第三章 铁 金属材料章末复习
(一)以不同价态含铁物质之间的转化为线索，写出转化中涉及的下列方程式。
(1)Fe与H2O(g)反应的化学方程式为：_______________________________。
(2)Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式为：
______________________________、________________________________。
(3)Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为：___________________________，
Fe2＋与H2O2、MnO等在酸性条件下也可以发生反应生成Fe3＋：
_________________________、_____________________________。
(4)Fe(OH)2空气中变质：_________________________________________。
提示：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(4) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(二)以含铝物质之间转化为依据，写出转化中涉及的下列方程式。
(1)上述转化中， Al与单质可以生成Al2O3、AlCl3。写出这两个转化的化学方程式：
_____________________________________________________________、
_____________________________________________________________。
(2) 写出上述转化中，Al和酸、强碱反应生成AlCl3、NaAlO2的离子方程式：
____________________________________________________________、
____________________________________________________________。
(3) 写出上述转化中，Al2O3、Al(OH)3反应生成NaAlO2的离子方程式：______________________________________________________________、
_____________________________________________________________。
提示：(1)4Al＋3O22Al2O3 2Al＋3Cl22AlCl3
(2)2Al ＋ 6H＋===2Al3＋ ＋ 3H2↑
2Al ＋ 2OH－ ＋ 2H2O===2AlO ＋ 3H2↑
(3) Al2O3 ＋ 2OH－===2AlO ＋ H2O
Al(OH)3 ＋ OH－===AlO＋2H2O
(三)以物质的量之间的转化为线索，理解关于化学方程式的计算。
(1)请用图示表达出关于物质的量(n)与微粒个数(N)、物质的量浓度(c)、物质质量(m)、标准状况下气体体积(V)之间的关系。
提示：
(2)物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤：
提示：物质的量 化学方程式 已知量和未知量
eq \a\vs4\al(,,)
(一)铁及其化合物
人类生活离不开化学，以下是补铁剂和胃药的两张标签的部分信息。
硫酸亚铁片本品含硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)应为标示量的95.0%～110.0%
【性状】本品为糖衣片，除去糖衣后显淡蓝绿色
【鉴别】取本品，除去糖衣，研细，称取适量(约相当于硫酸亚铁0.2 g)，加1滴稀盐酸与20 mL水，振荡使硫酸亚铁溶解，过滤，滤液可以显示亚铁盐与硫酸盐的特性
根据“硫酸亚铁片”标签回答下列问题：
(1)硫酸亚铁片中，糖衣的作用是__________________________________。
(2)检验硫酸亚铁是否被氧化的试剂有________________________________；
请你简单描述一下实验现象___________________________________。
(3)能否用酸性高锰酸钾溶液鉴别硫酸亚铁溶液中含有亚铁离子？ 若能，请描述一下实验现象_________________________________________。
解析:(1)硫酸亚铁易被氧化，糖衣可以隔绝空气，防止FeSO4被空气氧化；(2)硫酸亚铁可以被氧化为硫酸铁，用KSCN溶液可以检验硫酸亚铁是否被氧化；(3)高锰酸钾可以与亚铁离子发生氧化还原反应，将酸性高锰酸钾溶液滴入硫酸亚铁溶液中，紫色褪去，即证明存在亚铁离子。
答案： (1)隔绝空气，防止FeSO4被空气氧化
(2)KSCN溶液 硫酸亚铁若变质，亚铁离子会被氧化成铁离子，故可使用KSCN溶液检验，加入KSCN溶液，若溶液变成红色，证明硫酸亚铁已经变质，若溶液未变成红色，证明硫酸亚铁没有变质
(3)能。将酸性高锰酸钾溶液滴入硫酸亚铁溶液中，紫色褪去，即证明存在亚铁离子
(二)铝及其化合物
2021年10月16日，载有三名航天员的神舟十三号载人飞船顺利进入太空。运载火箭和载人飞船使用了大量铝材，实现了多项科技创新。
(1)运载火箭和载人飞船上使用的铝材属于____________(填“纯铝”或“铝合金”)，其优点是____________________(写一条)。
(2)生产铝材时，可用NaOH溶液除去铝材表面的天然氧化膜，反应的化学方程式是______________________________________。
(3)区分铝合金与铁合金的一种简单方法是______________________。
(4)将金属钠和铝粉同时投入水中，发生反应的离子方程式为_______________ ______________________________、_________________________________。
解析:(1)铝材属于铝合金，具有质量轻、强度高、抗腐蚀等优点(任写一条)。(2)铝的氧化膜为氧化铝，故反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。(3)简单区分铝合金与铁合金的方法是用磁铁吸引。(4)将金属钠和铝粉同时投入水中，钠先和水反应生成氢氧化钠溶液，铝粉再和氢氧化钠溶液反应，发生反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑。
答案：(1)铝合金 质量轻(合理即可) (2)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O (3)用磁铁吸引 (4)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑
(三)物质的量在化学方程式计算中的应用
(2022·咸阳高一检测)我国空间站核心舱“天和”号已成功进入太空，“蛟龙”号载人潜水器成功下潜海底，展现了我国在高新技术领域的实力。过氧化钠能与CO2作用，放出O2，在核心舱和潜水器中可做供氧剂。将14 g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后，生成标准状况下的气体1.12 L，所得溶液的体积为400 mL。试计算：
(1)原混合物中Na2O的质量为多少克？
(2)所得溶液中溶质的物质的量浓度为多少？
解析:2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2 mol 22.4 L
n(Na2O2) 1.12 L
n(Na2O2)＝＝0.1 mol
m(Na2O2)＝0.1 mol×78 g·mol－1＝7.8 g
m(Na2O)＝14 g－7.8 g＝6.2 g
n(Na2O)＝＝0.1 mol
根据题意有：
Na2O2 ～ 2NaOH； Na2O ～ 2NaOH
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
n(NaOH)＝2×(0.1 mol＋0.1 mol)＝0.4 mol
c(NaOH)＝＝1 mol·L－1
答案：(1)6.2 g (2)1 mol·L－1
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第 - 1 - 页 共 5 页第三章 铁 金属材料章末复习
(一)以不同价态含铁物质之间的转化为线索，写出转化中涉及的下列方程式。
(1)Fe与H2O(g)反应的化学方程式为：_______________________________。
(2)Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式为：
______________________________、________________________________。
(3)Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为：___________________________，
Fe2＋与H2O2、MnO等在酸性条件下也可以发生反应生成Fe3＋：
_________________________、_____________________________。
(4)Fe(OH)2空气中变质：_________________________________________。
(二)以含铝物质之间转化为依据，写出转化中涉及的下列方程式。
(1)上述转化中， Al与单质可以生成Al2O3、AlCl3。写出这两个转化的化学方程式：
_____________________________________________________________、
_____________________________________________________________。
(2) 写出上述转化中，Al和酸、强碱反应生成AlCl3、NaAlO2的离子方程式：
____________________________________________________________、
____________________________________________________________。
(3) 写出上述转化中，Al2O3、Al(OH)3反应生成NaAlO2的离子方程式：______________________________________________________________、
_____________________________________________________________。
(三)以物质的量之间的转化为线索，理解关于化学方程式的计算。
(1)请用图示表达出关于物质的量(n)与微粒个数(N)、物质的量浓度(c)、物质质量(m)、标准状况下气体体积(V)之间的关系。
(2)物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤：
eq \a\vs4\al(,,)
(一)铁及其化合物
人类生活离不开化学，以下是补铁剂和胃药的两张标签的部分信息。
硫酸亚铁片本品含硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)应为标示量的95.0%～110.0%
【性状】本品为糖衣片，除去糖衣后显淡蓝绿色
【鉴别】取本品，除去糖衣，研细，称取适量(约相当于硫酸亚铁0.2 g)，加1滴稀盐酸与20 mL水，振荡使硫酸亚铁溶解，过滤，滤液可以显示亚铁盐与硫酸盐的特性
根据“硫酸亚铁片”标签回答下列问题：
(1)硫酸亚铁片中，糖衣的作用是__________________________________。
(2)检验硫酸亚铁是否被氧化的试剂有________________________________；
请你简单描述一下实验现象___________________________________。
(3)能否用酸性高锰酸钾溶液鉴别硫酸亚铁溶液中含有亚铁离子？ 若能，请描述一下实验现象_________________________________________。
(二)铝及其化合物
2021年10月16日，载有三名航天员的神舟十三号载人飞船顺利进入太空。运载火箭和载人飞船使用了大量铝材，实现了多项科技创新。
(1)运载火箭和载人飞船上使用的铝材属于____________(填“纯铝”或“铝合金”)，其优点是____________________(写一条)。
(2)生产铝材时，可用NaOH溶液除去铝材表面的天然氧化膜，反应的化学方程式是______________________________________。
(3)区分铝合金与铁合金的一种简单方法是______________________。
(4)将金属钠和铝粉同时投入水中，发生反应的离子方程式为_______________ ______________________________、_________________________________。
(三)物质的量在化学方程式计算中的应用
(2022·咸阳高一检测)我国空间站核心舱“天和”号已成功进入太空，“蛟龙”号载人潜水器成功下潜海底，展现了我国在高新技术领域的实力。过氧化钠能与CO2作用，放出O2，在核心舱和潜水器中可做供氧剂。将14 g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后，生成标准状况下的气体1.12 L，所得溶液的体积为400 mL。试计算：
(1)原混合物中Na2O的质量为多少克？
(2)所得溶液中溶质的物质的量浓度为多少？
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第 - 1 - 页 共 5 页实验活动2 铁及其化合物的性质
INCLUDEPICTURE "实验器材及试剂J.TIF"
器材：试管、胶头滴管。
试剂：CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。
INCLUDEPICTURE "实验过程和结论J.TIF"
1．铁及其化合物的性质
(1)铁单质的还原性
【实验操作】在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿取出铁丝，观察现象。
【实验现象】铁丝表面有红色物质析出。
【实验结论及分析】Fe具有还原性，与CuSO4溶液反应置换出铜。
【离子方程式】Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
(2)铁盐的氧化性
实验一：
【实验操作】取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。
【实验现象】铜片被溶解，溶液变为蓝色。
【实验结论及分析】Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋。
【离子方程式】2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
实验二：
【实验操作】在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。
【实验现象】加入KI溶液后，溶液变为棕黄色。滴加淀粉溶液后，溶液变为蓝色。
【实验结论及分析】Fe3＋具有较强氧化性，能将I－氧化为I2。
【离子方程式】2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
(3)亚铁盐的氧化性和还原性
实验一：
【实验操作】取3 mL FeCl2稀溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。
【实验现象】溶液由浅绿色逐渐变为无色。
【实验结论及分析】Fe2＋具有氧化性，能将Zn氧化为Zn2＋。
【离子方程式】Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe。
实验二：
【实验操作】在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】酸性KMnO4溶液逐渐褪色，滴加2滴KSCN溶液后，溶液变为红色。
【实验结论及分析】Fe2＋具有还原性，与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色并生成Fe3＋。
【离子方程式】5Fe2＋＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O、
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
2．铁离子的检验
实验一：
【实验操作】在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】溶液变为红色。
【实验结论及分析】铁盐会和KSCN反应，生成红色物质。
【离子方程式】Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
实验二：
【实验操作】在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】加入适量铁粉后溶液变为浅绿色。滴加几滴KSCN溶液后，溶液不变红。
【实验结论及分析】FeCl3与铁粉反应，生成了FeCl2，溶液中不再存在Fe3＋。
【离子方程式】2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3．以铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体
实验步骤：
(1)将铁屑放入烧杯中，加入适量饱和碳酸钠溶液，微热，除去铁屑表面的油污。
(2)把铁屑用水洗净，将过量铁屑加入盛有稀硫酸的烧杯中充分反应(水浴加热50～80 ℃)，得到硫酸亚铁溶液(底部有多余铁屑)。
化学方程式：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
(3)将所得混合物趁热过滤，除去多余铁粉，滤液冷却结晶，再过滤即可得到硫酸亚铁晶体。
INCLUDEPICTURE "问题讨论J.TIF"
1．根据以上的实验及所学的知识，以铁屑为原料，制备硫酸亚铁溶液时应该注意什么？
提示：由于亚铁离子易被氧化，所以在制备过程中要保证铁屑过量。
2．若向FeCl3稀溶液中加入过量锌粉，溶液中存在的阳离子是哪种金属离子？原因是什么？
提示：Zn2＋，锌的活泼性比铁强，所以过量锌粉可以把Fe3＋还原为铁单质。
3．由以上实验思考检验Fe2(SO4)3溶液中是否有杂质FeSO4的方法？
提示：在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若酸性KMnO4溶液紫色褪去，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。
INCLUDEPICTURE "拓展实验J.TIF"
茶是中国人喜爱的一种饮品，茶叶中含有铁元素，化学兴趣小组用以下实验操作检验茶叶中的铁元素：A.取少量茶叶；B.检验滤液中的Fe3＋；C.过滤得到滤液；D.将茶叶灼烧为茶叶灰；E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰，并加蒸馏水稀释。
(1)写出上述实验操作的正确顺序。
提示：ADECB。检验茶叶中的铁元素的正确操作为A.取少量茶叶；D.将茶叶灼烧为茶叶灰；E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰，并加蒸馏水稀释；C.过滤得到滤液；B.检验滤液中的Fe3＋。
(2)操作D所用仪器有哪些？
提示：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚(坩埚钳)、玻璃棒。固体灼烧需要坩埚，同时需要玻璃棒搅拌。
(3)怎么检验滤液中含有Fe3＋，会观察到什么现象？
提示：取少量滤液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，溶液变成红色。一般用KSCN溶液检验铁离子，则检验滤液中Fe3＋的方法是取少量滤液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，观察到的现象是溶液变成红色。
(4)越来越多的人喜欢用铁壶泡茶，铁壶泡茶时壶中的铁与茶水中的Fe3＋能发生反应，写出有关的离子方程式。
提示：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。铁能与茶水中的Fe3＋发生反应生成亚铁离子，反应的离子方程式是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
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第 - 1 - 页 共 4 页第三章 铁金属材料
第二节 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
课标定向
1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化。(变化观念与平衡思想)
2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行计算。建立计算模型,并会根据模型进行计算和论证。(证据推理与模型认知)
情境导入
焊接铁轨常用到如下反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,该反应十分激烈,放出大量热量,生成的铁为液态,高温的铝热铁水随即浇入扣在铁轨上的砂型中,将两轨端熔化,将铁轨焊接起来。焊接铁轨时Al和Fe2O3的最佳配料比(物质的量之比)是多少
教学建议 1.本节内容建立在物质的量的基础之上，课前要对物质的量的相关计算公式进行复习，让学生熟练掌握，才能让学生从物质的量的角度认识化学方程式的意义，进而学会关于化学方程式的相关计算。2．在教学中要注意引导学生在理解相关概念的基础上进行有关物理量的转换，要强调计算过程的规范性，帮助学生建立计算认知模型，从而达到突破难点的目的。
学习任务 物质的量在化学方程式计算中的应用 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1. 物质的量与其他物理量之间的关系
[小试身手] 标准状况下，3.36 L HCl通入足量水中，形成0.5 L溶液，则该溶液的物质的量浓度是多少？
提示：0.3 mol·L－1。
2．化学方程式中的定量关系
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023∶ 2×6.02×1023∶ 2×6.02×1023∶ 1×6.02×1023
物质的量之比 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。
[闪问] 化学方程式2H2＋O22H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。这种说法是否正确？
提示：正确。 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，2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O 。
3．解法示例
【例题】向足量的稀盐酸溶液中投入13.0 g Zn，计算：生成标准状况下H2的体积。
解：n(Zn)＝＝0.2 mol
Zn ＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(H2)
