1、第三章第三章 铁金属材料铁金属材料 章末素能提升章末素能提升 专题归纳专题归纳 课堂达标验收课堂达标验收 夯基提能作业夯基提能作业 知识网络知识网络 名师博客呈现名师博客呈现 知识网络知识网络 一、铁、铝及其化合物 铁、铁、 铝铝 及及 其其 化化 合合 物物 铁铁 及及 其其 化化 合合 物物 铁铁 冶炼： 冶炼：Fe2O33CO= 高温高温 2Fe3CO2 性质性质 物理性质：银白色金属、粉末为黑色、能被磁铁吸引物理性质：银白色金属、粉末为黑色、能被磁铁吸引 化化 学学 性性 质质 与非金属单质与非金属单质 O2、Cl2、S、Br2等等 反应反应 与水蒸气反应：与水蒸气反应：3Fe4H2O
2、 g = 高温高温 Fe3O44H2 与非氧化性酸反应：与非氧化性酸反应：Fe2H =Fe2 H2 与盐溶液反应：与盐溶液反应：FeCu2 =Cu Fe2 应用：铁合金等应用：铁合金等 铁、铁、 铝铝 及及 其其 化化 合合 物物 铁铁 及及 其其 化化 合合 物物 铁铁 的的 化化 合合 物物 氧化物： 氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4 氢氧化氢氧化物：物：Fe OH 2、Fe OH 3 铁盐铁盐 Fe2 浅绿色 浅绿色 与与OH 反应： 反应：Fe2 2OH =Fe OH 2 隔绝空气隔绝空气 还原性：与还原性：与Cl2、HNO3、H2O2、KMnO4等反应等反应 检验检验 NaOH
3、溶液：溶液：Fe2 OH Fe OH 2 白色 白色 灰绿色灰绿色Fe OH 3 红褐色 红褐色 氯水和氯水和KSCN溶液：溶液：Fe2 KSCN溶液溶液无现象 无现象 氯水氯水 红色红色 Fe3 棕黄色 棕黄色 与 与OH 反应： 反应：Fe3 3OH =Fe OH 3 氧化性：与氧化性：与Fe、Cu、SO2、I 、 、S2 等反应 等反应 检验检验 NaOH溶液： 溶液：Fe3 OH Fe OH 3 红褐色红褐色 KSCN溶液：溶液：Fe3 KSCN溶液溶液Fe SCN 3 红色 红色 铁、铁、 铝铝 及及 其其 化化 合合 物物 铝及铝及 其化其化 合物合物 铝 铝 的的 性性 质质 与
4、与O2、Cl2等具有氧化性的物质反应等具有氧化性的物质反应 与非氧化性酸反应：与非氧化性酸反应：2Al6H =2Al3 3H2 与强碱反应：与强碱反应：2Al2OH 2H2O=2AlO 2 3H2 铝热反应：铝热反应：Fe2O32Al= 高温高温 Al2O32Fe 铁、铁、 铝铝 及及 其其 化化 合合 物物 铝铝 及及 其其 化化 合合 物物 铝铝 的的 化化 合合 物物 Al 2O3 与强酸反应：与强酸反应：Al2O36H =2Al3 3H2O 与强碱反应：与强碱反应：Al2O32OH =2AlO 2 H2O Al OH 3 性质性质 与强酸反应：与强酸反应：Al OH 33H =Al3
5、3H2O 与强碱反应：与强碱反应：Al OH 3OH =AlO 2 2H2O 制取制取 Al3 3NH3 H2O=Al OH 33NH 4 CO2 足量足量 AlO 2 2H2O=Al OH 3HCO 3 应用：净水剂、胃药等应用：净水剂、胃药等 铝盐 铝盐 Al3 性质性质 与弱碱反应：与弱碱反应：Al3 3NH3 H2O=Al OH 33NH 4 与强碱反应与强碱反应 OH 少量： 少量：Al3 3OH =Al OH 3 OH 过量： 过量：Al3 4OH =AlO 2 2H2O 应用：净水剂应用：净水剂明矾即明矾即KAl SO4 2 12H2O等等 二、金属材料 三、金属及其化合物之间的
6、相互转化 1铁及其化合物之间的相互转化 2铝及其化合物之间的相互转化 专题归纳专题归纳 专题专题1 铁及其化合物铁及其化合物 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 CCu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2 DFe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3 例题例题 1 C 触及高考触及高考 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
7、CuCl2和FeCl2，C正确；I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2， D错误。 考题探析从古至今，铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作 用。 (1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是 _(填序号，下同)。 AFe BFeO CFe3O4 DFe2O3 (2)在现代半导体工业生产中，常利用FeCl3腐蚀铜的原理制作印刷线路板，该 原理的化学方程式为_。 (3)实验室在配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入铁粉， 其原因是_(用离子方程式表示)。 C 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 Fe2Fe3 =3Fe2 (4)现有配制所
