第三章铁金属材料—2022-2023学年高一化学人教版(2019)
必修第一册大单元“四步复习法”
第一步:单元学习目标整合
1.能依据物质类别和元素价态列举铁元素的典型代表物。能利用离子反应、氧化还原反应等概
念对铁及其化合物的相关反应进行分类和分析说明
2.能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理、化学性质及实验现象。能用化学方程式、离
子方程式正确表示铁及其化合物的主要化学性质
3.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测铁及其化合物
的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象
4.能利用铁及其化合物的性质和反应,设计常见含铁物质制备、分离、提纯、检验等简单任务
的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径
5.能说明常见金属材料对社会发展的价值及对环境的影响。能有意识地运用所学的知识或寻求
相关证据参与有关金属材料的社会性议题的讨论
第二步:单元思维导图回顾知识
第三步:单元重难知识易混易错
第一节铁及其化合物
重点一铁与水蒸气的反应
装置现象实验结论注意事项
用火柴
点燃肥
皂泡,
听到爆
鸣声
铁能与水蒸气反
应,并有H
2
生
成
2
324
3Fe+4H
FeH
g
O
O
4
高温
①棉花的作用:受热时提供所需
的水蒸气。
②酒精灯的火焰可用防风罩套
住,可以加热效果更好。
③肥皂液的作用:收集氢气。
④结束时,先撤导管,再移酒精
灯。
重点二铁的氧化物性质对比
化学式
FeOFe
2
O
3
Fe
3
O
4
铁元素的化合价
+2+3
+2、+3
颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体
溶解性不溶于水不溶于水不溶于水
类别碱性氧化物碱性氧化物——
稳定性
不稳定
234
Δ
6FeO+O2FeO
稳定稳定
与非氧化性酸反应+2+
2
FeO+2H=Fe+HO
+3+
23
2
FeO+6H=2Fe
+3HO
+2+3+
34
2
FeO+8H=Fe+2Fe
+4HO
氧化性均可与Al、CO、H
2
等反应
用途
Fe
2
O
3
常作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,赤铁矿是炼铁原
料
重点三Fe(OH)
3
的制备
实验操作实验现象结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生Fe3++3OH-===Fe(OH)
3
↓
试管中先生成白色沉淀,迅
速变成灰绿色,最后变成红
褐色
Fe2++2OH-===Fe(OH)
2
↓(白色)、
4Fe(OH)
2
+O
2
+2H
2
O===4Fe(OH)
3
制备Fe(OH)
2
的注意问题
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO
4
溶液要现制现用。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO
4
溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去
O
2
。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO
4
溶液
的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO
4
溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于
水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
重点四铁的氢氧化物性质对比
Fe(OH)
2
Fe(OH)
3
名称氢氧化亚铁氢氧化铁
颜色白色固体红褐色固体
状态固体固体
溶解性不溶于水不溶于水
物质类别二元(弱)碱二元(弱)碱
铁元素化合价+2+3
稳定性
易被溶解在溶液中的氧气氧化为
Fe(OH)
3
受热易分解:
2Fe(OH)
3
Fe
2
O
3
+3H
2
O
与盐酸反应(离子方程
式)
Fe(OH)
2
+2H+=Fe2++2H
2
OFe(OH)
3
+3H+=Fe3++3H
2
O
制备(离子方程式)
Fe2++2OH-=Fe(OH)
2
↓Fe3++3OH-=Fe(OH)
3
↓
转化
化学方程式
4Fe(OH)
2
+O
2
+2H
2
O=4Fe(OH)
3
现象白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后会有红褐色物质生成
重点五铁盐和亚铁盐的转化及检验方法
2+和Fe3+的检验:
2+与Fe3+的转化:
(1)实验及现象:
溶液由棕黄色→浅绿色→溶液无明显变化→溶液变成红色。
(2)反应的离子方程式:
2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe2++Cl
2
===2Fe3++2Cl-。
(3)结论:Fe3+
3
铁、Cu等强还原剂
氯气、HNO等强氧化剂
Fe2+
重点六铁三角的转化
1.Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价的铁:
如Fe+2H+===H
2
↑+Fe2+2Fe+3Cl
2
=====
点燃
2FeCl
3
3Fe+4H
2
O(g)=====
高温
Fe
3
O
4
+4H
2
2.Fe2+既有氧化性又有还原性:
如2Fe2++Cl
2
===2Fe3++2Cl-Zn+Fe2+===Fe+Zn2+
3.Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为+2价或0价的铁:
如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+3CO+Fe
2
O
3=====
△
2Fe+3CO
2
✔与Fe3+、Fe2+有关的离子共存问题:
①Fe3+与I-、S2-、HS-、SO2-
3
、HSO-
3
等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2+与MnO-
4
(H+)、NO-
3
(H+)、ClO-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
✔除杂问题(括号内为杂质):
①FeCl
3
溶液(FeCl
2
):加足量氯水或H
2
O
2
或通入足量Cl
2
。
②FeCl
2
溶液(FeCl
3
):加足量铁粉,充分反应后过滤。
③FeSO
4
溶液(CuSO
4
):加足量铁粉,充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe
2
O
3
(Al
2
O
3
):加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。
第二节金属材料
重点一金属材料的性能及应用
1.合金:由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金一般是混合物,没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。
合金的硬度一般大于成分金属。合金的熔点多数低于成分金属。
2.铁合金、铝合金
铝合金中,常会有的合金元素:Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。
硬铝中含有的合金元素:Cu、Mg、Mn、Si。
铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制
造飞机和宇宙飞船的理想材料。
3.新型合金
重点二铝及其化合物的性质
1.铝的性质
(1)和氧气反应:4Al+3O
2
===2Al
2
O
3
,常温下生成氧化铝保护膜。
(2)和盐酸反应:2Al+6HCl===2AlCl
3
+3H
2
↑。
(3)铝和氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H
2
O===2NaAlO
2
+3H
2
↑
2.氧化铝
(1)和盐酸反应:Al
2
O
3
+6HCl===2AlCl
3
+3H
2
O。
(2)和氢氧化钠溶液反应:Al
2
O
3
+2NaOH===2NaAlO
2
+H
2
O。
结论:像Al
2
O
3
这类既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫做
两性氧化物。
3.
