1、专题练习5铁、铝与金属材料一、选择题1.下列不属于合金的是()A.硬铝B.赤铁矿C.生铁D.不锈钢2.下列关于铁的叙述错误的是()A.纯净的铁是光亮的银白色金属,熔点、沸点较高B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身也能产生磁性C.铁是地壳中含量最多的金属元素,分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D.纯铁的抗腐蚀能力相当强,在干燥的空气里不易被氧化3.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A.Fe与盐酸、Fe与Cl2发生反应产物不同B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C.工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸D.氯化铁溶液有较强氧化性,故可用作净水剂4.磁铁矿的主要成
2、分为()A.FeOB.Fe3O4C.Fe2O3D.FeS25.下列有关铝制品的说法合理的是()A.用铝壶盛放食醋B.用铝罐储存浓硫酸C.用金属丝球擦铝锅表面的污垢D.用强碱溶液洗涤铝制餐具6.(2021浙江镇海中学高一期末)下列关于铁铝及其合金的说法不正确的是()A.生铁的含碳量为2%4.3%B.稀土金属可以用于生产合金C.铝是一种活泼金属,铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡7.下列有关实验现象的描述中,正确的是()A.向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,先产生白色沉淀,后白色沉淀逐渐消失B.将铜片放入氯化铁溶液,铜片表面生成银白
3、色的铁C.在氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀出现D.将去除氧化膜的铝片投入氢氧化钠溶液中无现象8.除去铁粉中的少量铝粉,可选用的试剂是()A.硫酸B.氨水C.盐酸D.氢氧化钠溶液9.常温下,下列物质不能与其他物质通过一步反应得到AlCl3的是()A.Al(OH)3B.Al2O3C.NaClD.Cl210.常温下,把铁片放入下列溶液中铁片溶解,溶液质量增加,但没有气体放出的是()A.浓硫酸B.CuSO4溶液C.FeCl3溶液D.AgNO3溶液11.下列各组物质相互反应后,向得到的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变成红色的是()A.新制氯水和氯化亚铁溶液B.铁屑和氯化铜溶液C.铁屑和过量稀硫
4、酸D.过量铁屑和氯化铁溶液12.下列说法正确的是()A.Fe与过量稀硫酸反应可以生成Fe2(SO4)3B.Cu与FeCl3溶液反应可以说明Cu比Fe活泼C.FeCl2可以通过化合反应得到D.证明FeCl2溶液中含有FeCl3可以用磁铁13.用铝制易拉罐收集满CO2,加入过量NaOH浓溶液,立即把口封闭。发现易拉罐“咔咔”作响,并变瘪了;过一会儿后,易拉罐又会作响并鼓起来。下列说法正确的是()A.导致易拉罐变瘪的离子反应是:CO2+OH-HCO3-B.导致易拉罐又鼓起来的反应是:2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2C.若将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,易拉罐也会出现先瘪后鼓的
5、现象D.反应结束后,易拉罐内溶液的溶质只有NaAlO214.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体中有铁存在,则反应后溶液中存在较多的阳离子是()A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+15.下列物质中的杂质(括号中为杂质)去除方法或原理不正确的是()A.FeCl2溶液(FeCl3):加入过量铜粉,再过滤B.铜粉(铁粉):加盐酸,再过滤C.FeSO4溶液(CuSO4):加入过量铁粉,再过滤D.FeCl3溶液(FeCl2):通入氯气16.(2021浙江诸暨高二期末)某小组用打磨过的铝片进行如下实验,下列分析正确的是()A.中铝片不与浓硝酸反应B.中产生的气泡可
6、能是一氧化氮C.中加水稀释过程中,仅发生氧化还原反应D.中沉淀产生并溶解的离子方程式:Al3+4NH3H2OAlO2-+4NH4+17.要证明某溶液中不含Fe3+,而含有Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序是()加足量新制氯水加足量酸性KMnO4溶液加少量KSCN溶液A.B.C.D.18.在CuO和Fe粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化,根据上述现象,确定下面结论正确的是()A.不溶物一定含Cu,可能含有FeB.不溶物一定含铜、铁C.不溶物一定含铁D.溶液中一定含有Fe2+,但不一定含有Cu2+二、填空题19.铁及