______________________ (列比例式)
V(H2)＝__________。
答：生成标准状况下H2的体积为____L。
提示：＝ 4.48 L 4.48
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．辨析：观察下列化学方程式，及各物质对应的物理量。
Fe ＋ H2SO4 === FeSO4 ＋ H2↑
56 g 1 mol 1 mol 22.4 L
m(Fe) n(H2SO4) n(FeSO4) V(H2)
(1)为什么利用化学方程式进行计算时，同一种物质的单位必须统一，而不同的物质则不必统一？
提示：同一种物质用不同的物理量表示时，比例是相同的。例如1 mol铁和56 g铁完全相同。
(2)判断上述反应是在常温常压下进行的吗？说明你的判断理由。
提示：不是在常温常压下。在计算中1 mol H2的体积是22.4 L，说明是在标准状况下。
2．探索：若用200 g含纯铁的质量分数为56%的工业废铁屑(所含杂质不与硫酸反应)与足量稀硫酸完全反应。计算：
(1)生成标准状况下氢气的体积；
(2)消耗物质的量浓度为2 mol·L－1稀硫酸的体积。
提示：
解：纯铁的质量为200 g×56%＝112 g。
Fe ＋ H2SO4 === FeSO4＋ H2↑
56 g 1 mol 22.4 L
112 g V(H2SO4)·2 mol·L－1 V(H2)
＝＝
解得：V(H2SO4)＝1 L V(H2)＝44.8 L。
答：(1)生成标准状况下氢气的体积为44.8 L；
(2)消耗物质的量浓度为2 mol·L－1稀硫酸的体积为1 L。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．化学方程式中的定量关系
(1)化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比
(2)化学计量数之比等于同温同压下相应气体的体积之比
2．物质的量应用于化学方程式计算的步骤
3．物质的量应用于化学方程式计算的类型
(1)基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式进行计算便可。
(2)混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系并以x、y表示，列出方程组解答。
[提醒] 物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项
(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”，且单位要注明。
(3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·武汉高一检测)向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，计算：
(1)参加反应的NaOH溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L－1(反应前后溶液体积不变，下同)。
(2)生成H2(标准状况下)的体积为13.44L。
(3)如果向500 mL 物质的量浓度为1 mol·L－1NaOH溶液中投入10.8 g Al，生成H2(标准状况下)的体积为13.44 L。
[解题思维] 解答本题的思维流程如下：
提取关键点 ①500 mL NaOH溶液；②投入10.8 g Al；③二者恰好完全反应
转化知识点 ①已知溶液体积，需要求出NaOH的物质的量；②铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和H2；③反应后铝与NaOH均没有剩余
排除障碍点 没有计算对比NaOH与Al的物质的量，不知道化学反应中二者过量的是哪一种物质，应该根据哪种物质的物质的量进行计算，从而导致不能正确列式计算
解析:
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54 g 2 mol 67.2 L
10．8 g n(NaOH) V(H2)
则＝，
解得n(NaOH)＝0.4 mol，c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1；
＝，解得V(H2)＝13.44 L。
由于500 mL 0.8 mol·L－1NaOH溶液与10.8 g Al恰好完全反应，如更换为500 mL
1 mol·L－1NaOH溶液，NaOH溶液过量，生成H2(标准状况下)的体积仍为
13.44 L。
[借题发挥](1)改变考查物质：向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，生成NaAlO2的物质的量是多少？
提示：0.4 mol。
2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54 g 2 mol
10．8 g n(NaAlO2)
列出比例式，解得n(NaAlO2) ＝0.4 mol。
(2)改变物质质量：将(3)改为如果向500 mL 物质的量浓度为1 mol·L－1NaOH溶液中投入16.2 g Al，生成H2(标准状况下)的体积为多少？
提示：16.8 L。n(NaOH)＝1 mol·L－1×0.5 L＝0.5 mol，n(Al)＝ 16.2 g÷27 g·mol－1＝0.6 mol。Al过量，应根据n(NaOH)进行计算，可得氢气在标准状况下的体积。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·萍乡高一检测) 含MnO2 80%的MnO2样品21.75 g，与足量浓盐酸加热充分反应(杂质不与浓盐酸反应)，在标准状况下生成Cl2的体积为多少？(写出解题步骤)
解析:解： n(MnO2)＝＝0.2 mol
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
1 mol 22.4 L
0．2 mol V(Cl2)
＝，解得V(Cl2)＝4.48 L。
答：在标准状况下生成Cl2的体积为4.48 L。
答案：4.48 L(解题步骤见解析)。
补偿训练:
1．0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( )
A．0.10 mol·L－1 B．0.20 mol·L－1
C．0.50 mol·L－1 D．1.00 mol·L－1
解析:选D。
CaO ＋ 2HCl === CaCl2 ＋ H2O
56 g 2 mol
0.56 g c(HCl)×20×10－3 L
则：＝，
解得c(HCl)＝1.00 mol·L－1。
2．将12.8 g铜粉加到400 mL 2 mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反应后(假设溶液总体积不变)，下列说法正确的是( )
A．溶液中产生了黑色固体
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．溶液中Fe2＋的物质的量浓度为2.0 mol·L－1
D.溶液中Fe3＋和Fe2＋物质的量之比为1∶2
解析:选B。铜与FeCl3发生反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋
Cu2＋，12.8 g铜粉的物质的量为＝0.2 mol，400 mL 2 mol·L－1的FeCl3的物质的量为2 mol·L－1×0.4 L＝0.8 mol，显然溶液中FeCl3过量。铜粉溶解，铁离子转化为亚铁离子，不会出现黑色固体，A错误；氧化产物为铜离子，还原产物为亚铁离子，两者物质的量之比为1∶2，B正确；溶液中Fe2＋的物质的量浓度等于参加反应的Fe3＋的物质的量浓度，为＝1.0 mol·L－1，C错误；溶液中剩余的Fe3＋的物质的量为0.8 mol－0.2 mol×2＝0.4 mol，生成的Fe2＋物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol，所以两者的物质的量之比为1∶1，D错误。
3．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气(标准状况下)，下列比例式正确的是 ( )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
解析:选C。根据化学方程式计算时，已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同，左右成比例”。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(教材P80 T6改编)铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( )
A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶3
解析:选A。由反应方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成相同体积的氢气时，消耗HCl、NaOH物质的量之比为3∶1。
2．将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为 ( )
A．32 g B．6.4 g C．0.64 g D．3.2 g
解析:选C。n(Fe)＝＝0.5 mol，n(CuSO4)＝0.100 L×0.1 mol·L－1＝0.01 mol，由CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算，n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01 mol，m(Cu)＝0.01 mol×64 g·mol－1＝0.64 g。
3．(2022·珠海高一检测) 如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：
氢氧化钠 化学纯(CP)500 g品名：氢氧化钠化学式：NaOH相对分子质量：40
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为______________ mol·L－1。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为______L。
解析:(1)n(NaOH)＝＝＝0.6 mol，c(NaOH)＝＝＝0.6 mol·L－1。
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 22.4 L×3
0.6 mol·L－1×0.2 L V
V＝＝4.032 L。
答案：(1)0.6 (2)4.032
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第 - 1 - 页 共 9 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【课标定向】
1．从物质类别和元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的转化关系，并能利用离子反应、氧化还原反应等概念对转化中的相关反应进行分类和分析说明。(宏观辨识与微观探析)
2. 通过对铁盐和亚铁盐性质的实验探究，加深对Fe2＋、Fe3＋性质的认识，掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【情境导入】
缺铁容易造成部分花卉的叶片失绿黄化，专家建议用硫酸亚铁溶液向叶面上喷雾的方法来使发黄的叶片复绿。硫酸亚铁应密封保管，谨防受潮，受潮后无法为花卉植物吸收利用。受潮后的硫酸亚铁为什么不能被花卉植物吸收利用？
教学建议 1.本节课知识与学生已学铁的性质、离子反应、氧化还原反应关系密切，教学中教师应紧密结合这些已有知识基础，对Fe2＋、Fe3＋的性质进行分析总结。2．本节课知识是建立在实验基础上的。教学中，教师尽可能安排学生实验活动，给学生提供动手机会的同时，也便于学生自己总结出Fe2＋、Fe3＋的检验方法，这样既达到了突破重难点的目的，又有助于学生形成证据推理意识。
学习任务一 Fe3＋与Fe2＋的检验 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
探究Fe3＋、Fe2＋的检验——实验3－2
离子 Fe3＋ Fe2＋
实验操作
实验现象 溶液变成红色 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成红色
离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
结论 Fe3＋遇SCN－显红色，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用先加KSCN溶液再加新制氯水的方法检验Fe2＋的存在
[闪问] (1)教材中描述“含有 Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色”，是产生红色的沉淀吗？
提示：不是。向含有Fe3＋的盐溶液中滴加适量的KSCN溶液，溶液变为红色，没有生成沉淀。
(2)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色，能否说明溶液中含有Fe2＋？
提示：不能；若溶液中含有Fe3＋而不含Fe2＋，也会发生相同的现象。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：要检验某新型补铁剂中铁元素是Fe2＋或Fe3＋，选用不同检验方法。
(1)用氢氧化钠溶液
若含有Fe3＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入NaOH溶液，若出现红褐色沉淀，则含有Fe3＋。
若含有Fe2＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入NaOH溶液，若生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则含有Fe2＋。
(2)用KSCN溶液
若含有Fe3＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入KSCN溶液，若溶液变红，则含有Fe3＋；
若含有Fe2＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，溶液变红，则含有Fe2＋。
2．质疑：(1)补铁剂中的铁是以Fe2＋形式存在，如何证明补铁剂是否变质？
提示：Fe2＋已被氧化为Fe3＋，变质的补铁剂中含有Fe3＋。将补铁剂溶于水，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3＋，即该补铁剂已变质。
(2)Fe3O4中既含有Fe3＋又含有Fe2＋。请设计实验证明，写出操作步骤。
提示：取少量Fe3O4于试管中，加入足量稀硫酸溶解，将溶液分成两份，一份加入KSCN溶液，溶液若变红，则说明溶液中含有Fe3＋，另一份加入KMnO4溶液，紫红色褪去，则说明溶液中含有Fe2＋，Fe3O4中既含有Fe3＋又含有Fe2＋。
3．探索：常用的口服铁剂有硫酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁等，说明补铁剂中含有的铁元素是以Fe2＋形式存在的。要证明该补铁剂中不含有Fe3＋而含有Fe2＋，某同学计划选用如下几种试剂，实验操作时最佳顺序为________。
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
提示：③①。加入KSCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；酸性KMnO4溶液能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4溶液后，影响Fe3＋检验，且酸性KMnO4溶液与KSCN能发生氧化还原反应。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
项目 Fe2＋ Fe3＋
观察法 浅绿色 棕黄色
加碱法(NaOH) ①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀；②反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色) ①现象：红褐色沉淀；②反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)
显色法(加SCN－) ①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液；②反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色) ①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色；②反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)
2.检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液：检验Fe2＋加入试剂的顺序
待测液不变色红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，防止加氧化性物质，使Fe2＋被氧化。如H2O2、NO(H＋)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明含有Fe2＋。
(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加氧化剂再加KSCN溶液的方法检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪色说明含有Fe2＋。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·南宁高一检测)化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是( )
A.FeSO4溶液
B．Fe2(SO4)3溶液
C．FeCl2与FeCl3的混合液
D．FeCl3溶液
解析:选A。Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3。
2．要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe2＋(且未被氧化)，最好的方法是( )
A．加入NaOH溶液
B．先加入KSCN溶液再加氯水
C．先加氯水再加KSCN溶液
D．加入锌片
解析:选B。KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2＋作用无此现象，故先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋；再加入氯水，溶液显红色，说明溶液中有Fe3＋生成，进而说明原溶液中含有Fe2＋，故鉴定某溶液中含有Fe2＋，最好的方法是先加入KSCN溶液再加氯水。
补偿训练:
1．(2022·南京高一检测) 离子检验在工业中有着重要应用。下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析:选C。向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，故A项错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，故B项错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C项正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，故D项错误。
2．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
解析:选B。甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液紫红色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。
学习任务二 Fe3＋与Fe2＋的性质与转化 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．Fe3＋与Fe2＋的性质及相互转化——实验3－3
(1)上述实验操作的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色→溶液无明显变化→溶液变成红色。
(2)反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[闪问] (1)实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中，通常加些铁屑或铁钉，这是为什么？
提示：Fe2＋具有较强还原性，易被氧化而变质，因此向盛有FeSO4溶液的试剂瓶中加铁屑、铁钉可将溶液中Fe3＋转化成Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===
3Fe2＋。
(2)教材中描述“亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐”，除去FeCl3溶液中的FeCl2的最佳方法是什么？
提示：向FeCl2溶液中加入稍过量的氯水(或双氧水)，振荡。
2．利用覆铜板制作图案
实验原理 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验操作 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案
实验现象 用油性笔画出的图案处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案
反应方程式 化学方程式：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
实验结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀，利用了FeCl3的氧化性
[闪问] 如何除去FeCl2溶液中混有的少量Cu2＋？
提示：加入过量铁粉后过滤，除去剩余的Fe和生成的铜，离子方程式为Fe＋
Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：怎样由Fe制取FeCl2和FeCl3 如何将FeCl3转化成FeCl2
提示：，故用Fe与稀盐酸反应制取FeCl2，用Fe与Cl2反应制取FeCl3；加入Fe粉可以将FeCl3转化成FeCl2，化学方程式为2FeCl3＋Fe===
3FeCl2。
2．质疑：人体内的血红蛋白是含铁的化合物，铁元素化合价的变化使血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。
(1)血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。
血红蛋白中的铁的化合价主要为____________价，原因为_______________
_______________________________________________________。
提示：＋2；＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C解毒，其原理是什么？
