一、主干知识——在微点判断中澄清
1.判断下列有关铁及其化合物叙述的正误
(1)Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe2O3( )
(2)Fe与足量强酸反应生成Fe3+( )
(3)FeO、Fe2O3、Fe3O4均为黑色固体,均属于碱性氧化物( )
(4)Fe3O4是由FeO和Fe2O3混合而成的混合物( )
(5)Fe与FeCl3反应的离子方程式为Fe+Fe3+===2Fe2+( )
(6)FeCl3与Cu的反应为置换反应( )
(7)FeO溶于稀HNO3生成Fe(NO3)2( )
(8)Fe(OH)2制备时要避免O2的存在,是因为Fe(OH)2具有强还原性( )
(9)除去Fe2(SO4)3中的Fe2+可加入氯水( )
(10)Fe2+、NO、Cl-、H+可以大量共存( )
(11)FeCl2溶液中的Fe3+可以加入足量Fe粉除去Fe3+( )
2.判断下列有关合金与金属材料叙述的正误
(1)合金是金属与金属熔合而成的纯净物( )
(2)合金的化学性质决定于各组分金属的化学性质( )
(3)生铁和钢都是铁合金,其熔点均高于纯铁( )
(4)不锈钢是一种合金钢,其合金元素主要是Cr和Ni( )
(5)硬铝是一种铝合金,具有较强的抗腐蚀能力,不溶于强碱( )
(6)储氢合金是一种新型合金,可以吸收大量H2,稍加热又能分解出H2( )
(7)Al2O3是金属氧化物,也属于两性氧化物,能与酸、碱反应( )
(8)铝是一种活泼金属,在空气中易形成一层致密的氧化物薄膜,保护内部金属( )
(9)等质量的铝分别投入足量的稀H2SO4、NaOH溶液中,生成H2的质量相等( )
二、综合思维——在知识融会中贯通
(一)铁及其重要化合物
[综合训练]
1.下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体
B.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色
C.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
2.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,下列说法正确的是( )
A.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应为置换反应
B.Fe3O4中铁元素为+4价
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维生素C做还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色立即变为红褐色
3.探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液变成红色 该溶液中无Fe2+
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀
4.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅱ反应的离子方程式:2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
B.有1 mol H2S转化为硫单质时,理论上消耗O2的物质的量为1 mol [若溶液中n(Fe3+)不变]
C.在图示转化中,化合价不变的元素只有氢和氯
D.提高混合气体中空气比例,充分搅拌,可以使得到的S中不含CuS
(二)金属材料
铁合金 钢(合金钢、碳素钢),生铁
铝合金 目前用途广泛的合金之一
硬铝:密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
新型合金 储氢合金、钛合金、耐热合金、形状记忆合金
广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域
[综合训练]
5.化学材料助力科技成果的转化与应用。下列说法错误的是( )
A.“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料
B.“天问一号”使用的新型镁锂合金属于金属材料
C.使用La Ni合金储氢是利用其与H2形成金属氢化物
D.建设美丽乡村大量使用钢材,钢材属于金属材料
6.下列有关物质的性质与用途的描述错误的是( )
A.镁铝合金能全部溶解于稀盐酸中
B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C.Al、Al2O3均能与酸、碱反应,因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D.硬铝具有较强的抗腐蚀能力
7.下列关于新型合金材料说法不正确的是( )
A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
B.钛合金生物相容性好,强度大,可作人造骨骼
C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D.利用合金的熔点低于各成分金属这一特点可制得耐热合金
三、迁移应用——在课题活动中践行
课题活动 探究生活中涉及铁的重要化合物的性质及应用
铁的重要化合物在我们日常生活中经常涉及。如铁是人体必需的微量元素,铁元素在人体中具有造血功能,参与血红蛋白、细胞色素及各种酶的合成。今以缺铁性补铁,果汁中铁的存在形式来融通相关性质,达到学以致用的目的。
探究目标(一) 常见补血剂中铁的存在形式
常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上常见的补铁药物很多,如乳酸亚铁口服液、阿胶补血颗粒、琥珀酸亚铁片等,其中琥珀酸亚铁片薄膜衣为棕黄色,除去薄膜衣后显暗黄色,药片中Fe2+的含量约为34.0%~36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。
1.甲组:药片白色沉淀―→灰绿色沉淀―→红褐色沉淀
甲组同学按照设计的方案完成实验,但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。
甲组实验失败的可能原因是什么?
