第三章-鐵-金屬材料-總結提升與檢測(新人教版必修第一冊)(解析版)

第三章鐵金屬材料章節(jié)總結提升第一部分知識歸納總結內容1：鐵的單質、氧化物和氫氧化物一、鐵的單質1．鐵元素的存在鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位，主要是以＋2價和＋3價化合物的形態(tài)存在于礦石中。2．鐵的冶煉（1）鐵是目前產量最大，使用最廣泛的金屬。春秋初年，我國已掌握冶鐵技術。（2）工業(yè)煉鐵的原理是用還原方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。高爐煉鐵是用CO還原鐵礦石(如Fe2O3)的化學方程式為Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up19(高溫))2Fe＋3CO2。3．物理性質鐵有延展性和導熱性。鐵能導電，但其導電性不如銅和鋁。鐵能被磁體吸引。4．鐵的化學性質鐵的化學性質比較活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。（1）鐵與非金屬單質、酸、鹽溶液的反應①鐵與氯氣反應的化學方程式：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up19(點燃))2FeCl3。②加熱條件下，鐵與弱氧化性的S單質反應的化學方程式：Fe＋Seq\o(=,\s\up19(△))FeS。③鐵與鹽酸(稀硫酸)反應的離子方程式：Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑。④鐵與硫酸銅溶液反應的離子方程式：Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu。（2）實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應實驗裝置操作現(xiàn)象用燃著的火柴點燃肥皂液，聽到爆鳴聲，證明生成了H2實驗結論在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，化學方程式為：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2點撥：濕棉花的作用是提供水蒸氣。5．人體中的鐵元素人體中的含鐵化合物主要分為兩類，即功能性鐵和儲存鐵。人體缺鐵，就會發(fā)生貧血。我國已實施在某些醬油中加入鐵強化劑的措施。二、鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱－鐵紅磁性氧化鐵顏色和狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價態(tài)＋2價＋3價＋2價、＋3價水溶性不溶不溶不溶與鹽酸反應(離子方程式)FeO＋2H＋Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O與CO的反應FexOy＋yCOeq\o(=,\s\up19(高溫))xFe＋yCO2點撥：（1）FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物。（2）12FeO＋2O2eq\o(=,\s\up19(△))4Fe3O4。三、鐵的氫氧化物1．實驗探究鐵的氫氧化物的生成與轉化在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。（1）在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，原因是Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓(填反應的離子方程式)。（2）在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色沉淀，原因是Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓(填反應的離子方程式)，沉淀迅速變成灰綠色最后會有紅褐色沉淀生成，原因是4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3(填反應的化學方程式)。2．Fe(OH)2、Fe(OH)3的比較Fe(OH)2Fe(OH)3顏色和溶解性白色固體，不溶于水紅褐色固體，不溶于水穩(wěn)定性在空氣中易轉化為Fe(OH)32Fe(OH)3eq\o(=,\s\up26(△),\s\do9())Fe2O3＋3H2O與鹽酸反應Fe(OH)2＋2H＋Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O知識演練1．常溫下，將鐵片放入下列溶液中，不發(fā)生反應的是()A．稀硫酸 B．氯水C．氫氧化鈉溶液 D．硫酸銅溶液【解析】C鐵與稀硫酸反應：Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑；氯水呈酸性、強氧化性可以和鐵反應；鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu；鐵與氫氧化鈉溶液不發(fā)生反應，C項符合題意。2．下列說法正確的是()A．鐵與酸反應一定生成鹽和氫氣B．鐵與氯氣反應的產物與二者的量有關C．鐵的氧化物屬于金屬氧化物，也屬于堿性氧化物D．鐵與水蒸氣在高溫下的反應屬于置換反應，故一定是氧化還原反應【解析】DFe與鹽酸、稀硫酸等非氧化性酸反應生成鹽和H2，但與HNO3等氧化性酸反應不產生H2，A項錯誤；Fe與Cl2在加熱時反應生成FeCl3，與二者的量無關，B項錯誤；Fe3O4是金屬氧化物，但不符合堿性氧化物的定義，故不屬于堿性氧化物，C項錯誤；置換反應一定屬于氧化還原反應，D項正確。3．下列關于鐵的氧化物說法錯誤的是()A．鐵的氧化物在通常狀況下都是有色固體B．四氧化三鐵是一種復雜的鐵的氧化物，它與鹽酸反應后的溶液中同時存在Fe2＋和Fe3＋C．