8、得的现有配制所得的 100 mL 6 mol L 1 FeSO 4溶液， 向其中滴入一定量 溶液， 向其中滴入一定量 的稀硝酸，请回答下列问题：的稀硝酸，请回答下列问题： 配平该反应的离子方程式：配平该反应的离子方程式： _Fe2 _NO 3 _H =_Fe3 _NO _H2O 要检验该反应后的溶液中是否还含有要检验该反应后的溶液中是否还含有 Fe2 ，可选用的试剂为，可选用的试剂为 _。 A酸性酸性 KMnO4溶液溶液 BKSCN 溶液溶液 CCl2 3 1 4 3 1 2 A 写出上述的具体实验方案(含操作、现象、结论)：_ _ _。 经检验，上述反应后的溶液中不存在Fe2，则该反应过程中
9、产生的 NO体积为_L。(标准状况) 取 少 量 反 应取 少 量 反 应 后的溶液于试管中后的溶液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液颜色变若溶液颜色变 浅或褪色浅或褪色，则溶液中含则溶液中含Fe2 ， ，否则不含否则不含Fe2 4.48 解析：(1)指南针由天然磁石制成，主要成分为四氧化三铁，C正确。 (2)利用FeCl3腐蚀铜的原理制作印刷线路板，该原理的化学方程式为 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。 (3)配制FeSO4溶液时，向其中加入铁粉，铁粉可以与FeSO4变质后产生的 Fe3反应生成Fe2，防止FeSO4溶液变质，该反应的离子
10、方程式为Fe 2Fe3=3Fe2。 (4)铁元素的化合价从铁元素的化合价从2 价升高为价升高为3 价，氮元素的化价，氮元素的化合价从合价从5 价降低为价降低为2 价，配平该反应的离子方程式：价，配平该反应的离子方程式：3Fe2 NO 3 4H =3Fe3 NO2H2O。Fe2 具有还原性，要检验该反应后的溶液中是否还 具有还原性，要检验该反应后的溶液中是否还 含有含有 Fe2 ，可选用的试剂为酸性 ，可选用的试剂为酸性 KMnO4溶液，反应过程中可看到溶液颜溶液，反应过程中可看到溶液颜 色变浅或褪色。色变浅或褪色。 上述上述的具体实验方案： 取少量反应后的溶液于试管中，的具体实验方案： 取少量
11、反应后的溶液于试管中， 向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液颜色变浅或褪色，则溶液中含向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液颜色变浅或褪色，则溶液中含 Fe2 ，否则不含 ，否则不含 Fe2 。 。反应后的溶液中不存在反应后的溶液中不存在 Fe2 ，则参与反应的 ，则参与反应的 Fe2 的物质的量为 的物质的量为 6 mol L 1 0.1 L0.6 mol， 反应生成的， 反应生成的 NO 标准状况下的标准状况下的 体积为体积为 0.6 mol1 3 22.4 L mol 1 4.48 L。 临场练兵(2018课标，28节选)某小组为探究三草酸合铁酸钾的 热分解产物，按下图所示装置进行实验
12、。 通入氮气的目的是_ _。 实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红 色，由此判断热分解产物中一定含有_、_。 为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_ _。 样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在 的方法是_ _。 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续 装置装置 CO2 CO 先熄灭装置先熄灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气的酒精灯，冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴滴 KSCN溶液，溶液变红色，证明含有溶液，
13、溶液变红色，证明含有Fe2O3 解析：解析：空气中含有空气中含有 O2，为防止，为防止 Fe2 被 被 O2氧化，应先通入氧化，应先通入 N2，隔，隔 绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。 B 中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生 CO2；F 中澄清石灰中澄清石灰 水变浑浊，水变浑浊，E 中固体变为红色，说明中固体变为红色，说明 E 中发生反应：中发生反应：CuOCO= Cu CO2，所以分解产物中一定含有，所以分解产物中一定含有 CO。实验结束时，为了防止倒吸，实验结束时，为了防止倒吸， 应先熄灭装置
