1、第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料学考真题感悟学考真题感悟 一、铁及其化合物的性质 1(2019 广东学业考试)铁元素在地壳中含量丰富。下列有关说法不正确的是( ) A不锈钢属于铁合金 B用 KSCN 溶液可检验溶液中的 Fe3 C铁制品腐蚀过程中铁被还原 D浸在有机溶剂中不易生锈 答案 C 解析 A不锈钢是一种铁合金，铁合金除了不锈钢外，还有硅钢、锰钢、碳素钢等种类，故 A 正确；B.溶液中若含有 Fe3 ，与 KSCN 溶液会变为血红色，因此可以检验溶液中是否含有 Fe3 ，故 B 正确；C.铁制品腐蚀过程中铁失去电子，被氧化，故 C 错误；D.Fe 在潮湿的空气 中容易生锈，将铁制品浸
2、在有机溶剂溶液中，不接触氧气、水，铁就不容易生锈，故 D 正确。 2(2019 山东学业考试)下列关于铁及其化合物的说法错误的是( ) A实验室保存 FeCl2溶液时常加入铁粉 B可用 KSCN 溶液检验 FeCl2溶液是否变质 C若 FeCl2溶液中混有 FeCl3可通过滴加氯水除去 D向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，最终可观察到红褐色沉淀 答案 C 解析 A亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，Fe 能还原铁离子生成亚铁离子，所以实验 室为防止氯化亚铁被氧化，所以在保存 FeCl2溶液时常加入铁粉，故 A 正确；B.KSCN 和铁离 子反应生成硫氰化铁而呈现血红色，亚铁离子和 KS
3、CN 不反应，所以可以用 KSCN 溶液检验 氯化亚铁是否变质，故 B 正确；C.氯气和氯化铁不反应，但是能氧化氯化亚铁生成氯化铁，应 该用 Fe 除去氯化亚铁中的氯化铁，故 C 错误；D.氢氧化亚铁能被空气氧化生成红褐色氢氧化 铁，所以向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，先生成白色沉淀，立即转化为灰绿色，最终转化为 红褐色沉淀，所以最终可观察到红褐色沉淀，故 D 正确。 3(2019 广东学业考试)电子工业常用 30%的 FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制作印刷电路 板。下列说法正确的是( ) A该反应为置换反应 B用 KSCN 溶液可检验废液中的 Fe2 C可用置换法回收废液中的铜
4、 DFe3 能溶解 Cu 说明 Cu 比 Fe 金属性强 答案 C 解析 电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔， 制作印刷电路板， 发生的反应为： 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，A.该反应不是置换反应，故 A 错误；B.KSCN 溶液检验铁离子 生成红色溶液，和亚铁离子无现象，故 B 错误；C.可用置换法回收废液中的铜，如 FeCu2 =CuFe2 ，故 C 正确；D.反应只生成亚铁离子。氧化还原反应中还原剂还原性大于还原产 物，只能说明铜还原性大于亚铁离子，故 D 错误。 二、合金 4(2019 广东学业考试)港珠澳大桥的建造使用了大量钢材。下列关于钢材的说法不正
5、确的是 ( ) A钢的主要成分是铁 B表面喷涂油漆可防腐 C不锈钢是最早使用的合金 D不锈钢含碳量较生铁低 答案 C 解析 A钢是铁的合金，所以钢的主要成分是铁，故 A 正确；B.在钢铁表面喷涂油漆，使金 属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀，故 B 正确；C.青铜是最早使用的合金，而不是不 锈钢，故 C 错误；D.生铁的含碳量是 2%4.3%，钢的含碳量是 0.03%2%，生铁的含碳量比 钢高，故 D 正确。 5(2019 广东学业考试)新型镁合金被大量用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等。由 此说明镁合金具有的优异性能包括( ) 熔点低 硬度大 耐腐蚀 密度小 导电性强 A B C
6、D 答案 B 解析 笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等要求密度小，便于携带；硬度大，抗震能力强，延 长使用寿命，与熔点高低、延展性、导电性无关。 三、金属及其化合物的性质 6(双选)(2018 广东学业考试)文学中有“点石成金”，趣味实验中有“点 L 成 M”：取少量 白色粉末于烧杯中，加入适量水得蓝色溶液，将金属棒 L 插入该溶液，一段时间后，在金属 棒 L 表面析出紫红色固体 M，溶液颜色变浅。则“点 L 成 M”可能是( ) A点铝成铜 B点银成钠 C点锌成钙 D点铁成铜 答案 AD 解析 取少量白色粉末于烧杯中，加入适量水得蓝色溶液，将金属棒 L 插入该溶液，一段时 间后，在金属棒 L