提示：亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒。
3．探索：已知：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，向所得溶液中加入铁粉。
(1)若无固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋、Cu2＋，可能存在Fe3＋。
(2)若有固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋，可能存在Cu2＋，一定不存在Fe3＋。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系
[提醒]
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁。
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。
(3)Fe3＋具有氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·东营高一检测)绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)证明绿矾已被氧化的实验操作为取少量溶液，加入几滴KSCN溶液，若观察到溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化；
(2)证明绿矾已完全被氧化的实验操作为取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若观察到溶液不褪色，则证明绿矾样品完全被氧化；
(3)保存绿矾溶液时，防止被氧化的措施为向溶液中加入适量铁粉。
解析:(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3＋，有Fe3＋存在即可说明绿矾样品已被氧化，Fe3＋遇到KSCN溶液变为红色。(2)Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色，若溶液不褪色，说明溶液中没有Fe2＋，则证明绿矾样品完全被氧化。(3)可以加入适量铁粉，加入铁粉后Fe3＋与Fe反应生成Fe2＋。
[借题发挥](1)改变考查角度：写出绿矾晶体(FeSO4·7H2O)在酸性条件下被空气中的氧气氧化的离子方程式。
提示：4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O。
(2)改变问题方向：如果绿矾没有被完全氧化，你怎么证明？
提示：取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，则证明绿矾样品没有完全被氧化。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．缺铁会使部分花卉叶片发黄，通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2＋和Fe3＋的叙述，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性也具有还原性
D.Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
解析:选D。Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。
2．(2022·哈尔滨高一检测)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
解析:选D。要实现Fe3＋→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
补偿训练:
1．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的( )
A．锌粉 B．镁粉 C．铁粉 D．铝粉
解析:选C。铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，还会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子等。
2．(2022·沈阳高一检测)已知下述三个实验均能发生化学反应：
① ② ③
将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断错误的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中发生了氧化还原反应
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋
解析:选C。由于铁比铜活泼，所以实验①中发生反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，铁作还原剂置换出铜，A正确；实验②中氯水中的氯气具有强的氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，发生氧化还原反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，B正确；由于Fe3＋具有较强的氧化性，将铜氧化为Cu2＋，而自身还原为Fe2＋，化学方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故发生的不是置换反应，C错误；实验②能够说明氯气的氧化性强于Fe3＋，实验③能够说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，所以氧化性强弱顺序为Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋，金属活动性顺序：Fe>Cu，故阳离子的氧化性顺序为Cu2＋>Fe2＋，D正确。
学习任务 检验食品中的铁元素(教材P71“研究与实践”，选学)
INCLUDEPICTURE "资料·整理J.TIF"
1．铁元素在人体中的作用
成年人体内含有4～5克铁，根据在体内的功能状态可分成功能性铁和储存铁两部分。功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的70%。其余30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。
铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。
2．人体铁元素的来源
动物内脏(特别是肝脏)、血液、鱼、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜所含铁虽不是血红素铁，但摄入量多，所以仍是我国人民膳食铁的重要来源。
3．蔬菜中的铁元素
含铁的蔬菜有很多种，例如芹菜、菠菜、香菜、油菜、韭菜、海带、紫菜、蘑菇、木耳等等，这些含铁量都非常丰富，多吃对人体有益。不过部分蔬菜中的铁元素为三价铁，也叫高铁，以配合物形式存在，配合物的有机部分为蛋白质、氨基酸或有机酸，此种铁须转化成为亚铁离子，才能被肠道吸收，最好是和维生素C同时食用。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：含有三价铁的蔬菜，在食用的时候和维生素C同时食用的原因是什么？
提示：Fe3＋具有氧化性，维生素C具有还原性，维生素C能把Fe3＋还原为
Fe2＋，被人的肠道吸收，从而达到补铁的目的。
2．探索： 要验证菠菜中含有铁元素，如直接取菠菜的汁液进行实验，由于菠菜汁有颜色，所以对于实验现象的观察有一定的影响，如何改进这个实验？
提示：可以先将菠菜燃烧成灰，再溶解、过滤进行实验。
3．辨析：某化学小组检验食品中是否有Fe2＋时，设计思路为
少量固体溶液紫色褪去。其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸，是否可以？
提示：不可以。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
INCLUDEPICTURE "实践应用2J.TIF"
某同学在学习了检验食品中的铁元素后。想在课外检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质。查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验；
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。
请完成下列问题：
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，能得到什么结论？
提示：补铁药没有变质。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，能得到什么结论？
提示：补铁药完全变质。
(3)按照如下方法，对补铁药进行实验，出现什么现象说明补铁药已经部分变质？
提示：甲：高锰酸钾溶液的紫红色褪去；乙：溶液变为红色。
(4)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，为什么？
提示：不能。酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是( )
A．苹果汁中含有Na＋
B．苹果汁中含有Cu2＋
C．苹果汁中含有OH－
D．苹果汁中含有Fe2＋
解析:选D。现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋被氧气氧化变成了Fe3＋。
2．(2021·云南合格考改编)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．Fe3O4用作红色颜料
B．仅用KSCN溶液即可检验Fe2＋
C．Fe(OH)2能在空气中稳定存在
D．去除FeCl2溶液中FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
解析:选D。Fe3O4为黑色固体，具有铁磁性，而氧化铁为红色固体，可以用作红色颜料，故A错误；亚铁离子与SCN－不反应，铁离子与SCN－反应生成红色溶液，因此检验亚铁离子需要先加KSCN溶液，再滴加氯水，出现红色溶液，说明原溶液中含有亚铁离子，故B错误；氢氧化亚铁在空气中不稳定，易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，故C错误；向溶液中加入过量铁粉，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，然后过滤得到氯化亚铁溶液，可以除FeCl2溶液中的FeCl3杂质，故D正确。
补偿训练:
实验室有一瓶失去标签的溶液，以下方法能证明溶液中含有Fe3＋的是( )
A．品尝味道
B．能与KSCN溶液显红色
C．与NaOH溶液生成白色沉淀
D．观察溶液的颜色为浅绿色
解析:选B。实验室中的药品有的有毒，有的有腐蚀性，因此不能使用手触摸，更不能品尝味道，A错误；Fe3＋遇KSCN溶液，溶液变为红色，因此可使用KSCN溶液检验Fe3＋，B正确；Fe3＋与OH－反应产生Fe(OH)3红褐色沉淀，而不是白色沉淀，C错误；含有Fe3＋的水溶液显黄色，Fe2＋的水溶液显浅绿色，D错误。
3．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A．铜是还原剂
B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应
D．该反应属于离子反应
解析:选C。该反应中铜元素化合价升高，被氧化，Cu为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。
补偿训练:
向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是( )
A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋
C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋
解析:选B。当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时，将发生反应2Fe3＋＋Cu
===2Fe2＋＋Cu2＋，因铜粉过量，故溶液中Fe3＋不可能剩余，B项正确。
4. (教材P72 T5改编)铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)Fe跟Cl2在一定条件下反应，将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：
a．若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成__________色。
b．向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为________________________，反应的离子方程式是__________________________________________。
(2)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，除杂的方法是___________________________；
该反应的离子方程式为_______________________________________。
(3)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3从物质类别上看，FeCl3属于______________，
可能与__________发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3＋具有__________性，可能与__________发生反应(填序号)，反应的离子方程式为__________
_______________________________________________________。
解析:(1)Fe跟Cl2在一定条件下反应生成FeCl3，向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成红色；向另一支试管中滴加NaOH溶液，Fe3＋与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，现象为生成红褐色沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3OH－===
Fe(OH)3↓；(2)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，可向溶液中加入铁粉除去Fe3＋，该反应的离子方程式为2Fe3＋ ＋Fe===3Fe2＋；(3) 从物质类别上看，FeCl3属于盐，可与③⑤分别发生反应：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl；FeCl3＋3AgNO3
===3AgCl↓＋Fe(NO3)3；从化合价角度看，Fe3＋具有氧化性，可与具有还原性的Fe发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
答案：(1)a.红 b．生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (2)加入铁粉 2Fe3＋ ＋Fe===3Fe2＋ (3)盐 ③⑤ 氧化 ② 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
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第 - 1 - 页 共 7 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁及其化合物的转化关系(提升课)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【课标定向】
1．能从铁元素价态的视角对铁及其化合物进行分类，依据相关原理能预测铁及其化合物的转化。(宏观辨识与微观探析)
2．能认识铁及其化合物是可以转化的，知道它们的转化需要一定的条件。(变化观念与平衡思想)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【情境导入】
某地一个村庄中有一口奇怪的井，它的水刚压上来看着很清亮，但把普通的茶水倒进刚刚从井里压上来的生水中时，茶水会立刻变黑。其原因是井水中含有丰富的Fe2＋，与茶水中的鞣酸反应生成蓝黑色的鞣酸亚铁。这样的井水还能与哪些物质发生化学反应呢？
教学建议 1.铁及其化合物的转化关系与离子反应、氧化还原反应关系密切，在教学中要注意引导学生依据铁元素化合价的变化，根据氧化还原反应的规律总结得出铁及其化合物之间的转化规律。2．本节课中应从物质类别和元素价态的角度帮助学生丰富学习元素化合物的方法，教学中要充分利用价 类二维图、铁三角等基本模型，帮助学生将铁及其化合物零散的知识结构化、系统化。
学习任务 铁及其化合物的转化关系 INCLUDEPICTURE "实践应用.TIF"
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
化学小组绘制了铁及其化合物的“价 类”二维图，并表示各物质之间的转化关系，示例如下：
1．思考：写出不同类别含铁物质之间转化的离子(化学)方程式。
(1)Fe2O3→Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋
离子方程式： ；
；
。
(2)Fe→Fe2＋→Fe3＋→Fe2＋
离子方程式： ；
__ ；
。
(3)Fe(OH)2→Fe(OH)3
化学方程式： 。
2．辨析：铁及其化合物之间存在两种转化关系：
(1)含有相同价态铁元素的物质之间的转化，可借助 反应等实现。
(2)含有不同价态铁元素的物质之间的转化，可以借助 反应实现。
3．探索：已知下列试剂不能使Fe2＋转化为Fe3＋的有哪些？
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液
④H2O2溶液 ⑤稀盐酸 ⑥Na2CO3溶液
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．铁及其化合物的“价 类”二维图
(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。
(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
2．铁的转化在除杂方面的应用
主要物质 少量杂质 除杂方法
Fe2＋ Fe3＋ 加过量铁屑后过滤
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
Fe2＋ Cu2＋ 加过量铁屑后过滤
[提醒] (1)Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
(2)Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。
(3)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
(4)向含Fe2＋的溶液中加入氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
(5)在用强氧化剂(H2O2或氯水)和KSCN溶液联合检验Fe2＋的存在时，要特别注意加入试剂的先后顺序，先加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中无Fe3＋；再加强氧化剂(H2O2或氯水)后溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·常州高一检测)元素的“价 类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图为铁及其化合物的“价 类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别① 和化学式② 。
(2)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①写出该反应的离子方程式 __。
②反应中FeCl3做 剂，理由是 。
[借题发挥]改变思路：某同学设计了制备上题中“价 类”二维图中FeCl3的路线：
Fe2O3(s) Fe(s) FeCl3(aq)，设计的路线是否正确？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·西安高一检测)以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为“价 类”二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素“价 类”二维图如图所示，下列说法错误的是( )
A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应
B．b和c可分别与水发生反应生成e和d
C．e在潮湿的空气中容易转变为d
D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
补偿训练:
1．(2022·银川高一检测)A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：
根据如图所示变化，按要求回答下列问题：
(1)写出A、E的化学式：A__ __，E__ __；
(2)写出其中几步反应的化学方程式：
C→B： ；
B→D： ；
E→A： 。
(3)C中加入NaOH溶液，看到的现象是 。
2．某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原Fe粉，使用一段时间后部分Fe粉会变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。
(1)溶液中的反应有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
。
(2)甲同学用如下方法验证了溶液中Fe2＋的存在：取少量上层清液，加入某试剂X，出现白色沉淀，并很快变为灰绿色，将沉淀倾倒在滤纸上，沉淀逐渐变为红褐色。试剂X为 。滤纸上沉淀变化反应的化学方程式为 。
(3)乙同学另取少量上层溶液，滴加氯水后溶液呈棕黄色，再滴加KSCN溶液，溶液变红。滴加氯水后溶液变棕黄的离子方程式为 。丙同学认为Fe3＋不一定是由氯水反应得到的，理由是 ，改进方案是 。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2019·山东合格考)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
2．(教材P72 T3改编)以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是( )
A．Fe→FeCl3
B．Fe→FeCl2
C．Fe2O3→Fe(OH)3
D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
补偿训练:
(2022·昆明高一检测)利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲～己均含铁元素。回答下列问题：
(1)K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从铁元素化合价的角度分析是因其具有____________性；下列关于乙的说法正确的是________。
A．属于酸性氧化物，能与碱反应
B．属于碱性氧化物，能与酸反应
C．属于两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应
(2)戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁。丙转化为丁的化学方程式为_________________________________________________________，
现象为_________________________________________________。
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第 - 1 - 页 共 7 页第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时 合金
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．结合生活中对常见合金的优良性能的认识，了解铁合金、铝合金等合金的性能和应用。(宏观辨识与微观探析)
2．了解储氢合金、钛合金等新型合金的应用和开发前景，感受化学学科对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。(科学态度与社会责任)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
“蛟龙”号载人潜水器是我国首台自主设计的深海载人潜水器，是目前世界上下潜能力最强的载人潜水器。“蛟龙”号采用特制钛合金船体，以承受强大的深海压力。什么是合金？
教学建议 1.本节教学中应注意动画、视频等技术手段的应用，以帮助学生更好地理解合金硬度变大的原因，促进学生宏观辨识与微观探析素养的形成。2．进行新型合金内容教学时，注意应用“蛟龙”号载人潜水器等我国相关先进技术与装备的视频，使学生感受到金属材料发展对人类的积极贡献，促进学生科学态度与社会责任素养的提高。
学习任务一 合金和铁合金 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．合金
(1)合金的特点
①合金具有许多优良的物理、 或 性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。
②合金的性能可以通过所添加的 、含量和 等加以调节。
(2)合金的结构
纯金属形成合金后，硬度变大的原因为 。
[闪问] (1)合金属于纯净物还是混合物？
(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。这种说法是否正确？
2．铁合金
(1) 和 是含碳量不同的两种铁碳合金。
(2)生铁的含碳量比钢的 。生铁的 大，钢具有良好的 性。
(3) 是用量最大、用途最广的合金，钢的分类如下：
(4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是 。不易生锈，具有很强的 能力。
[闪问] (1)镍、铁熔制成不锈钢的过程发生的是物理变化还是化学变化？
(2)钢的硬度与含碳量之间存在什么关系？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：汽车电池中的铅蓄电池的铅板，一般也不是纯铅做的，而是用铅和锑的合金做成，除了考虑电极导电性的因素外，还主要考虑了哪些因素？
2．探索：有同学认为，超级钢(钢中添加Al、V等元素)性能优良，耐腐蚀，即使遇到稀盐酸也不会被腐蚀，这种说法正确吗？试用化学方程式说明。
3．辨析：已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时：熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
2．合金的组成及性能
(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物，不是化合物。
(3)合金具有金属特性，如导电、导热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高。
(5)各成分金属均保持了其原有的化学性质。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．下列物质不属于铁合金的是( )
A．不锈钢 B．生铁
C．碳素钢 D．氧化铁
2．2022年3月11日，新华社发文总结2021年中国取得的科技成就。“奋斗者”号载人潜水器最深下潜至10 909米成功入选。我国“奋斗者”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的。钛合金可能具有的性质是( )
A．密度大 B．硬度小
C．强度大 D．易氧化
补偿训练:
1．(2022·贵阳高一检测)下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B.不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
2．(2022·重庆高一检测)沈括在《梦溪笔谈》中写道：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。剑之钢者，刃多毁缺”。其中“剂钢”“柔铁”都属于铁的合金，下列说法正确的是( )
A．“剂钢”是混合物，“柔铁”是纯净物
B．合金都由两种或两种以上的金属熔合而成
C．改变合金中某种元素的含量可制得不同性能的合金
D．“剂钢”和“柔铁”的强度、硬度和熔点均比纯铁的高
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铝的存在和性质
(1)存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，铝在地壳中的含量仅次于 和 ，居第三位。
(2)化学性质
①常温：铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的 ，对内部金属起着保护作用。
②铝、氧化铝与稀盐酸反应——实验3－4
实验操作
实验现象 刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有 冒出，将点燃的木条放在试管口有 声
实验结论 铝表面的 和铝均能与盐酸发生反应
化学方程式 、
[闪问] 将一铝片放入稀盐酸，开始没有气泡，一段时间后才有气泡，为什么开始没有气泡？
③铝、氧化铝与NaOH溶液反应——实验3－5
实验操作
实验现象 开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有 冒出，将点燃的木条放在试管口有 声 立即产生 ，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有 声
实验结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应
化学方程式 、
④两性氧化物
能与 反应生成 和 ，又能与 反应生成 和 的氧化物，叫做两性氧化物。
[小试身手] 请分别写出Al2O3、Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。
2．铝合金和新型合金
(1)铝合金
①铝合金中的合金元素有 、Si、Mn、Zn及 等。
②硬铝：密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造 的理想材料。
(2)新型合金
[闪问] 教材中描述“储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料”，储氢合金吸氢与放氢过程是发生了物理变化吗？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途有关的性质有哪些？
①不易生锈 ②导电性好 ③密度小 ④强度高
⑤不溶于酸液 ⑥熔点较低
2．质疑：蓝宝石、红宝石虽然色彩各异，但它们化学成分都是氧化铝。蓝宝石、红宝石虽然坚硬无比，但佩戴时要尽量避免接触酸性或碱性溶液，这是为什么呢？写出反应的离子方程式。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(1)铝既能与盐酸反应产生氢气，也能与强碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。
(2)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
(3)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，定量关系为
[提醒] 铝与氢氧化钠溶液反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。用双线桥法和单线桥法分别表示为
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·天津滨海新区高一检测)用于飞机制造的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小，质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg Al合金 B．黄铜(Cu Zn合金)
C．Na K合金 D．生铁(Fe C合金)
2．(2022·杭州高一检测) 为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀盐酸 D．稀醋酸
补偿训练:
1．日常生活中常用铝制炊具，它质轻且耐用，其原因是( )
A．铝制品表面涂有一层油，可以保护铝不受腐蚀
B．铝很不活泼，不易与其他物质反应
C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用
D．铝虽然很活泼，但只有在高温下才能反应
2．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·北京合格考模拟) 2021年5月22日，中国第一辆火星车“祝融号”成功“打卡”火星表面。火星车上通常会用到耐高温材料，下列物质属于耐高温材料的是( )
A．不锈钢 B．铝合金
C．钠钾合金 D．耐高温陶瓷
2．(教材P80 T4改编)下列关于合金的说法正确的是( )
A．在我国使用最早的合金是钢
B．生铁的含碳量比钢低
C．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成具有广阔前景的金属氢化物的材料
D．稀土金属不能用于生产合金
补偿训练:
合金在生产生活中有广泛的用途，下列所用材料不属于合金的是( )
A．家用的铝窗 B．温度计用的水银
C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋
3．下列关于金属铝的叙述不正确的是( )
A．铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀
B．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
C．等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应放出的气体物质的量相等
D．铝的熔点比氧化铝低
4．根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题(已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)：
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如图所示，铜常用于制造货币的原因可能是________(填字母)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是____________
(填化学式，下同)，常见的铁的氧化物还有__________、__________。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为___________
_____________________________________________________。
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第 - 1 - 页 共 7 页实验活动2 铁及其化合物的性质
INCLUDEPICTURE "实验器材及试剂J.TIF"
器材：试管、胶头滴管。
试剂：CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。
INCLUDEPICTURE "实验过程和结论J.TIF"
1．铁及其化合物的性质
(1)铁单质的还原性
【实验操作】在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿取出铁丝，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
(2)铁盐的氧化性
实验一：
【实验操作】取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
实验二：
【实验操作】在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
(3)亚铁盐的氧化性和还原性
实验一：
【实验操作】取3 mL FeCl2稀溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
实验二：
【实验操作】在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 、
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
2．铁离子的检验
实验一：
【实验操作】在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
实验二：
【实验操作】在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。
【实验现象】 。
【实验结论及分析】 。
【离子方程式】 。
3．以铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体
实验步骤：
(1)将铁屑放入烧杯中，加入 ，微热，除去铁屑表面的油污。
(2)把铁屑用水洗净，将过量铁屑加入盛有 的烧杯中充分反应(水浴加热50～80 ℃)，得到 (底部有多余铁屑)。
化学方程式： 。
(3)将所得混合物 ，除去多余铁粉，滤液冷却结晶，再 即可得到硫酸亚铁晶体。
INCLUDEPICTURE "问题讨论J.TIF"
1．根据以上的实验及所学的知识，以铁屑为原料，制备硫酸亚铁溶液时应该注意什么？
2．若向FeCl3稀溶液中加入过量锌粉，溶液中存在的阳离子是哪种金属离子？原因是什么？
3．由以上实验思考检验Fe2(SO4)3溶液中是否有杂质FeSO4的方法？
INCLUDEPICTURE "拓展实验J.TIF"
茶是中国人喜爱的一种饮品，茶叶中含有铁元素，化学兴趣小组用以下实验操作检验茶叶中的铁元素：A.取少量茶叶；B.检验滤液中的Fe3＋；C.过滤得到滤液；D.将茶叶灼烧为茶叶灰；E.用足量稀盐酸溶解茶叶灰，并加蒸馏水稀释。
(1)写出上述实验操作的正确顺序。
(2)操作D所用仪器有哪些？
(3)怎么检验滤液中含有Fe3＋，会观察到什么现象？
(4)越来越多的人喜欢用铁壶泡茶，铁壶泡茶时壶中的铁与茶水中的Fe3＋能发生反应，写出有关的离子方程式。
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第 - 1 - 页 共 4 页第三章 铁金属材料
第二节 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
课标定向
1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化。(变化观念与平衡思想)
2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行计算。建立计算模型,并会根据模型进行计算和论证。(证据推理与模型认知)
情境导入
焊接铁轨常用到如下反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,该反应十分激烈,放出大量热量,生成的铁为液态,高温的铝热铁水随即浇入扣在铁轨上的砂型中,将两轨端熔化,将铁轨焊接起来。焊接铁轨时Al和Fe2O3的最佳配料比(物质的量之比)是多少
教学建议 1.本节内容建立在物质的量的基础之上，课前要对物质的量的相关计算公式进行复习，让学生熟练掌握，才能让学生从物质的量的角度认识化学方程式的意义，进而学会关于化学方程式的相关计算。2．在教学中要注意引导学生在理解相关概念的基础上进行有关物理量的转换，要强调计算过程的规范性，帮助学生建立计算认知模型，从而达到突破难点的目的。
学习任务 物质的量在化学方程式计算中的应用 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1. 物质的量与其他物理量之间的关系
[小试身手] 标准状况下，3.36 L HCl通入足量水中，形成0.5 L溶液，则该溶液的物质的量浓度是多少？
2．化学方程式中的定量关系
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大6.02×1023倍 ∶ ∶ ∶
物质的量之比 mol ∶ mol ∶ mol ∶ mol
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的 之比，也等于各物质的 之比。
[闪问] 化学方程式2H2＋O22H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。这种说法是否正确？
3．解法示例
【例题】向足量的稀盐酸溶液中投入13.0 g Zn，计算：生成标准状况下H2的体积。
解：n(Zn)＝＝0.2 mol
Zn ＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V(H2)
______________________ (列比例式)
V(H2)＝__________。
答：生成标准状况下H2的体积为____L。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．辨析：观察下列化学方程式，及各物质对应的物理量。
Fe ＋ H2SO4 === FeSO4 ＋ H2↑
56 g 1 mol 1 mol 22.4 L
m(Fe) n(H2SO4) n(FeSO4) V(H2)
(1)为什么利用化学方程式进行计算时，同一种物质的单位必须统一，而不同的物质则不必统一？
(2)判断上述反应是在常温常压下进行的吗？说明你的判断理由。
2．探索：若用200 g含纯铁的质量分数为56%的工业废铁屑(所含杂质不与硫酸反应)与足量稀硫酸完全反应。计算：
(1)生成标准状况下氢气的体积；
(2)消耗物质的量浓度为2 mol·L－1稀硫酸的体积。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．化学方程式中的定量关系
(1)化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比
(2)化学计量数之比等于同温同压下相应气体的体积之比
2．物质的量应用于化学方程式计算的步骤
3．物质的量应用于化学方程式计算的类型
(1)基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式进行计算便可。
(2)混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系并以x、y表示，列出方程组解答。
[提醒] 物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项
(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”，且单位要注明。
(3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·武汉高一检测)向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，计算：
(1)参加反应的NaOH溶液的物质的量浓度为 mol·L－1(反应前后溶液体积不变，下同)。
(2)生成H2(标准状况下)的体积为 L。
(3)如果向500 mL 物质的量浓度为1 mol·L－1NaOH溶液中投入10.8 g Al，生成H2(标准状况下)的体积为 L。
[解题思维] 解答本题的思维流程如下：
提取关键点 ①500 mL NaOH溶液；②投入10.8 g Al；③二者恰好完全反应
转化知识点 ①已知溶液体积，需要求出NaOH的物质的量；②铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和H2；③反应后铝与NaOH均没有剩余
排除障碍点 没有计算对比NaOH与Al的物质的量，不知道化学反应中二者过量的是哪一种物质，应该根据哪种物质的物质的量进行计算，从而导致不能正确列式计算
[借题发挥](1)改变考查物质：向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，生成NaAlO2的物质的量是多少？
提示：0.4 mol。
2Al＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
54 g 2 mol
10．8 g n(NaAlO2)
列出比例式，解得n(NaAlO2) ＝0.4 mol。
(2)改变物质质量：将(3)改为如果向500 mL 物质的量浓度为1 mol·L－1NaOH溶液中投入16.2 g Al，生成H2(标准状况下)的体积为多少？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·萍乡高一检测) 含MnO2 80%的MnO2样品21.75 g，与足量浓盐酸加热充分反应(杂质不与浓盐酸反应)，在标准状况下生成Cl2的体积为多少？(写出解题步骤)
补偿训练:
1．0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( )
A．0.10 mol·L－1 B．0.20 mol·L－1
C．0.50 mol·L－1 D．1.00 mol·L－1
2．将12.8 g铜粉加到400 mL 2 mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反应后(假设溶液总体积不变)，下列说法正确的是( )
A．溶液中产生了黑色固体
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．溶液中Fe2＋的物质的量浓度为2.0 mol·L－1
D.溶液中Fe3＋和Fe2＋物质的量之比为1∶2
3．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气(标准状况下)，下列比例式正确的是 ( )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(教材P80 T6改编)铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( )
A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶3
2．将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为 ( )
A．32 g B．6.4 g C．0.64 g D．3.2 g
3．(2022·珠海高一检测) 如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：
氢氧化钠 化学纯(CP)500 g品名：氢氧化钠化学式：NaOH相对分子质量：40
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为______________ mol·L－1。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为______L。
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第 - 1 - 页 共 9 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁及其化合物的转化关系(提升课)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【课标定向】
1．能从铁元素价态的视角对铁及其化合物进行分类，依据相关原理能预测铁及其化合物的转化。(宏观辨识与微观探析)
2．能认识铁及其化合物是可以转化的，知道它们的转化需要一定的条件。(变化观念与平衡思想)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【情境导入】
某地一个村庄中有一口奇怪的井，它的水刚压上来看着很清亮，但把普通的茶水倒进刚刚从井里压上来的生水中时，茶水会立刻变黑。其原因是井水中含有丰富的Fe2＋，与茶水中的鞣酸反应生成蓝黑色的鞣酸亚铁。这样的井水还能与哪些物质发生化学反应呢？
教学建议 1.铁及其化合物的转化关系与离子反应、氧化还原反应关系密切，在教学中要注意引导学生依据铁元素化合价的变化，根据氧化还原反应的规律总结得出铁及其化合物之间的转化规律。2．本节课中应从物质类别和元素价态的角度帮助学生丰富学习元素化合物的方法，教学中要充分利用价 类二维图、铁三角等基本模型，帮助学生将铁及其化合物零散的知识结构化、系统化。
学习任务 铁及其化合物的转化关系 INCLUDEPICTURE "实践应用.TIF"
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
化学小组绘制了铁及其化合物的“价 类”二维图，并表示各物质之间的转化关系，示例如下：
1．思考：写出不同类别含铁物质之间转化的离子(化学)方程式。
(1)Fe2O3→Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋
离子方程式：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓；
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。
(2)Fe→Fe2＋→Fe3＋→Fe2＋
离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl__－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)；
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋)等。
(3)Fe(OH)2→Fe(OH)3
化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
2．辨析：铁及其化合物之间存在两种转化关系：
(1)含有相同价态铁元素的物质之间的转化，可借助复分解反应等实现。
(2)含有不同价态铁元素的物质之间的转化，可以借助氧化还原反应实现。
3．探索：已知下列试剂不能使Fe2＋转化为Fe3＋的有哪些？
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液
④H2O2溶液 ⑤稀盐酸 ⑥Na2CO3溶液
提示：②⑤⑥。要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，②NaCl溶液、⑤稀盐酸、⑥Na2CO3溶液均没有强氧化性。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
1．铁及其化合物的“价 类”二维图
(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。
(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
2．铁的转化在除杂方面的应用
主要物质 少量杂质 除杂方法
Fe2＋ Fe3＋ 加过量铁屑后过滤
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
Fe2＋ Cu2＋ 加过量铁屑后过滤
[提醒] (1)Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。
(2)Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。
(3)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
(4)向含Fe2＋的溶液中加入氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
(5)在用强氧化剂(H2O2或氯水)和KSCN溶液联合检验Fe2＋的存在时，要特别注意加入试剂的先后顺序，先加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中无Fe3＋；再加强氧化剂(H2O2或氯水)后溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·常州高一检测)元素的“价 类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图为铁及其化合物的“价 类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①单质和化学式②Fe(OH)3。
(2)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①写出该反应的离子方程式Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋__。
②反应中FeCl3做氧化剂，理由是铁的化合价由正三价变为正二价。
解析:(1)Fe为金属单质，则①为单质；铁的氢氧化物有Fe(OH)2和Fe(OH)3两种，则②为Fe(OH)3；(2)反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2为氧化还原反应，Cu失电子，化合价升高，发生氧化反应，做还原剂；Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3做氧化剂，①反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；②反应中FeCl3中Fe元素化合价由＋3价降低到＋2价，得电子，化合价降低，发生还原反应，做氧化剂。
[借题发挥]改变思路：某同学设计了制备上题中“价 类”二维图中FeCl3的路线：
Fe2O3(s) Fe(s) FeCl3(aq)，设计的路线是否正确？
提示：错误。Fe与盐酸反应生成FeCl2而不会生成FeCl3。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·西安高一检测)以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为“价 类”二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素“价 类”二维图如图所示，下列说法错误的是( )
A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应
B．b和c可分别与水发生反应生成e和d
C．e在潮湿的空气中容易转变为d
D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
解析:选B。由题中信息可知，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素是Fe元素。Fe与水常温下几乎不发生反应，但在高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，即3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，属于置换反应，故A正确；b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B错误；e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易转变为Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故C正确；h为高铁酸盐即含FeO，FeO具有强氧化性，能够杀菌消毒，＋6价的铁被还原成＋3价，又因为Fe3＋形成氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以做净水剂，故D正确。
补偿训练:
1．(2022·银川高一检测)A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：
根据如图所示变化，按要求回答下列问题：
(1)写出A、E的化学式：A__Fe__，E__Fe2O3__；
(2)写出其中几步反应的化学方程式：
C→B：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；
B→D：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(答案不唯一，合理即可)；
E→A：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(答案不唯一，合理即可)。
(3)C中加入NaOH溶液，看到的现象是出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
解析:D是一种红褐色沉淀，应为Fe(OH)3，由转化关系可知E为Fe2O3，A为Fe，则B为FeCl3，C为FeCl2，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。
(1)由以上分析可知A为Fe，E为Fe2O3；
(2)C为FeCl2，可与氯气反应生成FeCl3，反应的化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，B为FeCl3，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)3，反应的化学方程式为FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl，E为Fe2O3，可经一氧化碳高温下还原生成Fe，反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
(3)C为FeCl2，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2，出现白色沉淀，Fe(OH)2不稳定易被空气中的氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
2．某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原Fe粉，使用一段时间后部分Fe粉会变质为Fe2O3。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。
(1)溶液中的反应有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(2)甲同学用如下方法验证了溶液中Fe2＋的存在：取少量上层清液，加入某试剂X，出现白色沉淀，并很快变为灰绿色，将沉淀倾倒在滤纸上，沉淀逐渐变为红褐色。试剂X为NaOH溶液(或氨水等)。滤纸上沉淀变化反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(3)乙同学另取少量上层溶液，滴加氯水后溶液呈棕黄色，再滴加KSCN溶液，溶液变红。滴加氯水后溶液变棕黄的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋
2Cl－。丙同学认为Fe3＋不一定是由氯水反应得到的，理由是原上层溶液中可能含有Fe3＋，改进方案是先滴加KSCN溶液无明显现象，后滴加氯水，溶液变红。
解析:(1)使用过一段时间的脱氧剂含Fe和Fe2O3，用稀盐酸浸泡发生的反应有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe===
3Fe2＋；
(2)白色沉淀很快变为灰绿色，逐渐变为红褐色，是白色的Fe(OH)2被氧化成红褐色的Fe(OH)3的过程，则试剂X为NaOH溶液或氨水等。滤纸上沉淀变化的反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
(3)据(1)中反应可知，上层溶液中有Fe2＋、可能有Fe3＋，滴加氯水后溶液呈棕黄色的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，再滴加KSCN溶液变红，Fe3＋可能是原溶液中的，也可能是由氯水和Fe2＋反应生成的。若先滴加KSCN溶液无明显现象，后滴加氯水溶液变红，则可证明Fe3＋是氯水氧化Fe2＋生成的。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2019·山东合格考)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
解析:选C。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，所以实验室为防止氯化亚铁被氧化，在保存FeCl2溶液时常加入铁粉，故A正确；KSCN溶液与铁离子反应生成Fe(SCN)3而呈现红色，亚铁离子与KSCN溶液不反应，所以可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质，故B正确；氯气与FeCl3不反应，却能够将FeCl2氧化为FeCl3，故C错误；氢氧化亚铁能够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。
2．(教材P72 T3改编)以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是( )
A．Fe→FeCl3
B．Fe→FeCl2
C．Fe2O3→Fe(OH)3
D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
解析:选C。铁和氯气反应生成氯化铁，故能一步化合实现， A不符合题意；铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故能一步化合实现， B不符合题意；氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁，故不能一步化合得到， C符合题意；氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，能通过化合反应一步实现， D不符合题意。
补偿训练:
(2022·昆明高一检测)利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲～己均含铁元素。回答下列问题：
(1)K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从铁元素化合价的角度分析是因其具有____________性；下列关于乙的说法正确的是________。
A．属于酸性氧化物，能与碱反应
B．属于碱性氧化物，能与酸反应
C．属于两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应
(2)戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁。丙转化为丁的化学方程式为_________________________________________________________，
现象为_________________________________________________。
解析:由题图可知，甲为Fe，乙为FeO，丙为Fe(OH)2，丁为Fe(OH)3，戊为二价铁盐，己为三价铁盐。(1)K2FeO4中Fe的化合价为＋6价，具有氧化性；FeO属于碱性氧化物，能与酸反应，故选B。(2)Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3，反应现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
答案：(1)氧化 B
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
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第 - 1 - 页 共 7 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物
【课标定向】
1.会从宏观上依据物质类别和元素价态列举含铁元素的典型物质,并会用化学方程式和离子方程式正确表示这些物质的主要化学性质。(宏观辨识与微观探析)
2.通过对铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物化学性质的实验探究,加深学生对反应规律的认识,提高学生完成实验的能力。(科学探究与创新意识)
【情境导入】
我国发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。铁在自然界中以何种形式存在 又具有哪些化学性质呢
教学建议 1.本节知识涉及铁的多种化合物,授课时要从铁元素的化合价出发,充分利用铁元素的价类二维图,使学生对所学铁的多种化合物从本质上掌握其区别与共同点。2.教学中要让学生参与氢氧化亚铁的制备实验全过程,通过实验发现问题,完善实验解决问题才能更好地提高学生的实验能力和动手能力。
学习任务一 铁的单质 铁的氧化物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铁的存在与性质
(1)铁的存在与冶炼
①铁元素的存在
②铁的冶炼
a．我国在春秋初年就掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
b．工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
[闪问] 工业炼铁的反应中发生了三个氧化还原反应，写出其反应的化学方程式。
①C＋O2(足量)CO2；②CO2＋C2CO；
③3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(2)铁的性质
①铁的物理性质
铁有延展性和导热性。铁能导电，但该性质不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
②铁的化学性质
a．铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应
b．实验探究铁粉与水蒸气的反应
实验装置
操作现象 用燃着的火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
注意事项 湿棉花的作用：提供水蒸气；肥皂液的作用：收集氢气
[小试身手] 教材中描述“在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应”。写出下列化学方程式或离子方程式。
(1)铁与非金属单质
①铁与氧气反应生成Fe3O4的化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4。
②铁与Cl2反应生成FeCl3的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)铁与酸反应
铁与稀H2SO4反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(3)铁与盐溶液反应
铁与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
2．铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗 称 － 铁红 磁性氧化铁
颜色和状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价
水溶性 不溶 不溶 不溶
稳定性 空气中受热生成Fe3O4 稳定 稳定
[小试身手] 请分别写出FeO、Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应的离子方程式。
(1)FeO与盐酸：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。
(2)Fe2O3与盐酸：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
(3)Fe3O4与盐酸：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一种？
提示：Fe3O4。制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是一种具有磁性的物质，在铁的氧化物中，只有Fe3O4是具有磁性的物质，其他均不具有磁性。
2．探索：“秦砖汉瓦”泛指秦汉时期的青砖与古瓦，是我国传统建筑文化的一个缩影。它们都是由黏土烧制的(黏土中含有铁元素)，有的是黑色的，有的却是红色的，请分析其颜色不同的原因。
提示：砖瓦显黑色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O2反应，生成黑色的FeO与Fe3O4。
砖瓦显红色的原因：烧制砖瓦时，黏土中的铁元素与O2反应，生成红棕色的Fe2O3。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
铁的氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4
1．从物质类别认识三种氧化物：都是纯净物。Fe3O4中铁元素既有＋2价，又有＋3价，且Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为1∶2，但是Fe3O4仍然是纯净物。
