第三章铁金属材料(共61张PPT)2023-2024学年高一化学上学期期末（人教版2019必修第一册）

(共61张PPT)
单元考点串讲
第三章 铁 金属材料
第三章
铁 金属材料
铁及其化合物
金属材料
铁的单质
铁的氧化物
铁的氢氧化物
铁盐和亚铁盐
合金
铁合金
铝和铝合金
新型合金
物质的量在化学方程式计算中的应用
考点一
铁及其化合物
颜色、状态 熔点 沸点
银白色、具有金属光泽的固体 1 535 ℃ 2 750 ℃
密度 硬度 导电性、导热性
7.86 g/cm3 较大 良好
考点一 铁及其化合物
1.铁的物理性质
铁的单质
铁
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价
考点一 铁及其化合物
2.铁的化学性质
铁的单质
Fe与非金属单质反应
2Fe＋3Cl2 2FeCl3
加热
3Fe＋2O2 Fe3O4
点燃
Fe＋S FeS
加热
Fe与非氧化性酸反应
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
Fe与盐溶液反应
Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价
考点一 铁及其化合物
2.铁的化学性质
铁的单质
铁粉与水蒸气反应
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
高温
(1)反应开始时，应先点燃___处的酒精灯，其目的是___________________________，若点燃顺序反了，可能有什么后果？
1.利用如图装置也可以实现Fe与水蒸气的反应
b
用水蒸气排装置内的空气
答案：①Fe与O2生成了Fe3O4，无法与水蒸气反应；
②Fe与水蒸气反应生成H2，在高温下与空气中的O2反应可能发生爆炸。
(2)此装置如何检验Fe与水蒸气反应生成的气体产物？
答案：用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2。
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
与盐酸反应 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
与CO的反应 FexOy+yCO xFe+yCO2
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料等的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
考点一 铁及其化合物
铁的氧化物
高温
2．(2023上·河北石家庄·高三石家庄精英中学阶段练习)铁元素化合物种类繁多，下列说法正确的是
A．FeCl3溶液中通入少量H2S气体可得到Fe2+
B．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成Fe2O3
C．若待测液中滴加2滴KSCN溶液出现红色沉淀，则待测液中含有Fe3+离子
D．Fe3O4可改写为FeO Fe2O3从分类角度来看Fe3O4属于混合物
【答案】A
【详解】A. Fe3+与硫离子发生氧化还原反应，Fe3+作氧化剂，生成Fe2+，故A正确；
B. FeO不稳定，在空气里受热，能被氧化成Fe3O4，故B错误；
C. Fe3+离子与KSCN溶液反应现象为溶液变为血红色，不会出现红色沉淀，故C错误；
D. Fe3O4属于氧化物，故D错误；
故选A。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色 白色固体 红褐色固体
溶解性 难溶 难溶
稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
制备 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
制备时现象 生成白色沉淀 生成红褐色沉淀
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
转化时现象 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
考点一 铁及其化合物
铁的氢氧化物
加热
3．(2023上·河北邢台·高一邢台市第二中学校联考阶段练习)某化学兴趣小组按如图装置进行实验，反应开始时打开弹簧夹，当点燃从a口出来的气体无爆鸣声时关闭弹簧夹，此时剩余少量的钠，下列说法错误的是
A．橡皮管能起到平衡气压的作用
B．关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，剩余的少量钠能置换出单质铁
C．关闭弹簧夹后，打开分液漏斗活塞，锥形瓶内能观察到白色絮状沉淀
D．反应结束后，打开锥形瓶的橡胶塞，能观察到有红褐色沉淀产生
【答案】B
【详解】A．钠与水反应生成氢气，造成锥形瓶内压强过大，为了维持压强平衡，连接橡皮管，A正确；
B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀，B错误；
C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁为白色絮状物，C正确；
D．白色氢氧化亚铁不稳定，遇到空气与空气中氧气结合生成氢氧化铁红褐色沉淀，D正确；
考点一 铁及其化合物
Fe(OH)2的制备
1.制备原理
(1)可溶性亚铁盐(如FeSO4)与强碱(如NaOH)溶液反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。
(2)白色沉淀Fe(OH)2很容易被O2氧化为红褐色的Fe(OH)3。因此实验过程中一定要防止生成的Fe(OH)2被氧化，应与O2隔绝。
2.防止Fe(OH)2被氧化的措施
(1)将用于配制溶液的蒸馏水煮沸，使O2逸出。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入试管中亚铁盐溶液底部(不接触试管底)，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在试管中亚铁盐溶液的上方充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