7、表面析出紫红色固体 M，溶液颜色变浅。蓝色溶液中含有铜离子，该反应 是置换反应，所以可能是点铝成铜，也可能是点铁成铜，故选 AD。 7(双选)(2019 广东学业考试)某旧电器的金属部件中 Zn、Fe、Cu、Ag 等金属单质，与足量 稀盐酸反应后过滤，剩余固体中不可能含有( ) AFe BZn CCu DAg 答案 AB 解析 向废旧电器中加入足量的稀盐酸，由于金属部件中 Zn、Fe、Cu、Ag 等金属单质，Zn、 Fe 位于 H 前边，可以与 HCl 发生置换反应，产生金属阳离子进入溶液，而 Cu、Ag 位于 H 的 后面，不能与 HCl 反应，仍然以金属单质的形式存在，所以与足量稀盐酸反应
8、后过滤，剩余 固体中含有 Cu、Ag，不可能含有 Zn、Fe。 8(2018 山东学业考试)某溶液中存在 Na 、Mg2、Fe2、Fe3四种阳离子，向其中加入过量 氢氧化钠溶液并充分搅拌，再加入过量盐酸后，大量减少的离子是( ) ANa BMg2 CFe2 DFe3 答案 C 解析 溶液中有 Na 、Mg2、Fe2、Fe3四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液并充分 搅拌，反应时 Mg2 、Fe2、Fe3离子均先转化为沉淀，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，Na的 数目增大；再加入过量的盐酸，氢氧化铁、氢氧化镁与盐酸反应生成金属阳离子为 Fe3 、Mg2 ，所以溶液中大量减少的离子是 Fe2。 四
9、、铝及其化合物的性质 9(2019 广东学业考试)铝材在人们的生活中使用广泛。有关铝及其化合物的说法正确的是 ( ) A铝暴露在空气中易生锈 B建筑用的铝材属于合金 CAl 溶于强碱溶液中产生 O2 D加过量 NaOH 溶液除去废水中含有的 Al3 答案 B 解析 A由于铝的表面在空气中易被氧化为氧化铝，从而阻止了铝与氧气的反应，因此铝暴 露在空气中不易生锈，故 A 错误；B.铝合金硬度大、密度小，可用于建筑材料，故 B 正确； C.铝和强碱溶液反应生成氢气，故 C 错误；D.氢氧化钠和铝离子反应生成氢氧化铝，氢氧化钠 过量，可进一步反应生成偏铝酸钠，应用氨水等弱碱，故 D 错误。 10(20
10、19 广东学业考试)既能与稀硫酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的是( ) AMg BFe CAl DCu 答案 C 解析 AMg 只能与硫酸反应产生硫酸镁和氢气，不能与 NaOH 溶液反应，故 A 错误；B.Fe 只能与硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气，不能与 NaOH 溶液反应，故 B 错误；C.Al 既能与硫酸 反应产生硫酸铝和氢气，也能与 NaOH 容易反应产生偏铝酸钠和氢气，故 C 正确；D.Cu 在金 属活动性顺序表中位于 H 的后面，不能与稀硫酸反应，也不能与 NaOH 反应，故 D 错误。 11(2019 山东学业考试)某化学兴趣小组通过查阅资料得知：在水溶液中存在反应：Al3 4O
11、H =Al(OH) 4 、 Al(OH) 4 CO 2=Al(OH)3HCO 3； 2Al(OH)3= Al2O33H2O， 该小组据此设计了测定某镁铝合金(除镁、铝外，其它成分不溶于酸)中铝的质量分数的实施方 案。回答下列问题： (1)第一步：称取镁铝合金样品 a g，称量仪器的名称是_。 (2)第二步： 将a g样品溶于足量稀盐酸中， 充分反应后过滤， 滤液中的金属阳离子有_(填 离子符号)。 (3)第三步：向滤液中加入过量 NaOH 溶液，充分反应后过滤，滤渣是_(填化学式)。 (4)第四步：向第三步所得滤液中通入足量 CO2，充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤滤渣数次。 第五步：烘干第四步所
12、得滤渣并灼烧至恒重，冷却后称量，质量为 b g，则样品中铝的质量分 数为_； 若第四步操作时没有洗涤滤渣， 测定出的铝的质量分数将_(填“偏大” 或“偏小”)。 答案 (1)托盘天平 (2)Mg2 、Al3 (3)Mg(OH)2 (4) 9b 17a100% 偏大 解析 (1)固体称量通常选择托盘天平；(2)由于其他成分不溶于稀盐酸，只有镁、铝溶解于稀 盐酸，则滤液中含有的金属阳离子是 Mg2 、Al3；(3)向含有 Mg2、Al3的滤液中加入过量 NaOH 溶液，因氢氧化铝能溶于 NaOH 溶液，而 Mg(OH)2不溶于 NaOH 溶液，则充分反应后 过滤，滤渣是 Mg(OH)2，滤液中含有
13、 AlO 2，(4)向第三步所得滤液中通入足量 CO2，发生反应 的离子方程式为： CO2H2OAlO 2=Al(OH)3HCO 3， 滤渣灼烧时反应为： 2Al(OH)3= Al2O33H2O，最后的固体 b g 是氧化铝，氧化铝中铝的质量为 b g 54 102 9 17b g，即为 a g 合 金中 Al 的质量为 9 17b g，故合金中 Al 的质量分数 9 17b g a g 100% 9b 17a100%；若是没有洗涤沉 淀，导致沉淀的质量偏大，灼烧生成的氧化铝质量偏大，测定结果偏大。 五、铁及其化合物的转化 12(2019 北京学业考试)聚合硫酸铁(PFS)是优质、高效的铁盐类
