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人教版2024高中化学必修一第三章铁金属材料(三十三)

1

单选题
1、《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。青矾加热时的反应为2FeSO4⋅7H2O≜Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O。下列说法正确的是
A．产物中含有3种酸性氧化物B．所得赤色物质为FeSO4
C．反应为分解反应D．铁元素被还原
答案：C
A．产物中的酸性氧化物只有SO2，故A错误；
B．Fe2O3是红色粉末，所得赤色物质为Fe2O3，故B错误；
C．2FeSO4⋅7H2O≜Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O反应，一种物质变为多种物质，属于分解反应，故C正确；    
D．反应中铁元素化合价由+2升高为+3，铁元素被氧化，故D错误；
选C。
2、部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。

下列说法错误的是
A．a可与e反应生成bB．c在空气中可转化为d
C．可用KSCN溶液鉴别b、eD．可存在a→e→d→c→b→a的循环转化关系
答案：D
分析：图示为铁0 .+2 .+3三种价态的价类二维图，其中单质a为Fe，+2价的盐b为亚铁盐，碱c为氢氧化亚铁，+3价的盐e为铁盐，碱d为氢氧化铁，结合物质的性质分析解答。
A．铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐，离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+，故A正确；
B．氢氧化亚铁具有较强的还原性，能够被氧化，因此氢氧化亚铁可以被氧化生成氢氧化铁，故B正确；
C．亚铁离子与KSCN溶液无明显现象，铁离子与KSCN溶液显红色，可用KSCN溶液鉴别b、e，故C正确；
D．氢氧化铁不能直接转化为氢氧化亚铁，即d→c不能直接转化，故D错误；
故选D。
3、能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是

A．包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B．油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C．分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D．该“运输车”中铁元素的价态为+3价
答案：D
A．“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；
B．油脂、蔗糖均含碳元素，不根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；
C．该"纳米药物分子车”的直径为20Onm，而胶体分散质粒子直径为1~100nm，所以该"纳米药物分子车"分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；
D．由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有+2价和+3价铁，D错误；
故选D。
4、滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂，该物质易被氧化，实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，实验装置如图所示。下列分析正确的是