14、应先熄灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气。的酒精灯，冷却后停止通入氮气。检验检验 Fe2O3的方的方 法是取少许固体粉末于试管中， 加稀硫酸溶解， 滴入法是取少许固体粉末于试管中， 加稀硫酸溶解， 滴入 12 滴滴 KSCN 溶液，溶液， 溶液变红色，证明含有溶液变红色，证明含有 Fe2O3。 (2018江苏单科节选)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、 SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料， 生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工 艺流程如下： 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的 形式由 _(填化学式)转化为_(填化学式)。 例题例题 2 触及高考触及
15、高考 专题专题2 铝及其化合物铝及其化合物 NaAlO2 Al(OH)3 解析：用NaOH溶液碱浸后，Al2O3、SiO2溶解，转化为NaAlO2和Na2SiO3， 通入过量CO2后，NaAlO2与CO2反应转化为Al(OH)3 。 考题探析考题探析(2016 海南单科节选海南单科节选)KAl(SO4)2 12H2O(明矾明矾)是一种复是一种复 盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为主要成分为 Al， 含有少量的含有少量的 Fe、Mg 杂质杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：
16、 易拉罐易拉罐 试剂试剂 微热，过滤微热，过滤 滤液滤液A NH4HCO3 沉淀沉淀B 稀稀H2SO4 K2SO4 产物产物 (1)为尽量少引入杂质，试剂为尽量少引入杂质，试剂应选用应选用_(填标号填标号)。 aHCl 溶液溶液 BH2SO4溶液溶液 c氨水氨水 DNaOH 溶液溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 _。 d 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO22H2 解析：(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂的作 用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、 Mg杂质，会引入F
17、e2、Mg2，氨水不能溶解Al；NaOH溶液可溶解Al， 但不溶解Fe、Mg杂质，故应选用d。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主 要发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。 临场练兵临场练兵(高考组编高考组编)下列关于铝及其化合物的说法正确的是下列关于铝及其化合物的说法正确的是 ( ) A 制备制备 Al(OH)3悬浊液： 向悬浊液： 向 1 mol L 1 AlCl 3溶液中加过量的 溶液中加过量的 6 mol L 1 NaOH 溶液 溶液 BKAl(SO4)2 12H2O 溶于水可形成溶于水可形成 Al(OH)3胶体胶体 C用坩埚用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在
18、酒精灯上加热，钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热， 熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低 D向向 Al2(SO4)3溶液中加入过量的溶液中加入过量的 NH3 H2O：Al3 4NH3 H2O= AlO 2 4NH 4 2H2O B 解析：A项，AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O，AlCl3在过量的 NaOH溶液中产生NaAlO2，而不是Al(OH)3；B项，KAl(SO4)212H2O溶于水， 电离出的Al3可形成Al(OH)3胶体；C项，铝在空气中加热生成的氧化铝 熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落；D项，NH3H2O不能溶解 Al(OH)3。
