【寒假專題訓(xùn)練】人教版高中化學(xué) 必修1 高一寒假專題訓(xùn)練專題03 鐵金屬材料（原卷版+解析版）.zip-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

復(fù)習(xí)要點聚焦
1.鐵及其化合物
2.金屬材料
知識網(wǎng)絡(luò)聚焦
一、鐵的單質(zhì)
1．鐵元素的存在及使用
（1）存在：鐵在自然界中可以以單質(zhì)形態(tài)(隕鐵)存在，但主要以＋2價和＋3價化合物的形態(tài)存在，地殼中含量居第四位，僅次于氧、硅和鋁。
（2）工業(yè)煉鐵的原理(以Fe2O3為例)
3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。
2．鐵的物理性質(zhì)
鐵有延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被磁體吸引。其熔、沸點較高，熔點：1 535 ℃、沸點：2 750 ℃，密度：7.86 g·cm－3。
3．鐵的化學(xué)性質(zhì)
（1）與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)
結(jié)論：Fe在反應(yīng)中作還原劑，遇到較強的氧化劑(如Cl2等)生成＋3價鐵的化合物，遇到較弱的氧化劑(如稀硫酸等)生成＋2價鐵的化合物。
（2）實驗探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)
二、鐵的氧化物和氫氧化物
1．鐵的氧化物
2.鐵的氫氧化物
（1）鐵的氫氧化物的制備
實驗室制備氫氧化鐵和氫氧化亞鐵如下圖所示：
①圖甲實驗中觀察到的現(xiàn)象是有紅褐色沉淀生成，反應(yīng)的離子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
②圖乙實驗中先觀察到有白色沉淀生成，在空氣中迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
（2）Fe(OH)2和Fe(OH)3性質(zhì)的比較
三、鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)與檢驗
1．鐵鹽與亞鐵鹽
2.其他常見鐵鹽
（1）綠礬(FeSO4·7H2O)：一種重要的還原劑，可用作補血劑及植物的補鐵劑。
（2）鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：無色晶體，易溶于水，常用作化學(xué)分析試劑、藥物和織物媒染劑。
（3）赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}：紅色晶體，能溶于水，常用于檢驗Fe2＋，生成藍色沉淀。
（4）高鐵酸鉀(K2FeO4)：暗紫色晶體，具有強氧化性，可用作水體的殺菌、消毒劑或高容量電池材料。
3．Fe2＋和Fe3＋的檢驗
4．只含F(xiàn)e2＋或Fe3＋
（1）加NaOH溶液沉淀法
（2）加KSCN溶液顯示法
5．同時含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋對檢驗Fe3＋無干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗Fe3＋；Fe3＋對檢驗Fe2＋有干擾，不能采用先氧化再加KSCN溶液檢驗Fe2＋，通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說明含有Fe2＋。
四、Fe2＋、Fe3＋、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系
1．Fe只具有還原性。可被弱氧化劑(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被強氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3＋。
舉例：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3。
2．Fe2＋既有氧化性又有還原性?？杀粡娧趸瘎Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化為Fe3＋；可被還原劑(CO、C等)還原為Fe。舉例：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
FeO＋COeq \(=====,\s\up7(高溫))Fe＋CO2。
3．Fe3＋只具有氧化性，可被弱還原劑(Cu等)和Fe還原為Fe2＋，被強還原劑(Al、Zn、CO等)還原為Fe。舉例：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。
五、鐵合金
1．合金
【特別提醒】合金的性能
① 合金屬于混合物而非純凈物，具有金屬的特性。
② 合金一定含有金屬元素，也可能含有非金屬元素。
③ 合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。
④ 合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。
⑤ 并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點，則二者不能形成合金。
2.鐵合金
不銹鋼是一種重要的合金鋼，合金元素主要是鉻和鎳，在大氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，抗腐蝕能力強，常用于制造醫(yī)療器材、廚房用具和餐具，以及地鐵列車的車體等。
六、鋁和鋁合金
1．物理性質(zhì)
銀白色固體，ρ=2.7g/cm3，熔點660.4℃，沸點2467℃，導(dǎo)電熱性，輕金屬。
2．化學(xué)性質(zhì)
（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)常溫下Al的表面生成一層致密的氧化膜Al2O3，抗腐蝕能力加強對Al起到保護作用可做炊具，Al2O3熔點較高，灼燒Al熔化成鋁滴卻不滴落。
4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蝕性) 4Al+3O2 2Al2O3(白色粉末)
（2）與沸水幾乎不反應(yīng)
原因：鋁表面有一層致密氧化鋁薄膜阻止鋁與沸水的反應(yīng)。
（3）與非氧化性酸反應(yīng)（H+）： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑
（4）與氧化性酸（濃H2SO4、濃HNO3）反應(yīng)：
常溫下Al和Fe二者若遇到濃HNO3 、濃H2SO4則發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密的氧化膜，該氧化膜阻礙了單質(zhì)與氧化性酸的反應(yīng)，使反應(yīng)難以繼續(xù)進行，是化學(xué)變化，稱為鈍化現(xiàn)象。鈍化現(xiàn)象說明鐵、鋁是因生成致密的氧化膜而不能繼續(xù)反應(yīng)，可以利用這個性質(zhì)將鋁鐵制成鋁鐵槽車來運輸濃HNO3和濃H2SO4，洗刷車時注意防火和中毒現(xiàn)象，如破壞鈍化現(xiàn)象只需加熱。