A．VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同
B．b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽
C．用小试管在m处收集气体并验纯后，应先关闭K2，再打开K3
D．实验完毕，可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+
答案：B
分析：本实验用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，b中稀硫酸和铁粉反应生成H2，反应前需要用H2将装置中的空气排尽，防止空气中氧气氧化VOSO4，关闭K3，打开K2，H2将硫酸亚铁溶液压入c中，发生反应，以此作答。
A．VOSO4中V的化合价为+4价，(VO2)2SO4中V的化合价为+5价，A错误；
B．VOSO4易被氧化，所以b中反应产生的H2的作用之一就是排尽装置中的空气，防止VOSO4被氧化，B正确；
C．用小试管在m处收集气体并验纯，应先打开K3，再关闭K2，C错误；
D．实验完毕后，c中含有较多VOSO4，VOSO4易被氧化可与氯水反应，故不能用氯水和KSCN溶液检验c中是否含有Fe2+，D错误；
故答案选B。
5、下列物质中，所含分子数最多的
A．0 .8molHeB．标准状况下4 .48LSO2
C．NA个CH4(NA为阿伏加德罗常数)D．16gO2(O2的摩尔质量是32g•mol-1)
答案：C
分析：利用n=NNA，分子数与物质的量成正比例，据此分析；
A．He的物质的量为0 .8mol；
B．标准状况下，4 .48LSO2的物质的量为4 .48L22 .4L/mol=0 .2mol；
C．NA个CH4的物质的量为1mol；
D．16gO2的物质的量为16g32g/mol=0 .5mol；
综上所述，所含分子数最多的是NA个CH4，选项C符合题意；
答案为C。
6、中国传统文化对人类文化贡献巨大。在很多古代文献中都涉及到丰富的化学知识，对其理解不合理的是
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．《浪淘沙》中“吹尽狂沙始到金”，说明金在自然界中以游离态形式存在
C．《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
D．《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
答案：D
A．《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了铁与硫酸铜的置换反应，生成铜与硫酸亚铁，故A正确；
B．金的化学性质稳定，淘金淘到的是金单质，说明金在自然界以游离态存在，故B正确；
C．“剑刃硬度要大，需要以剂钢为刃”，所以剂钢是铁碳合金，故C正确；
D．熟铁含碳量更低，延展性更好，质地也更硬，故D错误；
故答案选D。
7、下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉
B．常温下浓硝酸与铁不反应，故常温下可用铁质容器贮运浓硝酸
C．过量的铁与氯气反应生成氯化亚铁
D．向过量的铁与稀硝酸充分反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
答案：A
A．亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，铁能够还原铁离子为亚铁离子，所以保存FeCl2溶液时常加入铁粉，A正确；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，钝化是化学变化，B错误；
C．不管铁与氯气的相对量如何，铁与氯气反应只能生成氯化铁，C错误；
D．过量的铁与稀硝酸充分反应后生成硝酸亚铁，滴加KSCN溶液，溶液不变红，D错误；
故选A。
8、一定量的镁铝合金与500mL1mol⋅L-1HNO3完全反应生成2 .24LNO(标况)，再向反应后的溶液中加入2mol⋅L-1NaOH溶液，使镁、铝元素恰好完全沉淀，则所加NaOH溶液体积是
A．150mLB．200mLC．250mLD．300mL
答案：B
由Mg、Al最终转化为氢氧化镁、氢氧化铝，最终溶液中溶质为NaNO3，根据氮元素守恒n(NaNO3)=0 .5L×1mol/L-2 .24L22 .4L/mol=0 .4mol，由钠离子守恒n(NaOH)=n(NaNO3)=0 .4mol，则需要NaOH溶液的体积为0 .4mol2mol/L=0 .2L=200mL，故B正确；
故选B。
多选题
9、如图所示，气缸的总体积一定，内部被活塞隔成I、II两部分，活塞可以自由移动，也可以固定。25℃时向I中充入16 g SO2，II中充入16 g O2，则下列说法正确的是

A．当活塞不再移动时，活塞将停在左侧占整个气缸体积的三分之一处
B．当活塞不再移动时，I、II两部分密度之比为1：2
C．若将活塞固定在气缸中间，I、II两部分压强之比为2：1
D．若将I中气体换为O2与CO的混合气体0 .2mol，II中气体换为CO和CO2的混合气体6g，活塞最终停于中间位置，则右侧中CO和CO2的物质的量之比为7：1
答案：AD
A．Ⅰ中16 g SO2的物质的量为n(SO2)=16g64g/mol=0 .25mol，Ⅱ中16 g O2的物质的量n(O2)=16g32g/mol=0 .5 mol，当活塞不再移动时，两部分压强相等，同温同压下，物质的量之比等于体积之比，则Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为0 .25 mol：0 .5 mol=1：2，则活塞将停在左侧占整个气缸体积的三分之一处，A正确；
B．ρ=mV=MVm，由于气体的质量相同，则两种气体密度之比等于体积的反比(或同温同压下，气体的密度之比等于气体的相对分子质量之比)，故ρⅠ：ρⅡ=64：32=2：1，B错误；
C．当活塞固定在气缸中间，由于同温同体积时，气体的压强之比等于其物质的量之比，故Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为0 .25 mol：0 .5 mol =1：2，C错误；
D．活塞最终停于中间位置，则两侧体积相同，则右侧混合气体的物质的量也为0 .2 mol，设CO和CO2的物质的量分别为x、y，则x+y=0 .2 mol，28x+44 y=6 .0 g，解得x=0 .175 mol，y=0 .025 mol，可求得CO和CO2的物质的量之比为n(CO)：n(CO2)=0 .175 mol：0 .025 mol=7：1，D正确；
故合理选项是AD。
10、明代徐光启的手迹中记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：

