1、 本章知识体系构建与核心素养提升本章知识体系构建与核心素养提升 一、铁及其化合物 二、铝及其化合物 通过本章的学习，结合真实情境中的应用实例和通过实验探究，知道铁及其重要化合物的主要性 质，知道铝单质性质的特殊性，了解它们在生产、生活中的应用。能从物质分类、化合价的角度归纳 铁、铁盐、亚铁盐的还原性或氧化性。 能联系合金的组成解释合金性质，认识合金对人类社会的贡献，能用简单实验探究铁与水蒸气的 反应产物，制备 Fe(OH)2，能设计简单实验检验 Fe2 、Fe3，能利用化学方程式定量的计算分析化学 反应中的物质变化规律。 例 1 (2020 金山中学高一期末)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原
2、性， 某同学设计如下实验 方案，其中符合实验要求且正确的是( ) 选 项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结 论 A 在氯化亚铁 溶液中滴加新制 氯水 浅绿色溶液 变成棕黄色溶液 2Fe2 Cl 2=2Fe 3 2Cl Fe2 具 有氧化性 B 在氯化亚铁 溶液中加入锌片 浅绿色溶液 变成无色溶液 Fe2 Zn=FeZn2 Zn具 有还原性 C 在氯化铁溶 液中加入铁粉 棕黄色溶液 变成浅绿色溶液 Fe3 Fe=2Fe2 铁单质 具有还原性 D 在氯化铁溶 液中加入铜粉 棕黄色溶液 变成蓝色溶液 2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2 Fe3 具 有还原性 答案 B 解析 Fe2 具有还原性，在氯
3、化亚铁溶液中滴加新制氯水，Fe2被氯水氧化生成 Fe3，溶液由浅 绿色变成棕黄色，故 A 错误；Fe2 具有氧化性，Zn 具有还原性，在氯化亚铁溶液中加入锌片，锌与 Fe2 发生置换反应生成 Fe 和无色的 Zn2，溶液由浅绿色变成无色，故 B 正确；氯化铁溶液与铁粉反 应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为 2Fe3 Fe=3Fe2，故 C 错误；氯化铁溶液与铜粉反应生成 氯化亚铁和氯化铜， 反应前氯化铁溶液为黄色， 反应后氯化亚铁溶液为浅绿色， 氯化铜溶液为淡蓝色， 氯化亚铁和氯化铜的混合溶液为蓝绿色，说明 Fe3 具有氧化性，故 D 错误。 例 2 (2020 北京房山区高一期末)实验小组研
4、究二价铁的氧化反应，设计如下实验。 实验 序号 试剂及操作 现象 现象 a：生成白色沉淀，最终转变 为红褐色 现象 b： 现象 c：溶液略呈黄色 现象 d：溶液呈红色 (1)实验所用的 Fe(NO3)2溶液由 Fe(NO3)3溶液和足量铁粉反应制得，离子方程式是_ _。 (2)实验中白色沉淀转变为红褐色的化学方程式是_。 (3)现象 b 是_。 (4)实验小组对实验中何种物质氧化 Fe2 进行研究，提出两种假设： .酸性条件下，O2氧化了 Fe2 ； .酸性条件下，_。 将假设补充完整。 设计实验，证实了假设不是实验中氧化 Fe2 的主要原因。将实验方案和现象补充完整。 步骤 1：向 1.0
5、mL_溶液中滴加 1.5 mL 1.0 mol L 1 H 2SO4溶液； 步骤 2：向上述所得溶液中滴加 KSCN 溶液，观察到_。 向步骤 2 所得溶液中滴加 NaOH 溶液至 pH 约为 5，检测到有 Fe3 产生。 (5)综合上述实验，说明二价铁的氧化反应与_因素有关。 答案 (1)2Fe3 Fe=3Fe2 (2)4Fe(OH) 2O22H2O=4Fe(OH)3 (3)红褐色沉淀溶解，溶液 呈黄色 (4)NO 3氧化了 Fe 2 0.1 mol L1 FeSO 4 溶液无明显变化 (5)溶液酸碱性强弱、 氧化 剂种类及二价铁的存在形式(其他合理答案给分) 解析 (1)Fe3 与 Fe
6、发生氧化还原反应生成 Fe2，离子方程式为：2Fe3Fe=3Fe2。 (2)实验中 Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成 Fe(OH)2白色沉淀， 被空气中的氧气氧化后迅速从白色 变为灰绿色，最终变为红褐色，化学方程式为：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。 (3)Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成 Fe(OH)2白色沉淀，被氧化变为红褐色沉淀 Fe(OH)3，加入硫酸 溶液后发生酸碱中和反应，红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色。 (4)在酸性条件下，NO 3具有氧化性，可将 Fe 2氧化，因此假设 ii 为酸性条件下，NO 3氧化了 Fe2 。 根据控制变量法可知，要证明氧化剂为氧气，需