铝与盐酸、
NaOH
溶液反应的应用与定量关系
2Al
+
6H+===2Al3++
3H
2
↑
①
2Al
+
2OH-+
2H
2
O===2AlO-
2+
3H
2
↑
②
(1)
等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗
HCl
和
NaOH
的物质的量之比为
3∶1
。
(2)
等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
V
HCl
(H
2
)∶V
NaOH
(H
2
)
=
1∶1
。
(3)
足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
V
HCl
(H
2
)∶V
NaOH
(H
2
)
=
1∶3
。
(4)
一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为
1∶3
HCl
(H
2
)∶V
NaOH
(H
2
)<1∶1
,则必定是
①
铝与盐酸反应,铝过量而盐酸不足;
②
铝与
氢氧化钠溶液反应,铝不足而氢氧化钠溶液过量。
(5)
铝既能与非氧化性酸反应产生氢气,也能与碱反应产生氢气,前者是置换反应,后者不
是置换反应。
(6)
铝与盐酸、氢氧化钠的反应中,还原剂都是铝,还原产物都是氢气,故铝与产生氢气的
关系式是相同的。
重点三物质的量在化学方程式计算中的应用
1.物质的量与其他物理量之间的计算公式
已知物质的质量m(B),n(B)=
m(B)
M
已知物质的粒子数N(B),n(B)=
NB
NA
已知标准状况时的气体体积V[B(g)],n(B)=
22.4L
V
/mol
已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B),n(B)=
cBV
已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B)及溶液密度ρ,ω(B)=
cM
1000
2.物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
(1)
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。
(2)
计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体
积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到
“
上下一致,左右相
当
”
即可。
第四步:单元核心素养对接高考
考点1铁及其化合物
【
2022
年陕西西安中学模拟】下列物质的用途与其性质有因果关系的是
选项用途性质
A
用氧化镁作耐火材料氧化镁是碱性氧化物
B
用次氯酸钠稀溶液作消毒剂次氯酸钠具有氧化性
C
Al(OH)
3
作复方胃药的主要成分Al(OH)
3
具有两性
D
铁制容器用于储存、运输浓硫酸铁制容器和浓硫酸不反应
答案:
B
解析:
A
.氧化镁的熔点很大,受热难熔化,故可用氧化镁作耐火材料,故
A
错误;
B
.次氯酸钠具有氧化性,可用次氯酸钠稀溶液作消毒剂,故
B
正确;
C
.
Al(OH)
3能与酸反应,故可用
Al(OH)
3作复方胃药的主要成分,故
C
错误;
D.浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁钝化,故可用铁制容器用于储存、运输浓硫酸,
故D错误。
考点2铝及其化合物
【
2020
年
•
江苏,
3
】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
()
A.
铝的金属活泼性强
,
可用于制作铝金属制品
B.
氧化铝熔点高
,
可用作电解冶炼铝的原料
C.
氢氧化铝受热分解
,
可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
答案:
D
解析:铝具有很好的延展性,可以用于制作铝金属制品,与铝的活泼性无关,A项错误;
电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电,与熔点高无关,B项错误;氢氧化铝
能与胃酸的主要成分盐酸发生反应,与氢氧化铝受热分解无关,C项错误;明矾中的3Al
可以水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,起到净
水作用,D项正确。
考点3物质的量在化学方程式中的应用
(2020年•浙江,10)反应
2222
MnO4HCl()MnClCl2HO浓
△
中,氧化产物与还原
产物的物质的量之比是()
A.1
:
2B.1
:
1C.2
:
1D.4
:
1
答案:B
解析:根据化合价变化可找出氧化剂和还原剂,氧化剂得电子化合价降低,则二氧化锰是
氧化剂,氧化剂对应的生成物是还原产物,则
2
MnCl
为还原产物;还原剂失电子化合价升
高,则
HCl
为还原剂,还原剂对应的生成物是氧化产物,则
2
Cl
为氧化产物,氧化产物与
还原产物的物质的量之比为
1:1
。
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