2.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+,乙组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
3.丙组同学在参考书上查得如下资料:
(1)人体胃液中有大量盐酸,能溶解多种物质。
(2)H2O2不稳定,光照、加热和微量杂质会促使其分解;H2O2中氧元素为-1价,它既有氧化性又有还原性。
他们认真思考了甲组实验失败的原因,模拟药服用后在人体中溶解的变化过程,重新设计并完成下列实验:
丙组:药片淡黄色浑浊液淡红色溶液红色加深,有气体产生,后又褪色
①试剂1、试剂2分别是什么?加入试剂2后,溶液显淡红色的原因是什么?
②加双氧水后,红色加深的原因是什么?有气体产生后又褪色的可能原因是什么?
③根据氧化还原反应中元素的化合价变化情况,试写出在酸性条件下Fe2+与双氧水反应的离子方程式。
探究目标(二) 苹果汁变色的原理探究
苹果汁是人们非常喜爱的饮料,在空气中会慢慢由浅绿色变为棕黄色。已知:
①苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,同时也含有多酚类物质,多酚可与空气中的氧气反应变为褐色。
②二价铁在空气中反应能变为三价铁,且三价铁的溶液为黄色。
[实验1] 某兴趣小组的同学按照如图操作进行实验,②中未出现明显变化,③中溶液变为红色。
[实验2]
实验操作 实验现象
将上述试管分别放置于空气中一段时间 试管编号 1 min 10 min 24 h
① 黄褐色 褐色 深褐色
② 无明显变化 无明显变化 无明显变化
③ 略有些黄色 浅黄 黄色
1.实验1中的现象说明了什么问题?写出有关的离子方程式。
2.实验1中新制氯水可以用H2O2溶液吗?若可以,写出离子方程式。
3.实验2的试管②中FeSO4溶液应该怎样选择?为什么?
4.苹果汁在空气中变色与Fe2+有关吗?
5.实验2的试管③中的现象说明了什么?
6.维生素C可以减缓苹果汁的变色,利用了维生素C的什么性质?
[素养训练]
1.电子工业上使用的印刷电路板,是在敷有铜膜的塑料板上以涂层保护所要的线路,然后用三氯化铁浓溶液作用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用,准备采用下列步骤:
(1)步骤Ⅰ的操作名称:________;所需玻璃仪器:________、________、________。
(2)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3+所需试剂名称:________,实验现象:________________________________________________________________________。
(4)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:________________________________________________________________________,
此转化的化学方程式为________________________________________________。
(5)写出③中所含物质:________,⑥发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
2.某一化学兴趣小组对某一药厂生产的硫酸亚铁糖衣片进行探究:
[提出问题]
这种糖衣片中是否含有硫酸亚铁,若有,含量是多少?
[查阅资料]
①亚铁离子遇具有氧化性的物质时易被氧化。如氢氧化亚铁为白色沉淀,在空气中会迅速被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀,这是氢氧化亚铁的典型特征。
②亚铁盐溶于水时,会产生少量氢氧根离子而产生沉淀(溶液浑浊)。
[实验探究]
(1)对硫酸亚铁来说,药片的糖衣起到的作用是
________________________________________________________________________。
(2)为了不影响后续检验亚铁盐,检验硫酸盐可用的试剂是________(填“A”或“B”)。
A.用硝酸酸化的硝酸钡溶液
B.用盐酸酸化的氯化钡溶液
(3)检验亚铁盐可用的试剂是______________,现象为______________________________。
(4)上述鉴定硫酸亚铁的成分时需加水溶解,并加1滴稀盐酸,能否用稀硫酸代替稀盐酸________(填“能”或“不能”)。
(5)取十粒糖衣片,称其质量为5 g,溶于20 g水中;溶解药品时用到玻璃棒的作用是________________________________________________________________________。
(6)向所配溶液中滴加氯化钡溶液至略过量,过滤、洗涤、干燥、称量,沉淀质量为4.66 g,计算该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数__________。
第三单元 整体教学设计与阶段验收评价
一、主干知识——在微点判断中澄清
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√
(9)× (10)× (11)√
2.(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√
二、综合思维——在知识融会中贯通
1.选C 制备Fe(OH)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,A错误;向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,B错误;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2,C正确;I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,D错误。