氧化鐵是鐵銹的主要成分，因此氧化鐵俗稱鐵銹D．工業(yè)上常使用鐵的氧化物作原料冶煉鐵【解析】C鐵的氧化物在通常狀況下都是有色固體，如氧化鐵是紅棕色固體，氧化亞鐵和四氧化三鐵都是黑色固體，故A正確；四氧化三鐵是一種復雜的鐵的氧化物，可看作是由FeO、Fe2O3組成的化合物，它與鹽酸反應后的溶液中同時存在Fe2＋和Fe3＋，B正確；鐵銹的主要成分Fe2O3·xH2O，故C錯誤；工業(yè)上常使用鐵的氧化物作原料，用一氧化碳冶煉鐵，故D正確。4．將一小塊鈉投入盛5mLFeCl2的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是()A．鈉熔成小球并在液面上游動B．有無色無味的氣體生成C．溶液底部有銀白色物質生成D．溶液中產生的沉淀最終為紅褐色C鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應放熱，鈉密度小于水，所以鈉熔成小球并在液面上游動，氫氧化鈉與FeCl2溶液反應最終生成紅褐色氫氧化鐵。5．應用下列裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣反應的實驗”。請回答該實驗中的問題。（1）實驗開始首先進行的操作為_______________。（2）硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為_____________。（3）圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置受熱后的主要作用是________________________________；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是_____________。（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是________________。（5）干燥管中盛裝的物質可以是________，作用是___________。（6）如果要在A的玻璃導管口處點燃該氣體，則必須對該氣體進行________，這一操作的目的是______________________?！窘馕觥?1)為了防止漏氣，實驗開始首先檢查氣密性。(4)點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應，應該先點燃酒精燈，產生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈。(5)干燥管中盛裝的物質可以是堿石灰，作用是除去反應產生的氫氣中的水蒸氣?！敬鸢浮?1)檢查裝置氣密性(2)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up19(高溫))Fe3O4＋4H2(3)為硬質玻璃管內Fe與水蒸氣的反應實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止暴沸(4)先點燃酒精燈，產生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈(5)堿石灰除去產物H2中的水蒸氣(6)驗純防止H2不純而發(fā)生爆炸內容2：鐵鹽和亞鐵鹽一、Fe3＋與Fe2＋的檢驗實驗探究Fe3＋Fe2＋實驗操作Fe3＋Fe2＋實驗現(xiàn)象溶液變成紅色無明顯現(xiàn)象離子方程式Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3—結論Fe3＋遇SCN－顯紅色，可利用此現(xiàn)象檢驗Fe3＋的存在Fe2＋和SCN－不反應點撥：（1）向某未知溶液中滴加KSCN溶液，若溶液變成紅色，證明該溶液中含有Fe3＋；若無明顯現(xiàn)象，不能簡單地認為該溶液中一定有Fe2＋，因為其他離子也不能與KSCN溶液反應出現(xiàn)紅色。（2）向某未知溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，但放置一段時間后，溶液慢慢變紅色，可證明該溶液中含有Fe2＋，因Fe2＋易被空氣中的O2氧化為Fe3＋。二、Fe3＋與Fe2＋的相互轉化實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象加少量鐵粉振蕩后，棕黃色溶液變成淺綠色，再加KSCN溶液，溶液顏色無變化向上層清液中滴加新制氯水，溶液變成紅色離子方程式2Fe3＋＋Fe3Fe2＋2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3實驗結論Fe3＋遇到較強的還原劑時，會被還原成Fe2＋Fe2＋在較強的氧化劑作用下會被氧化成Fe3＋三、用覆蓋銅板制作印刷電路板原理將覆蓋銅板放入FeCl3溶液中，其反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。四、方法導引——基于類別和元素價態(tài)的視角酸1．酸氧化氧化2．FeSO4的獲得途徑（1）基于類別設計：Fe與稀硫酸反應獲得，也可以Fe與鹽的置換反應獲得。（2）基于元素價態(tài)設計：Fe與＋3價的鐵鹽反應得到＋2價鐵。知識演練1．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進行如下實驗操作時，最佳順序為()①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③【解析】C在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變紅色，證明無Fe3＋存在，再加入足量氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)榧t色。酸性KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗。2．已知如下三個實驗均能發(fā)生化學反應：①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是()A．實驗①中鐵作還原劑B．實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性C．實驗③中發(fā)生的是置換反應D．上述實驗證明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋【解析】A實驗①中鐵作還原劑，則氧化性：Cu2＋>Fe2＋；實驗②中Fe2＋只表現(xiàn)還原性；實驗③中發(fā)生的反應為2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2，該反應不是置換反應，分析可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋。綜上分析可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。3．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化。當再滴入幾滴新制氯水后，混合溶液變成紅色，則下列結論錯誤的是()A．該溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質D．Fe2＋被氧化為Fe3＋【解析】B溶液中的Fe2＋與加入的新制氯水發(fā)生反應：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含F(xiàn)e3＋的溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中一定含有SCN－；因原溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化，說明Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質。4．某興趣小組進行某補血劑中鐵元素含量的測定實驗流程如下：下列說法不正確的是()A．步驟①研磨時需要在研缽中進行B．步驟②加入氨水的作用是將Fe2＋完全沉淀C．步驟③多步操作為過濾、洗滌、灼燒至恒重、冷卻、稱重D．每片補血劑中鐵元素的質量為0.07wgB步驟①是將補血劑磨成細粉，便于溶解，研磨時需要在研缽中進行，A正確；步驟②中加入過氧化氫是將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后用過量氨水將Fe3＋完全沉淀為紅褐色氫氧化鐵，B錯誤；步驟③是將氫氧化鐵沉淀轉化為氧化鐵，通過測定氧化鐵的質量，計算補血劑中鐵元素的含量，所以操作為過濾、洗滌、灼燒至恒重、冷卻、稱重，C正確；wg氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，所以每片補血劑含鐵元素的質量為eq\f(wg×\f(112,160),10)＝0.07wg，D正確。5．為了提高皮革的耐曲折強度以及耐化學藥劑和微生物的作用，常常使用綠礬作為鞣革劑。綠礬晶體(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或長久放置，容易被空氣中的氧氣氧化而變質。為探究綠礬樣品的變質情況，化學興趣小組的同學設計了下列實驗方案。可供選擇的試劑：硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氯水、氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液，請參與完成方案設計。實驗準備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液。（1）證明綠礬已被氧化的實驗操作為_________；（2）證明綠礬已完全被氧化的實驗操作為___________；（3）使用綠礬溶液時，防止被氧化的措施為________?！窘馕觥?1)綠礬樣品被氧化會生成Fe3＋，有Fe3＋存在即可說明綠礬樣品已被氧化，F(xiàn)e3＋可使硫氰化鉀溶液變紅色。(2)Fe2＋能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，若溶液不褪色，說明溶液中沒有Fe2＋，則證明綠礬樣品完全被氧化。(3)為防止Fe3＋的干擾，可以加入適量鐵粉進行除雜，加入鐵粉后Fe3＋與鐵反應生成Fe2＋。【答案】(1)取少量溶液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，若觀察到溶液變紅色，則證明綠礬樣品已被氧化(2)取少量溶液，加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，若觀察到溶液不褪色，則證明綠礬樣品完全被氧化(3)向溶液中加入適量鐵粉內容3：合金一、合金1．定義：由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。點撥：合金一般是混合物，沒有固定的熔點。合金中各成分金屬的化學性質不變。2．性質：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各成分金屬。（1）硬度：合金的硬度一般大于成分金屬。（2）熔點：合金的熔點多數(shù)低于成分金屬。3．合金性能的影響因素元素的種類、元素含量、生產條件。二、鐵合金三、鋁和鋁合金鋁是地殼中含量最多的金屬。鋁性質活潑，鋁和鋁合金制品比較穩(wěn)定的原因是表面覆蓋著致密的氧化鋁薄膜，保護內部金屬。1．鋁與酸、堿的反應（1）金屬鋁溶于鹽酸的化學方程式：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑。（2）鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。2．氧化鋁與酸、堿的反應（1）兩性氧化物：既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，如Al2O3。