第三章 铁 金属材料 章末清单 （含解析）2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册
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| 名称 | 第三章 铁 金属材料 章末清单 （含解析）2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 679.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-07 22:29:33 | ||
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文档简介
第三章 铁 金属材料——2023~2024学年高一化学人教版期末复习敲重点
第一步：学习目标整合
1 以金属及其化合物的性质为载体，熟练掌握知识并且灵活运用；
2 将元素化合物知识与物质的量进行融合，拥有计算和推理能力。
第二步：思维导图回顾知识
第三步：重难知识易混易错
铁及其化合物
一、铁的单质
物理性质：纯净的铁是光亮的银白色金属，有延展性、导热性和导电性，能被磁铁吸引
化学性质
与非金属单质的反应
与酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
与盐溶液反应：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
与水反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
现象：用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2
注：湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气
铁的制取：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
铁的重要化合物
铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
铁的氢氧化物
铁的氢氧化物的制备
Fe（OH）2 ：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色) 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)
Fe（OH）3 ：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓（红褐色）
Fe（OH）2的还原性：先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后 变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe（OH）3稳定性：
Fe(OH)2FeO＋H2O
铁盐和亚铁盐
铁盐：（Fe3＋）——棕黄色溶液 亚铁盐（Fe2＋）——浅绿色溶液
Fe3＋、Fe2＋的检验
Fe3＋：滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，则说明溶液中含有Fe3＋
Fe2＋：先滴加几滴KSCN溶液，溶液不变色，再通入Cl2（或滴加氯水）后溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋
Fe、 Fe2＋、 Fe3＋之间的相互转化
除杂问题（括号内为杂质）
FeCl3溶液（ FeCl2）：加足量氯水或者过氧化氢，或通入氯气
FeCl2溶液（FeCl3）：加足量铁粉，充分反应后过滤
FeSO4溶液（CuSO4）：加足量铁粉，充分反应后过滤
金属材料
合金
合金：由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质
性能：硬度一般高于它的成分金属；熔点一般低于它的成分金属；与纯金属材料相比， 合金具有优良的物理、化学或机械性能。
结构：纯金属内原子排列十分规整，容易滑动；合金内原子之间的相对滑动变得困难。
铁合金
铁合金的应用历程：
生铁（含碳量2%-4.3%）——钢（含碳量0.03%-2%）——不锈钢（加入铬、镍等元素）
钢的分类（目前用途最广、用量最大的合金）
不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。
铝和铝合金
铝——两性物质
物理性质：有银白色金属光泽的固体，密度较小，质地柔软
化学性质
与O2反应：
与酸反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
与碱反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
氧化铝——两性氧化物
物理性质：难溶于水的白色固体，熔点很高，坚硬（刚玉）
化学性质
与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
与碱反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
用途：冶炼铝：
制耐火材料
氢氧化铝——两性氢氧化物
与酸反应：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
与碱反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
铝合金 ：铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
新型合金
储氢合金
其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等
3.稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。
【典例集训】
1.《图经本草》记载了鉴别绿矾的方法：“绿矾形似朴硝而绿色。取此一物置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即沸流出。色赤如融金汁者是真也。”下列说法中错误的是( )
A.“色赤”物质是 B.流出的液体中可能含有硫酸
C.可以通过焰色试验区分绿矾和朴硝 D.绿矾分解过程中硫元素部分被还原
2.现有一块已知质量的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：
①镁铝合金测定生成的气体在标准状况下的体积；
②镁铝合金测定生成的气体在标准状况下的体积；
③镁铝合金溶液过滤，洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量。
其中能测定出镁的质量分数的是( )
A.①②③ B.都不能 C.②③ D.仅①
3.下图所示的装置中能较长时间看到白色沉淀的是( )
A.①② B.①②④ C.①④ D.②③④
4.下列有关反应的离子方程式正确的是( )
A.将铁粉加入溶液中：
B.将氧化亚铁加入稀盐酸中：
C.四氧化三铁与稀硫酸反应：
D.向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：
5.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法中正确的是( )
A.工业上用CO还原炼铁，该反应为置换反应
B.中铁元素为+4价
C.维生素C能使转化为，该过程中维生素C做还原剂
D.浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色
6.有关如下流程的判断中正确的是( )
A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.反应②产生的阴离子主要为
C.实验室中完成反应③应在蒸发皿中进行
D.反应①的离子方程式为
7.溶液常用于蚀刻印刷电路板，反应的化学方程式为。向含32.5 g 的溶液中慢慢加入一定量的铜粉，反应过程中、的质量随铜粉质量的变化如图所示，下列说法中不正确的是( )
A.X为 B.化学计量数
C.化学方程式中 D.完全反应后，生成X的质量为25.4 g
8.在钢铁厂的生产中，炽热的铁水所注入的模具内不得留有水，否则二者易发生反应。下列有关该反应的叙述中，正确的是( )
A.发生的反应是
B.1 mol Fe参加反应，转移2 mol电子
C.常温下铁与水会发生反应
D.该反应属于置换反应
9.按下图所示的方法进行实验，下列说法错误的是( )
A.①中反应的离子方程式为
B.②中加入KSCN溶液后溶液不变红
C.③中加入新制氯水后溶液变红
D.氧化性：
10.高铁酸钠（）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。工业制备高铁酸钠的化学原理可用离子方程式表示为。下列说法中错误的是( )
A.高铁酸钠中铁元素的化合价为+6价
B.由上述反应可知，的氧化性比的强
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
D.用处理水时，不仅能消毒，而且生成的能与水反应生成胶体吸附水中的悬浮杂质
11.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与对应的现象、结论均正确的是( )
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生，含有镁、铝两种元素
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀，含有镁元素
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈血红色，含有铁元素
A.A B.B C.C D.D
12.探究补铁剂[主要成分：氯化血红素（含+2价铁）、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中的铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法中不正确的是( )
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
取待测液于试管中，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入少量溶液，溶液不变红 取实验Ⅰ所得溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入溶液，溶液变为红褐色 取实验Ⅰ所得溶液于试管中，加入少量盐酸，无明显现象；再加入溶液至过量，溶液先变红后褪色
A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关
B.实验Ⅰ中加入溶液后不变红，可能是被维生素C还原了
C.实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是将氧化了
D.实验说明，该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被氧化
13.现有一定量由氧化铁和铝组成的混合物，某实验小组用该混合物分别进行如下实验：①取样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为（标准状沉下）；②另取样品，高温条件下氧化铁和铝恰好完全反应，化学方程式为，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为（标准状况下）。则等于( )
A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:4
14.用铁泥（主要成分为和少量Fe）制备超顺磁性纳米（平均直径为25 nm）的流程如图所示。
下列叙述不正确的是( )
A.滤液A中含有和
B.步骤②中，主要反应的离子方程式是
C.步骤④中，反应完成后剩余的无须除去
D.步骤⑤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验
15.用铁泥（主要成分为和少量Fe）制备纳米的流程示意图如图所示：
下列叙述中错误的是( )
A.为提高步骤①的反应速率，可采取搅拌、适当升温等措施
B.步骤②中，主要反应的离子方程式是
C.步骤④中，反应完成后剩余的无须除去
D.步骤⑤中，分离包含的操作有过滤、洗涤
第四步：核心素养对接高考
1.（2022·湖北）武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是( )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性 B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集 D.用电化学方法也可实现铜上覆金
2.（2022·广东）中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
汉字载体
选项 A兽骨 B青铜器 C纸张 D液晶显示屏
A.A B.B C.C D.D
3.（2022·河北）以焙烧黄铁矿（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为__________（填化学式），滤渣①的主要成分为__________（填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是__________。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为__________。
（4）工序①的名称为__________，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中Fe的化合价为__________，氧化工序发生反应的离子方程式为____________________。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为__________和__________（填化学式，不引入杂质）。
答案以及解析
【典例集训】
1.答案：A
解析：受热易分解，与题意不符，“色赤”物质可能是，A项错误；分解生成与结合生成硫酸，B项正确；绿矾和朴硝中含有的金属元素不同，可通过焰色试验区分，C项正确；绿矾分解过程中铁元素被氧化，由氧化还原反应规律可知，硫元素部分被还原，D项正确。
2.答案：A
解析：已知镁铝合金的质量，①中依据氢气的体积可列方程组计算出镁的质量、铝的质量，从而计算出镁的质量分数；②中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出镁的质量，进而计算出镁的质量分数；③中沉淀为氢氧化镁，由元素质量守恒可计算出镁的质量，由此计算出镁的质量分数。因此三个实验方案均可测定出Mg的质量分数。
3.答案：B
解析：实验中生成的容易被氧化，要能较长时间看到白色沉淀就要防止其被氧化。①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH溶液接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意；③生成的氢氧化亚铁能与空气中的氧气发生反应：，导致不能长时间看到氢氧化亚铁，不符合题意；④苯隔绝空气，可防备生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意。所以上述装置中能较长时间看到白色沉淀的是①②④，答案选B。
4.答案：A
解析：氧化亚铁与稀盐酸反应的离子方程式为，所给方程式不符合客观事实，B项错误；四氧化三铁与稀硫酸反应的离子方程式为，C项错误；正确的离子方程式应为，D项错误。
5.答案：C
解析：用CO还原，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A项错误；中部分铁元素显+3价，部分铁元素显+2价，B项错误；维生素C能使转化为，Fe元素的化合价降低，被还原，则维生素C表现出还原性，做还原剂，C项正确；浊液露置于空气中，白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D项错误。
6.答案：D
解析：反应④（由氧化铝生成铝）是氧化还原反应，A项错误；反应②中过量，则产生的阴离子不可能主要为，B项错误；反应③为灼烧氢氧化铝固体使其分解，实验室中完成该反应应在坩埚中进行，C项错误；反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成的反应，D项正确。
7.答案：C
解析：由图中数据分析可得：
则有：，解得，即。铜具有还原性，能将还原为，因此X为氯化亚铁，A正确；反应的化学方程式为，因此，B正确；化学方程式中，C错误；设完全反应后，生成X的质量为x，则有：
得，D正确。
8.答案：D
解析：发生的反应是，A项错误；3 mol Fe参加反应生成，转移8 mol电子，故1 mol Fe参加反应，转移电子，B项错误；常温下铁与水不会发生反应，高温下铁和水蒸气会发生反应，C项错误；置换反应为单质和化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物，故该反应属于置换反应，D项正确。
9.答案：A
解析：①中反应的离子方程式为，A项错误；①中为过量铁粉与反应，则②中无，故加入KSCN溶液后溶液不变红，B项正确；②中含有和，③中滴加新制氯水后，被氧化为，则溶液变红，C项正确；同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则由③可知氧化性：，由①可知氧化性：，D项正确。
10.答案：C
解析：中O元素的化合价为-2价，Na元素的化合价为+1价，由化合物中元素化合价代数和为0可知，Fe元素的化合价为+6价，故A正确；该反应中为氧化剂，为氧化产物，所以的氧化性比的强，故B正确；该反应中为氧化剂，Cl元素的化合价由+1价变为-1价，为还原剂，Fe元素的化合价由+3价变为+6价，由化合价升降平衡可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2，故C错误；具有氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸钠被还原为与水反应生成的胶体具有净水作用，故D正确。
11.答案：D
解析：铝、铁、镁三种金属都能与盐酸反应产生无色气体，因此不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论，A项错误；镁、铝两种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，不能判断是否含有镁元素，B项错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C项错误；用盐酸溶解后，在空气中易被氧化成，加入KSCN溶液后，溶液呈血红色，D项正确。
12.答案：D
解析：取实验Ⅰ所得溶液，加入少量KSCN溶液于试管中，无明显现象，再加入溶液，溶液变为红褐色，说明与KSCN溶液的用量无关，故A正确；维生素C具有还原性，实验Ⅰ中加入溶液后不变红，可能是被维生素C还原了，故B正确；具有强氧化性，具有还原性，实验Ⅲ中继续加入溶液至过量，溶液先变红后褪色，溶液红色褪去可能是将氧化了，故C正确；没有对照实验，无法说明在中性、碱性条件下，该补铁剂中+2价铁能否被氧化，故D错误。
13.答案：C
解析：该混合物中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，由题中涉及的反应可得到关系式：，则，故。
14.答案：C
解析：滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入铁粉，还原铁离子同时除去过量的HCl，过滤出过量的铁，滤液B中的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成浊液，向浊液中加入溶液氧化，反应完成后需再加热一段时间除去剩余，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成，过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米。步骤④中，为防止多余的在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的，C项错误。
15.答案：BC
解析：搅拌、适当升温可提高铁泥与稀盐酸反应的速率，A正确；铁泥与稀盐酸反应得到的滤液A中含有和，加入铁粉会发生反应，B错误；过滤除去过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成悬浊液（浊液C），向浊液C中加入溶液，溶液将氧化成，为防止滤液B中的在步骤⑤中被剩余的氧化，步骤④中反应完成后需除去剩余的，C错误；步骤⑤将纳米分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作，D正确。
【核心素养对接高考】
1.答案：B
解析：鎏金工艺中的加火除汞，利用了汞的挥发性，A项正确；将金溶于汞中制成“金汞漆”及加火除汞过程中金均没有发生化学变化，B项错误；将金溶于汞中制成“金汞漆”，然后加火除汞，可以达到富集金的目的，C项正确；利用电解原理，将铜件作阴极，用含Au离子溶液作电解液，可实现铜上覆金，D项正确。
2.答案：B
解析：兽骨是由有机物和无机物组成的，A项错误；青铜器是铜锡合金，B项正确；纸张的主要成分是纤维素，C项错误；液晶显示屏的主要材料是液晶，它是介于液态和晶态之间的物质，不是合金，D项错误。
3.答案：（1）；
（2）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（3）
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）+2；
（6）（合理即可）；（或）
解析：（1）黄铁矿含、石英（主要成分为），焙烧时发生反应：，石英不反应，因此红渣的主要成分为。“酸浸”时和硫酸反应生成和水，与硫酸不反应，因此滤渣①的主要成分为。
（3）还原工序中，与溶液反应，若不生成S单质，则中硫元素被氧化为被还原为失，得，根据得失电子守恒，的化学计量数分别为1、7，再根据原子守恒配平化学方程式即可。
（4）由流程图知，通过工序①获得了晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。
（5）根据离子式及化合物中正负化合价代数和为0，可知该物质中Fe的化合价为+2。氧化工序中在酸性条件下将氧化为被还原为失得，根据得失电子守恒，的化学计量数分别为6、1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式即可。
（6）“还原”工序得到的滤液为和的混合溶液，用其制备和的过程中铁元素被氧化，为了不引入杂质，结合元素守恒知，所加试剂为（或）和（或）
第一步：学习目标整合
1 以金属及其化合物的性质为载体，熟练掌握知识并且灵活运用；
2 将元素化合物知识与物质的量进行融合，拥有计算和推理能力。
第二步：思维导图回顾知识
第三步：重难知识易混易错
铁及其化合物
一、铁的单质
物理性质：纯净的铁是光亮的银白色金属，有延展性、导热性和导电性，能被磁铁吸引
化学性质
与非金属单质的反应
与酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
与盐溶液反应：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
与水反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
现象：用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2
注：湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气
铁的制取：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
铁的重要化合物
铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
铁的氢氧化物
铁的氢氧化物的制备
Fe（OH）2 ：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色) 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)
Fe（OH）3 ：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓（红褐色）
Fe（OH）2的还原性：先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后 变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe（OH）3稳定性：
Fe(OH)2FeO＋H2O
铁盐和亚铁盐
铁盐：（Fe3＋）——棕黄色溶液 亚铁盐（Fe2＋）——浅绿色溶液
Fe3＋、Fe2＋的检验
Fe3＋：滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，则说明溶液中含有Fe3＋
Fe2＋：先滴加几滴KSCN溶液，溶液不变色，再通入Cl2（或滴加氯水）后溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋
Fe、 Fe2＋、 Fe3＋之间的相互转化
除杂问题（括号内为杂质）
FeCl3溶液（ FeCl2）：加足量氯水或者过氧化氢，或通入氯气
FeCl2溶液（FeCl3）：加足量铁粉，充分反应后过滤
FeSO4溶液（CuSO4）：加足量铁粉，充分反应后过滤
金属材料
合金
合金：由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质
性能：硬度一般高于它的成分金属；熔点一般低于它的成分金属；与纯金属材料相比， 合金具有优良的物理、化学或机械性能。
结构：纯金属内原子排列十分规整，容易滑动；合金内原子之间的相对滑动变得困难。
铁合金
铁合金的应用历程：
生铁（含碳量2%-4.3%）——钢（含碳量0.03%-2%）——不锈钢（加入铬、镍等元素）
钢的分类（目前用途最广、用量最大的合金）
不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。
铝和铝合金
铝——两性物质
物理性质：有银白色金属光泽的固体，密度较小，质地柔软
化学性质
与O2反应：
与酸反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
与碱反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
氧化铝——两性氧化物
物理性质：难溶于水的白色固体，熔点很高，坚硬（刚玉）
化学性质
与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
与碱反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
用途：冶炼铝：
制耐火材料
氢氧化铝——两性氢氧化物
与酸反应：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
与碱反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
铝合金 ：铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
新型合金
储氢合金
其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等
3.稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。
【典例集训】
1.《图经本草》记载了鉴别绿矾的方法：“绿矾形似朴硝而绿色。取此一物置于铁板上，聚炭封之，囊袋吹令火炽，其矾即沸流出。色赤如融金汁者是真也。”下列说法中错误的是( )
A.“色赤”物质是 B.流出的液体中可能含有硫酸
C.可以通过焰色试验区分绿矾和朴硝 D.绿矾分解过程中硫元素部分被还原
2.现有一块已知质量的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：
①镁铝合金测定生成的气体在标准状况下的体积；
②镁铝合金测定生成的气体在标准状况下的体积；
③镁铝合金溶液过滤，洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量。
其中能测定出镁的质量分数的是( )
A.①②③ B.都不能 C.②③ D.仅①
3.下图所示的装置中能较长时间看到白色沉淀的是( )
A.①② B.①②④ C.①④ D.②③④
4.下列有关反应的离子方程式正确的是( )
A.将铁粉加入溶液中：
B.将氧化亚铁加入稀盐酸中：
C.四氧化三铁与稀硫酸反应：
D.向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：
5.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法中正确的是( )
A.工业上用CO还原炼铁，该反应为置换反应
B.中铁元素为+4价
C.维生素C能使转化为，该过程中维生素C做还原剂
D.浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色
6.有关如下流程的判断中正确的是( )
A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.反应②产生的阴离子主要为
C.实验室中完成反应③应在蒸发皿中进行
D.反应①的离子方程式为
7.溶液常用于蚀刻印刷电路板，反应的化学方程式为。向含32.5 g 的溶液中慢慢加入一定量的铜粉，反应过程中、的质量随铜粉质量的变化如图所示，下列说法中不正确的是( )
A.X为 B.化学计量数
C.化学方程式中 D.完全反应后，生成X的质量为25.4 g
8.在钢铁厂的生产中，炽热的铁水所注入的模具内不得留有水，否则二者易发生反应。下列有关该反应的叙述中，正确的是( )
A.发生的反应是
B.1 mol Fe参加反应，转移2 mol电子
C.常温下铁与水会发生反应
D.该反应属于置换反应
9.按下图所示的方法进行实验，下列说法错误的是( )
A.①中反应的离子方程式为
B.②中加入KSCN溶液后溶液不变红
C.③中加入新制氯水后溶液变红
D.氧化性：
10.高铁酸钠（）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。工业制备高铁酸钠的化学原理可用离子方程式表示为。下列说法中错误的是( )
A.高铁酸钠中铁元素的化合价为+6价
B.由上述反应可知，的氧化性比的强
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
D.用处理水时，不仅能消毒，而且生成的能与水反应生成胶体吸附水中的悬浮杂质
11.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与对应的现象、结论均正确的是( )
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生，含有镁、铝两种元素
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀，含有镁元素
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈血红色，含有铁元素
A.A B.B C.C D.D
12.探究补铁剂[主要成分：氯化血红素（含+2价铁）、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中的铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法中不正确的是( )