下列说法错误的是
A．X的化学式为SO2
B．Fe2O3在空气中易转化为Fe3O4
C．现代工业用98 . 3%浓硫酸吸收SO2
D．制取HNO3是利用了强酸制弱酸的反应原理
答案：BD
A．据图可知FeSO4分解时生成Fe2O3和SO3，部分Fe元素被氧化，则S元素应被还原，X为SO2，A正确；
B．Fe2O3在空气中较稳定，不易转化，B错误；
C．由于三氧化硫和水反应是放热反应，温度很高，这时水会变为蒸汽，那么水和三氧化硫实际上在气体状态下反应得到硫酸，此时硫酸以酸雾的形成停留在吸收塔中，很难沉降下来，造成水吸收三氧化硫的速度大大降低了,工业制硫酸过程中不用水而常用98 .3%的浓硫酸吸收SO3，故C正确；
D．制取HNO3是利用了高沸点的硫酸制取低沸点的硝酸的反应原理，D错误；
综上所述答案为BD。
11、某兴趣小组利用工业废弃的铁铜合金制备碳式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述错误的是

A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分
B．“过滤1”所得的滤液中的溶质主要为硫酸铜
C．“滤渣”的主要成分为氢氧化铁
D．“溶解”时没有发生氧化还原反应
答案：AD
分析：废弃的铁铜合金加入稀硫酸和双氧水溶解，得到硫酸铁、硫酸铜的混合溶液，之后加入CuO调节pH除去Fe3+，过滤掉Fe(OH)3沉淀，加入碳酸钠粉末沉降得到碱式碳酸铜，过滤得到产品。
A．“沉降”反应中溶液是CuSO4溶液，与Na2CO3的混合方式应该是将Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，如果将CuSO4溶液加入Na2CO3溶液中，将会生成更多的氢氧化铜沉淀，影响碱式碳酸铜的生成，A错误；
B．根据分析可知加入CuO调节pH可以除去Fe3+，滤液中的溶质主要为硫酸铜，B正确；
C．加入CuO调节pH可以除去Fe3+，得到Fe(OH)3沉淀，C正确；
D．溶解过程中双氧水在酸性环境中可以将Fe、Cu氧化，发生氧化还原反应，D错误；
答案为AD。
12、化学是一门以实验为基础的学科，某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示，根据实验现象下列分析正确的是