2.选C A项,该反应不是置换反应,错误;B项,Fe3O4中铁存在+2、+3价,错误;D项,Fe(OH)2立即变为灰绿色,最后变为红褐色,错误。
3.选D FeCl2溶液中加入Zn片,Fe2++Zn===Zn2++Fe,溶液由浅绿色变为无色,Fe2+的氧化能力比Zn2+强,A错误;铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子,使溶液呈浅绿色,C错误;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,制取Fe(OH)3胶体,继续加热则胶体因聚沉变为沉淀,D正确。
4.选D 步骤Ⅱ中,CuS与Fe3+反应,生成Fe2+、Cu2+、S,反应的离子方程式为2Fe3++CuS===2Fe2++Cu2++S,A错误;依据得失电子守恒,可建立关系式:O2~4Fe3+~2H2S,则有1 mol H2S转化为硫单质时,理论上消耗O2的物质的量为0.5 mol [若溶液中n(Fe3+)不变],B错误;在图示转化中,Cu、H、Cl始终保持+2、+1、-1价,所以化合价不变的元素有铜、氢和氯,C错误;提高混合气体中空气比例,可以得到充足的Fe3+,从而保证CuS完全转化为S等,D正确。
5.选A 钛合金筛网轮的主要成分是金属材料,故A错误;新型镁锂合金属于金属材料,故B正确;镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来,可作储氢材料,故C正确;金属及其合金都是金属材料,钢材是铁的合金,属于金属材料,故D正确。
6.选B 镁铝合金的密度小,镁、铝均为轻金属,B错误。
7.选D 耐热合金的熔点很高,与合金的熔点低说法相悖,故D错误。
三、迁移应用——在课题活动中践行
探究目标(一)
1.提示:该药片在水中的溶解度不大,少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验结果(其他答案合理也可)。
2.提示:③①
3.提示:①盐酸、KSCN溶液;有少量Fe2+已经被氧化为Fe3+,与SCN-结合成浓度较小的红色Fe(SCN)3。②加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液中Fe3+浓度增大,Fe(SCN)3浓度也随之增大,所以红色加深。有气体产生可能是双氧水在Fe3+催化作用下生成O2,后又褪色可能是H2O2把SCN-氧化了。③2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
探究目标(二)
1.提示:说明鲜苹果汁中不含Fe3+,含有Fe2+。2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
2.提示:可以,2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O。
3.提示:试管②中FeSO4溶液溶质的质量分数为0.001%。因为根据资料信息苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,为了更好地与苹果汁比较,所以控制变量,实验2的试管②中FeSO4溶液溶质的质量分数也应该为0.001%。
4.提示:无关。
5.提示:Fe2+在空气中可以被氧化为Fe3+。
6.提示:还原性。
[素养训练]
1.解析:废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3,向废液中加入过量Fe,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Fe2++Cu,然后过滤,滤液中含有FeCl2,滤渣中含有Cu、Fe,向滤渣中加入过量HCl,Fe溶解,Cu不溶解,然后过滤得到金属单质Cu,滤液中含有FeCl2,向FeCl2滤液中通入过量Cl2,发生的反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,从而得到FeCl3溶液,以此解答该题。
答案:(1)过滤 烧杯 漏斗 玻璃棒 (2)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (3)硫氰酸钾 溶液由黄色转化为红色 (4)先产生白色絮状沉淀,然后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)Fe、Cu 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2.解析:(1)药片的糖衣隔绝氧气,防止硫酸亚铁被氧化而失效。(2)验硫酸亚铁不能选用硝酸酸化的硝酸钡溶液,因为硝酸具有强氧化性,可将硫酸亚铁氧化。(3)验证Fe2+可用氢氧化钠溶液,现象为产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀。(4)亚铁盐在酸性条件下还原性降低,加入盐酸酸化,可防止硫酸亚铁被氧化,但不能用硫酸来替代盐酸,因后续反应要通过硫酸钡检验硫酸亚铁的含量。(5)溶解药品时玻璃棒的作用是搅拌。(6)由FeSO4+BaCl2===BaSO4↓+FeCl2可知,硫酸亚铁的质量=4.66 g÷233 g·mol-1×152 g·mol-1=3.04 g,糖衣片中硫酸亚铁的质量分数:×100%=60.8%。
答案:(1)隔绝氧气,防止硫酸亚铁被氧化而失效
(2)B (3)氢氧化钠溶液 产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀 (4)不能 (5)搅拌以促进溶解 (6)60.8%(共50张PPT)