(4)在试管中亚铁盐溶液上面加保护层，如苯(密度小于水,与水不互溶)、植物油等。
3.常见实验装置
考点一 铁及其化合物
Fe(OH)2的制备
4．(2022上·山西太原·高一统考期末)在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】A．NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意；
B．氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意；
C．装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意；
D．氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。
1.Fe2+、Fe3+的检验方法
考点一 铁及其化合物
铁盐和亚铁盐
Fe3+的检验方法
Fe2+的检验方法
产生红褐色沉淀
含有Fe3+
溶液呈红色
NaOH溶液
KSCN溶液
未知
溶液
产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
含有Fe2+
溶液不变红
NaOH溶液
KSCN溶液
未知
溶液
K3[Fe(CN)6]溶液
氯水
溶液呈红色
有蓝色沉淀生成
1.Fe2+、Fe3+的检验方法
考点一 铁及其化合物
铁盐和亚铁盐
同时含有Fe2+、Fe3+的检验方法
溶液变红色
含有Fe3+
溶液紫色褪去
KSCN溶液
酸性高锰酸钾溶液
未知
溶液
K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
含有Fe2+
含有Fe2+
注意Cl-的干扰
5．(2022上·江苏无锡·高一统考期末)一定条件下，将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3， 分别取少量反应后的溶液进行以下实验，有关实验描述正确的是
A．滴加KSCN溶液，若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+
B．加入5.6g铁粉恰好完全反应，则Fe3O4的质量为23.2g
C．用溶液在铜片上写字，一段时间后洗去溶液，观察到铜片表面无明显现象
D．先向溶液中通入氯气，再滴加KSCN溶液，若变红色证明溶液中含有Fe2+
【答案】A
【详解】A．三价铁遇到硫氰化钾后溶液会变成红色，故滴加KSCN溶液，若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+，A正确；
B．原溶液中盐酸有剩余，加入铁粉后会和盐酸反应，故无法通过铁的量计算四氧化三铁的量，B错误；；
C．溶液中有三价铁离子，可以和铜单质反应，故用溶液在铜片上写字，一段时间后洗去溶液，会发现有铜被溶解，C错误；
D．溶液变红也可能是原来溶液中就有三价铁而使溶液变红，D错误；
2.Fe2+与Fe3+的转化
实验操作
现象 溶液由棕黄色变为浅绿色 溶液无明显变化 溶液变成红色
离子反应 2Fe3++Fe=3Fe2+，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
结论 Fe3+ Fe2+
考点一 铁及其化合物
铁盐和亚铁盐
KSCN溶液
氯水
6．（2021上·河南濮阳·高一范县第一中学校考阶段练习）某同学进行下列实验，其中X、Y可能为
A．氯水、铜粉
B．过氧化氢溶液、铁粉
C．高锰酸钾溶液、氢气
D．氢氧化钠溶液、硫氢化钾溶液
实验编号 实验目的 选用试剂
1 除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质 试剂X
2 除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质 试剂Y
【答案】B
【详解】A．铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，会引入氯化铜杂质，A错误；
B．过氧化氢溶液能将氯化亚铁氧化为氯化铁，铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁，B正确；
C．高锰酸钾溶液能将亚铁离子氧化为铁离子，但引入了锰离子、钾离子，且氢气不能与氯化铁反应，C错误；
D．氢氧化钠溶液能与氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀、能与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，硫氰化钾溶液常用于检验铁离子的存在，不做除杂试剂，D错误；
从类别角度分析，Fe属于金属单质，具有金属单质的通性；
从价态角度分析，Fe处于最低价态，只有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2+、Fe3+。
考点一 铁及其化合物
利用“价类二维图”理解铁及其化合物之间的转化
单质
氧化物
碱
盐
Fe3O4
Fe2O3
FeO
铁元素化合价
物质类别
Fe
0
+2
+3
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
Fe(OH)2
7．(2022上·四川内江·高一四川省内江市第六中学校考阶段练习)图为铁及其化合物的“价—类”二维图。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。下列分析结果不正确的是
A．二维图缺失的类别①应填“单质”，化学式②应填“Fe(OH)3”
B．从物质类别分析，Fe2O3属于碱性氧化物，可以与稀HCl反应
C．从化合价角度分析，FeCl2具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．从物质转化角度分析，Fe2O3和FeCl3都可以通过一步反应直接转化成②
【答案】D
【详解】A．铁单质的化合价为0，二维图缺失的类别①单质；三价铁形成的氢氧化物是氢氧化铁，则化学式②Fe(OH)3，故A正确；
B．从物质类别分析，Fe2O3属于碱性氧化物，可以与稀HCl反应生成氯化铁和水，故B正确；
C．从化合价角度分析，FeCl2具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色发生氧化还原反应，故C正确；