7、其化合物在国民经济、日常生活中占有非常重要的地位,了解铁及其化合物的性质和用途非常重要。请回答下列问题:(1)铁在自然界中主要以态存在,其氧化物有磁性的是,呈红棕色的是(填写化学式)。(2)铁在纯氧气中燃烧的化学方程式为,铁在氯气中反应的产物是。20.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。(1)FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式是。(2)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得氯化铁溶液,准备采用下列步骤:上述实验中加入或生成的有关物质的化学式:,。若向的溶液中加入氢氧化钠溶液,其实验现象为。21.(2021浙江诸暨高一期末)固体矿物X由三种元
8、素组成。某学习小组为了探究它的组成和性质,进行了如图实验:请回答:(1)溶液F的溶质为(写名称)。(2)组成X的三种元素是,X的化学式是。(3)写出气体A与溶液D反应的离子方程式:。22.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化:请回答:(1)固体B所含物质的化学式:。(2)反应和的离子方程式:、。23.将铁、铜混合粉末20.0 g加入到100 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,剩余固体质量为5.2 g(忽略反应前后溶液体积变化)。请回答:(1)反应后溶液中FeCl2的物质的量浓度为 molL-1。(2)原固体混合物中铜
9、的质量分数是。选择题答题栏123456789101112131415161718参考答案专题练习5铁、铝与金属材料1.B解析 赤铁矿是铁矿石,主要成分是Fe2O3。2.C解析 地壳中含量最多的金属是铝,自然界中游离态的铁主要存在于从天而降的陨石中。3.D解析 铁与盐酸生成氯化亚铁,铁与氯气生成氯化铁,产物不同,故A正确;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2,故B正确;常温下铁在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化现象,阻止反应进行,因此工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸,故C正确;FeCl3有氧化性,但不是作净水剂的原因,净水是利用铁离子水解生成的Fe(OH)3
10、胶体具有吸附性,能吸附悬浮的杂质净水,故D错误。4.B解析 磁铁矿的主要成分为四氧化三铁,其化学式为Fe3O4。故选B。5.B解析 醋酸、强碱都能与铝发生反应,用金属丝球擦铝锅会破坏铝表面的氧化膜,从而使铝易被腐蚀,浓硫酸能使铝钝化,B项合理。6.D解析 生铁和钢均属于铁碳合金,生铁的含碳量为2%4.3%,钢的含碳量为0.03%2%,A正确;稀土金属添加到合金中,可以改善合金的物理或化学性能,因此稀土金属在冶金工业上应用广泛,可以用于生产合金,B正确;Al和Al2O3均为两性物质,都能与盐酸反应,C正确;当铝表面的氧化膜被NaOH溶液溶解后,里面的铝与NaOH溶液反应能产生氢气,D错误。7.C
11、解析 向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,先有白色沉淀出现,后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀;Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2,不会生成铁单质;在氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液,生成红褐色的氢氧化铁沉淀;去除表面的氧化铝之后铝与氢氧化钠产生H2。8.D解析 铁、铝都能与硫酸、盐酸反应,均不与氨水反应。铁不与氢氧化钠溶液反应,铝能与氢氧化钠溶液反应。D项合理。9.C解析 Al(OH)3与盐酸反应生成AlCl3,A正确;Al2O3与盐酸反应生成AlCl3,B正确;NaCl无法通过一步反应得到AlCl3,C错误;Cl2与Al反应生成AlCl3,D正确。10.C解析 常温下,铁与浓硫酸发
12、生钝化;铁与硫酸铜溶液反应置换出铜,溶液质量减少;铁与FeCl3溶液反应生成FeCl2,溶液质量增加;铁与硝酸银溶液反应置换出银,溶液质量减少。11.A解析 单质铁分别与CuCl2、H2SO4、FeCl3反应都得到Fe2+,而氯水与FeCl2溶液反应生成FeCl3,Fe3+遇KSCN溶液显红色,A项符合题意。12.C解析 Fe与稀硫酸反应生成FeSO4;Cu与FeCl3溶液反应是因为Fe3+的氧化性强于Cu2+的氧化性,不是因为Cu比Fe活泼。13.B解析 题述过程中,变瘪主要是CO2被NaOH吸收,压强变小,又鼓起来是因为易拉罐和NaOH溶液反应,产生H2,压强变大,由此可得,NaOH溶液过
13、量,A错误;若改用NH3和水,Al不会和氨水反应,C错误;反应结束后溶液中含有NaAlO2、Na2CO3,D错误。14.C解析 在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+2H+Fe2+H2,Fe+Cu2+Fe2+Cu,待反应结束,铁粉有剩余,则溶液中存在较多的阳离子为Fe2+,故选C。15.A解析 除去FeCl2溶液中的FeCl3应加入过量铁粉,再过滤。16.B解析 常温下铝在浓硝酸中发生钝化,加水稀释产生气泡说明铝和稀硝酸发生反应生成一氧化氮,再加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝为两性氢氧化物,继续加入氢氧化钠溶液沉淀溶解。浓硝酸具有强氧