2．三种氧化物的颜色：Fe2O3是红棕色，另外两种为黑色。
3．三种氧化物性质有差异：三种氧化物都不溶于水，都能与盐酸反应生成盐和水。但其中只有Fe2O3和FeO属于碱性氧化物。
4．三种氧化物稳定性有差异：Fe2O3和Fe3O4比较稳定。FeO不稳定，在加热条件下能被氧气迅速氧化成Fe3O4，反应的化学方程式为6FeO＋O22Fe3O4，即一定条件下FeO可以转化为Fe3O4。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·杭州高一检测)嫦娥五号一共带回1 731克月球样品，主要为月壤，月壤颗粒中含有丰富的铁元素。铁在一定条件下与下列物质反应，产物中存在＋3价铁元素的是( )
A．氯气 B．硫酸铜
C．稀硫酸 D．浓盐酸
解析:选A。铁在氯气中加热生成氯化铁：2Fe＋3Cl22FeCl3，故A正确；铁和硫酸铜溶液发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，故B错误；铁和稀硫酸发生置换反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，故C错误；浓盐酸具有弱氧化性，能和Fe发生置换反应生成＋2价铁，故D错误。
2．(2022·济南高一检测)关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法不正确的是( )
A．铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
解析:选C。铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价；铁元素的化合价不完全相同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。
补偿训练:
1．据古代文献记载：“慈石治肾家诸病，而通耳明目。”“慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁。”“慈石”的主要成分是( )
A．铁 B．氧化铜
C．氧化铁 D．四氧化三铁
解析:选D。由“可吸连针铁”可知，“慈石”是四氧化三铁(Fe3O4)，D项正确。
2．下列关于铁的氧化物说法错误的是( )
A．铁的氧化物在通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．FeO在空气中加热生成Fe2O3
D．工业上常使用铁的氧化物作为原料冶炼铁
解析:选C。铁的氧化物在通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色固体，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色固体，故A正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B正确；FeO在空气中加热生成Fe3O4，故C错误；工业上常使用铁的氧化物作为原料，用一氧化碳冶炼铁，故D正确。
3．(走进生活)钢铁厂中将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，你能说出其中的原因吗？
提示：模具中如有水，与铁在高温下反应生成氢气，氢气为易燃气体，易发生爆炸。
学习任务二 铁的氢氧化物 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铁的氢氧化物的生成与转化——实验3－1
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入一定量的NaOH溶液。
(1)FeCl3和NaOH溶液
现象：产生红褐色沉淀；
化学方程式：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl；
离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(2)FeSO4和NaOH溶液
现象：生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
化学方程式：FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4__；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
[闪问] 教材中描述“铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得”。能否利用上面实验方法制备氢氧化亚铁？
提示：不能。因为生成的氢氧化亚铁会迅速被氧化。
2．Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质
类别 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色 白色 红褐色
溶解性 难溶于水 难溶于水
制备(离子方程式) Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
化学性质 还原性 在空气中迅速被O2氧化 —
不稳定性 隔绝空气加热:Fe(OH)2FeO+H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
与酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：在制备Fe(OH)2时，要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的长滴管尖嘴插入液面以下。这是为什么？
提示：用新制的FeSO4溶液是为了防止Fe2＋长时间放置被氧化成Fe3＋；长滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。
2．探索：Fe(OH)2的制备
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中先产生白色的Fe(OH)2沉淀，然后迅速被氧化成灰绿色，最终变为红褐色Fe(OH)3。化学兴趣小组同学探究产生现象的原因并对装置进行了相应的改进以能较长时间地观察到白色沉淀：
【查阅资料】苯为有机溶剂，密度小于水且与水不互溶。
【原因猜想】①空气中含有O2
②水溶液中含有溶解的少量氧气
【装置改进】小明对装置进行了相应的改进：
【问题探究】(1)请分析改进后的装置①②③为什么能较长时间观察到白色沉淀。
装置 原理
①
②
③
提示：装置①，苯的密度比水小，且与水不互溶，加入少量苯覆盖在FeSO4溶液的上层用于隔绝下层液体与空气接触，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化；
装置②，铁粉与稀硫酸反应生成的H2排除了装置内的空气，同时试管内剩余的H2起到保护气的作用，防止Fe(OH)2与O2接触被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀；
装置③，打开止水夹a, Fe与稀H2SO4反应产生的H2将装置内的空气排出，再关闭止水夹a，产生的H2使试管A中气压大于外界气压，把试管A中的液体(FeSO4溶液)压入试管B中，反应得到Fe(OH)2白色沉淀，由于空气已被排出且苯可以隔绝b处进入的空气，故可以长时间观察到Fe(OH)2沉淀。
(2)在改进的实验中，将配制溶液的水煮沸冷却后再使用，其目的是什么？
提示：除去水中溶解的氧气，尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
氢氧化亚铁制取实验的四个关键点
(1)Fe2＋极易被空气中的氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要尽可能除去O2。
(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FeSO4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FeSO4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(如苯)，以隔绝空气。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·上海交大附中高一检测)化学小组设计如图所示装置用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和
6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑，A中反应的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)实验开始时先将止水夹E打开(填“打开”或“关闭”)，C中收集到的气体的主要成分是H2。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：关闭止水夹E，A中压强增大，把FeSO4溶液压入B瓶中进行反应。
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
解析:实验开始时先打开止水夹E，让生成的H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察到Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭止水夹E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B中，与NaOH反应。
[借题发挥](1)改变装置：如果去除C装置，B中的氢氧化亚铁沉淀能否长时间存在？
提示：不能。空气中的氧气会从导气管中进入装置B，从而使其中的氢氧化亚铁被氧化。
(2)改变角度：该题第(3)小题操作后为什么烧瓶A中的溶液能够进入装置B
提示：关闭止水夹E，产生的氢气使烧瓶A内压强增大，在气压作用下FeSO4溶液被压入B中进行反应。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·北京海淀区高一检测) 在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。下列关于该反应的叙述不正确的是( )
A．生成物为氢氧化铁
B．该反应是化合反应
C．该反应是氧化还原反应
D．氢氧化亚铁做氧化剂
解析:选D。由题意可知，氢氧化亚铁白色沉淀转化为红褐色沉淀，生成物是氢氧化铁，故A正确；上述转化符合化合反应的特征，该转化涉及的反应是化合反应，故B正确；该反应中有元素化合价变化，是氧化还原反应，故C正确；在4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3中，氢氧化亚铁做还原剂，O2做氧化剂，故D错误。
补偿训练:
1．在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO B．Fe
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
解析:选D。金属钠投入溶液中生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和H2O。
2．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
解析:选D。蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A错误；实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，故B错误；利用氢气的压强将氯化亚铁压入锥形瓶中，NaOH与氯化亚铁在锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，立即观察到白色沉淀，故C错误；反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，装置内空气及溶液中氧气均已除去，则Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·昆明高一检测)2021年2月10日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。火星外表是红色，这是因为火星表面含有大量的( )
A．氧化铜 B．氧化铁
C．碳酸钙 D．四氧化三铁
解析:选B。氧化铜是黑色的，A不符合题意；氧化铁是红色的，B符合题意；碳酸钙是白色的，C不符合题意；四氧化三铁是黑色的，D不符合题意。
2．(2022·威海高一检测)中国早在春秋时期已掌握冶铁技术。下列关于铁的叙述正确的是( )
A．纯铁为灰黑色
B．铁锈的主要成分为Fe3O4，不能保护内层金属
C．铁在干燥的空气里不易被氧化
D．在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3
解析:选C。纯铁为银白色，铁粉为黑色，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，不是Fe3O4，B错误；铁在干燥的空气里不易被氧化，在潮湿的空气中易被氧化而腐蚀，C正确；氯气具有强氧化性，能把变价金属氧化到最高价，铁与氯气反应只能生成FeCl3，D错误。
补偿训练:
中国传统文化博大精深，明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载：“煤则各处有之，臭者烧熔而闭之，成石，再凿而入炉，曰礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省力。”下列说法中正确的是( )
A．《物理小识》中记载的是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁
B．在炼铁的过程中铁元素被氧化
C．铁能在氧气中剧烈燃烧，也能在水蒸气中燃烧
D．铁的氧化物都呈黑色
解析:选A。由《物理小识》中记载可知是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁，A正确；在炼铁的过程中铁由化合态转化为游离态，铁元素被还原，B错误；铁在水蒸气中的反应不是燃烧，C错误；Fe2O3是一种红棕色粉末，D错误。
3．人类用铁的历史可以追溯到四千五百多年前。有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以铁的化合物不能通过化合反应制取Fe(OH)3
C．Fe3O4可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色，能发生丁达尔效应
解析:选B。Fe2O3不能与水反应得到Fe(OH)3，但是能通过化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3得到Fe(OH)3，B错误。
4.按如图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。(注：操作过程中不考虑稀H2SO4与NaOH溶液的作用)
(1)操作Ⅰ：先夹紧止水夹a，使A管开始反应，实验中B管观察到的现象是_______________________________________________________________。
B管发生反应的化学方程式是____________________________________。
(2)操作Ⅱ：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管观察到的现象是_________________________________________。
B管中发生反应的离子方程式是________________________________。
解析:(1)当夹紧止水夹a时，A管便成了一个封闭体系，产生的H2使A管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入B管中，从而与NaOH溶液发生反应生成Fe(OH)2，而NaOH溶液中溶解的O2可将Fe(OH)2迅速氧化，最后转变成Fe(OH)3，所以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。(2)当进行操作Ⅱ时，产生的H2首先通过导气管通入B管中的NaOH溶液中，将其中溶解的O2赶走，再夹紧止水夹a时，FeSO4溶液压入B管中，此时反应所产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色。
答案：(1)先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)打开止水夹a时，NaOH溶液中的导气管口有气泡冒出；夹紧止水夹a后，B中出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
补偿训练:
(教材P72T6改编)某兴趣小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如图一组综合实验，根据实验流程回答相关问题。
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：_________________________。
(2)物质②为______________。
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3悬浊液，该过程的现象为________________________________________________________________，
此过程中发生的氧化还原反应为________________________________(用化学方程式表示)。
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至液体呈红褐色，制得分散系③为______________，该反应的化学方程式为__________________________。
它与FeCl3溶液、Fe(OH)3悬浊液的本质区别是____________________。
解析:(1)Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；(2)FeCl3反应生成了Fe(OH)3，可知是加入了碱，可以是NaOH溶液、氨水等；(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至液体呈红褐色，制得Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl；溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小不同。
答案：(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(2)NaOH溶液或氨水(合理即可) (3)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)Fe(OH)3胶体
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
分散质粒子的直径大小不同
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第 - 1 - 页 共 8 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物
【课标定向】
1.会从宏观上依据物质类别和元素价态列举含铁元素的典型物质,并会用化学方程式和离子方程式正确表示这些物质的主要化学性质。(宏观辨识与微观探析)
2.通过对铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物化学性质的实验探究,加深学生对反应规律的认识,提高学生完成实验的能力。(科学探究与创新意识)
【情境导入】
我国发现最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。铁在自然界中以何种形式存在 又具有哪些化学性质呢
教学建议 1.本节知识涉及铁的多种化合物,授课时要从铁元素的化合价出发,充分利用铁元素的价类二维图,使学生对所学铁的多种化合物从本质上掌握其区别与共同点。2.教学中要让学生参与氢氧化亚铁的制备实验全过程,通过实验发现问题,完善实验解决问题才能更好地提高学生的实验能力和动手能力。
学习任务一 铁的单质 铁的氧化物 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铁的存在与性质
(1)铁的存在与冶炼
①铁元素的存在
②铁的冶炼
a．我国在春秋初年就掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
b．工业炼铁的原理是用 的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
[闪问] 工业炼铁的反应中发生了三个氧化还原反应，写出其反应的化学方程式。
① ；② ；
③ 。
(2)铁的性质
①铁的物理性质
铁有 性和 性。铁能 ，但该性质不如铜和铝。铁能被 吸引。
②铁的化学性质
a．铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应
b．实验探究铁粉与水蒸气的反应
实验装置
操作现象 用燃着的火柴点燃肥皂液，听到 声
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成 和 ，化学方程式为
注意事项 湿棉花的作用： ；肥皂液的作用：
[小试身手] 教材中描述“在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应”。写出下列化学方程式或离子方程式。
(1)铁与非金属单质
①铁与氧气反应生成Fe3O4的化学方程式为 。
②铁与Cl2反应生成FeCl3的化学方程式为 。
(2)铁与酸反应
铁与稀H2SO4反应的离子方程式为 。
(3)铁与盐溶液反应
铁与CuSO4溶液反应的离子方程式为 。
2．铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗 称 －
颜色和状态 色粉末 色粉末 色晶体
铁的价态 价 价 ＋2价、＋3价
水溶性
稳定性 空气中受热生成 稳定 稳定
[小试身手] 请分别写出FeO、Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应的离子方程式。
(1)FeO与盐酸： 。
(2)Fe2O3与盐酸： 。
(3)Fe3O4与盐酸： 。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一种？
2．探索：“秦砖汉瓦”泛指秦汉时期的青砖与古瓦，是我国传统建筑文化的一个缩影。它们都是由黏土烧制的(黏土中含有铁元素)，有的是黑色的，有的却是红色的，请分析其颜色不同的原因。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
铁的氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4
1．从物质类别认识三种氧化物：都是纯净物。Fe3O4中铁元素既有＋2价，又有＋3价，且Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为1∶2，但是Fe3O4仍然是纯净物。
2．三种氧化物的颜色：Fe2O3是红棕色，另外两种为黑色。
3．三种氧化物性质有差异：三种氧化物都不溶于水，都能与盐酸反应生成盐和水。但其中只有Fe2O3和FeO属于碱性氧化物。
4．三种氧化物稳定性有差异：Fe2O3和Fe3O4比较稳定。FeO不稳定，在加热条件下能被氧气迅速氧化成Fe3O4，反应的化学方程式为6FeO＋O22Fe3O4，即一定条件下FeO可以转化为Fe3O4。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·杭州高一检测)嫦娥五号一共带回1 731克月球样品，主要为月壤，月壤颗粒中含有丰富的铁元素。铁在一定条件下与下列物质反应，产物中存在＋3价铁元素的是( )
A．氯气 B．硫酸铜
C．稀硫酸 D．浓盐酸
2．(2022·济南高一检测)关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法不正确的是( )
A．铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
补偿训练:
1．据古代文献记载：“慈石治肾家诸病，而通耳明目。”“慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁。”“慈石”的主要成分是( )
A．铁 B．氧化铜
C．氧化铁 D．四氧化三铁
2．下列关于铁的氧化物说法错误的是( )
A．铁的氧化物在通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．FeO在空气中加热生成Fe2O3
D．工业上常使用铁的氧化物作为原料冶炼铁
3．(走进生活)钢铁厂中将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，你能说出其中的原因吗？
学习任务二 铁的氢氧化物 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铁的氢氧化物的生成与转化——实验3－1
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入一定量的NaOH溶液。
(1)FeCl3和NaOH溶液
现象： ；
化学方程式： ；
离子方程式： 。
(2)FeSO4和NaOH溶液
现象： 。
化学方程式： __；
。
[闪问] 教材中描述“铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得”。能否利用上面实验方法制备氢氧化亚铁？
2．Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质
类别 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色
溶解性
制备(离子方程式)
化学性质 还原性 —
不稳定性 隔绝空气加热:Fe(OH)2FeO+H2O 2Fe(OH)3
与酸反应
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：在制备Fe(OH)2时，要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的长滴管尖嘴插入液面以下。这是为什么？
2．探索：Fe(OH)2的制备
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中先产生白色的Fe(OH)2沉淀，然后迅速被氧化成灰绿色，最终变为红褐色Fe(OH)3。化学兴趣小组同学探究产生现象的原因并对装置进行了相应的改进以能较长时间地观察到白色沉淀：
【查阅资料】苯为有机溶剂，密度小于水且与水不互溶。
【原因猜想】①空气中含有O2
②水溶液中含有溶解的少量氧气
【装置改进】小明对装置进行了相应的改进：
【问题探究】(1)请分析改进后的装置①②③为什么能较长时间观察到白色沉淀。
装置 原理
①
②
③
(2)在改进的实验中，将配制溶液的水煮沸冷却后再使用，其目的是什么？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
氢氧化亚铁制取实验的四个关键点
(1)Fe2＋极易被空气中的氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要尽可能除去O2。
(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FeSO4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FeSO4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(如苯)，以隔绝空气。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·上海交大附中高一检测)化学小组设计如图所示装置用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和
6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是 ，A中反应的离子方程式是 。
(2)实验开始时先将止水夹E (填“打开”或“关闭”)，C中收集到的气体的主要成分是 。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程： 。
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 。
[借题发挥](1)改变装置：如果去除C装置，B中的氢氧化亚铁沉淀能否长时间存在？
(2)改变角度：该题第(3)小题操作后为什么烧瓶A中的溶液能够进入装置B
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
(2022·北京海淀区高一检测) 在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。下列关于该反应的叙述不正确的是( )
A．生成物为氢氧化铁
B．该反应是化合反应
C．该反应是氧化还原反应
D．氢氧化亚铁做氧化剂
补偿训练:
1．在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO B．Fe
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
2．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1．(2022·昆明高一检测)2021年2月10日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。火星外表是红色，这是因为火星表面含有大量的( )
A．氧化铜 B．氧化铁
C．碳酸钙 D．四氧化三铁
2．(2022·威海高一检测)中国早在春秋时期已掌握冶铁技术。下列关于铁的叙述正确的是( )
A．纯铁为灰黑色
B．铁锈的主要成分为Fe3O4，不能保护内层金属
C．铁在干燥的空气里不易被氧化
D．在加热条件下铁与氯气反应生成FeCl2和FeCl3
补偿训练:
中国传统文化博大精深，明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载：“煤则各处有之，臭者烧熔而闭之，成石，再凿而入炉，曰礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省力。”下列说法中正确的是( )
A．《物理小识》中记载的是以焦炭作为还原剂的方法来炼铁
B．在炼铁的过程中铁元素被氧化
C．铁能在氧气中剧烈燃烧，也能在水蒸气中燃烧
D．铁的氧化物都呈黑色
3．人类用铁的历史可以追溯到四千五百多年前。有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以铁的化合物不能通过化合反应制取Fe(OH)3
C．Fe3O4可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色，能发生丁达尔效应
4.按如图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。(注：操作过程中不考虑稀H2SO4与NaOH溶液的作用)
(1)操作Ⅰ：先夹紧止水夹a，使A管开始反应，实验中B管观察到的现象是_______________________________________________________________。
B管发生反应的化学方程式是____________________________________。
(2)操作Ⅱ：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管观察到的现象是_________________________________________。
B管中发生反应的离子方程式是________________________________。
补偿训练:
(教材P72T6改编)某兴趣小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如图一组综合实验，根据实验流程回答相关问题。
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：_________________________。
(2)物质②为______________。
(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3悬浊液，该过程的现象为________________________________________________________________，
此过程中发生的氧化还原反应为________________________________(用化学方程式表示)。
(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至液体呈红褐色，制得分散系③为______________，该反应的化学方程式为__________________________。
它与FeCl3溶液、Fe(OH)3悬浊液的本质区别是____________________。
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第 - 1 - 页 共 8 页第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁盐和亚铁盐
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【课标定向】
1．从物质类别和元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的转化关系，并能利用离子反应、氧化还原反应等概念对转化中的相关反应进行分类和分析说明。(宏观辨识与微观探析)
2. 通过对铁盐和亚铁盐性质的实验探究，加深对Fe2＋、Fe3＋性质的认识，掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。(科学探究与创新意识)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 【情境导入】
缺铁容易造成部分花卉的叶片失绿黄化，专家建议用硫酸亚铁溶液向叶面上喷雾的方法来使发黄的叶片复绿。硫酸亚铁应密封保管，谨防受潮，受潮后无法为花卉植物吸收利用。受潮后的硫酸亚铁为什么不能被花卉植物吸收利用？
教学建议 1.本节课知识与学生已学铁的性质、离子反应、氧化还原反应关系密切，教学中教师应紧密结合这些已有知识基础，对Fe2＋、Fe3＋的性质进行分析总结。2．本节课知识是建立在实验基础上的。教学中，教师尽可能安排学生实验活动，给学生提供动手机会的同时，也便于学生自己总结出Fe2＋、Fe3＋的检验方法，这样既达到了突破重难点的目的，又有助于学生形成证据推理意识。
学习任务一 Fe3＋与Fe2＋的检验 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
探究Fe3＋、Fe2＋的检验——实验3－2
离子 Fe3＋ Fe2＋
实验操作
实验现象 溶液变成 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成 色
离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 ，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
结论 Fe3＋遇SCN－显 ，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用 的方法检验Fe2＋的存在
[闪问] (1)教材中描述“含有 Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色”，是产生红色的沉淀吗？
(2)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色，能否说明溶液中含有Fe2＋？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：要检验某新型补铁剂中铁元素是Fe2＋或Fe3＋，选用不同检验方法。
(1)用氢氧化钠溶液
若含有Fe3＋的现象及结论： 。
若含有Fe2＋的现象及结论： 。
(2)用KSCN溶液
若含有Fe3＋的现象及结论： ；
若含有Fe2＋的现象及结论： 。
2．质疑：(1)补铁剂中的铁是以Fe2＋形式存在，如何证明补铁剂是否变质？
(2)Fe3O4中既含有Fe3＋又含有Fe2＋。请设计实验证明，写出操作步骤。
3．探索：常用的口服铁剂有硫酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁等，说明补铁剂中含有的铁元素是以Fe2＋形式存在的。要证明该补铁剂中不含有Fe3＋而含有Fe2＋，某同学计划选用如下几种试剂，实验操作时最佳顺序为________。
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
项目 Fe2＋ Fe3＋
观察法 浅绿色 棕黄色
加碱法(NaOH) ①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀；②反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色) ①现象：红褐色沉淀；②反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)
显色法(加SCN－) ①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液；②反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色) ①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色；②反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)
2.检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液：检验Fe2＋加入试剂的顺序
待测液不变色红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，防止加氧化性物质，使Fe2＋被氧化。如H2O2、NO(H＋)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明含有Fe2＋。
(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加氧化剂再加KSCN溶液的方法检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪色说明含有Fe2＋。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．(2022·南宁高一检测)化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是( )
A.FeSO4溶液
B．Fe2(SO4)3溶液
C．FeCl2与FeCl3的混合液
D．FeCl3溶液
2．要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe2＋(且未被氧化)，最好的方法是( )
A．加入NaOH溶液
B．先加入KSCN溶液再加氯水
C．先加氯水再加KSCN溶液
D．加入锌片
补偿训练:
1．(2022·南京高一检测) 离子检验在工业中有着重要应用。下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
2．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
学习任务二 Fe3＋与Fe2＋的性质与转化 INCLUDEPICTURE "重点探究.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．Fe3＋与Fe2＋的性质及相互转化——实验3－3
(1)上述实验操作的现象为溶液由棕黄色变为 →溶液 →溶液变成 。
(2)反应的离子方程式为 ， ，
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[闪问] (1)实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中，通常加些铁屑或铁钉，这是为什么？
(2)教材中描述“亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐”，除去FeCl3溶液中的FeCl2的最佳方法是什么？
2．利用覆铜板制作图案
实验原理 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验操作 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案
实验现象 处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案
反应方程式 化学方程式： ；离子方程式：
实验结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀，利用了FeCl3的 性
[闪问] 如何除去FeCl2溶液中混有的少量Cu2＋？
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：怎样由Fe制取FeCl2和FeCl3 如何将FeCl3转化成FeCl2
2．质疑：人体内的血红蛋白是含铁的化合物，铁元素化合价的变化使血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。
(1)血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。
血红蛋白中的铁的化合价主要为____________价，原因为_______________
_______________________________________________________。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C解毒，其原理是什么？
3．探索：已知：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，向所得溶液中加入铁粉。
(1)若无固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
(2)若有固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
INCLUDEPICTURE "总结·提升J.TIF"
Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系
[提醒]
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁。
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。
(3)Fe3＋具有氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁。
INCLUDEPICTURE "典例·引导J.TIF"
【典例】(2022·东营高一检测)绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)证明绿矾已被氧化的实验操作为 ；
(2)证明绿矾已完全被氧化的实验操作为 ；
(3)保存绿矾溶液时，防止被氧化的措施为 。
[借题发挥](1)改变考查角度：写出绿矾晶体(FeSO4·7H2O)在酸性条件下被空气中的氧气氧化的离子方程式。
(2)改变问题方向：如果绿矾没有被完全氧化，你怎么证明？
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．缺铁会使部分花卉叶片发黄，通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2＋和Fe3＋的叙述，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋既具有氧化性也具有还原性
D.Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
2．(2022·哈尔滨高一检测)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
补偿训练:
1．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的( )
A．锌粉 B．镁粉 C．铁粉 D．铝粉
2．(2022·沈阳高一检测)已知下述三个实验均能发生化学反应：
① ② ③
将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断错误的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中发生了氧化还原反应
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋
学习任务 检验食品中的铁元素(教材P71“研究与实践”，选学)
INCLUDEPICTURE "资料·整理J.TIF"
1．铁元素在人体中的作用
成年人体内含有4～5克铁，根据在体内的功能状态可分成功能性铁和储存铁两部分。功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的70%。其余30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。
铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。
2．人体铁元素的来源
动物内脏(特别是肝脏)、血液、鱼、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜所含铁虽不是血红素铁，但摄入量多，所以仍是我国人民膳食铁的重要来源。
3．蔬菜中的铁元素
