2024高考化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)綜合復(fù)習(xí)第5講鐵金屬材料課件

第五講鐵金屬材料化學(xué)要點(diǎn)導(dǎo)引·定錨點(diǎn)教材研析·固基礎(chǔ)一、鐵元素的存在1.含量:鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁,居第四位。2.存在:游離態(tài)(隕鐵)、化合態(tài)(礦石)。二、鐵的性質(zhì)1.鐵的物理性質(zhì)顏色熔點(diǎn)沸點(diǎn)密度導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性特性銀白色高高大良好鐵磁性(3)與酸反應(yīng)。①與非氧化性酸(稀硫酸、鹽酸)反應(yīng):Fe+2H+══Fe2++H2↑。②與強(qiáng)氧化性酸(濃硫酸、濃硝酸)反應(yīng):常溫時(shí)鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化,加熱時(shí)會(huì)繼續(xù)反應(yīng)。(4)與鹽溶液反應(yīng)。Fe+Cu2+══Fe2++CuFe+2Fe3+══3Fe2+三、鐵的氧化物名稱(化學(xué)式)氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)Fe元素化合價(jià)+2價(jià)+3價(jià)+2、+3價(jià)俗名—鐵紅磁性氧化鐵顏色、狀態(tài)黑色固體紅棕色固體黑色晶體溶解性不溶于水不溶于水不溶于水物質(zhì)類別堿性氧化物堿性氧化物氧化物與H+反應(yīng)FeO+2H+══

Fe2++H2OFe2O3+6H+══2Fe3++3H2OFe3O4+8H+══Fe2++2Fe3++4H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定,6FeO+O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定主要用途—紅色顏料—四、鐵的氫氧化物名稱(化學(xué)式)氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]氫氧化鐵[Fe(OH)3]顏色、狀態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性不溶于水不溶于水制備Fe2++2OH-══Fe(OH)2↓Fe3++3OH-══Fe(OH)3↓與H+反應(yīng)Fe(OH)2+2H+══Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+══Fe3++3H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定,Fe(OH)2

FeO+H2O(隔絕空氣)不穩(wěn)定,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O轉(zhuǎn)化及現(xiàn)象4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3現(xiàn)象:白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色══

五、鐵鹽和亞鐵鹽1.Fe2+的性質(zhì)(1)含有Fe2+的溶液顯淺綠色。(2)具有還原性,易被強(qiáng)氧化劑(Cl2、Br2、O2、H2O2、HNO3、濃硫酸、酸性KMnO4溶液等)氧化成Fe3+。例如:2Fe2++Cl2══2F3++2Cl-。

六、鋁及其化合物1.鋁的性質(zhì)(1)4Al+3O2══2Al2O3(鋁表面形成致密的氧化鋁保護(hù)膜)。(2)2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑。(3)2Al+2NaOH+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑。2.氧化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)

化學(xué)式Al2O3Al(OH)3物質(zhì)類別兩性氧化物兩性氫氧化物物理特性白色固體,熔點(diǎn)高白色固體,不溶于水化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)Al2O3+6H+══2Al3++3H2OAl(OH)3+3H+══Al3++3H2O與堿反應(yīng)Al2O3+2OH-+3H2O══2[Al(OH)4]-Al(OH)3+OH══[Al(OH)4]-制備方法2Al(OH)3

Al2O3+3H2O七、金屬材料1.金屬材料包括純金屬和它們的合金。(1)合金:由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)合金特性:合金的硬度一般比其成分金屬的大,合金的熔點(diǎn)一般低于各成分金屬。2.鐵合金鐵合金含碳量特性生鐵2%~4.3%硬度大、抗壓、性脆鋼0.03%~2%延展性好、機(jī)械性能好鋼的種類:鋼

3.鋁合金硬鋁:密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng),是制造飛機(jī)和宇宙飛船的材料。4.新型合金儲(chǔ)氫合金、鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金。實(shí)戰(zhàn)演練·微知著1.人體血液中如果缺乏亞鐵離子,就會(huì)造成缺鐵性貧血。市場(chǎng)出售的某種麥片中含有微量、顆粒細(xì)小的鐵粉,這些鐵粉在人體胃酸(胃酸的主要成分是HCl)作用下轉(zhuǎn)化成亞鐵鹽。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.鐵粉具有還原性B.鐵是人體必需的微量元素C.常溫下,鐵能與水發(fā)生置換反應(yīng)D.亞鐵鹽溶液呈淺綠色【解析】高溫條件下,鐵與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng),故C錯(cuò)誤。【答案】C2.常溫下,把鐵片放入下列溶液中鐵片溶解,溶液質(zhì)量增加,但沒有氣體放出的是(

