高中 化学 必修 第一册 第三章 铁 金属材料《章末综合提升》课件

章末综合提升

第三章

铁金属材料概念梳理构建体系1分层突破提升能力2教考衔接明确考向3内容索引单元检测卷4概念梳理构建体系1．铁及其化合物2．铝及其化合物3．合金返回分层突破提升能力一、金属与水、酸、碱、盐溶液的反应1．Na与H2O、酸、碱、盐溶液反应的规律(1)钠与酸、碱、盐水溶液反应规律：有酸氢离子为先，无酸水分子为先。(2)分析钠与酸、碱、盐水溶液反应的计算问题时，生成氢气的量按钠的量计算。(3)求钠与水反应后溶液中溶质的质量分数时，溶液的质量应减去生成氢气的质量。3．金属与酸的反应规律根据金属活动性顺序表，排在H前面的金属均能与酸发生置换反应，生成H2。4．金属与碱的反应金属铝既能溶于酸，又能溶于碱。反应的离子方程式如下：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。针对练1.将2.3gNa分别放入下列溶液中：①水100mL

②1000mL1mol/LNaCl③50mL0.5mol/LCuSO4溶液

④200mL0.1mol/LHCl

⑤300mL1mol/LNaOH溶液。则放出H2的物质的量A．②中最多 B．③中最少C．一样多 D．无法计算√Na优先与酸中的H＋反应，若H＋不够再与H2O产生的H＋反应，故只要水满足Na反应需要，Na失去电子给H＋，则产生的H2量相同。针对练2.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是A．1∶1B．3∶4C．2∶3 D．4∶3√二、确定金属混合物成分的解题模型第1步：计算混合金属的平均摩尔电子质量，即混合金属在反应中转移1mol电子时的质量。第2步：计算各金属的摩尔电子质量，即各金属在反应中转移1mol电子时的质量。第3步：比较平均摩尔电子质量与各金属摩尔电子质量的大小，判断确定混合金属的成分。针对练3.由镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8L，由此得出的结论正确的是A．该混合物中一定含有铝B．该混合物中一定含有铁C．该混合物一定是由铁和镁组成的D．该混合物中一定不含铁√针对练4.由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生1.0g氢气，则混合物中一定含有的金属是A．ZnB．FeC．Al D．Mg√三、基于铁元素的工艺流程题1．要灵活应用元素守恒和物料转化思想原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意铁元素的变化过程。2．要做好知识和生产实际的密切联系一是工艺流程中的大部分反应都源于教材，部分陌生反应的反应原理也是源于教材；二是涉及实际工艺，因此要注意环境保护和资源的利用，最终废弃物尽可能少且无害，部分物质需要循环利用等。3．掌握工艺流程中常见的术语如研磨、粉碎、浸出、酸溶、碱洗、燃烧等。针对练5.根据如下框图分析，下列说法不正确的是A．E3＋的氧化性比M2＋的氧化性强B．在反应①中H2SO4既表现了酸性，又表现了氧化性C．反应④的离子方程式可表示为3SCN－＋E3＋===E(SCN)3D．在反应③中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀生成√针对练6.工业上利用黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，已知SiO2化学性质稳定，除HF以外不和其他常见无机酸反应。具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是_____________(填离子符号)。Fe2＋、Fe3＋黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2＋、Fe3＋。(2)步骤Ⅲ中可选用________(填字母)调节溶液的pH。A．稀硝酸 B．氨水C．氢氧化钠溶液 D．高锰酸钾溶液步骤Ⅲ要使pH升高，步骤Ⅳ还要加NH4HCO3，若使用氢氧化钠溶液，产品中容易混入Na＋，所以选B。B(3)步骤Ⅳ中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是_____________________________________________________________________。取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________________。4FeCO3＋O2返回教考衔接明确考向1．(2021·广东卷)今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是选项ABCD文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶兽首玛瑙杯角形玉杯√铸客大铜鼎属于铜的合金，A符合题意；河姆渡出土陶灶属于陶器，主要成分为硅酸盐，不属于合金，B不符合题意；兽首玛瑙杯主要成分为二氧化硅，不属于合金，C不符合题意；角形玉杯主要成分为硅酸盐，不属于合金，D不符合题意。√2．(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3钢是含碳量低的铁合金，故A正确；钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确；由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确。氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确。√3．(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是A．氯化铁属于弱电解质B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板C．氯化铁可由铁与氯气反应制得D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体√4．(2022·广东卷)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是选项劳动项目化学知识A面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包Na2CO3可与酸反应B环保工程师用熟石灰处理酸性废水熟石灰具有碱性C工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与H2O高温下会反应D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板铝能形成致密氧化膜小苏打是碳酸氢钠，不是碳酸钠，主要用来做膨松剂，故A符合题意；熟石灰是氢氧化钙，具有碱性，可以用于处理酸性废水，故B不符合题意；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，故C不符合题意；钢板上镀铝，保护钢板，金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀，故D不符合题意。5．(2021·江苏卷)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的CuD．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水√因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A项说法对应；纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B项说法不对应；FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C项说法对应；聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D项说法对应。6．(2021·广东卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系√7．(2023·浙江1月选考，16改编)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√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。8．(2021·海南卷，15节选)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。已知：氯化亚砜