D．氧化铁是碱性氧化物，不溶于水不能一步反应生成氢氧化铁，FeCl3可以通过一步反应和氢氧化钠溶液反应，直接转化成氢氧化铁，故D错误；
故选：D。
考点二
金属材料
考点二 金属材料
合金
在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的混合物。
物理变化
故合金中各成分保持各自原有的化学性质
1.定义
2.性能
硬度
合金的硬度一般大于成分金属
熔点
合金的熔点多数低于成分金属
其他
性质
合金的性能并不是各成分金属性能的总和，合金具有许多优良的物理、化学及机械性能
考点二 金属材料
几种重要的合金
1.铁合金
生铁
铁、碳(含碳量2%~4.3%)
韧性好，强度低
碳素钢
强度高，韧性及加工性好
硬而脆，热处理后弹性好
钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
合金钢
不锈钢是最常见的一种合金钢
含碳量降低
化学成分
在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等元素(种类多，性能差别大)
8．(2023下·河北保定·高二校联考期末)《天工开物》中记载：“凡治地生物，用锄、镈之属，熟铁锻成，熔化生铁淋口，入水淬健，即成刚劲。每锹、锄重一斤者，淋生铁三钱为率。少则不坚，多则过刚而折。”下列说法错误的是
A．熟铁是含碳的铁合金
B．熟铁的硬度比生铁低
C．生铁质地较硬但是韧性较差
D．生铁的熔点比熟铁的高
【答案】D
【详解】A．熟铁是含碳的铁合金，故A正确；
B．生铁含碳量较高，熟铁含碳量较低，硬度比生铁低，故B正确；
C．生铁含碳量较高，质地较硬但是韧性较差，故C正确；
D．生铁含碳量较高，熟铁含碳量较低，生铁的熔点比熟铁的低，故D错误；
分类 主要组成元素 主要特性 主要用途
硬铝 Al、Mg、Cu、Si、Mn
等(Mg 0.5%、Cu 4%、
Si 0.7%、Mn 0.5%) 密度小，强度高,具有较强的抗腐蚀能力 用于汽车、飞机、火
箭、轮船等制造业
镁铝 合金 Mg、Al 强度和硬度都比纯铝
和纯镁的大 用于火箭、飞机、轮
船等制造业
考点二 金属材料
几种重要的合金
2.铝合金
考点二 金属材料
几种重要的合金
3.新型合金
能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物
储氢合金
钛合金
航空航天、生物工程、电子工业
耐热合金
形状记忆合金
储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸氢、放氢速率快
作用
要求
应用
9．(2023·广东·高三学业考试)2022年10月，长征五号B运载火箭成功将“梦天”实验舱送入预定轨道。该火箭用到大量铝合金材料，下列性质与铝合金材料的航天应用无关的是
A．低密度 B．耐酸蚀 C．耐磨损 D．强韧性
【答案】B
【详解】A．铝合金材料的密度比较小，用于航天应用可以减少能源的使用，因此与其低密度的性质有关，A不符合题意；
B．铝合金与空气及酸接触时，会在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，因此具有一定的抗腐蚀能力，其用于制航天器与其耐酸蚀的性质无关，B符合题意；
C．铝合金材料比其成分金属具有强的抗腐蚀能力，因此该耐磨损的性质可用于航天事业，C不符合题意；
D．铝合金材料具有一定的韧性，抗应变能力强，其强韧性可应用于作航天器，D不符合题意；
故合理选项是B。
1.铝与O2反应
在常温下Al能与空气中的O2发生反应:4Al+3O2=2Al2O3
2.铝与酸、碱的反应
考点二 金属材料
铝和氧化铝
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
铝与盐酸反应
铝与氢氧化钠溶液反应
Al和NaOH溶液的反应中，Al是还原剂，H2O是氧化剂，其电子转移可表示为:
10．(2023下·上海黄浦·高一上海市大同中学校考期末)按图所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况：
①用铝箔包住钠、②用铜箔包住钠。则收集产生的气体在相同条件下体积的关系是
A．二者收集气体一样多
B．①收集气体体积较大
C．②收集气体体积较大
D．无法确定
【答案】B
【详解】Na 和H2O 反应2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，产生H2的同时产生NaOH ，NaOH可以和A1发生反应: ，故用铝箔包住Na 时产生H2的体积较大，因此①收集气体体积较大，故选B。
考点二 金属材料
铝和氧化铝
3.铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
①等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的量相等,此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3∶1
(1)量的关系
定量关系
②足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应，产生H2的物质的量之比为1∶3，此时消耗铝的物质的量之比也为1∶3
③一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若 < <1，则必定有：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量
11．(2023上·河北张家口·高一统考期末)在航空航天领域，有“一代飞机、一代材料”的说法，新材料的应用是航空技术发展和进步的最重要推动力之一、国产C919飞机上，我国首次大范围使用第三代铝锂合金，助力C919综合减重7%。足量的铝分别与等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液反应，放出的氢气在同温同压下体积之比为1∶2，则消耗盐酸与氢氧化钠溶液的体积比为
A．1∶3 B．1∶1 C．2∶3 D．3∶2
【答案】D