A．①～④的变化中，有2处涉及氧化还原反应
B．③中反应的离子方程式：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②现象相同
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验溶液也能变成淡绿色
答案：BD
分析：①中发生反应：2Fe3++3S2-=2Fe2++3S↓，②中发生反应Fe2++S2-=FeS↓，③中发生反应为2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，④中继续发生反应2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑。
A．由分析可知，①～④的变化中，只有反应①为氧化还原反应，所以有1处涉及氧化还原反应，A不正确；
B．由分析可知，③中由于加入的Na2CO3不足量，只生成Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，B正确；
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓，产生的现象与图中①、②现象不同，C不正确；
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验，则发生反应2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+，所以溶液也能变成淡绿色，D正确；
故选BD。
填空题
13、以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和H2SO4为原料，可以制备高纯PbO，从而实现铅的再生利用。在此过程中涉及如下两个反应：
①2Fe2++PbO2+4H++SO42-=2Fe3++PbSO4+2H2O
②2Fe3++Pb+SO42-=2Fe2++PbSO4
(1)写出Pb与PbO2反应生成PbSO4的化学方程式___________。
(2)在上述过程中，Fe2+的作用是什么___________？
(3)请设计实验方案证明Fe2+的作用___________。
答案：(1)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(2)催化剂
(3)取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，然后滴加氯水，溶液变为红色，说明反应后溶液中含有Fe2+，不含Fe3+，证明Fe2+作催化剂。
解析：(1)
根据已知可知，Pb与PbO2在酸性条件下反应生成硫酸铅，其化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
(2)
反应①中亚铁离子被氧化成铁离子，反应②中铁离子又被还原生成亚铁离子，整个过程中，亚铁离子的质量不变，所以Fe2+为催化剂。
(3)
参加化学反应，但在反应前后质量和化学性质均不变的物质是催化剂，因此，只要证明反应后的溶液中有Fe2+，无Fe3+即可，则实验方案为取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，然后滴加氯水，溶液变为红色，说明反应后溶液中含有Fe2+，不含Fe3+，证明Fe2+作催化剂。
14、铝及其合金是生产生活中常用的一种金属材料。
(1)铝合金用于加工门窗，是因为其硬度比纯金属_______(填“大”或“小”)，原因是_______。
(2)生活中不宜用铝制品盛装碱性溶液，某同学在实验中模拟该过程，将一块铝箔投入过量NaOH溶液中，观察到的实验现象为：_______，其中涉及到的离子方程式为：_______、_______。
(3)工业上常利用金属Al与Fe3O4在高温下反应冶炼金属Fe，该反应的化学方程式为_______，将可以恰好完全发生该反应的Al与Fe3O4均匀混合，分成两等份，一份先完全发生该反应，反应产物再与足量盐酸反应，另一份直接与足量NaOH溶液反应，生成气体在相同条件下体积比为_______。
答案：(1)     大     改变了金属原子有规则的层状排列，使层间相对滑动变得困难
(2)     开始无明显现象，后来出现大量气泡     Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O     2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(3)     3Fe3O4+8Al==高温9Fe+4Al2O3     3：4
（1）合金的硬度大于成分金属，铝合金用于加工门窗，是因为其硬度比纯金属大，原因是改变了金属原子有规则的层状排列，使层间相对滑动变得困难；
（2）铝表面有氧化铝薄膜，氧化铝先与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，然后铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，则将一块铝箔投入过量NaOH溶液中，观察到的实验现象为：开始无明显现象，后来出现大量气泡；离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）利用金属Al与Fe3O4在高温下反应冶炼金属Fe，利用的是铝热反应原理，该反应的化学方程式为3Fe3O4+8Al==高温9Fe+4Al2O3，且设两份混合物均为3molFe3O4 .8molAl，一份先完全发生该反应，生成9mol铁，加入盐酸生成氢气的反应为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，反应生成氢气9mol；另一份直接与足量NaOH溶液反应，生成气体的反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，生成氢气为12mol，相同条件下体积比等于物质的量之比为9mol：12mol=3：4。
15、准确称取6g铝土矿(含Al2O3 .Fe2O3 .SiO2)样品，放入盛有100mL 稀H2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤去掉沉淀，向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入的NaOH溶液的体积(mL)如图所示。试回答下列问题：

(1)当加入NaOH溶液的体积超过35mL时所发生的反应的离子方程式_____。
(2)铝土矿中Al2O3的物质的量是多少？______
(3)若a=2 .6，稀硫酸溶液的物质的量浓度为多少？______
答案：(1)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(2)0 .05mol
(3)1 .75mol/L
分析：(1)
当加入NaOH溶液的体积超过35mL时，沉淀量减少，说明氢氧化铝和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，所发生的反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 。
(2)
由Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O反应消耗氢氧化钠的物质的量为0 .1mol，可知铝元素的物质的量为0 .1mol，铝土矿中Al2O3的物质的量是0 .05mol；
(3)
由图象可知，加入35ml氢氧化钠溶液时，溶液中的溶质为硫酸钠，根据钠元素守恒，可知硫酸钠的物质的量为0 .175mol；根据硫守恒，稀硫酸溶液中硫酸的物质的量为0 .175mol，硫酸的物质的量浓度为0 .175mol0 .1L=1 .75mol/L。

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