2Al+6H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O Al+6HNO3eq \(=====,\s\up7(△))Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O
（5）Al與強堿反應(yīng)，與弱堿溶液幾乎不反應(yīng)
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑溶液呈堿性（NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，實質(zhì)NaAlO2呈堿性的原因NaAlO2+2H2O=2NaOH+Al(OH)3↓)
2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑
2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O
2Al+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑ Al是還原劑，H2O是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。
（6）Al與金屬氧化物（鋁熱反應(yīng)）混合：鋁熱劑
鋁熱反應(yīng)：鋁與難熔金屬氧化物混合在一起高溫條件下發(fā)生反應(yīng)且放出大量熱，此反應(yīng)可以應(yīng)用于焊接鋼軌和冶煉稀有金屬。
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 現(xiàn)象：放出大量熱，生成金屬單質(zhì)Fe；
8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3 4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn
（7）鋁與某些鹽溶液反應(yīng)2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3
（8）鋁的制備Al2O3=4Al+3O2↑
3．鋁合金
鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，強度高，具有較強抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。
七、新型合金
1.儲氫合金：
一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金，為氫氣作為能源的實際應(yīng)用起到重要的推動作用。
2.其他新型合金：
鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。
3.用途廣泛的稀土金屬
（1）鑭系元素(57～71號元素)及釔和鈧，共17種元素為稀土元素。
我國擁有豐富的稀土資源，現(xiàn)已查明的世界稀土資源中，80%分布在我國，并且品種齊全。
（2）稀土金屬有著廣泛的用途，它既可以單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。
（3）稀土金屬可用于制造引火合金、永磁材料、超導(dǎo)材料和發(fā)光材料等。稀土金屬除廣泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工業(yè)、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域外，還逐漸深入到許多現(xiàn)代科技領(lǐng)域。
強化點一基于Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實驗探究
Fe2＋既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e3＋一般只表現(xiàn)氧化性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為
寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式，體會Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化條件。
（1）將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
（2）將FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液中，溶液變藍：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
（3）用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
（4）將H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
（5）將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
強化點二鋁與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的應(yīng)用與定量關(guān)系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
（1）等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。
（2）等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
（3）足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
（4）一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3I2
C
向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去
Fe3O4 中含 Fe(Ⅱ)
D
向 Fe(NO3)2 溶液中滴加幾滴稀硫酸，再滴加幾滴KSCN 溶液，溶液顯紅色
Fe2+被完全氧化為Fe3+
選項
物質(zhì)
雜質(zhì)
除雜質(zhì)所用試劑和方法
A
溶液
溶液，過濾
B
堿石灰，干燥
C
NaOH溶液，過濾
D
溶液
鐵屑，過濾

序號
操作
i
滴加溶液
ii
加入少量鋅粉
iii
滴加酸性溶液
操作

現(xiàn)象
溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色
無明顯現(xiàn)象
溶液變?yōu)榧t色，而后紅色褪去

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多