熔点－101℃，沸点76℃，易与水反应生成SO2与HCl。回答问题：(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。漏斗(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用________(填字母)。A．KMnO4溶液 B．Cl2水C．Br2水 D．H2O2溶液(3)取少量D晶体，溶于水并滴加KSCN溶液，现象是_______________。BD

溶液变为红色(4)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂________，并设计实验验证是该还原剂将Fe3＋还原：_____________________________________________________________。SO2BaCl2溶液，产生白色沉淀，则是SO2将Fe3＋还原先加盐酸酸化，再加废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉反应生成氯化亚铁，过滤除去少量碳和SiO2杂质，A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁)，蒸发结晶生成FeCl3·6H2O，通入SOCl2生成FeCl3。返回单元检测卷√1．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是A．质软B．银白色C．能导电 D．易生锈物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质。√2．下列适合制作不锈钢用具的铁合金是A．低碳钢 B．中碳钢C．高碳钢 D．合金钢不锈钢由于其抗腐蚀性好，在生产和生活中有许多用途，若含有碳元素，易形成电化学腐蚀，低碳钢、中碳钢、高碳钢都含有碳，属于不适宜于制作不锈钢用具的钢，不锈钢中含有的主要金属是镍、铬和铁，是这三种元素为主制成的合金钢，D符合题意。√3．(2023·东莞重点中学高一联考)下列有关说法不正确的是A．电解熔融氯化钠制取金属钠时，钠离子被还原，氯离子被氧化B．生铁、碳素钢、不锈钢等都属于铁的合金C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用于新能源汽车行业D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大√4．下列溶液能溶解铁且无新的固体和气体产生的是A．CuSO4溶液 B．稀硫酸C．FeCl3溶液 D．AgNO3溶液CuSO4溶液和铁反应生成铜单质和硫酸亚铁，生成了新的固体，故A不符合题意；稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，有气体产生，故B不符合题意；FeCl3溶液与铁反应生成氯化亚铁，无新固体和气体生成，故C符合题意；AgNO3溶液和铁反应生成银单质和硝酸亚铁，生成了新的固体，故D不符合题意。√5．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可行的方法是A．滴入KSCN溶液B．通入氯气C．加入适量铜粉并过滤D．加入适量铁粉并过滤硫氰化钾溶液是用于检验Fe3＋，FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl，引入了新杂质，故A错误；氯气与氯化亚铁溶液发生氧化还原反应，故B错误；铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，引入了新杂质，故C错误；铁与氯化铁生成氯化亚铁，过量的铁粉过滤除去，故D正确。锤炼过程中可除去一部分碳等杂质，A项正确；空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应，B项正确；钢的性能比铁好，C项正确；“真金不怕火炼”是说在高温下金也很难发生反应，D项错误。√6．下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理，下列有关说法错误的是A．百炼成钢——通过反复锤炼，除去铁中部分杂质，使其转化为钢B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2(以大理石为例)C．恨铁不成钢——钢的性能远优于铁D．真金不怕火炼——单质金的熔点很高√7．下列对金属和金属材料的认识中，不正确的是A．生铁和钢的性能完全相同B．铁在潮湿的空气中容易生锈C．赤铁矿的主要成分是氧化铁D．回收废旧金属有利于节约金属资源生铁与钢含碳量不同，性能不同，生铁硬而脆，钢韧性强，故A说法错误；铁在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀，加速铁的腐蚀，故B说法正确；氧化铁为红棕色，Fe3O4为黑色晶体，FeO为黑色固体，赤铁矿的主要成分是氧化铁，故C说法正确；回收废旧金属有利于节约金属资源，故D说法正确。√8．我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法不正确的是A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的氧化物且铝与酸、碱都能发生反应，所以铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物，故A正确；常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝表面被氧化后形成一层致密的氧化物薄膜，阻止金属继续被腐蚀，而不是因为铝不活泼，故B错误；合金的硬度大于其成分金属，铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域，故C正确；氧化铝为两性氧化物，能够与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水，工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故D正确。√9．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是①NaHCO3

