第三章 铁 金属材料 章末复习 课件(共30张PPT) 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修一

(共30张PPT)
章末复习
第三章 铁 金属材料
1.以铁及其化合物为例，能建立含变价元素物质的转化关系。
2.能描述实验室制备氢氧化亚铁的实验方案。
3.能描述铁离子的检验方法。
4.能运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算。
知识点一：单质铁
1.物理性质：
2.化学性质
银白色有金属光泽的固体，熔、沸点高，具有磁性。（铁粉为黑色）
(1)Fe与弱氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）的反应：
铁失去两个电子，生成Fe2+
铁失去三个电子，生成Fe3+
(3)Fe与水的反应：
(2)Fe与强氧化剂（氯气等）的反应：
知识点二：铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
颜色、状态
铁的价态
稳定性
与非氧化性强酸反应
是否为碱性氧化物
氧化性
+2
+3
+2、+3
6FeO+O2═2Fe3O4
稳定
稳定
FeO + 2H+ ══ Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ ══ 2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+ ══ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
是
是
否
高温时，都能与C、CO等反应，被还原生成Fe(炼铁原理)
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
知识点三：铁的氢氧化物
1.氢氧化铁与氢氧化亚铁的性质
Fe(OH)2 Fe(OH)3
制 法
稳定性
与酸反应
Fe2+ + 2OH- ══ Fe(OH)2↓(隔绝空气)
Fe3+ + 3OH- ══ Fe(OH)3↓
极易被空气中氧气氧化
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ══ 4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2H+ ══ Fe2++2H2O
受热易分解
2Fe(OH)3 ══ Fe2O3 + 3H2O
Δ
Fe(OH)3 + 3H+ ══ Fe3+ + 3H2O
2.氢氧化亚铁的制备方案
（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，除去其中的氧气。
（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
（3）在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
（4）在亚铁盐溶液上面加保护层，如煤油、植物油等。
知识点四：铁盐与亚铁盐
1.Fe3+与Fe2+的检验
Fe3+：
加硫氰化钾溶液，变为血红色。
Fe2+：
加硫氰化钾溶液无现象，再加氯水溶液变为血红色。
2.Fe、Fe2+、Fe3+的转化关系
氧化性
还原性
还原性
氧化性
Fe
Fe2+
Fe3+
氧化剂
（ H+、Cu2+等）
还原剂
（C、CO等）
氧化剂
（Cl2、KMnO4 、H2O2等）
还原剂
（Zn、Fe、Cu等）
还原剂
（C、CO等）
氧化剂（Cl2等）
知识点五：铁合金
1.合金概念：
在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特性的物质，叫做合金。
2.铁合金
含碳量2%~4.3%
生铁：
含碳量0.3%~2%
钢：
碳素钢
合金钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
韧性、焊接性好，强度低
强度高，韧性、加工性好
硬而脆，热处理后弹性好
在碳素钢里加入一种或者多种合金元素，使钢的组织结构发生变化（元素种类多，性能差异大）
不锈钢
(特种钢)
知识点六：铝和氧化铝
1.单质铝的性质
4Al+3O2=2Al2O3
（1）与氧气反应：
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
（2）与酸反应：
（3）与碱反应：
2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2 ↑
2.氧化铝的性质
（1）Al2O3是一种白色固体,不溶于水，比较稳定，有较好的耐磨、耐腐蚀性。
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）与酸反应：
（3）与碱反应：
Al2O3+ 2OH- = 2AlO2- + H2O
【考点一】铁及其化合物的转化
【例1】已知A为常见的金属单质,根据下图所示的关系:
(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式,A为　　　　　,B为　　　　　,
C为　　　　　,D为　　　　　,E为　　　　　,F为　　　　　。
(2)写出④⑤的离子方程式,⑧的化学方程式。
④　 ,
⑤　 ,
⑧　 。
Fe
Fe3O4
FeCl2
FeCl3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe+2Fe3+=3Fe2+
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【技巧点拨】(1)特殊颜色
①有色(红棕色)溶液：Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)
②有色固体：Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)3（红褐色）、FeSO4·7H2O（绿色）
FeO（黑色粉末）、Fe3O4（黑色晶体）、Fe(OH)2（白色）
(2)特殊性质
遇SCN-显红色的只有Fe3+。
(3)特殊的转换关系
练一练
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.Fe B.FeO
C.Fe(OH)3 D.Fe2O3
D
2.某同学设计如下实验方案，以分离混合溶液中的AlCl3和FeCl2。
(1)沉淀A的化学式为________。
(2)写出AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式： 。
(3)写出沉淀A转化为沉淀B的化学方程式： 。