含铁的蔬菜有很多种，例如芹菜、菠菜、香菜、油菜、韭菜、海带、紫菜、蘑菇、木耳等等，这些含铁量都非常丰富，多吃对人体有益。不过部分蔬菜中的铁元素为三价铁，也叫高铁，以配合物形式存在，配合物的有机部分为蛋白质、氨基酸或有机酸，此种铁须转化成为亚铁离子，才能被肠道吸收，最好是和维生素C同时食用。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：含有三价铁的蔬菜，在食用的时候和维生素C同时食用的原因是什么？
2．探索： 要验证菠菜中含有铁元素，如直接取菠菜的汁液进行实验，由于菠菜汁有颜色，所以对于实验现象的观察有一定的影响，如何改进这个实验？
3．辨析：某化学小组检验食品中是否有Fe2＋时，设计思路为
少量固体溶液紫色褪去。其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸，是否可以？
INCLUDEPICTURE "实践应用2J.TIF"
某同学在学习了检验食品中的铁元素后。想在课外检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质。查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验；
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。
请完成下列问题：
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，能得到什么结论？
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，能得到什么结论？
(3)按照如下方法，对补铁药进行实验，出现什么现象说明补铁药已经部分变质？
(4)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，为什么？
INCLUDEPICTURE "课堂小测·诊断学习效果J.TIF"
1.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是( )
A．苹果汁中含有Na＋
B．苹果汁中含有Cu2＋
C．苹果汁中含有OH－
D．苹果汁中含有Fe2＋
2．(2021·云南合格考改编)下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．Fe3O4用作红色颜料
B．仅用KSCN溶液即可检验Fe2＋
C．Fe(OH)2能在空气中稳定存在
D．去除FeCl2溶液中FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
补偿训练:
实验室有一瓶失去标签的溶液，以下方法能证明溶液中含有Fe3＋的是( )
A．品尝味道
B．能与KSCN溶液显红色
C．与NaOH溶液生成白色沉淀
D．观察溶液的颜色为浅绿色
3．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A．铜是还原剂
B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应
D．该反应属于离子反应
补偿训练:
向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是( )
A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋
C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋
4. (教材P72 T5改编)铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)Fe跟Cl2在一定条件下反应，将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：
a．若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成__________色。
b．向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为________________________，反应的离子方程式是__________________________________________。
(2)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，除杂的方法是___________________________；
该反应的离子方程式为_______________________________________。
(3)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3从物质类别上看，FeCl3属于______________，
可能与__________发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3＋具有__________性，可能与__________发生反应(填序号)，反应的离子方程式为__________
_______________________________________________________。
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第 - 1 - 页 共 7 页第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时 合金
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 课标定向
1．结合生活中对常见合金的优良性能的认识，了解铁合金、铝合金等合金的性能和应用。(宏观辨识与微观探析)
2．了解储氢合金、钛合金等新型合金的应用和开发前景，感受化学学科对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。(科学态度与社会责任)
INCLUDEPICTURE "菱形.TIF" 情境导入
“蛟龙”号载人潜水器是我国首台自主设计的深海载人潜水器，是目前世界上下潜能力最强的载人潜水器。“蛟龙”号采用特制钛合金船体，以承受强大的深海压力。什么是合金？
教学建议 1.本节教学中应注意动画、视频等技术手段的应用，以帮助学生更好地理解合金硬度变大的原因，促进学生宏观辨识与微观探析素养的形成。2．进行新型合金内容教学时，注意应用“蛟龙”号载人潜水器等我国相关先进技术与装备的视频，使学生感受到金属材料发展对人类的积极贡献，促进学生科学态度与社会责任素养的提高。
学习任务一 合金和铁合金 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．合金
(1)合金的特点
①合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。
②合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。
(2)合金的结构
纯金属形成合金后，硬度变大的原因为改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。
[闪问] (1)合金属于纯净物还是混合物？
提示：合金都属于混合物。
(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。这种说法是否正确？
提示：不正确。合金材料中可能含有非金属元素，如铁元素与碳元素也可以组成合金。
2．铁合金
(1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。
(2)生铁的含碳量比钢的高。生铁的硬度大，钢具有良好的延展性。
(3)钢是用量最大、用途最广的合金，钢的分类如下：
(4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。
[闪问] (1)镍、铁熔制成不锈钢的过程发生的是物理变化还是化学变化？
提示：铁和镍制成不锈钢的过程中它们的化学性质没有改变，发生的是物理变化。
(2)钢的硬度与含碳量之间存在什么关系？
提示：含碳量越低，钢的韧性越好；含碳量越高，钢的硬度越大。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：汽车电池中的铅蓄电池的铅板，一般也不是纯铅做的，而是用铅和锑的合金做成，除了考虑电极导电性的因素外，还主要考虑了哪些因素？
提示：纯铅太软，放在车辆上一震动，就容易变形，所以采用合金，因为合金的硬度大，不容易变形。
2．探索：有同学认为，超级钢(钢中添加Al、V等元素)性能优良，耐腐蚀，即使遇到稀盐酸也不会被腐蚀，这种说法正确吗？试用化学方程式说明。
提示：不正确。化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
3．辨析：已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？
提示：不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。
INCLUDEPICTURE "核心总结J.TIF"
1．合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时：熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
2．合金的组成及性能
(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物，不是化合物。
(3)合金具有金属特性，如导电、导热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高。
(5)各成分金属均保持了其原有的化学性质。
INCLUDEPICTURE "即学即练J.TIF"
1．下列物质不属于铁合金的是( )
A．不锈钢 B．生铁
C．碳素钢 D．氧化铁
解析:选D。合金是金属与金属或金属与非金属形成的混合物，氧化铁属于纯净物，不是合金，所以选D。
2．2022年3月11日，新华社发文总结2021年中国取得的科技成就。“奋斗者”号载人潜水器最深下潜至10 909米成功入选。我国“奋斗者”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的。钛合金可能具有的性质是( )
A．密度大 B．硬度小
C．强度大 D．易氧化
解析:选C。潜水器需要下潜到深水中，需要制造潜水器的材料具有耐高压、强度大、耐腐蚀的性质，用钛合金制造说明钛合金具有强度大、耐高压、不易被腐蚀的性质。
补偿训练:
1．(2022·贵阳高一检测)下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B.不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
解析:选B。一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；不锈钢不容易生锈，但不是绝对不生锈，只是在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。
2．(2022·重庆高一检测)沈括在《梦溪笔谈》中写道：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。剑之钢者，刃多毁缺”。其中“剂钢”“柔铁”都属于铁的合金，下列说法正确的是( )
A．“剂钢”是混合物，“柔铁”是纯净物
B．合金都由两种或两种以上的金属熔合而成
C．改变合金中某种元素的含量可制得不同性能的合金
D．“剂钢”和“柔铁”的强度、硬度和熔点均比纯铁的高
解析:选C。“剂钢”“柔铁”均是铁的合金，均为混合物，A错误；合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，B错误；合金的性质与合金元素的种类、含量和生成合金的条件有关，所以改变合金元素的种类、含量和生成合金的条件，可以制得具有不同性能的合金，C正确；“剂钢”和“柔铁”是铁的合金，其强度、硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，D错误。
学习任务二 铝、铝合金和新型合金 INCLUDEPICTURE "基础理解.TIF"
INCLUDEPICTURE "教材·认知J.TIF"
1．铝的存在和性质
(1)存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。
(2)化学性质
①常温：铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，对内部金属起着保护作用。
②铝、氧化铝与稀盐酸反应——实验3－4
实验操作
实验现象 刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
实验结论 铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应
化学方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
[闪问] 将一铝片放入稀盐酸，开始没有气泡，一段时间后才有气泡，为什么开始没有气泡？
提示：铝表面易形成一层致密的氧化物薄膜，开始时氧化膜(Al2O3)先与稀盐酸反应，故开始没有气泡。
③铝、氧化铝与NaOH溶液反应——实验3－5
实验操作
实验现象 开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 立即产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
实验结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应
化学方程式 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
④两性氧化物
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。
[小试身手] 请分别写出Al2O3、Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。
提示：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
2．铝合金和新型合金
(1)铝合金
①铝合金中的合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。
②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。
(2)新型合金
[闪问] 教材中描述“储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料”，储氢合金吸氢与放氢过程是发生了物理变化吗？
提示：不是。储氢合金吸氢与放氢过程都是发生了化学反应。
INCLUDEPICTURE "交流·讨论J.TIF"
1．思考：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途有关的性质有哪些？
①不易生锈 ②导电性好 ③密度小 ④强度高
⑤不溶于酸液 ⑥熔点较低
提示：①③④。
2．质疑：蓝宝石、红宝石虽然色彩各异，但它们化学成分都是氧化铝。蓝宝石、红宝石虽然坚硬无比，但佩戴时要尽量避免接触酸性或碱性溶液，这是为什么呢？写出反应的离子方程式。
提示：蓝宝石、红宝石的化学成分都是氧化铝，氧化铝可以与酸性或碱性溶液反应，所以佩戴时要尽量避免接触酸性或碱性溶液。离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
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铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(1)铝既能与盐酸反应产生氢气，也能与强碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。
(2)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
(3)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，定量关系为
[提醒] 铝与氢氧化钠溶液反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。用双线桥法和单线桥法分别表示为
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1．(2022·天津滨海新区高一检测)用于飞机制造的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小，质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg Al合金 B．黄铜(Cu Zn合金)
C．Na K合金 D．生铁(Fe C合金)
解析:选A。制造飞机的材料需要密度小，但机械强度要较大。A项符合题目要求。
2．(2022·杭州高一检测) 为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀盐酸 D．稀醋酸
解析:选A。要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应，反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应，稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应，只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应。
补偿训练:
1．日常生活中常用铝制炊具，它质轻且耐用，其原因是( )
A．铝制品表面涂有一层油，可以保护铝不受腐蚀
B．铝很不活泼，不易与其他物质反应
C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用
D．铝虽然很活泼，但只有在高温下才能反应
解析:选C。铝的化学性质很活泼，易和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的铝继续反应，故铝制炊具耐用。
2．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析:选D。虽然Al2O3难溶于水，但是加热Al(OH)3发生的反应：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有因果联系。Al2O3是两性氧化物，能与强酸、强碱反应。
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1．(2022·北京合格考模拟) 2021年5月22日，中国第一辆火星车“祝融号”成功“打卡”火星表面。火星车上通常会用到耐高温材料，下列物质属于耐高温材料的是( )
A．不锈钢 B．铝合金
C．钠钾合金 D．耐高温陶瓷
解析:选D。不锈钢、铝合金、钠钾合金均属于合金，合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，耐高温陶瓷属于耐高温材料，选D。
2．(教材P80 T4改编)下列关于合金的说法正确的是( )
A．在我国使用最早的合金是钢
B．生铁的含碳量比钢低
C．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成具有广阔前景的金属氢化物的材料
D．稀土金属不能用于生产合金
解析:选C。铜的活泼性较差，比较容易冶炼，我国最早使用的合金是铜合金， A错误；生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，B错误；储氢合金可以吸收大量的H2，H2与金属发生化学反应生成金属氢化物，具有广阔前景，C正确；稀土金属可以用于生产合金，如钇 镁合金、钇 铝合金，均在自己的领域里发挥重要的作用，D错误。
补偿训练:
合金在生产生活中有广泛的用途，下列所用材料不属于合金的是( )
A．家用的铝窗 B．温度计用的水银
C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋
解析:选B。家用的铝窗含有的元素有铝、铜、硅、镁、锌、锰等，所以是合金，故A不符合题意；水银是单质，所以温度计用的水银不是合金，故B符合题意；黄铜中含有铜和锌，所以铸造用的黄铜是合金，故C不符合题意；钢筋中含有铁、碳等元素，所以建筑用的钢筋是合金，故D不符合题意。
3．下列关于金属铝的叙述不正确的是( )
A．铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀
B．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
C．等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应放出的气体物质的量相等
D．铝的熔点比氧化铝低
解析:选B。铝的化学性质很活泼，在空气中表面会生成氧化铝薄膜，阻止进一步被氧化，则在空气中不易锈蚀，故A正确；铝箔在空气中受热可以熔化，但在表面生成致密的氧化铝薄膜，熔点较高，不会剧烈燃烧，故B错误；等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应，根据得失电子守恒，放出的气体物质的量相等，故C正确；氧化铝的熔点很高，常作为耐高温材料，铝的熔点比氧化铝低，故D正确。
4．根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题(已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)：
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如图所示，铜常用于制造货币的原因可能是________(填字母)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是____________
(填化学式，下同)，常见的铁的氧化物还有__________、__________。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为___________
_____________________________________________________。
解析:(1)铜的熔点不是太高，易于冶炼、铸造成型，可应用于制造货币，故A正确；铜的性质不活泼，不与空气中的水、氧气等反应，不易被腐蚀，故B正确；我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术，利用Fe与硫酸铜反应生成Cu，故C正确；自然界有大量铜矿，铜主要以化合态存在于自然界中，开采后提炼Cu，故D错误；(2)铁制品易生锈，铁锈的主要成分是三氧化二铁；常见铁的氧化物还有FeO、Fe3O4；(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
答案：(1)ABC (2)Fe2O3 FeO Fe3O4
(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
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