3．鋁和鋁合金的應用鋁合金是目前廣泛應用的合金之一。硬鋁密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。四、新型合金知識演練1．下列關于合金的敘述中正確的是()A．合金是由兩種或多種金屬熔合而成的B．日常生活中用到的五角硬幣屬于銅合金C．合金在任何情況下都比單一金屬性能優(yōu)良D．鋼不屬于合金【解析】B合金是金屬與金屬或金屬與非金屬熔合而成的，A項錯誤；在機械加工時，合金的性能一般較單一金屬優(yōu)良，但并不是任何情況下都是，如純鋁導電性比鋁合金要強，C項錯誤；鋼是鐵碳合金，D項錯誤。2．足量下列物質與相同質量的鋁反應，放出氫氣且消耗溶質物質的量最少的是()A．鹽酸 B．稀硫酸C．氫氧化鈉溶液 D．氯化鈉溶液【解析】C鋁與氯化鈉溶液不反應，由2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑可知，Al～3H＋～eq\f(3,2)H2，Al～OH－～eq\f(3,2)H2，即1mol鋁消耗氫氧化鈉1mol、硫酸1.5mol、氯化氫3mol。3．下列敘述正確的是()A．通過物理變化使鐵制品表面生成致密的氧化膜，可以防止生銹B．常見的合金鋼主要有硅鋼、錳鋼、鎢鋼和不銹鋼C．氧化物只能作氧化劑，不能作還原劑D．生鐵中的球墨鑄鐵，沒有機械強度，所以在任何場合都不可以代替鋼【解析】BA項，生成致密的氧化膜是化學變化；C項，有些氧化物可以作還原劑，如一氧化碳，利用它的還原性可以在工業(yè)上冶煉金屬；D項，生鐵中的球墨鑄鐵具有很高的機械強度，在一些場合可代替鋼。4．有關鋁和它的化合物的說法錯誤的是()A．用于熔化燒堿的坩堝，可用Al2O3這種材料制成B．鋁能在空氣中穩(wěn)定存在是因為其表面覆蓋著一層保護膜C．氧化鋁是一種高熔點物質，是一種較好的耐火材料D．氧化鋁是一種兩性氧化物，既能與強酸反應，也能與強堿反應【解析】A若用Al2O3材料制成的坩堝熔化燒堿，會損壞坩堝，因為兩者會發(fā)生反應：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。5．用鐵、鋁的混合物進行如下實驗：（1）操作X的名稱是________。（2）氣體A是________。（3）A與Cl2混合光照可能發(fā)生爆炸，生成________(填化學式)，A在該反應中作為__________(填“氧化劑”或“還原劑”)。（4）溶液B中陰離子除OH－外還有________，溶液D中存在的金屬離子為________?！窘馕觥?1)加入足量NaOH溶液，Al溶解，操作X為過濾。(2)Al與氫氧化鈉溶液反應產生氫氣，氣體A為H2。(3)H2與Cl2反應生成HCl。(4)溶液B中陰離子有OH－、AlOeq\o\al(－,2)，溶液D中金屬離子為Fe2＋?！敬鸢浮?1)過濾(2)H2(或氫氣)(3)HCl還原劑(4)AlOeq\o\al(－,2)Fe2＋內容4：物質的量在化學方程式計算中的應用一、化學方程式中化學計量數(shù)與各化學計量間的關系2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑質量之比：46g∶36g∶80g∶2g計量數(shù)之比：2∶2∶2∶1擴大NA倍：2NA∶2NA∶2NA∶NA物質的量之比：2mol∶2mol∶2mol∶1mol結論：化學方程式中化學計量數(shù)之比等于粒子個數(shù)之比，也等于物質的量之比，對于有氣體參與的反應還等于體積之比。二、有關物質的量的計算中的“三個規(guī)范”1．書寫規(guī)范各種符號的書寫要規(guī)范，大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質量，而“m”表示質量，“N”表示微粒數(shù)，而“n”表示物質的量。2．符號規(guī)范（1）設未知數(shù)直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(或粒子)的符號。如設參加反應HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。（2）各物理量及單位、物質的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOH溶液的體積和物質的量濃度，求NaOH溶液的質量時就寫成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。3．單位規(guī)范把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統(tǒng)一。知識演練1．對于反應aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D表示物質的化學式，a、b、c、d為化學方程式中的化學計量數(shù))，下列說法不正確的是()A．如果質量為m1的A與質量為m2的B恰好完全反應，則生成的C、D的質量之和一定等于(m1＋m2)B．參加反應的A和B中的原子總數(shù)一定等于生成的C和D中的原子總數(shù)C．(a＋b)不一定等于(c＋d)D．A和B中的元素種類，不一定等于C和D中的元素種類【解析】D化學反應中的守恒既包括質量守恒，也包括元素種類守恒、原子個數(shù)守恒，故D錯誤。2．把一小塊鈉放入足量水中，會發(fā)生如下反應：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。有關該反應的下列說法正確的是()A．反應中Na與NaOH的質量相等B．反應中H2O和H2的質量相等C．反應中H2O和H2的質量之比為2∶1D．反應中Na與NaOH的物質的量之比為1∶1【解析】D該反應中，Na與NaOH的物質的量之比為1∶1，質量之比為23∶40，所以A項錯誤，D項正確；H2O與H2的物質的量之比為2∶1，質量之比為18∶1，所以B項、C項均錯誤。3．在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉，反應完全后共收集到標準狀況下的氣體33.6L。該NaOH溶液的物質的量濃度為()A．1.0mol·L－1 B．2.0mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3.0mol·L－1【解析】B2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol 67.2Ln(NaOH) 33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2.0mol·L－1。4．將8g鐵片放入100mL硫酸銅溶液中，溶液中的銅離子全部被還原時，固體質量變?yōu)?.2g，則原硫酸銅溶液的物質的量濃度為()A．0.5mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.025mol·L－1 D．0.125mol·L－1【解析】BFe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm1mol 8gn(CuSO4) (8.2－8)gn(CuSO4)＝eq\f(1mol×8.2－8g,8g)＝0.025mol,c(CuSO4)＝eq\f(0.025mol,0.1L)＝0.25mol·L－1。5．將20g含雜質25%的大理石(雜質與鹽酸不反應)投入150mL鹽酸中恰好完全反應，計算：（1）反應生成的CO2的體積(標準狀況)。（2）原鹽酸中HCl的物質的量濃度?！窘馕觥縩(CaCO3)＝eq\f(20g×1－25%,100g·mol－1)＝0.15mol，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑1mol2mol22.4L0.15moln(HCl)V(CO2)eq\f(1mol,0.15mol)＝eq\f(22.4L,VCO2)eq\f(1mol,0.15mol)＝eq\f(2mol,nHCl)故：n(HCl)＝0.3mol，V(CO2)＝3.36L，c(HCl)＝eq\f(0.3mol,0.15L)＝2mol·L－1?！敬鸢浮?1)3.36L(2)2mol·L－1第二部分章節(jié)檢測(時間90分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括25小題，每小題2分，共50分)1．鋼材是目前使用最廣泛的金屬材料。鋼材可以用作橋梁的結構材料，是因為它()A．有良好的導熱性B．有一定的機械強度C．不易受空氣和水的作用D．有良好的導電性【解析】B鋼材被大量應用于橋梁的結構材料說明它具有很強的機械強度而不是利用其導電、導熱性。2．化學行業(yè)把材料分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料等。金屬材料在現(xiàn)實生活中有極為重要的作用。下列金屬材料的用途與金屬所具有的性質不相符的是()A．制造白熾燈燈絲——熔點高B．制造飛機——硬度大而密度小C．制造保險絲——硬度大D．制造盛裝化工原料的容器——耐腐蝕【解析】C3．中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化涉及很多化學知識。下列有關說法不正確的是()A．“火樹銀花合，星橋鐵鎖開”中的“火樹銀花”涉及金屬元素的焰色B．古劍沈盧“以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多斷折”中的“劑鋼”是鐵的合金C．“以曾青涂鐵，鐵亦色如銅”中的“曾青”是銅鹽D．《石灰吟》(明·于謙)中寫道：“……烈火焚燒若等閑……要留清白在人間?！逼渲小扒灏住笔侵笟溲趸}【解析】D《石灰吟》的全詩是“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。”第二句描述的是碳酸鈣分解，生成物是氧化鈣，第三句是氧化鈣溶于水，生成物為氫氧化鈣，第四句描述的是氫氧化鈣在空氣中與二氧化碳反應，Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O，故“清白”是指碳酸鈣。4．下列物質不是黑色固體的是()A．CuO B．FeOC．Fe3O4 D．Fe2O3【解析】D5．下列有關鋁及其化合物的說法錯誤的是()A．鐵易生銹，而鋁在空氣中較穩(wěn)定，所以鐵比鋁活潑B．可用鋁壺燒開水，不可用其長期存放食醋、堿水C．氧化鋁是一種較好的耐火材料，但不可用氧化鋁坩堝熔化NaOHD．Al2O3能跟強酸、強堿溶液反應生成鹽和水，所以它是兩性氧化物【解析】A鋁比鐵活潑，但鋁易被氧化為一層致密的氧化物薄膜。6．下列關于金屬及其化合物的說法正確的是()A．俗語“真金不怕火煉”說明金在高溫條件下也不與氧氣發(fā)生反應B．Na2O為淡黃色固體，MgO為白色固體C．鐵不與冷、熱水反應，高溫下也不與水蒸氣發(fā)生反應D．金屬鈉具有強還原性，可與FeCl2溶液反應制取金屬Fe【解析】AB項，Na2O為白色固體；C項，F(xiàn)e與H2O(g)在高溫下反應；D項，Na與FeCl2溶液反應時，Na先與H2O反應，不能把Fe置換出來。7．合金是一類用途廣泛的金屬材料。下列物質不屬于合金的是()A．不銹鋼 B．青銅C．硬鋁 D．水銀【解析】D由兩種或兩種以上的金屬和金屬或金屬和非金屬熔化而成的具有金屬特性的物質是合金，合金都屬于混合物。不銹鋼屬于鐵合金，硬鋁為鋁合金，青銅是銅錫合金，水銀屬于單質。8．下列關于Mg、Fe、Cu的說法正確的是()A．三種金屬單質放置在空氣中均只生成氧化物B．保存Fe2(SO4)3溶液時需要加入鐵釘C．無需另選試劑就可以鑒別MgSO4、Fe2(SO4)3和CuSO4D．三種金屬的活潑性：Mg>Cu>Fe【解析】C銅在空氣中生成銅綠，屬于鹽，A錯誤；Fe2(SO4)3溶液中加入鐵釘，F(xiàn)e3＋會被鐵還原為Fe2＋，B錯誤；硫酸銅溶液呈藍色，硫酸鐵溶液是棕黃色，而硫酸鎂是無色溶液，C正確；三種金屬的活潑性：Mg>Fe>Cu，D錯誤。9．類比法是研究物質性質的常用方法之一，可預測許多物質的性質。