14、化性,常温下铝在浓硝酸中发生钝化,中铝片与浓硝酸发生了氧化还原反应,故A错误;加水稀释硝酸,产生气泡说明铝和稀硝酸发生反应生成一氧化氮气体,中产生的气泡可能是一氧化氮,故B正确;中加水稀释过程中,表面形成的氧化物薄膜溶于稀硝酸为复分解反应,故C错误;中沉淀溶解是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,中沉淀产生并溶解的离子方程式为Al3+4OH-AlO2-+2H2O,故D错误。17.D解析 因KSCN与Fe3+作用使溶液显红色,而与Fe2+无此现象,则可先滴加少量KSCN溶液,不显红色,说明原溶液不含有Fe3+,再滴加新制氯水后,溶液显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2
15、+,即,故选D。18.A解析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜,铁与硫酸铜反应生成铜。根据“滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化”,说明稀硫酸和铜离子都完全反应,所以不溶物中一定有铜,铁的反应情况有两种:一种是恰好反应,不溶物是铜;一种是铁过量,不溶物是铁和铜,所以不溶物中一定有Cu,可能含有Fe。故选A。19.答案 (1)化合Fe3O4Fe2O3(2)3Fe+2O2Fe3O4FeCl3解析 (1)除陨铁外,铁在自然界中主要以化合态存在。铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)。四氧化三铁又名磁性氧化铁,具有磁性
16、。氧化铁又名铁红,呈红棕色。(2)铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,在氯气中加热生成FeCl3。20.答案 (1)Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2(2)FeCl2HCl先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后有红褐色物质生成解析 (1)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,反应的化学方程式为Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2。(2)由工艺流程可知,废液应先与过量的Fe反应,故为Fe;所得滤液中含有FeCl2,通入氯气可以得到氯化铁;滤渣中含有金属Cu、未反应的Fe,加入盐酸,过滤,回收铜;滤液中含有FeCl2,与滤液合并,通入氯气制备氯化铁。若向的溶液中加入氢氧化钠溶液,先生成氢
17、氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,可被O2氧化生成氢氧化铁,故现象是先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后有红褐色物质生成。21.答案 (1)硫酸亚铁(2)Cu、Fe、SCuFe2S3(3)SO2+2Fe3+2H2O2Fe2+SO42-+4H+解析 根据红色固体可知E为铜,可计算Cu和CuO的物质的量;根据A和H2O2溶液反应生成C,C和氯化钡反应生成白色沉淀,得A为二氧化硫,X含S元素,计算S的物质的量;根据B的质量和氧化铜的质量计算铁的物质的量,根据三者物质的量的关系,得出比例关系,确定化学式。根据红色固体可知E为铜,n(Cu)=3.2 g64 gmol-1=0.05 mol,固体B为CuO
18、、Fe2O3,n(Fe)=12 g-0.05mol80 gmol-1160 gmol-12=0.1 mol,气体A与H2O2溶液反应生成C,C和氯化钡反应生成白色沉淀,得A为二氧化硫,X含S元素,n(S)=34.95 g233 gmol-1=0.15 mol,n(Cu)n(Fe)n(S)=0.05 mol0.1 mol0.15 mol=123,X的化学式为CuFe2S3。22.答案 (1)Al2O3(2)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2OAl3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+解析 KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3难溶于水是沉淀。Al2O3和氢氧化钠溶液反应溶解,
19、Fe2O3难溶。Al3+和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,加热分解成氧化铝。23.答案 (1)6.5(2)58%解析 (1)固体剩余,则FeCl3全部反应。如果铜不参与反应,根据Cl-守恒可知,FeCl2的物质的量是0.1 L5.0 molL-11.5=0.75 mol,因此消耗的铁的物质的量是0.75 mol-0.5 mol=0.25 mol,质量是14 g,而固体减少质量是14.8 g,所以部分铜反应。设反应后混合溶液中FeCl2和CuCl2的物质的量分别是x、y,则x+y=0.75、(x-0.5)56+64y=20-5.2,解得x=0.65 mol,y=0.1 mol,因此反应后溶液FeCl2的物质的量浓度为0.65mol0.1 L=6.5 molL-1。(2)原固体混合物中Cu的质量为0.1 mol64 gmol-1+5.2 g=11.6 g,则Cu的质量分数为11.6 g20 g100%=58%。