)A.濃硫酸B.CuSO4溶液C.FeCl3溶液D.AgNO3溶液【解析】常溫下,鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化;鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)置換出銅,溶液質(zhì)量減少;鐵與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2,溶液質(zhì)量增加;鐵與硝酸銀溶液反應(yīng)置換出銀,溶液質(zhì)量減少?！敬鸢浮緾3.(2022年7月浙江學(xué)考題改編)下列說法正確的是(

)A.向FeCl3溶液中滴加幾滴KSCN溶液,觀察到紅色沉淀B.紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)后的固體物質(zhì),可用作紅色顏料C.向氫氧化鋁沉淀中加入過量氫氧化鈉溶液,沉淀溶解D.硫酸鋁可用作消毒劑、混凝劑【解析】FeCl3遇KSCN溶液,溶液變紅而不是生成紅色沉淀,A不正確;紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)后生成Fe3O4(黑色),B不正確;Al(OH)3與NaOH發(fā)生反應(yīng):Al(OH)3+NaOH══Na[Al(OH)4],沉淀溶解,C正確;由于硫酸鋁中Al3+可以與H2O反應(yīng)生成Al(OH)3,因此硫酸鋁可用作混凝劑,而不能用作消毒劑,D不正確?！敬鸢浮緾4.(2022年7月浙江學(xué)考第10題)下列說法不正確的是(

)A.工業(yè)上一般通過電解熔融氧化鐵制備鐵B.工業(yè)上可用黃鐵礦為原料制備硫酸C.漂白粉可用作游泳池等場(chǎng)所的消毒劑D.過氧化鈉可在呼吸面具中作為氧氣的來源【答案】A5.下列反應(yīng)對(duì)應(yīng)的離子方程式正確的是(

)B.向氯化鐵溶液中加入少量銅粉:2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+C.向稀鹽酸中加入少量鐵粉:6H++2Fe══2Fe3++3H2↑D.鋁片溶解于氫氧化鈉溶液:Al+4OH-+3H2O══[Al(OH)4]-+3H2↑【答案】B6.某化學(xué)興趣小組學(xué)生利用如圖所示裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去)。請(qǐng)回答下列問題:(1)裝置A的作用是_________________。

(2)硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(3)實(shí)驗(yàn)中先點(diǎn)燃酒精燈a再點(diǎn)燃酒精噴燈,可能的原因是______________________________________。

(4)裝置E中的現(xiàn)象是_____________________________________。

為反應(yīng)提供水蒸氣

防止鐵粉被裝置中的空氣(或氧氣)氧化

黑色的粉末變成紅色,且管壁產(chǎn)生水珠

【解析】A處受熱產(chǎn)生水蒸氣,B中水蒸氣與Fe反應(yīng),C可收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,D干燥氣體,E中固體變紅說明CuO被還原,說明鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)產(chǎn)生H2。7.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變化:請(qǐng)回答:(1)固體B所含物質(zhì)的化學(xué)式:_______。

(2)反應(yīng)①和②的離子方程式:______________________________、________________________________。

Al2O3Al2O3+2OH-+3H2O══2[Al(OH)4]-【解析】KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3難溶于水是沉淀。Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)溶解,Fe2O3難溶。Al3+與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,加熱分解生成氧化鋁。8.金屬材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。(1)在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,是將30%的FeCl3溶液敷在絕緣板的銅片上進(jìn)行腐蝕,寫出FeCl3溶液與銅反應(yīng)的離子方程式:__________________________。某學(xué)生對(duì)FeCl3溶液腐蝕銅后所得溶液的成分進(jìn)行測(cè)定,取少量待測(cè)溶液,滴入KSCN溶液后顯紅色,則該溶液中所含金屬陽離子有__________________________。

Cu+2Fe3+══Cu2++2Fe2+

Fe3+、Fe2+、Cu2+(2)為了從含有FeSO4、CuSO4的工業(yè)廢水中回收Cu和硫酸亞鐵晶體,某小組設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)根據(jù)以下流程圖,回答下列問題。①固體X的成分為_________。

②若往溶液Z中滴加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________________________________________,

此過程涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________。

Fe、Cu白色沉淀迅速變成灰綠色,一段時(shí)間后又有紅褐色物質(zhì)生成

FeSO4+2NaOH══Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H