单元整体教学设计与阶段验收评价
目录
一、主干知识——在微点判断中澄清
二、综合思维——在知识融会中贯通
三、迁移应用——在课题活动中践行
在微点判断中澄清
一、主干知识
1.判断下列有关铁及其化合物叙述的正误
(1)Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe2O3( )
(2)Fe与足量强酸反应生成Fe3+ ( )
(3)FeO、Fe2O3、Fe3O4均为黑色固体,均属于碱性氧化物( )
(4)Fe3O4是由FeO和Fe2O3混合而成的混合物( )
(5)Fe与FeCl3反应的离子方程式为Fe+Fe3+===2Fe2+ ( )
×
×
×
×
×
(6)FeCl3与Cu的反应为置换反应( )
(7)FeO溶于稀HNO3生成Fe(NO3)2 ( )
(8)Fe(OH)2制备时要避免O2的存在,是因为Fe(OH)2具有强还原性( )
(9)除去Fe2(SO4)3中的Fe2+可加入氯水( )
×
×
√
×
×
√
2.判断下列有关合金与金属材料叙述的正误
(1)合金是金属与金属熔合而成的纯净物( )
(2)合金的化学性质决定于各组分金属的化学性质( )
(3)生铁和钢都是铁合金,其熔点均高于纯铁( )
(4)不锈钢是一种合金钢,其合金元素主要是Cr和Ni ( )
(5)硬铝是一种铝合金,具有较强的抗腐蚀能力,不溶于强碱( )
×
√
×
√
×
(6)储氢合金是一种新型合金,可以吸收大量H2,稍加热又能分解出H2( )
(7)Al2O3是金属氧化物,也属于两性氧化物,能与酸、碱反应( )
(8)铝是一种活泼金属,在空气中易形成一层致密的氧化物薄膜,保护内部金属( )
(9)等质量的铝分别投入足量的稀H2SO4、NaOH溶液中,生成H2的质量相等( )
√
√
√
√
在知识融会中贯通
二、综合思维
(一)铁及其重要化合物
[综合训练]
1.下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体
B.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色
C.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
√
解析:制备Fe(OH)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,A错误;向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,B错误;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2,C正确;I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,D错误。
2.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,下列说法正确的是( )
√
A.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应为置换反应
B.Fe3O4中铁元素为+4价
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维生素C做还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色立即变为红褐色
解析:A项,该反应不是置换反应,错误;B项,Fe3O4中铁存在+2、+3价,错误;D项,Fe(OH)2立即变为灰绿色,最后变为红褐色,错误。
3.探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力
比Zn2+弱
B 向某溶液中滴加KSCN 溶液 溶液变成红色 该溶液中无Fe2+
√
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中
没有+3价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体,再聚集成Fe(OH)3沉淀
续表
解析:FeCl2溶液中加入Zn片,Fe2++Zn===Zn2++Fe,溶液由浅绿色变为无色,Fe2+的氧化能力比Zn2+强,A错误;铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子,使溶液呈浅绿色,C错误;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,制取Fe(OH)3胶体,继续加热则胶体因聚沉变为沉淀,D正确。
4.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅱ反应的离子方程式:2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
B.有1 mol H2S转化为硫单质时,理论上消耗O2的物质的量为1 mol [若溶液中n(Fe3+)不变]
C.在图示转化中,化合价不变的元素只有氢和氯
D.提高混合气体中空气比例,充分搅拌,可以使得到的S中不含CuS
√
解析:步骤Ⅱ中,CuS与Fe3+反应,生成Fe2+、Cu2+、S,反应的离子方程式为2Fe3++CuS===2Fe2++Cu2++S,A错误;依据得失电子守恒,可建立关系式:O2~4Fe3+~2H2S,则有1 mol H2S转化为硫单质时,理论上消耗O2的物质的量为0.5 mol [若溶液中n(Fe3+)不变],B错误;在图示转化中,Cu、H、Cl始终保持+2、+1、-1价,所以化合价不变的元素有铜、氢和氯,C错误;提高混合气体中空气比例,可以得到充足的Fe3+,从而保证CuS完全转化为S等,D正确。
(二)金属材料
铁合金 钢(合金钢、碳素钢),生铁
铝合金 目前用途广泛的合金之一