但類比是相對的，不能違背客觀事實。下列有關類比推測的說法正確的是()A．已知Fe與S能直接化合生成FeS，推測Cu和S可直接化合生成CuSB．已知Fe與CuSO4溶液反應，推測Fe與AgNO3溶液也能反應C．已知Cu與Cl2能直接化合生成CuCl2，推測Fe與Cl2可直接化合生成FeCl2D．已知Al能與O2生成致密氧化膜保護金屬，推測Fe也與O2生成氧化膜保護金屬【解析】BCu與S反應生成Cu2S；Fe與Cl2化合生成FeCl3；Fe在潮濕空氣中生成Fe2O3，比較疏松，不能保護內部金屬。10．將已完全覆蓋氧化膜的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是()A．稀硫酸 B．稀鹽酸C．硝酸銅 D．氫氧化鈉【解析】C由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強酸反應，又可與強堿反應，故A、B、D三項皆不符合題意，只有C選項中的Cu(NO3)2不與Al2O3反應，故不可能與已完全覆蓋氧化膜的鋁條發(fā)生反應。11．下列反應中，鐵元素被氧化的是()A．FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑B．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑C．FeO＋2HCl=FeCl2＋H2OD．2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2【解析】B鐵元素被氧化，說明鐵的化合價升高，只有B符合題意。12．下列離子方程式不正確的是()A．Na2O2溶于水：2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑B．Cu與FeCl3反應：Cu＋Fe3＋=Fe2＋＋Cu2＋C．Fe2O3溶于鹽酸：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OD．Al溶于NaOH溶液：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑【解析】BB項，電荷不守恒，應為Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋。13．下列各組反應，最終一定能得到白色沉淀的是()A．向CaCl2溶液中通入CO2B．向FeCl3溶液中加入NaOH溶液C．向FeCl2溶液中加入過量NaOH溶液D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液【解析】D向CaCl2溶液中通入CO2不反應，A錯誤；向FeCl3溶液中加入NaOH溶液產生紅褐色沉淀，B錯誤；向FeCl2溶液中加入過量NaOH溶液先產生白色沉淀，然后迅速轉化為灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，C錯誤；向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液產生氫氧化鎂沉淀，D正確。14．下列離子組一定大量共存的是()A．FeCl3溶液中：Fe2＋、Cu2＋、I－、SOeq\o\al(2－,4)B．FeCl2溶液中：Mg2＋、Ag＋、MnOeq\o\al(－,4)、NOeq\o\al(－,3)C．AlCl3溶液中：Mg2＋、Fe3＋、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,4)D．酸性溶液中：Al3＋、Fe3＋、I－、SOeq\o\al(2－,4)【解析】CA項，F(xiàn)e3＋氧化I－，不共存；B項，Ag＋與Cl－形成沉淀，MnOeq\o\al(－,4)氧化Fe2＋和Cl－，不共存；D項，F(xiàn)e3＋氧化I－，不共存。15．醫(yī)療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出均勻、穩(wěn)定的熱，使患處保持溫熱狀態(tài)。若56g鐵粉完全氧化成氧化鐵，則需要消耗氧氣的質量為()A．24g B．32gC．21g D．16g【解析】A56g鐵的物質的量為1mol，由4Fe＋3O2=2Fe2O3可知，1mol鐵生成0.5mol氧化鐵，消耗0.75mol氧氣，其質量為24g。16．下列各組物質中，X是主體物質，Y是少量雜質，Z是為除去雜質所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是()選項ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液【解析】CA項中Cl2能把FeCl2氧化，B項中Fe能把FeCl3還原，D項除去了COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)又引入了Cl－，均不合要求。A項中應加適量鐵粉，B項中可加足量鐵粉過濾后，向濾液中通足量Cl2，D項中應加適量稀硫酸。17．設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關敘述正確的是()A．5.6gFe在氧氣中燃燒，完全反應時轉移電子數(shù)為0.3NAB．標準狀況下，22.4L氦氣與22.4L氯氣所含原子數(shù)均為2NAC．32gCu與S完全反應轉移的電子數(shù)為0.5NAD．在反應2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑中生成1molH2轉移的電子數(shù)為3NA【解析】CA.5.6gFe的物質的量為0.1mol，在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，完全反應時轉移電子數(shù)為eq\f(0.8,3)NA，故A錯誤；B.標準狀況下，22.4L氦氣與22.4L氯氣均為1mol,1molHe含有NA個原子，1molCl2含有2NA個原子，故B錯誤；C.32gCu是0.5mol，由于S的氧化性弱，只能將Cu氧化成＋1價，所以Cu～eq\f(1,2)Cu2S～e－，轉移0.5mole－，即轉移的電子數(shù)為0.5NA，故C正確；D項反應中，生成1molH2轉移的電子數(shù)為2NA，故D錯誤。18．用鋁箔包裹0.1mol金屬鈉，用針扎若干個小孔，放入水中，完全反應后，放出的氣體體積(標準狀況)為()A．1.12L B．小于1.12LC．大于1.12L D．無法確定【解析】C首先發(fā)生的反應是2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，標準狀況下0.1molNa與水反應產生的H2的體積為1.12L，然后發(fā)生的反應是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，此反應又能產生部分H2，故最后放出的H2的體積大于1.12L。19．下列“實驗結論”與“實驗操作及現(xiàn)象”相符的一組是()選項實驗操作及現(xiàn)象實驗結論A向某溶液中加入NaOH溶液，立即產生紅褐色沉淀該溶液中一定含有Fe3＋B向某溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該溶液中一定含有Fe2＋C向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)D向某溶液中加入稀鹽酸，有無色氣體產生該溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)【解析】A向某溶液中加入NaOH溶液，立即產生紅褐色沉淀，說明溶液中一定含有Fe3＋，A項正確；向某溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，該溶液中一定含有Fe3＋，但不能確定是否含有Fe2＋，B項錯誤；向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，該溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)或COeq\o\al(2－,3)或Ag＋等，C項錯誤；向某溶液中加入稀鹽酸，有無色氣體產生，該溶液中可能含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)等，D項錯誤。20．將鐵粉、銅粉混合物加入FeCl3溶液，充分反應后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是()A．溶液中一定含有Cu2＋B．溶液中一定含有Fe2＋C．加入KSCN溶液一定不變紅色D．剩余固體中一定含有Cu【解析】AFe、Cu均能與FeCl3反應，由于還原性：Fe>Cu，則Fe優(yōu)先與FeCl3反應生成Fe2＋，溶液中一定含有Fe2＋，B項正確；因充分反應后仍有固體剩余，則剩余固體中一定含有Cu，溶液中一定不含有Fe3＋，可能含有Cu2＋，A項錯誤，C、D項正確。21．Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應，產生標準狀況下的H24.48L。下列推斷錯誤的是()A．參加反應的鎂、鋁共0.2molB．參加反應的HCl為0.4molC．鎂、鋁在反應中共失去0.4mol電子D．若與足量的稀硫酸反應，能產生0.2molH2【解析】AMg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應，產生標準狀況下的H24.48L，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，因為反應后Mg、Al化合價不同，且Mg、Al混合物的質量未知，所以無法計算出參加反應的Mg、Al的物質的量，A項錯誤；根據(jù)氫原子守恒得n(HCl)＝2n(H2)＝0.4mol，B項正確；根據(jù)得失電子守恒，Mg、Al在反應中共失去電子的物質的量為0.2mol×2＝0.4mol，C項正確；Mg、Al在反應中共失去0.4mol電子，若與足量的稀硫酸反應，產生0.2molH2，D項正確。22．等質量的甲、乙、丙三種金屬，分別與足量的溶質質量分數(shù)相同的稀硫酸完全反應后，都生成＋2價的硫酸鹽，其產生H2的體積(同溫同壓)與反應時間的關系如圖所示，則下列說法正確的是()A．三種金屬的活動性順序為甲>乙>丙B．反應時消耗H2SO4的質量一定相同C．三種金屬的相對原子質量大小關系是甲>乙>丙D．反應速率最快的是甲，最慢的是乙【解析】D由圖像可知，等質量的甲、乙、丙三種金屬，甲最先反應完全，其次為丙，乙最后反應完全，因此可判斷三種金屬的活動性順序為甲>丙>乙，反應速率最快的是甲，最慢的是乙，A項錯誤，D項正確；反應所放出的氫氣全部來自H2SO4，由于所放出氫氣的體積不同，因此所消耗H2SO4的質量一定不相同，B項錯誤；根據(jù)一定量金屬完全反應產生氫氣的質量＝eq\f(金屬化合價,金屬的相對原子質量)×金屬的質量，因為金屬的質量及化合價均相同，所以金屬的相對原子質量與反應放出氫氣的多少成反比，則三種金屬的相對原子質量大小關系是丙>乙>甲，C項錯誤。23．將agFe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的100mL0.05mol·L－1的鹽酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋剛好完全沉淀，消耗NaOH溶液100mL，則NaOH溶液的濃度為()A．0.1mol·L－1 B．0.2mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．無法計算【解析】C根據(jù)關系式：HCl～NaCl～NaOH知n(NaOH)＝n(HCl)故c(NaOH)＝0.05mol·L－1。24．下列說法正確的是()A．綠色食品是不含任何化學物質的食品B．灼燒某物質時，用肉眼直接觀察到火焰呈黃色，則可判斷該物質不含鉀元素C．向新制的FeSO4溶液中滴入適量的NaOH溶液，放置片刻，整個反應過程的顏色變化是：淺綠色溶液→白色沉淀→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀D．稱取等質量的兩份鋁粉，分別加入過量的稀鹽酸和過量的NaOH溶液，則放出氫氣的體積(同溫同壓下)不相等【解析】C綠色食品是指沒有污染的食品，A項錯誤；觀察鉀元素的焰色試驗時必須透過藍色鈷玻璃，B項錯誤；由化學方程式或由反應中電子轉移數(shù)目均可判斷放出氫氣的體積相等，D項錯誤。25．將過量的鋅片放入500mLCuSO4溶液中，待充分反應后取出鋅片，洗凈、稱量，發(fā)現(xiàn)鋅片質量比原來減少了0.5g，則CuSO4溶液的物質的量濃度為()A．0.5mol·L－1 B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．2mol·L－1【解析】BZn與CuSO4溶液反應時，置換出來的Cu附著在鋅片上。反應的離子方程式如下：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuΔm1mol1gn(Cu2＋)0.5g則eq\f(1mol,nCu2＋)＝eq\f(1g,0.5g)，解得n(Cu2＋)＝0.5mol，所以c(CuSO4)＝eq\f(0.5mol,0.5L)＝1mol·L－1。二、非選擇題(共5小題，共50分)26．(10分)下表是某種常見金屬的部分性質：顏色和狀態(tài)硬度密度熔點導電性導熱性延展性銀白色固體較軟2.70g·cm－3660.4℃良好良好良好將該金屬投入到稀鹽酸中，可產生大量的無色氣體。根據(jù)上述信息回答下列問題：(1)推斷該金屬的一種用途是______________________。(2)該金屬的活動性比銅________(填“強”或“弱”)。(3)請自選試劑，設計實驗探究該金屬與鐵的活動性的強弱。①一種猜想：_______________________________________；②驗證方法：______________________________________；③實驗現(xiàn)象：________________________________________；④實驗結論：________________________________________。【解析】(1)該金屬具有良好的導電性，且能與鹽酸反應生成無色氣體，因此可以作導線，也可以用來制取氫氣等。(2)由于該金屬可以和鹽酸反應，說明其金屬活動性在氫前，比銅活動性強。(3)為了探究該金屬和鐵的金屬活動性強弱，可以采用和酸溶液反應，也可以和鹽溶液反應?！敬鸢浮?1)用于制電線或實驗室制氫氣等(合理即可)(2)強(3)①該金屬的活動性比鐵強②取兩支大小相同的試管，分別注入同體積、同濃度的稀鹽酸；向兩支試管中同時分別加入大小和表面積相同的鐵片和該金屬片，比較反應快慢③都有氣泡放出，被測金屬產生氣泡更快④被測金屬的活動性比鐵強(本小題答案不唯一，合理即可)27．(10分)下列物質之間有如下反應關系：已知E轉化成C的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色?；卮穑?1)寫出下列物質的化學式：A________，B________，D________，甲________，乙________，丙________。(2)寫出E→C反應的化學方程式：_______________________________。(3)寫出B→D反應的離子方程式：_______________________________?！窘馕觥縀轉化成C的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，則E為Fe(OH)2，C為Fe(OH)3，A為紅棕色粉末，則A為Fe2O3，B為FeCl3，D為FeCl2，乙為NaOH(或KOH等)，由D→B的轉化可知，甲為氯氣或新制氯水等，由紅色溶液可知，丙為KSCN?！敬鸢浮?1)Fe2O3FeCl3FeCl2Cl2NaOH(或KOH等)KSCN(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(2分)(3)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋28．(10分)硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補血劑。某課外小組測定該補血劑中鐵元素的含量，并檢驗該補血劑是否變質。實驗步驟如下：請回答下列問題：(1)向操作①的濾液中滴加KSCN溶液后變?yōu)榧t色，則該濾液中含有________(填離子符號)。(2)操作②中反應的離子方程式：_________________________。(3)操作③中反應的離子方程式：________________________。(4)操作④中一系列處理的操作步驟：過濾、________、灼燒、________、稱量。(5)假設實驗中的損耗忽略不計，則每片補血劑含鐵元素的質量為________g。(用含a的代數(shù)式表示)?！窘馕觥?2)雙氧水具有氧化性，酸性條件下能將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，則②中反應的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(3)步驟③是將Fe3＋轉化為氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(4)步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉化為氧化鐵，需要過濾、洗滌氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質量，即過濾、洗滌、灼燒、冷卻至室溫、稱量。(5)ag氧化鐵中鐵元素的質量即為10片補血劑中鐵的質量，所以每