人教版高中化学全册必背章节知识清单及练习第三章铁金属材料(带详解)

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

一、铁的单质

1、铁的存在与冶炼

（1）铁元素在自然界中主要是以价和价化合物的形态存在于矿石中,

游离态的只存在于陨铁中。铁元素在地壳中的含量仅次于,居第4位。

（2）炼铁高炉中的反应原理：Fe2O3+3CO^^2Fe+3CO2,

2、铁的物理性质

物质状态密度熔点沸点金属共性特性

银白色，有导热、导电、延能被磁体

金属光泽展性好吸引

3、铁的化学性质

铁与氧化性较弱的（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物；而

铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物。

（1）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

化学性质化学方程式举例

△】

点燃[化合|

①Fe与非金属单质反应3Fe+2O2—Fe3O4，彘

Fe+S^=FeSJ

②Fe与非氧化性酸反应置换反应

Fe+CuSO4---Cu+FeSO4]

③Fe与盐溶液反应Fe+2AgNO^Fe(NO)2+2Agi

33反应

实验铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为：

结论

①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；

实验

②加热铁粉酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；

说明

③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用

二、铁的重要化合物

1、铁的氧化物

化学式FeOFe2()3Fe3()4

俗名—铁红磁性氧化铁

色、态

溶解性难溶于水难溶于水难溶于水

铁的化合价

稳定性不稳定稳定稳定

与H+反应的离子方程式

特殊转化FeO在空气中受热，迅速被氧化为FeQ=6FeO+O2^—2Fe3O4

2、铁的氢氧化物

化学式Fe(OH)2Fe(OH)3

色、态________________固体________________色固体

与H*反应的离子方程式

受热分解—2Fe(OH)3=^=Fe2O3+3H2O

可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：可溶性铁盐与强碱溶液反应：

制法

________________(离子方程式)

在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮

二者的关系状沉淀迅速变成_______色，最后变成________色，反应的化学方程式为

3、铁盐和亚铁盐

(1)[实验3-2]探究Fe3+、Fe2+的检验

离子Fe3+Fe2+

]_新制

—KSCN溶液

一KSCN溶液6氯泉

实验操作6

11FeCy溶液尹FeCl?溶液

开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成

实验现象溶液变成________________

2Fe2"+C12==2Fe3'+2C广，

离子方程式Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3

Fe2+和SCN一混合无明显现象，加入新制氯水

Fe3+遇SCV显________________,后，Fe?+被氧化成Fe3.；可用先加

结论

可利用此现象检验Fe3+的存在____________________溶液再加

________________的方法检验Fe2+的存在

(2)Fe3+,Fe2+的检验

Fe2Fe3+

观察法

①现象：白色絮状沉淀芽-灰绿色一匕红褐

①现象：红褐色沉淀

加碱法色沉淀

②反应：_______________（红褐

（___________）②反应：________________（白

色）

色）________________（红褐色）

①现象：加入KSCN溶液，溶液

①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯

变为红色

显色法（SCN-）水变成红色溶液

②反应：Fe3T+3SCN-

②反应：________________（红色）

——________________（红色）

（3）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KSCN野%___________黑＞_________________（含Fe2\不含Fe3+）»

如氯水、比。2

②同时含有Fe2+和Fe3+的溶液

Fe2+对检验Fe3+无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe?+；Fe3+对检验Fe?+有干扰，不能采用加KSCN

溶液检验Fe2’，通常向溶液中滴加适量酸性KMnCU溶液，溶液紫红色褪色说明含有Fe?卡。

检验铁的氧化物中是否有+2价铁时，取少量固体稀比s。,溶解哈液酸期呵液

ab

褪去。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnCU溶液可以氧化盐酸；步骤a中，不能选用稀HNCh，原

因是稀HNCh可以将Fe2+氧化为Fe3+«

三、Fe2+、Fe3’的化学性质

1、分别取少量FeCb溶液于两支试管中，进行下列操作，观察并记录实验现象。

（1）现象：溶液由色变为.色，加入KSCN

溶液时，溶液。反应的离子方程式：0

（2）现象：加入氯水后，溶液由__________________色变成__________________色。

反应的离子方程式__________________O

2、利用覆铜板制作图案

实验原理利用FeCb溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀

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

FeCb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

实验操作

化覆甲学板一FeC晨%溶液制作的图案

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2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuC12(离子方程式：_________________)

实验结论铜可被__________________溶液腐蚀

3、Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化

(1)Fe（还原性）：**屁2+(2)Fe(还原性)?>Fe3+

还原剂强氧化剂

(3)Fe2+（弱氧化性）.Fe(4)Fe?+(还原性)Fe3+

C、比、A1等[Cb、H2O2、MnO4H”、Q(y等]

(5)FeR氧化性）冰;窦等限,⑹胞+（氧化性）c。生弋等艮

4、补铁剂使用的注意事项

（1）补铁剂的有效成分是亚铁盐（如FeSO。，Fe2+易被氧化为Fe3+而失去补铁作用，因此需密封、隔绝0?

存放。服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果，这是因为可将Fe3+还原为Fe2\

（2）服用补铁剂时不能和茶水同饮，因为茶水中含大量的鞅酸，鞅酸与Fe?'反应生成糅酸亚铁，它的性质

不稳定，很快被氧化成糅酸铁而呈

第二节金属材料

一、合金

1、合金的含义

合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）而成的，具有

的混合物。

2、合金的特性

（1）一般情况下，合金比各成分金属的硬度。

（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的o

二、铁合金

1、铁合金的两大类型——生铁和钢

铁合金主要成分主要特征主要用途

Fe、C（含碳量为

硬而脆，强度高，可铸

生铁________________）及炼钢，制各种铸件

不可锻

Si、Mn>S、P

Fe、C（含碳量低于韧性、焊接性好，但强

低碳钢制钢板、钢丝和钢管等

________________）度低

碳

Fe、C（含碳量为强度高，韧性及加工性

素中碳钢制钢轨、车轮和建材等

________________）好

钢

钢Fe、C（含碳量高于硬而脆，热处理后弹性

高碳钢制器械、弹簧和刀具等

________________）好

合镒钢Fe、Mn制钢轨、轴承、坦克装甲等

金硅钢Fe、Si制变压器、发电机的铁芯等

钢不锈钢Fe、Cr、Ni制医疗器械、反应釜和容器等

三、铝和铝合金

1、【实验3-4】铝片与盐酸的反应

实验操作

实验刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有________________冒出，将点燃

现象的木条放在试管口有________________声

实验铝是一种活泼金属，常温下能与空气中的________________

发生反应，表面生成一层致密的氧化膜，保护着内部金属。铝表面的

结论

________________和_________________均能与盐酸发生反应

化学方程式AI2O3+6HCl=2AICh+3H2O>2A1+6HC1=2A1C13+3H2T

离子方程式—

2、【实验3-5】铝片与NaOH溶液的反应

r

实验-

H

-三打磨

「NaoLn__.n

2m

冷替帽雅溶液

豆

操作片

铝1

)

立即产生________________,铝片逐

实验开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片

渐溶解，将点燃的木条放在试管口有

现象逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声

爆鸣声

实验结论两支试管均放出H2,铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应

离子方程式—

3、铝合金

主要组成元素主要特性主要用途

________________,强度和

Al、Mg、Cu、Si、Mn等

硬硬度都比纯铝的用于汽车、飞机、火箭、船舶等

铝(Mg0.5%、Cu4%、Si

铝________________,具有较制造业

口0.7%、Mn0.5%)

强的抗腐蚀能力

金

镁铝________________都比纯铝

Mg、Al用于火箭、飞机、轮船等制造业

口五和纯镁的________________

4、新型合金

（1）储氢合金

f［利用高压钢瓶来储氢

①储氢方法JI储存液态氢

、现代方法：储氢合金

②含义：一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。

③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室

温下吸、放氢的速率快。

④实例：。

（2）其他几种新型合金

合金名称主要性质主要用途

熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工

钛合金

机械性能好、________________能好等和通信设备等

耐热高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与

主要应用于________________等领域

合金持久强度

在加热升温后能完全消除其在较低的在航空航天领域、临床医疗领域等有着广泛的

形状记

温度下发生的变形，恢复其变形前的原应用，如宇宙飞船的天线、______________、

忆合金

始形状心脏修补器、手术缝合线等

四、物质的量在化学方程式有关计算中的应用

1、物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤

写出相关的化学方程式

心」在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质

和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量

疯V)一I列出比例式

简明地写出答案

2、物质的量在化学方程式计算中的应用题的解题思维流

程

3、物质的量应用于化学方程式计算的常用规律

(1)任意物质,，即MA)：N(B)="(A)："(B)。

(2)在同温、同压下，气态物质的微粒数之比等于物质的量之比，等于体积之比，即N(A)：MB)=〃(A)：

n(B)=V(A)：V(B)«

(3)任意状态的同一种物质，微粒数之比等于物质的量之比，等于质量之比，即M(A)：M(A)=

=/n」(A)：W2(A)»

(4)同一种气态物质，在同温、同压下，微粒数之比等于物质的量之比，等于体积之比，即Ni(A)：M(A)

(5)常见的解题技巧

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

一、铁的单质

1、铁的存在与冶炼

（1）铁元素在自然界中主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中,游离态的单质铁只存

在于陨铁中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第4位。

（2）炼铁高炉中的反应原理：Fe2O3+3CO^^2Fe+3CO2,

2、铁的物理性质

物质状态密度熔点沸点金属共性特性

银白色，有导热、导电、延能被磁体

固体7.86g/cirP1535℃2750℃

金属光泽展性好吸引

3、铁的化学性质

铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物;

而铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物。

（1）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

化学性质化学方程式举例

△

点燃化合1

①Fe与非金属单质反应3Fe+2O2—Fe3O4，嬴

Fe+S^=FeS，

②Fe与非氧化性酸反应Fe+H2so4=FeSO4+H2Tl置换反应

Fe+CuSO---Cu+FeSO]

③Fe与盐溶液反应44

Fe+2AgNO3^Fe(NO3)2+2Agi1反应

（2）铁与水蒸气的反应

装置1装置2

还原铁粉

还原铁粉湿电二

实验装置毓工…

尽叁点丁火柴

匕X口肥皂液

用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻

用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣

操作及现象微"噗''声，产生淡蓝色火焰，证明生成了

声，证明生成了H2

Hj_

实验铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式为：

结论声i温

3Fe+4H20(g)-------Fe3O4+4H2

①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；

实验

②加热铁粉酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好；

说明

③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用

二、铁的重要化合物

1、铁的氧化物

化学式FeOFezChFeaO4

俗名—铁红磁性氧化铁

色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)

溶解性难溶于水难溶于水难溶于水

铁的化合价+2价+3价+2价，+3价

稳定性不稳定稳定稳定

22+3h

FeO+2H^^^=Fe+Fe2O3+6H'Fe3O4+8H*=Fe+2Fe

与H-反应的离子方程式

3+

H20=2Fe+3H2O+4H2O

特殊转化FeO在空气中受热，迅速被氧化为FesOr6FeO+O2^—2Fe3O4

2、铁的氢氧化物

化学式Fe(OH)2Fe(OH)3

色、态白色固体红褐色固体

与H，反应的离子方程式Fe(OH)2+2K=Fe2,+2H2。Fe(OH)3+3H『F/'+BH?。

受热分解—

2Fe(OH)3—Fe2O3+3H2O

可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：Fe2-可溶性铁盐与强碱溶液反应：Fe3+

制法

+2OH-=Fe(OH)2](离子方程式)+3OH-=Fe(OH)3](离子方程式)

在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(0H)3,现象是白色絮

二者的关系状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应的化学方程式为4Fe(0HX

+Ch+2H2O=4Fe(OH)3

3、铁盐和亚铁盐

(1)【实验3-2】探究Fe3+、Fe2+的检验

离子Fe3+Fe2+

]_新制

1|—KSCN溶液

一KSCN溶液o氯泉

实验操作0

圜一FeCh溶液

尹FeCl?溶液

善

开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成

实验现象溶液变成红色

红色

2l3+

2Fe+Cl2==2Fe+2Cl"

3+

离子方程式Fe+3SCN=Fe(SCN)3

Fe3++3SCN

-=Fe(SCN)3

Fe2+和SC2混合无明显现象，加入新制氯水

Fe3+遇SCN-显红色，可利用此

结论后，Fe?+被氧化成Fe3+；可用先加KSCN溶

现象检验Fe3+的存在

液再加新制氯水的方法检验Fe2’的存在

(2)Fe3+xFe2+的检验

Fe2Fe3

观察法浅绿色棕黄色

①现象：白色絮状沉淀迷幺灰绿色一匕红褐

①现象：红褐色沉淀

色沉淀

加碱法(NaOH)②反应：Fe3++3OH=

②反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)”(白色)；

Fe(OH)3](红褐色)

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色)

①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯①现象：加入KSCN溶液，溶液

水变成红色溶液变为红色

显色法(SCN-)

②反应：2Fe2++C12=2Fe3'+2C「；②反应：Fe3++3SCN-

Fe3^+3SCN-=Fe(SCNh(红色)=Fe(SCN)3(红色)

(3)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

待测液内(”溶液,不变色>红色(含Fe2\不含Fe3+)»

如源ZK、H2U2

②同时含有Fe2+和Fe3+的溶液

Fe2+对检验Fe3+无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3+；Fe3+对检验Fe?+有干扰，不能采用加KSCN

溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnCU溶液，溶液紫红色褪色说明含有Fe?卡。

检验铁的氧化物中是否有+2价铁时，取少量固体妈s。底解•溶液酸性冬回避液>紫色褪去。

ab-------

步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO」溶液可以氧化盐酸；步骤a中，不能选用稀HNCh，原因是稀

HNO3可以将Fe2+氧化为Fe3+。三、Fe2+^Fe?’的化学性质

1、分别取少量FeCb溶液于两支试管中，进行下列操作，观察并记录实验现象。

，铁逊、IKSCN溶液•新制

（足量）卜（1〜2滴）卜氯水

FeCbg或口—二

溶液®图自（1）现象：溶液由棕黄色变为浅绿色，加入KSCN溶液时，溶液不

变色。反应的离子方程式：Fe+2Fe3'=3Fe2'。

（2）现象：加入氯水后，溶液由浅绿色变成红色。

反应的离子方程式：2Fe2^+C12=2方3'+2C「、F：'+3SCN-=Fe（SCN）3。

2、利用覆铜板制作图案

实验原理利用FeCb溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀

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

FeCb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

实验操作

化覆，学板•FeC屋l,溶液制作的图案

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2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuC12(离子方程式：2Fe3++Cu=2Fe2-+Cu2+)

实验结论铜可被FeCb溶液腐蚀

3、Fe、Fe2+,Fe3+的相互转化

弱氧化剂强氧化剂

(1)Fe（还原性）■Fe2+(2)Fe（还原性）Fe3+

H'、CM等02等

强氧化剂

（3）Fe2+（弱氧化性）博>Fe(4)Fe2+（还原性）Fe3+

［。2、H2O2,MnO4H*、OCT等］

（5）Fe3+（氧化性）,原［桃X(6)Fe。氧化性）°浅患艮

Zn、Fe、Cu等

4、补铁剂使用的注意事项

（1）补铁剂的有效成分是亚铁盐（如FeSCU）,Fe?+易被氧化为Fe3+而失去补铁作用，因此需密封、隔绝0?

存放。服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果，这是因为维生素C可将Fe3+还原为Fe?卡。

（2）服用补铁剂时不能和茶水同饮，因为茶水中含大量的糅酸，糅酸与Fe?+反应生成糅酸亚铁，它的性质

不稳定，很快被氧化成糅酸铁而呈」

第二节金属材料

一、合金

1、合金的含义

合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）」而成的，具有金属特性的混合物。

2、合金的特性

（1）一般情况下，合金比各成分金属的硬度

（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低。

二、铁合金

1、铁合金的两大类型——生铁和钢

铁合金主要成分主要特征主要用途

Fe、C（含碳量为2%2：硬而脆，强度高，可铸

生铁炼钢，制各种铸件

4.3%）及Si、Mn、S、P不可锻

韧性、焊接性好，但强

低碳钢Fe、C（含碳量低于0.3%）制钢板、钢丝和钢管等

度低

碳

Fe、C(含碳量为().3%〜强度高，韧性及加工性

素中碳钢制钢轨、车轮和建材等

0.6%)好

钢

钢Fe、C（含碳量高于硬而脆，热处理后弹性

高碳钢制器械、弹簧和刀具等

0.6%）好

的锈钢Fe^Mn韧性好，强度高制钢轨、轴承、坦克装甲等

金硅钢Fe、Si导磁性好制变压器、发电机的铁芯等

钢不锈钢Fe、Cr、Ni抗腐蚀性好制医疗器械、反应釜和容器等

三、铝和铝合金

1、1实验3-4】铝片与盐酸的反应

实验操作!J盐酸5mL-

出铝片剧

实验刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出,将点燃的木条

现象放在试管口有爆鸣声

实验铝是一种活泼金属，常温下能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层致密的氧

结论化膜，保护着内部金属。铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应

化学方程式

AI2O3+6HC1=2A1C13+3氏0、2A1+6HC1=2AIQ3+3H2T

3+

离子方程式AI2O3+6H=2AI+3H2O2A1+6H-=2A13++3H分

2、【实验3-5】铝片与NaOH溶液的反应

实验

U,NaOII溶液'U打磨

:NaOH溶液，g

fcmL|过的，

操作铝片t32mL目

实验开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片