硬铝:密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
新型合金 储氢合金、钛合金、耐热合金、形状记忆合金
广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域
[综合训练]
5.化学材料助力科技成果的转化与应用。下列说法错误的是( )
A.“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料
B.“天问一号”使用的新型镁锂合金属于金属材料
C.使用La-Ni合金储氢是利用其与H2形成金属氢化物
D.建设美丽乡村大量使用钢材,钢材属于金属材料
√
解析:钛合金筛网轮的主要成分是金属材料,故A错误;新型镁锂合金属于金属材料,故B正确;镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来,可作储氢材料,故C正确;金属及其合金都是金属材料,钢材是铁的合金,属于金属材料,故D正确。
6.下列有关物质的性质与用途的描述错误的是( )
A.镁铝合金能全部溶解于稀盐酸中
B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C.Al、Al2O3均能与酸、碱反应,因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D.硬铝具有较强的抗腐蚀能力
解析:镁铝合金的密度小,镁、铝均为轻金属,B错误。
√
7.下列关于新型合金材料说法不正确的是( )
A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
B.钛合金生物相容性好,强度大,可作人造骨骼
C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D.利用合金的熔点低于各成分金属这一特点可制得耐热合金
解析:耐热合金的熔点很高,与合金的熔点低说法相悖,故D错误。
√
在课题活动中践行
三、迁移应用
课题活动 探究生活中涉及铁的重要化合物的性质及应用
铁的重要化合物在我们日常生活中经常涉及。如铁是人体必需的微量元素,铁元素在人体中具有造血功能,参与血红蛋白、细胞色素及各种酶的合成。今以缺铁性补铁,果汁中铁的存在形式来融通相关性质,达到学以致用的目的。
探究目标(一) 常见补血剂中铁的存在形式
常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上常见的补铁药物很多,如乳酸亚铁口服液、阿胶补血颗粒、琥珀酸亚铁片等,其中琥珀酸亚铁片薄膜衣为棕黄色,除去薄膜衣后显暗黄色,药片中Fe2+的含量约为34.0%~36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。
甲组同学按照设计的方案完成实验,但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。
甲组实验失败的可能原因是什么?
提示:该药片在水中的溶解度不大,少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验结果(其他答案合理也可)。
2.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+,乙组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
③①
3.丙组同学在参考书上查得如下资料:
(1)人体胃液中有大量盐酸,能溶解多种物质。
(2)H2O2不稳定,光照、加热和微量杂质会促使其分解;H2O2中氧元素为-1价,它既有氧化性又有还原性。
他们认真思考了甲组实验失败的原因,模拟药服用后在人体中溶解的变化过程,重新设计并完成下列实验:
①试剂1、试剂2分别是什么?加入试剂2后,溶液显淡红色的原因是什么?
提示:①盐酸、KSCN溶液;有少量Fe2+已经被氧化为Fe3+,与SCN-结合成浓度较小的红色Fe(SCN)3。
②加双氧水后,红色加深的原因是什么?有气体产生后又褪色的可能原因是什么?
提示:②加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液中Fe3+浓度增大,Fe(SCN)3浓度也随之增大,所以红色加深。有气体产生可能是双氧水在Fe3+催化作用下生成O2,后又褪色可能是H2O2把SCN-氧化了。
③根据氧化还原反应中元素的化合价变化情况,试写出在酸性条件下Fe2+与双氧水反应的离子方程式。
提示:③2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
探究目标(二) 苹果汁变色的原理探究
苹果汁是人们非常喜爱的饮料,在空气中会慢慢由浅绿色变为棕黄色。已知:
①苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,同时也含有多酚类物质,多酚可与空气中的氧气反应变为褐色。
②二价铁在空气中反应能变为三价铁,且三价铁的溶液为黄色。
[实验1] 某兴趣小组的同学按照如图操作进行实验,②中未出现明显变化,③中溶液变为红色。
[实验2]
实验操作 实验现象 将上述试管分别放置于空气中一段 时间 试管编号 1 min 10 min 24 h
① 黄褐色 褐色 深褐色
② 无明显变化 无明显变化 无明显变化
③ 略有些黄色 浅黄 黄色
1.实验1中的现象说明了什么问题?写出有关的离子方程式。
提示:说明鲜苹果汁中不含Fe3+,含有Fe2+。2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
2.实验1中新制氯水可以用H2O2溶液吗?若可以,写出离子方程式。
提示:可以,2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O。
3.实验2的试管②中FeSO4溶液应该怎样选择?为什么?