14、无机高分子絮凝剂，主要用 于净水。下图是以废铁屑(主要成分为 Fe、Fe2O3)为原料制备 PFS 的一种工艺流程。 (1)酸浸槽中，Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为_。 (2)反应釜中，加入 H2O2的作用是_。 (3)制备过程中，若需检验反应釜中含有的 Fe3 ，实验方案为：取少量反应釜中的溶液，向其 中加入_ (填试剂和现象)，说明其中含有 Fe3 。 答案 (1)Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O (2)将 Fe2 氧化为 Fe3 (3)KSCN 溶液，溶液变为红 色 解析 (1)酸浸槽中，Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为 Fe2O3 6H =2Fe33H 2O；(2)反
15、应釜中，加入 H2O2的作用是将 Fe2 氧化为 Fe3；(3)制备过程中，若需检验反应釜中含有的 Fe3 ，实验方案为：取少量反应釜中的溶液，向其中加入 KSCN 溶液，溶液变为红色，说明 其中含有 Fe3 。 13 (2019 福建学业考试)电子工业上常用氯化铁溶液做印刷电路铜板的腐蚀液，使用过的腐蚀 废液中的金属离子主要有 Fe3 、Fe2和 Cu2。化学兴趣小组设计如下流程对废液进行处理并 回收氯化铁溶液。 (1)步骤()中加入 H2O2溶液的目的是将 Fe2 _(填“氧化”或“还原”)成 Fe3；取少 量溶液 A 于试管中，滴入 12 滴 KSCN 溶液，溶液显_(填“红色”或“蓝色
16、”)。 (2)步骤()中分离溶液 B 和沉淀的操作名称是_；该操作需用到的玻璃仪器有烧杯、普 通漏斗和_。 (3) 写 出 步 骤 () 中Fe(OH)3与 稀 盐 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _。 答案 (1)氧化 红色 (2)过滤 玻璃棒 (3)Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O 解析 (1)过氧化氢具有强氧化性，可氧化亚铁离子生成铁离子，滴加 KSCN 溶液，溶液显红 色； (2)步骤()分离固体和液体， 为过滤操作， 需用到的玻璃仪器有烧杯、 普通漏斗和玻璃棒； (3)Fe(OH)3与稀盐酸反应的化学方程式为 Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O。 六、物质的
17、量应用于化学方程式的计算 14 (2020 浙江学业考试)制作印刷电路板产生的某废液中含有 FeCl3、 FeCl2、 CuCl2， 量取 50 mL 该废液，加入 5.6 g 铁粉，振荡，充分反应后剩余固体质量为 5.6 g(不考虑 Fe 与 H 的反应)。 请计算： (1)参加反应的 Cu2 与 Fe 的物质的量之比 n(Cu2)n(Fe)_； (2)若剩余固体中只有铜，则原溶液中铁离子浓度 c(Fe3 )_ mol L1。 答案 (1)78 (2)0.5 解析 (1)Fe的物质的量为 5.6 g 56 g/mol0.1 mol， 设参加反应的Cu 2与Fe的物质的量分别为x、 y， 则
18、FeCu2 =Fe2Cu x x x 2Fe3 Fe=3Fe2， yx 反应前后的固体的质量相等，则 56y64x，解得 xy78； (2)若剩余固体中只有铜，生成 Cu 为 5.6 g 64 g/mol0.087 5 mol，与铁离子反应的 Fe 为 0.1 mol 0.087 5 mol0.012 5 mol，则原溶液中铁离子浓度 c(Fe3 )0.012 5 mol2 0.05 L 0.5 mol/L。 15(2019 浙江学业考试)为探究某铜的硫化物的组成，取一定量的硫化物在氧气中充分灼烧， 将生成的气体全部通入盛有足量的 H2O2和 BaCl2的混合液中，得到白色沉淀 11.65 g
19、；将灼烧 后的固体(仅含铜与氧 2 种元素)溶于过量的 H2SO4中过滤，得到 1.60 g 红色固体，将滤液稀释 至 150 mL，测得 c(Cu2 )0.50 mol L1。 已知：Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O SO2H2O2BaCl2=BaSO42HCl 请计算： (1)白色沉淀的物质的量为_ mol (2)该铜的硫化物中铜与硫的原子个数比 N(Cu)N(S)_。 答案 (1)0.050 0 (2)21 解析 (1)根据分析，白色固体为 BaSO4，nm M 11.65 g 233 g/mol0.050 0mol； (2)由题意知红色固体为铜单质，物质的量为 1.60 g 64 g/mol0.025 mol，n(铜元素)n(Cu 2)n(铜单 质)0.500.15 mol0.025 mol0.100 mol，n(硫元素)n(BaSO4)0.050 0 mol，故化合物中 N(Cu)N (S)21。