【详解】由化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑，足量的铝分别与等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液反应，放出的氢气在同温同压下体积之比为1∶2，则消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为3∶2，由于二者浓度相等，故消耗等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液的体积比为3∶2，故选D。
(1)两性氧化物：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
(2)Al2O3与酸、碱的反应 (典型的两性氧化物)
3.氧化铝
考点二 金属材料
铝和氧化铝
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH-＋3H2O===2[Al(OH)4]-
氧化铝与盐酸反应
氧化铝与氢氧化钠溶液反应
铝的生产原理
金属铝的冶炼
示意图
铝土矿
提纯
氧化铝
萤石
制备
冰晶石
石油焦
沥青焦
制备
碳素电极
电解
液态铝
铝锭
氧化铝的熔点高(2050℃)，加入冰晶石(Na3AlF6)能够溶解氧化铝而又能降低其熔点，而且冰晶石在电解温度下不被分解，并有足够的流动性，有利于进行电解。
考点二 金属材料
铝土矿中提取铝工艺路线
途径一
Al2O3
Fe2O3
SiO2
Al3+、Fe3+
Fe(OH)3
AlO2-
Al(OH)3
加HCl后过
滤
SiO2
Al2O3
加NaOH后过
滤
过量
CO2
灼烧
电解
Al
Al2O3+6HCl=
2AlCl3+3H2O
AlCl3+4NaOH=
NaAlO2+3NaCl+2H2O
FeCl3+3NaOH=
Fe(OH)3↓+3NaCl
HCl+NaOH=NaCl+H2O
Fe2O3+6HCl=
2FeCl3+3H2O
Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
NaOH+CO2=NaHCO3
Al(OH)3 Al2O3+3H2O
加热
Al2O3(熔融) 4Al+3O2
电解
考点二 金属材料
金属铝的冶炼
铝土矿中提取铝工艺路线
途径一
问题探讨
不是NaHCO3而是Na2CO3。
不能，原因是Al3+与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，达不到分离Al3+、Fe3+的目的。
能否用氨水代替NaOH 溶液
探讨一
探讨二
若将CO 的量改为“少量”，得到的产物还是NaHCO3吗
考点二 金属材料
金属铝的冶炼
铝土矿中提取铝工艺路线
途径二
Al2O3
Fe2O3
SiO2
AlO2-、SiO3-
H2SiO3
Al3+
Al(OH)3
NH3 H2O
加NaOH后过
滤
Fe2O3
Al2O3
加HCl后过
滤
灼烧
电解
Al
Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]
SiO2+2NaOH
=NaSiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl
=H2SiO3↓+2NaCl
Na[Al(OH)4]+4HCl=NaCl+AlCl3+4H2O
NaOH+HCl=NaCl+H2O
AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H O
Al(OH)3 Al2O3+3H2O
加热
Al2O3(熔融) 4Al+3O2
电解
考点二 金属材料
金属铝的冶炼
铝土矿中提取铝工艺路线
途径一
问题探讨
不合适，因为Al(OH)3能溶于NaOH。
不合适，因为过量CO2与Na[Al(OH)4]、Na2SiO3反应生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，达不到分离SiO2和Al2O3的目的。
能否将将盐酸改为CO2
探讨一
探讨二
将氨水改为“NaOH溶液”合适吗
AlCl3是共价化合物，其熔融状态不导电，不能电解制铝。
探讨三
冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝
考点二 金属材料
金属铝的冶炼
12．(2023上·广东中山·高一中山市华侨中学校考阶段练习)某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Cu、Al、绿矾等。回答下列问题：
【已知：焙烧主要除去可燃性有机物】
(1)灼烧需要的主要仪器有 。操作Ⅲ的名称是 。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是 。
(3)碱浸时发生反应的化学方程式为 、 。
【详解】（1）灼烧需要的主要仪器有坩埚(酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳)。操作Ⅲ为从溶液得到晶体，名称是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（2）操作Ⅰ、Ⅱ为过滤，使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是漏斗。
（3）铝、氧化铝均可以和氢氧化钠反应，则碱浸时发生反应的化学方程式为
12．(2023上·广东中山·高一中山市华侨中学校考阶段练习)某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Cu、Al、绿矾等。回答下列问题：
(4)滤液Ⅰ与试剂b发生反应的化学方程式为 。
(5)制取的绿矾在空气中容易被部分氧化。现取被部分氧化的绿矾晶体8.22g溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32g；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2+完全氧化。推测晶体中n(Fe2+)/ n(Fe3+) 。
（4）滤液Ⅰ与试剂b为偏铝酸根离子和二氧化碳的反应，发生反应的化学方程式为
2Na　 ＋　 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
2
∶
∶
∶
2
2
1
化学计量数之比：
2 mol
物质的量之比：
∶
∶
∶
2 mol
2 mol
1 mol
2 NA
扩大NA倍：
∶
∶