提示:试管②中FeSO4溶液溶质的质量分数为0.001%。因为根据资料信息苹果汁中含有0.001%的二价铁物质,为了更好地与苹果汁比较,所以控制变量,实验2的试管②中FeSO4溶液溶质的质量分数也应该为0.001%。
4.苹果汁在空气中变色与Fe2+有关吗?
提示:无关。
5.实验2的试管③中的现象说明了什么?
提示:Fe2+在空气中可以被氧化为Fe3+。
6.维生素C可以减缓苹果汁的变色,利用了维生素C的什么性质?
提示:还原性。
[素养训练]
1.电子工业上使用的印刷电路板,是在敷有铜膜的塑料板上以涂层保护所要的线路,然后用三氯化铁浓溶液作用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用,准备采用下列步骤:
(1)步骤Ⅰ的操作名称:________;所需玻璃仪器:________、________、________。
过滤
烧杯
漏斗
玻璃棒
(2)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的离子方程式:
___________________________。
(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3+所需试剂名称:___________,实验现象:_______________________。
(4)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:__________________________________________________________,
此转化的化学方程式为_________________________________。
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
硫氰酸钾
溶液由黄色转化为红色
先产生白色絮状沉淀,然后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)写出③中所含物质:________,⑥发生反应的离子方程式:__________________________。
解析:废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3,向废液中加入过量Fe,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Fe2++Cu,然后过滤,滤液中含有FeCl2,滤渣中含有Cu、Fe,向滤渣中加入过量HCl,Fe溶解,Cu不溶解,然后过滤得到金属单质Cu,滤液中含有FeCl2,向FeCl2滤液中通入过量Cl2,发生的反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,从而得到FeCl3溶液,以此解答该题。
Fe、Cu
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2.某一化学兴趣小组对某一药厂生产的硫酸亚铁糖衣片进行探究:
[提出问题]
这种糖衣片中是否含有硫酸亚铁,若有,含量是多少?
[查阅资料]
①亚铁离子遇具有氧化性的物质时易被氧化。如氢氧化亚铁为白色沉淀,在空气中会迅速被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀,这是氢氧化亚铁的典型特征。
②亚铁盐溶于水时,会产生少量氢氧根离子而产生沉淀(溶液浑浊)。
[实验探究]
(1)对硫酸亚铁来说,药片的糖衣起到的作用是
____________________________________。
解析:药片的糖衣隔绝氧气,防止硫酸亚铁被氧化而失效。
隔绝氧气,防止硫酸亚铁被氧化而失效
(2)为了不影响后续检验亚铁盐,检验硫酸盐可用的试剂是________(填“A”或“B”)。
A.用硝酸酸化的硝酸钡溶液
B.用盐酸酸化的氯化钡溶液
解析:验硫酸亚铁不能选用硝酸酸化的硝酸钡溶液,因为硝酸具有强氧化性,可将硫酸亚铁氧化。
B
(3)检验亚铁盐可用的试剂是__________________,现象为__________________________________。
解析:验证Fe2+可用氢氧化钠溶液,现象为产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀。
氢氧化钠溶液
产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀
(4)上述鉴定硫酸亚铁的成分时需加水溶解,并加1滴稀盐酸,能否用稀硫酸代替稀盐酸________(填“能”或“不能”)。
解析:亚铁盐在酸性条件下还原性降低,加入盐酸酸化,可防止硫酸亚铁被氧化,但不能用硫酸来替代盐酸,因后续反应要通过硫酸钡检验硫酸亚铁的含量。
(5)取十粒糖衣片,称其质量为5 g,溶于20 g水中;溶解药品时用到玻璃棒的作用是________________。
解析:溶解药品时玻璃棒的作用是搅拌。
不能
搅拌以促进溶解
(6)向所配溶液中滴加氯化钡溶液至略过量,过滤、洗涤、干燥、称量,沉淀质量为4.66 g,计算该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数__________。
60.8%