(4)写出检验溶液A中是否含有Fe2＋的方法：_________ ,
,
。
Fe(OH)2
Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3
加入过量盐酸酸化，先滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，再滴入适量氯水若溶液变红，则说明含有Fe2＋，否则不含(其他合理答案均可)
取少量溶液A 于试管中
3.已知X为Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性强弱顺序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X样品可发生如图所示的转化关系：
(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式
____________________________________________________
____________________________________________________(共有3个)。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、
2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑
(2)若溶液E中只有一种金属离子，则一定是________；若溶液E中含有两种金属离子，则一定是 。
(3)若D固体是纯净物，该固体是________(填化学式)。
(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的，可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板，该过程发生反应的离子方程式为_________________________________。
3.已知X为Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性强弱顺序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X样品可发生如图所示的转化关系：
Fe2＋、Cu2＋
Fe2＋
Cu2
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
【考点二】化学常用的计算方法
1.关系式法
【例1】某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应，消耗的H＋和产生的CO2的物质的量之比为6∶5，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为(　　)
A．1∶1　　 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
B
【例2】Mg、Zn、Al、Fe四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H2的物质的量与投入金属的质量的关系如图所示，则①②③④所表示的金属分别是(　　)
A．Al、Mg、Fe、Zn B．Fe、Zn、Mg、Al
C．Mg、Al、Zn、Fe D．Zn、Fe、Mg、Al
A
【技巧点拨】
将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g cm－3，该溶液中溶质的质量分数为(　　)
练一练
C
2.守恒法
【例1】有两份质量相同的NaHCO3固体，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)
A．2:1 B．1:1
C．1:2 D．4:1
B
【例2】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1:2，则加入的铝粉质量为(　　)
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
A
【例3】在硫酸、明矾和硫酸铝组成的混合溶液中，c(Al3＋)＝0.3mol L－1，c(SO2－4)＝0.7mol L－1，c(H＋)＝0.1mol L－1，则c(K＋)为(　　)
A．0.15mol L－1　　　　　　 B．0.2mol L－1
C．0.3mol L－1 D．0.4mol L－1
D
【例4】已知还原性I->Fe2+>Br-。有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-。其中Cl-、Br- 、I-的个数比为2∶3∶4,向该溶液中通入氯气,使溶液中Cl-和Br-的个数比为3∶1,则通入氯气的物质的量与溶液中剩余的Fe2+物质的量之比为 (　　)
A.9∶1　　B.6∶2　　C.7∶3　　D.7∶4
C
【技巧点拨】
1.将3.6g炭粉和29gFe3O4质量分数为80%的磁铁矿粉混合后，隔绝空气加强热，充分反应后收集到的气体是(　　)
A．CO2
B．CO
C．CO、CO2的混合物，其中CO的体积占1/2
D．CO、CO2的混合物，其中CO的体积占2/3
练一练
D
2.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，混合物中铁元素的质量分数为(　　)
A．81.4%　 B．77.8%
C．68.6% D．无法计算
A
3.差量法
【例1】把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO2－4的物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶4　　 B．2∶7
C．1∶2 D．3∶8
A
【技巧点拨】
1.把4.48L(标准状况) CO2通过一定质量的固体Na2O2后，收集到3.36L(标准状况)气体，则这3.36L气体的质量是(　　)
A．3.8g B．5.6g
C．4.8g D．6.0g
D
练一练
2.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
B
A．
B．
C．
D．
铁 金属材料
铁及其化合物
金属材料
物质的量在化学方程式计算中的应用
步骤
铁合金
铁单质
铁的氧化物
铁的氢氧化物
铁盐和亚铁盐
物理性质
化学性质
氧化铁
四氧化三铁
氧化亚铁
氢氧化铁
氢氧化亚铁
制备
铁盐
亚铁盐
Fe3+只有氧化性
Fe2+既有氧化性又有还原性
生铁：含碳量2％-4.3％
铝及铝合金
新型合金
铝、氧化铝的性质
钢：含碳量0.03％-2％
铝合金
储氢合金
钛合金
耐热合金
记忆合金
方法
化学计量数之比等于物质的量之比