∶
2 NA
2 NA
1 NA
∶
∶
∶
扩大6.02×1023倍：
2×6.02×1023
2×6.02×1023
2×6.02×1023
1×6.02×1023
2 mol
STP气体体积之比：
∶
∶
∶
2 mol
2 mol
1 mol
考点二 金属材料
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其_________之比，等于其__________之比。
粒子数目
物质的量
体积
物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其_____之比。
结论
考点二 金属材料
物质的量在化学方程式计算中的应用
物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
NO.1
NO.2
NO.3
NO.4
设未知量，统一规定符号，如物质的量(n)
写出反应的化学方程式或离子方程式，注意配平
找出已知量与未知量的关系，并写在对应物质的正下方
列比例式，求解
NO.5
检查无误后，写出简明答案
考点二 金属材料
【例1】5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？
设：生成标准状况下氢气的物质的量为n(H2)
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2)
n(H2)＝0.3 mol
答：生成标准状况下氢气的体积是6.72 L。
V(H2)＝n(H2)·Vm
＝0.3 mol×22.4 L·mol－1
＝6.72 L
题型一 已知量、未知量均以物质的量计算
【例2】医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗标况下氧气的体积为多少？
设：需要消耗标况下氧气的体积为V(O2)
由反应方程式
4Fe　＋　3O2===2Fe2O3
4×56 g　 3×22.4 L
56 g　 V(O2)
答：需要消耗标况下氧气的体积为16.8 L。
题型二 已知量、未知量单位不一致的计算
设未知量时不带单位，已知量和未知量单位统一；
化学方程式要书写正确。要注意配平、化学方程式的完整(注明反应条件、气体和沉淀的符号)；
相对分子质量要计算正确，且需乘化学式前面的系数；
已知量和未知量的位置要写对。
解题步骤规范，过程完整。
注意事项
物质的量在化学方程式计算中的应用
考点二 金属材料
方法一：关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径
化学计算中的常用方法
当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。
根据化学方程式确定关系式
根据原子守恒确定关系式
考点二 金属材料
【例3】把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，那么参加反应的CO的质量是 g。
2.8
解析　(1)根据化学方程式确定关系：
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3
即CO～CaCO3
(2)利用关系式进行计算
CO　～　CaCO3
28 100
m(CO) 10 g
m(CO)＝2.8 g
常用方法一 关系式法
方法二：守恒法——质量守恒、电荷守恒、电子守恒
化学计算中的常用方法
A
反应前后元素种类、质量、原子个数不变
B
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数
考点二 金属材料
【例4】 4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。
10.6
解析　钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变，可得关系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
常用方法二 守恒法
【例5】用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的XO4-还原，已知氧化产物为SO42-，则元素X在还原产物中的化合价为 ___。
＋4
解析　氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有：
1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，
解得x＝＋4。
常用方法二 守恒法
方法三：差量法——质量差值法、体积差值法
化学计算中的常用方法
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
Δm
Δn
ΔV
考点二 金属材料
【例6】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，参加反应的Fe的质量为 。
28 g
解析　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　4 g
常用方法三 差量法
方法四：方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量
化学计算中的常用方法
一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。
考点二 金属材料
【例7】把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：(1)反应中消耗HCl的物质的量。
消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　 3x
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol
即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol
Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
常用方法三 方程组法
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