实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ
取待测液于试管中，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入少量溶液，溶液不变红 取实验Ⅰ所得溶液于试管中，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入溶液，溶液变为红褐色 取实验Ⅰ所得溶液于试管中，加入少量盐酸，无明显现象；再加入溶液至过量，溶液先变红后褪色
A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关
B.实验Ⅰ中加入溶液后不变红，可能是被维生素C还原了
C.实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是将氧化了
D.实验说明，该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被氧化
13.现有一定量由氧化铁和铝组成的混合物，某实验小组用该混合物分别进行如下实验：①取样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为（标准状沉下）；②另取样品，高温条件下氧化铁和铝恰好完全反应，化学方程式为，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为（标准状况下）。则等于( )
A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:4
14.用铁泥（主要成分为和少量Fe）制备超顺磁性纳米（平均直径为25 nm）的流程如图所示。
下列叙述不正确的是( )
A.滤液A中含有和
B.步骤②中，主要反应的离子方程式是
C.步骤④中，反应完成后剩余的无须除去
D.步骤⑤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验
15.用铁泥（主要成分为和少量Fe）制备纳米的流程示意图如图所示：
下列叙述中错误的是( )
A.为提高步骤①的反应速率，可采取搅拌、适当升温等措施
B.步骤②中，主要反应的离子方程式是
C.步骤④中，反应完成后剩余的无须除去
D.步骤⑤中，分离包含的操作有过滤、洗涤
第四步：核心素养对接高考
1.（2022·湖北）武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是( )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性 B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集 D.用电化学方法也可实现铜上覆金
2.（2022·广东）中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
汉字载体
选项 A兽骨 B青铜器 C纸张 D液晶显示屏
A.A B.B C.C D.D
3.（2022·河北）以焙烧黄铁矿（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为__________（填化学式），滤渣①的主要成分为__________（填化学式）。
（2）黄铁矿研细的目的是__________。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为__________。
（4）工序①的名称为__________，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中Fe的化合价为__________，氧化工序发生反应的离子方程式为____________________。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为__________和__________（填化学式，不引入杂质）。
答案以及解析
【典例集训】
1.答案：A
解析：受热易分解，与题意不符，“色赤”物质可能是，A项错误；分解生成与结合生成硫酸，B项正确；绿矾和朴硝中含有的金属元素不同，可通过焰色试验区分，C项正确；绿矾分解过程中铁元素被氧化，由氧化还原反应规律可知，硫元素部分被还原，D项正确。
2.答案：A
解析：已知镁铝合金的质量，①中依据氢气的体积可列方程组计算出镁的质量、铝的质量，从而计算出镁的质量分数；②中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出镁的质量，进而计算出镁的质量分数；③中沉淀为氢氧化镁，由元素质量守恒可计算出镁的质量，由此计算出镁的质量分数。因此三个实验方案均可测定出Mg的质量分数。
3.答案：B
解析：实验中生成的容易被氧化，要能较长时间看到白色沉淀就要防止其被氧化。①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH溶液接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意；③生成的氢氧化亚铁能与空气中的氧气发生反应：，导致不能长时间看到氢氧化亚铁，不符合题意；④苯隔绝空气，可防备生成的氢氧化亚铁被氧化，符合题意。所以上述装置中能较长时间看到白色沉淀的是①②④，答案选B。
4.答案：A
解析：氧化亚铁与稀盐酸反应的离子方程式为，所给方程式不符合客观事实，B项错误；四氧化三铁与稀硫酸反应的离子方程式为，C项错误；正确的离子方程式应为，D项错误。
5.答案：C
解析：用CO还原，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A项错误；中部分铁元素显+3价，部分铁元素显+2价，B项错误；维生素C能使转化为，Fe元素的化合价降低，被还原，则维生素C表现出还原性，做还原剂，C项正确；浊液露置于空气中，白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D项错误。
6.答案：D
解析：反应④（由氧化铝生成铝）是氧化还原反应，A项错误；反应②中过量，则产生的阴离子不可能主要为，B项错误；反应③为灼烧氢氧化铝固体使其分解，实验室中完成该反应应在坩埚中进行，C项错误；反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成的反应，D项正确。