7、要排除硝酸根离子的干扰，因此，可以改为向 1.0 mL 0.1 mol L 1 FeSO 4溶液中滴加 1.5 mL 1.0 mol L 1H 2SO4溶液。 (5)根据实验的过程和实验现象可知， 二价铁的氧化反应与溶液的酸碱性、 氧化剂种类及二价铁的 存在形式等因素有关。 例 3 (1)某化学兴趣小组利用铁粉、 锌粉、 0.1 mol L 1 FeCl 3溶液、 0.1 mol L 1 FeCl 2溶液、 KSCN 溶液和新制氯水来探究 Fe2 、Fe3的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 用上述所给物质写出体现 Fe2 具有还原性的化学方程式：_。 设计实验方案，完成下列表格。
8、探究内 容 实验方案 实现现象 探究 Fe3 具有氧化性 取少量 0.1 mol L 1 的 FeCl3溶液，向 溶液中加入足量铁粉，再加入少量 KSCN 溶液 加入铁粉后，溶液颜色 变为_；加入 KSCN 溶 液后，溶液_ 该兴趣小组为探究“Fe2 具有氧化性”，提出了向 FeCl 2溶液中加入锌粉，该反应的离子方程 式为_。 (2)某反应中反应物与生成物有 Fe3 、Mn2、H、MnO 4、H2O 和一种未知离子 X，已知 MnO 4在 反应中得到电子，则 X 离子是_，该反应的离子方程式是_。 答案 (1)2FeCl2Cl2=2FeCl3 浅绿色 不变色 Fe2 Zn=Zn2Fe (2)
9、Fe2 MnO 45Fe 28H=Mn25Fe34H 2O 解析 (1)在反应中 Fe2 作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，发生 的反应为 2FeCl2Cl2=2FeCl3。向 FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为 2Fe3 Fe=3Fe2，所 以溶液由棕黄色变为浅绿色。向 FeCl2溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。 向 FeCl2溶液中加入锌粉，发生的离子反应为 ZnFe2 =FeZn2。(2)已知 MnO 4得电子， 故 MnO 4是氧化剂，Mn 2为还原产物，则题目提供的 Fe3是氧化产物，故还原剂为 Fe2，即 X为Fe2 。该反应中反应物为MnO 4、Fe 2和
10、H，生成物为Mn2、Fe3和H 2O，n(MnO 4)n(Fe 2)15。 例 4 “速力菲”是一种人工合成的补铁剂， 某研究性学习小组为探究其主要成分， 进行了如下 实验： 打开这种药片的密封膜，发现其外观为淡黄色； 将“速力菲”投入小试管中，加入少量蒸馏水，充分振荡后发现溶液变浑浊；慢慢加入稀硫酸 后溶液变得澄清透明并显黄色；滴加 KSCN 溶液，溶液立即变为红色。学生甲由此断定“速力菲”的 主要成分是三价铁盐； 学生乙的操作与甲大致相同，所不同的是他动作敏捷，且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口。结果 发现：溶液仅显示淡红色。乙同学认为“速力菲”的主要成分不是三价铁盐，而是亚铁盐。 为了确认甲、
11、乙的结论是否正确，学生丙将乙所得的淡红色溶液分成两份继续进行实验： 试回答下列问题： (1)甲、乙两位同学的结论中比较合理的是_同学的结论，另一同学判断出错的原因是 _。 (2)丙的实验说明维生素 C 具有较强的_(填“氧化”或“还原”)性。 (3)写出与中现象对应的离子方程式：_。 (4)关于中的实验现象，丙同学提出了两种假设：一种是过量的氯水与 Fe3 结合生成了某种稳 定的新物质； 另一种则是过量的氯水将 SCN 氧化了。 请你设计一个实验方案以确认哪种假设更合理： _。 答案 (1)乙 亚铁盐在空气中易被氧气氧化 (2)还原 (3)2Fe2 Cl 2=2Fe 32Cl (4)再加过量的 KSCN 溶液， 如果溶液变红色， 则第二种假设合理； 如果溶液不变色，则第一种假设合理