②Al2O3

③Al

④Na2CO3

⑤NaHSO4A．②③④ B．①②③C．①③④ D．全部向CaCl2溶液中通入CO2不反应，A错误；向CuSO4溶液中加入NaOH溶液产生氢氧化铜蓝色沉淀，B错误；向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色，C错误；向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁白色沉淀，D正确。√10．下列各组反应，最终一定能得到白色沉淀的是A．向CaCl2溶液中通入CO2B．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2

和HCl发生复分解反应得到，C正确；Fe(OH)3

可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，D错误。11．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3C．FeCl2 D．Fe(OH)3√√选项用途性质或原理ANa2O2常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂Na2O2与H2O、CO2反应产生O2B自来水厂用氯气来杀菌、消毒氯气(Cl2)具有强氧化性C工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)Fe2＋具有还原性D用小苏打治疗胃酸过多NaHCO3可中和胃酸13．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下表中用途与其性质或原理对应关系错误的是√氯气溶于水，和水反应生成的次氯酸具有强氧化性，所以可用于自来水消毒。14．对实验Ⅰ～Ⅳ的实验操作现象判断正确的是√A．实验Ⅰ：产生红褐色沉淀B．实验Ⅱ：溶液颜色变红C．实验Ⅲ：放出大量气体D．实验Ⅳ：先出现白色沉淀，后溶解将氯化铁饱和溶液加入到沸水中加热至溶液呈红褐色可得到氢氧化铁胶体，不是氢氧化铁红褐色沉淀，故A错误；硫氰化钾溶液与二价铁离子不反应，溶液不变色，故B错误；铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，有大量气体生成，故C正确；氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝是两性氢氧化物，溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，则氨水过量时，氢氧化铝不会溶解，故D错误。15．(13分)A、B、C、D都是中学化学中常见物质，其中A、B、C均含有同一种元素，在一定条件下相互转化关系如下(部分反应中的水已略去)。根据题意回答下列问题：(1)若A、B、C的焰色试验均为黄色，C为厨房中的用品，D的过度排放会造成温室效应。①A的化学式________，B的俗名____________。②反应Ⅱ的离子方程式是______________________________

。NaOH纯碱(或苏打)若A、B、C的焰色试验均为黄色，则均含有Na元素，C为厨房中的用品，则C为NaHCO3，D的过度排放会造成温室效应，D为CO2，据此解答。(2)若A、D均为单质，且A为气体，D元素的一种红棕色氧化物常用作颜料。①反应Ⅱ的离子方程式是____________________；②反应Ⅲ的离子方程式是_________________________；③检验B中阳离子最好的方法是____________________________________________________________________________________。若A、D均为单质，D元素的一种红棕色氧化物常用作颜料，为Fe2O3，则D为Fe，且A为气体，由转化关系可知A具有强氧化性，将Fe氧化为高价态，可推知A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2，据此解答。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋取少量B的溶液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若出现红色，说明B中的阳离子是Fe3＋16．(16分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案：(1)试剂1的主要成分的化学式是________。KSCN向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的部分FeSO4被空气中的O2氧化生成了Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3。(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是_____________________________________________________(用离子方程式表示)。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。①提出假设假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；假设2：_______________________。SCN－被过量的氯水氧化实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。②设计方案为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：_______________________________________________________________________________________________________。取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若出现红色，则说明假设2成立，若不出现红色，则说明假设2不成立假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中补充SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。(4)应用拓展写出一种保存FeSO4固体的方法：_________。密封保存由于FeSO4易被空气中的O2氧化，所以FeSO4

应密封保存。17．(16分)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。请根据以上信息完成下列各题：(1)写出下列物质的化学式：B________，丙________。AlHCl(2)反应过程⑦可能观察到的实验现象是：__________________________________________，产生红褐色沉淀的化学方程式是_____________________________________。(3)反应③中的离子方程式是____________________________________。白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色4Fe(OH)2＋O22H2O===4Fe(OH)32Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑

(4)反应⑤的离子方程式是__________________________。(5)反应⑦中如果可以长时间看到白色沉淀，应进行的实验操作是______________________________________________________________________________________________________________________________。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－配制溶液的蒸馏水煮沸，去除水中溶解的氧气(或胶头滴管末端进入氯化亚铁液面下滴加氢氧化钠溶液或在氯化亚铁液面上加入一层煤油隔绝空气)金属单质A焰色试验呈黄色，则A是Na，Na与H2O反应产生气体甲是H2，D溶液为NaOH，金属B和氢氧化钠溶液反应，说明B为Al，黄绿色气体乙为Cl2，气体甲和氯气反应生成丙为HCl，物质E为盐酸溶液，物质D是氢氧化钠，D和物质G反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH