料
答案：D
A、铁与水蒸气在高温下发生3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑，故A说法正确；
B、氢氧化铁胶体的制备：将几滴饱和FeCl3溶液滴入沸水中，加热至出现红褐色液体，停止加热，即得到氢氧化铁胶体，故B说法正确；
C、KSCN滴入Fe3＋溶液中显血红色，滴入Fe2＋中不显色，可以鉴别，故 C说法正确；
D、Fe2O3 常用作红色油漆和涂料，Fe3O4为黑色，故D说法错误；
答案为D。
5、下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A．在0 .1mol⋅L-1氨水中：Ag+、Cu2+、NO3-、SO32-
B．在0 .1mol⋅L-1氯化钠溶液中：Fe3+、I-、Ba2+、HCO3-
C．在0 .1mol⋅L-1醋酸溶液中：SO42-、NH4+、Br-、H+
D．在0 .1mol⋅L-1硝酸银溶液中：K+、Cl-、Na+、CO32-
答案：C
A．氨水显碱性，会与Ag+、Cu2+反应，不能大量共存，A项错误；
B．Fe3+、I-会发生氧化还原反应，不能大量共存，B项错误；
C．醋酸显酸性，在醋酸溶液中SO42-、NH4+、Br-、H+均不会发生反应，能大量共存，C项正确；
D．硝酸银中的银离子会与氯离子反应生成沉淀，不能大量共存，D项错误；
答案选C。
6、下列过程最终能生成含三价铁的化合物的是
①过量Fe与氯气反应  ②铁丝在硫蒸气中燃烧  ③向FeBr2溶液中通入Cl2  ④铁与CuCl2溶液反应  ⑤Fe(OH)2露置于空气中
A．①②③B．③⑤C．③④D．①③⑤
答案：D
①过量Fe与氯气反应只能生成氯化铁，2Fe+3Cl2点燃2FeCl3，符合题意；
②铁丝在硫蒸气中燃烧生成FeS，Fe+S点燃FeS，不合题意；
③向FeBr2溶液中通入Cl2，2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2，符合题意；
④铁与CuCl2溶液反应Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，不合题意； 
⑤Fe(OH)2露置于空气中将发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，符合题意；
综上所述，①③⑤符合题意，所以答案是：D。
7、下列说法中，不正确的是（  ）
A．FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黄色的
B．Fe(OH)2是白色的，Fe(OH)3是红褐色的
C．FeO、 Fe2O3都能与盐酸反应
D．FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
答案：A
A．FeCl3溶液是黄色的，FeCl2溶液是浅绿色的，A项错误；
B．Fe(OH)2是白色的，Fe(OH)3是红褐色的，B项正确；
C．FeO、 Fe2O3都是金属氧化物，金属氧化物一般都能与盐酸反应，C项正确；
D．FeCl3溶液、FeCl2溶液与NaOH溶液反应分别生成氢氧化铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀，故FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应，D项正确；
答案选A。
8、下图中能较长时间看到FeOH2白色沉淀的是

A．①②⑤B．①③④C．②④⑤D．①②③④⑤
答案：A
分析：Fe(OH)2容易被氧气，所以若要较长时间看到Fe(OH)2的白色，需要将Fe(OH)2和氧气隔离。
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，可以较长时间看到白色沉淀；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，可以较长时间看到白色沉淀；③生成的氢氧化亚铁会迅速与空气中氧气发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3，白色沉淀会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，不能长时间观察到氢氧化亚铁的白色；④将吸取NaOH溶液的导管伸入到FeSO4溶液的液面下，Fe(OH)2在液面下生成，能起到一定的隔绝空气的作用，但氧气会溶解到溶液中，不能较长时间看到白色沉淀；⑤植物油隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀；
故选A。
多选题
9、工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4，含有MgO、Al2O3等杂质)为主要原料制备K2Cr2O7的工艺流程如图(部分操作和条件略)：

已知：
①100g水中溶解度数据如表所示。
物质
20℃
40℃
50℃
80℃
100℃
K2Cr2O7/g
12 .0
29 .0
37 .0
73 .0
102 .0
Na2SO4/g
19 .5
48 .8
46 .2
43 .7
42 .5
②Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+
下列说法错误的是A．“高温煅烧”中Na2O2做氧化剂
B．“调pH”时应加过量硫酸以保证除杂效果
C．“沉铬”时应蒸发浓缩、冷却至40℃后过滤得K2Cr2O7晶体
D．“沉铬”后滤液可回到“水浸”过程循环利用
答案：BD
A．分析对比铬铁矿主要成分FeCr2O4和产物K2Cr2O7元素价态，可知Cr价态升高被氧化，“高温煅烧”中Na2O2做氧化剂，A项正确；
B．分析流程，杂质分在两次除去，水浸除去铁、镁杂质，“高温煅烧”中铝元素转化为可溶性的四羟基合铝酸盐，用硫酸调pH时转化为Al(OH)3沉淀过滤除去，若加入过量硫酸，能溶解Al(OH)3沉淀，杂质离子不能除净，B项错误；
C．“沉铬”时加入K2SO4晶体使Na2Cr2O7转化为溶解度更小的K2Cr2O7晶体，根据溶解度数据分析，Na2SO4在高于40℃时溶解度受温度影响不大，但低于40℃时会明显降低，故应蒸发浓缩降温到40℃使K2Cr2O7结晶析出，C项正确；
D．“沉铬”前有硫酸酸化，目的是尽可能转化为Cr2O72-，将“沉铬”后滤液中有硫酸，回到“水浸”过程可溶解MgO、Fe(OH)3，D项错误。
故选BD。
10、下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
将某红色粉末加入稀硫酸中充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈血红色
该红色粉末中可能含有氧化铁
B
向溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
可以证明溶液中不含Fe3+，一定含有Fe2+
C
铝放入氢氧化钠溶液中
有气泡产生
铝与氢氧化钠反应生成Al3+和H2
D
向硫酸亚铁溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液
溶液变为血红色
不能说明硫酸亚铁溶液是否变质
A．AB．BC．CD．D
答案：AD
A．将某红色粉末加入稀硫酸中充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明其中含有Fe3+，则该红色粉末中可能含有氧化铁，A正确；
B．向溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去，说明其中含有还原性微粒，可能含有Fe2+，但不一定不含Fe3+，B错误；
C．铝放入氢氧化钠溶液中，有气泡产生，是由于发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，反应没有生成Al3+，C错误；
D．向硫酸亚铁溶液中先加入氯水，氯水具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，然后再加入KSCN溶液时，溶液会变为血红色，而不能说明硫酸亚铁溶液是否变质，D正确；
故合理选项是AD。
11、黄铁矿(主要成分FeS2)，在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法不正确的是

A．发生反应a时，0 .05molFeS2被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约19 .6L
B．为了验证b过程反应后溶液中含Fe2+，可选用KSCN溶液和氯水
C．c发生反应的离子方程式为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
D．总反应中氧化剂是O2 与Fe3+
答案：BD
A．据图可知反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和SO42-，Fe元素化合价不变，S元素化合价升高+7价，所以0 .05mol FeS2被氧化时转移电子0 .7mol，消耗氧气0 .175mol，氧气占空气体积15，所以消耗空气0 .875mol，标况下体积为0 .875mol×22 .4L/mol=19 .6L，故A正确；
B．经反应b后溶液中一定存在Fe3+，无论是否含有Fe2+，滴加KSCN溶液均会显红色，加入氯水后现象不变，无法检验Fe2+，故B错误；
C．反应c中反应物有FeS2 .Fe3+，产物有Fe2+和SO42-，说明该过程中铁离子将硫元素氧化，生成SO42-，结合电子守恒和元素守恒可知离子方程式为14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故C正确；
D．由图可知，Fe3+是氧化产物，不是氧化剂，故D错误；
故选BD。
12、FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是

A．可利用K3FeCN6溶液检验FeSO4溶液是否变质
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．“过滤”操作使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
答案：AD
A．FeSO4溶液中加碳酸氢铵生成FeCO3，过滤、洗涤，即可得到FeCO3固体，Fe2+变质会生成Fe3+，则只需检验溶液中是否含有Fe3+，可利用KSCN和Fe3+反应溶液显红色进行检验，也可以用K3FeCN6溶液和Fe2+反应溶液生成蓝色沉淀进行检验，故A错误；
B．FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2++ 2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑，则沉淀过程中有CO2气体放出，故B正确；
C．过滤操作中需要用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；
D．二价铁在空气中加热易被氧化，故FeCO3在空气中分解一般不会生成FeO，故D错误；
答案选AD。
13、工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等)为原料制取氧化铝，其制备流程如图所示，下列说法错误的是

A．操作1 .操作2 .操作3均为过滤
B．可用磁铁分离出“滤渣”中的含铁物质
C．制备流程的反应中不涉及氧化还原反应
D．氧化铝制作的耐火埚可用于纯碱的熔化实验
答案：BD
分析：铝土矿(主要成分Al2O3还含有Fe2O3 .SiO2等)中的Al2O3 .SiO2与足量NaOH溶液发生反应生成NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液，Fe2O3和NaOH溶液不反应，故过滤所得滤渣为Fe2O3，滤液1中含NaAlO2 .Na2SiO3以及过量的NaOH；向滤液1中加入CaO发生反应，生成CaSiO3沉淀，说明加入的CaO在溶液中和Na2SiO3反应生成了CaSiO3沉淀和NaOH，而NaAlO2未反应，故所得滤液2中含NaAlO2和NaOH，向此滤液中通入足量的CO2发生反应，则CO2会先和NaOH反应生成NaHCO3，后和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤，即滤液3中为NaHCO3，Al(OH)3沉淀经灼烧得到Al2O3。
A．由流程图可知操作1 .操作2 .操作3都分离出滤液和固体，故为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故A正确；
Ｂ．滤渣中含Fe2O3，不能被磁铁吸引，故B错误；
Ｃ．流程中所涉及的反应均未发生化合价的改变，为非氧化还原反应，故C正确；
Ｄ．高温下氧化铝会与纯碱反应，氧化铝埚不能用于加热纯碱至熔化的实验，故D错误。
故选BD。
填空题
14、某酸性废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子，有同学设计了下列方案对该废液进行处理(所加试剂均稍过量)，以回收金属，保护环境。

请回答：
(1)沉淀a中含有的单质是_____。
(2)沉淀c的化学式是_____。
(3)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是_____。
答案：(1)Cu、Fe
(2)BaCO3
(3)2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O
分析：根据题中实验流程，在含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子的酸性废液中。加入铁屑，得沉淀a中含有Cu和过量的Fe；溶液A中加入H2O2目的是把Fe2+氧化成Fe3+，加入NaOH溶液，得红褐色沉淀b为Fe(OH)3；溶液B中加入Na2CO3溶液，沉淀c为BaCO3沉淀。
(1)
由以上分析可知沉淀a中含有的单质是Fe、Cu；
(2)
由分析可知沉淀c为BaCO3；
(3)
氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe2+ + 2H+ +H2O2=2Fe3++2H2O。
15、在空气中加热硫粉和铁粉的混合物，可观察到下列现象：
(1)有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体；
(2)混合物变红，放出热量，最后变成黑色固体；
(3)不时有火星从混合物中射出。
请分别写出产生以上三种现象发生反应的化学方程式：________、_________、__________。
答案：     S+O2点燃SO2     Fe+SΔFeS     3Fe+2O2ΔFe3O4
有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体，是由于硫粉与空气中的O2发生了反应，生成了有刺激性气味的SO2，反应方程式为：S+O2点燃SO2；混合物变红，放出热量，最后变成黑色固体，说明有FeS生成，反应方程式为：Fe+SΔFeS；不时有火星从混合物中射出，说明铁粉与空气中的O2反应生成四氧化三铁，反应方程式为：3Fe+2O2ΔFe3O4；所以答案是：S+O2点燃SO2；Fe+SΔFeS；3Fe+2O2ΔFe3O4。
16、填空。
(1)共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微粒的工业流程如下：

①“共沉”制备的Fe3O4粒子离子方程式为：_______。
②nFe3+/nFe2+对Fe3O4粒子制备有较大的影响。
若Fe3+过量，过量的Fe3+会生成副产物FeOOH，生成副产物FeOOH的离子方程式为：_______。实际投料时，nFe3+/nFe2+略小于理论反应的比值，这是因为部分Fe2+会直接生成Fe3O4粒子，该反应的离子方程式为：_______。
(2)一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究，要确定废液的组成及各金属离子的浓度。
取几滴废液于试管中加水稀释后，滴加KSCN溶液出现血红色，可知废液中除含有Fe2+、Cu2+外，还含有Fe3+。甲同学取10 mL废液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称重8 .61 g。乙同学另取10 mL废液，加入某试剂将pH调至4 .0，使其中Fe3+转化为FeOH3沉淀，而Fe2+、Cu2+仍留在废液中，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，冷却后称重得0 .32g。
通过计算可知废液中：cFe3+=_______mol·L-1，cFe2+=_______mol·L-1，cCu2+=_______mol·L-1。
答案：(1)     Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O     Fe3++3OH-=FeOOH+H2O     6Fe2++12OH-+O2=2Fe3O4+6H2O
(2)     0 .4mol∙L-1     1 .6mol∙L-1     0 .8mol∙L-1
（1）①由流程可知，生成Fe3O4的反应物为Fe2+、Fe3+和OH-，根据电荷守恒可写出该离子方程式为：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O，
所以答案是：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O
②根据题意，三价铁与氢氧根生成FeOOH和水，所以离子方程式为：Fe3++3OH-=FeOOH+H2O，所以答案是：Fe3++3OH-=FeOOH+H2O；
根据题意，Fe2+与氢氧根直接生成Fe3O4粒子和水，则部分亚铁离子被氧气氧化，所以离子方程式为：6Fe2++12OH-+O2=2Fe3O4+6H2O，
所以答案是：6Fe2++12OH-+O2=2Fe3O4+6H2O；
（2）甲同学所得8 .61g沉淀为AgCl，则nCl-=nAgCl=8 .61g/143 .5g·mol-1=0 .06mol，乙同学将pH调至4 .0，只有Fe3+沉淀且沉淀完全为FeOH3，灼烧得到0 .32 g Fe2O3，物质的量为0 .002 mol，由元素守恒可知Fe3+为0 .004 mol，cFe3+=0 .004 mol/0 .01 L=0 .4 mol·L-1，由2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可知2nCu2+=nFe2+
由电荷守恒：3nFe3++2nCu2++2nFe2+=nCl-
即nCu2++nFe2+=120 .06mol-0 .004mol×3=0 .024mol，
则nCu2++nFe2+=3nCu2+=0 .024 mol
求得：nCu2+=0 .008 mol，cCu2+=0 .008mol/0 .01L=0 .8 mol·L-1
nFe2+=2nCu2+=0 .016 mol，cFe2+=0 .016mol/0 .01L=1 .6 mol·L-1。

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