7.答案：C
解析：由图中数据分析可得：
则有：，解得，即。铜具有还原性，能将还原为，因此X为氯化亚铁，A正确；反应的化学方程式为，因此，B正确；化学方程式中，C错误；设完全反应后，生成X的质量为x，则有：
得，D正确。
8.答案：D
解析：发生的反应是，A项错误；3 mol Fe参加反应生成，转移8 mol电子，故1 mol Fe参加反应，转移电子，B项错误；常温下铁与水不会发生反应，高温下铁和水蒸气会发生反应，C项错误；置换反应为单质和化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物，故该反应属于置换反应，D项正确。
9.答案：A
解析：①中反应的离子方程式为，A项错误；①中为过量铁粉与反应，则②中无，故加入KSCN溶液后溶液不变红，B项正确；②中含有和，③中滴加新制氯水后，被氧化为，则溶液变红，C项正确；同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则由③可知氧化性：，由①可知氧化性：，D项正确。
10.答案：C
解析：中O元素的化合价为-2价，Na元素的化合价为+1价，由化合物中元素化合价代数和为0可知，Fe元素的化合价为+6价，故A正确；该反应中为氧化剂，为氧化产物，所以的氧化性比的强，故B正确；该反应中为氧化剂，Cl元素的化合价由+1价变为-1价，为还原剂，Fe元素的化合价由+3价变为+6价，由化合价升降平衡可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2，故C错误；具有氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸钠被还原为与水反应生成的胶体具有净水作用，故D正确。
11.答案：D
解析：铝、铁、镁三种金属都能与盐酸反应产生无色气体，因此不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论，A项错误；镁、铝两种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，不能判断是否含有镁元素，B项错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C项错误；用盐酸溶解后，在空气中易被氧化成，加入KSCN溶液后，溶液呈血红色，D项正确。
12.答案：D
解析：取实验Ⅰ所得溶液，加入少量KSCN溶液于试管中，无明显现象，再加入溶液，溶液变为红褐色，说明与KSCN溶液的用量无关，故A正确；维生素C具有还原性，实验Ⅰ中加入溶液后不变红，可能是被维生素C还原了，故B正确；具有强氧化性，具有还原性，实验Ⅲ中继续加入溶液至过量，溶液先变红后褪色，溶液红色褪去可能是将氧化了，故C正确；没有对照实验，无法说明在中性、碱性条件下，该补铁剂中+2价铁能否被氧化，故D错误。
13.答案：C
解析：该混合物中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，由题中涉及的反应可得到关系式：，则，故。
14.答案：C
解析：滤液A中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入铁粉，还原铁离子同时除去过量的HCl，过滤出过量的铁，滤液B中的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成浊液，向浊液中加入溶液氧化，反应完成后需再加热一段时间除去剩余，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成，过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米。步骤④中，为防止多余的在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的，C项错误。
15.答案：BC
解析：搅拌、适当升温可提高铁泥与稀盐酸反应的速率，A正确；铁泥与稀盐酸反应得到的滤液A中含有和，加入铁粉会发生反应，B错误；过滤除去过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成悬浊液（浊液C），向浊液C中加入溶液，溶液将氧化成，为防止滤液B中的在步骤⑤中被剩余的氧化，步骤④中反应完成后需除去剩余的，C错误；步骤⑤将纳米分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作，D正确。
【核心素养对接高考】
1.答案：B
解析：鎏金工艺中的加火除汞，利用了汞的挥发性，A项正确；将金溶于汞中制成“金汞漆”及加火除汞过程中金均没有发生化学变化，B项错误；将金溶于汞中制成“金汞漆”，然后加火除汞，可以达到富集金的目的，C项正确；利用电解原理，将铜件作阴极，用含Au离子溶液作电解液，可实现铜上覆金，D项正确。
2.答案：B
解析：兽骨是由有机物和无机物组成的，A项错误；青铜器是铜锡合金，B项正确；纸张的主要成分是纤维素，C项错误；液晶显示屏的主要材料是液晶，它是介于液态和晶态之间的物质，不是合金，D项错误。
3.答案：（1）；
（2）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（3）
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）+2；
（6）（合理即可）；（或）
解析：（1）黄铁矿含、石英（主要成分为），焙烧时发生反应：，石英不反应，因此红渣的主要成分为。“酸浸”时和硫酸反应生成和水，与硫酸不反应，因此滤渣①的主要成分为。
（3）还原工序中，与溶液反应，若不生成S单质，则中硫元素被氧化为被还原为失，得，根据得失电子守恒，的化学计量数分别为1、7，再根据原子守恒配平化学方程式即可。
（4）由流程图知，通过工序①获得了晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。
（5）根据离子式及化合物中正负化合价代数和为0，可知该物质中Fe的化合价为+2。氧化工序中在酸性条件下将氧化为被还原为失得，根据得失电子守恒，的化学计量数分别为6、1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式即可。
（6）“还原”工序得到的滤液为和的混合溶液，用其制备和的过程中铁元素被氧化，为了不引入杂质，结合元素守恒知，所加试剂为（或）和（或）