2019_2020學(xué)年新教材高中化學(xué)鐵金屬材料章末整合提升學(xué)案新人教版必修第一冊(cè)

1、章末整合提升知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建HlaBB一、鐵及其化合物1 .鐵單質(zhì)與或其他金屬熔合形成,鐵合金L碳素鋼合金鋼強(qiáng)氧化劑十（CL,Br&等）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)弱氧化劑、*Ee"（吼S等）在。工中燃燒F/（L（既有+2又有十3價(jià)）強(qiáng)氧化性酸*與酸反應(yīng)弱氧化性酸9>Fe2+2 .鐵的化合物H士I-Fe()Fe+一氧化物一Fe2O3Fe3+Fe3OqfFr+、F/+同時(shí)存在鐵的化合物卜L還原劑士皿A''H鐵氧化劑撲Illi一Fe()H)3+一氫氧化物一02H2。Fe(OH)2二、鋁及鋁合金與其他金屬鋁合金與H+反應(yīng)一jA1AI與H+反應(yīng)>Al3+與OH反應(yīng)A1/i

2、_*A109與0H一反應(yīng)Ain_常溫下形成致密氧化膜Ca95-重點(diǎn)唯點(diǎn)突破突破點(diǎn)一Fe3+、Fe"、CuFe之間的轉(zhuǎn)化【典例1】已知Cu+2Fe3=Cij+2Fe2,Zn+2Fe3=Zri+2Fe2,現(xiàn)把等物質(zhì)的量的CuSO、FeCl3和Zn三種物質(zhì)置于盛有水的容器中，充分反應(yīng)后，容器中除S（t、Cl外還有（）A. Zn2+、ClkFe2+B. Zn2+、CiJ+、Fe、Fe2+r2+-2+L2+C. Zn、Cu、FeD. Zn2+、CiJ+、CuFe2+思路啟迪(1)切入點(diǎn)：要考慮到一種金屬與多種陽離子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，陽離子按氧化性由強(qiáng)到弱的順序發(fā)生反應(yīng)。按發(fā)生反應(yīng)的先后排序，結(jié)合題中

3、的“量”推算反應(yīng)的最終產(chǎn)物。(2)關(guān)鍵點(diǎn)：正確分析反應(yīng)的先后順序。在同一溶液中，當(dāng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，一定是氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)先與還原劑反應(yīng)。另外在求解過程中還要考慮各反應(yīng)物之間量的關(guān)系。解析設(shè)CuSQFeCl3和Zn的物質(zhì)的量均為1mol,由題中所給的反應(yīng)式可得出氧化性：Fe3>Cu2,所以Zn先與Fe"反應(yīng)，1molFe3+消耗0.5molZn;剩余的0.5molZn22+能置換出0.5molCu,溶彼中還剩余0.5molCu,即充分反應(yīng)后，谷命中還含有Fe、Zn"、ClT、Cu。答案D方法規(guī)律判斷化學(xué)反應(yīng)先后順序的方法(1) 一種氧化劑與多種還原劑反應(yīng)，還原性強(qiáng)的

4、還原劑優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)。如向含等物質(zhì)的量濃度的碘化亞鐵、澳化亞鐵溶液中緩慢通入氯氣，發(fā)生反應(yīng)的先后順序?yàn)?、Fe"、Bro(2) 一種還原劑與多種氧化劑反應(yīng)，氧化性強(qiáng)的氧化劑優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)。如在含等物質(zhì)的量濃度的J、Fe"、Fe"Cu"、Zn"的溶液中加入鎂粉，反應(yīng)的先后順序?yàn)镕e-Cu"、H+、Fe"、Zn2+O(3) 一種堿與多種陽離子反應(yīng)，生成物越難電離，越先發(fā)生反應(yīng)。如在含等物質(zhì)的量濃度的H，、Fe3>NH4的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)的先后順序?yàn)镠I>Fe3>NH4。(4) 訓(xùn)練1向氧化鐵、氧化銅、

5、鐵、銅的混合粉末中加入過量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，仍有紅色粉末存在，則關(guān)于溶液中陽離子的判斷正確的是()A.只有Fe"和Cu2+B. 一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C. 一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+解析混合粉末中加入過量的稀鹽酸反應(yīng)后，仍有紅色固體銅存在，溶液中一定有Fe2+,一定不可能有Fe3+,可能有Cu"。答案C學(xué)科素養(yǎng)利用Fe2+、Fe”之間的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生變化觀念。突破點(diǎn)二Fe(OH)2的制備【典例2】用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用FeSO溶液與不含Q的蒸儲(chǔ)水配制的NaOH§液反應(yīng)制備。(1)除去蒸儲(chǔ)

6、水中溶解的Q常采用的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O的NaOH§液，插入FeSO溶液液面下，再擠出NaOH§液。這樣操彳的理由是c方法二：在如圖所示裝置中，用不含Q的NaOH§液、鐵屑和稀硫酸制備。In(i)在試管I里加入的試劑是。(2)在試管n里加入的試劑是。為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管I和試管n中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是思路啟迪(1)切入點(diǎn)：熟悉Fe(OH)2的制備原理是Fe2+2O口=Fe(OH>J。(2)關(guān)鍵點(diǎn)：要特別注意Fe(OH)

7、2在空氣中極易被氧化為Fe(OH)3,所以制備時(shí)一定要保證為無氧環(huán)境。解析方法一：(1)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸儲(chǔ)水中溶解的Q變少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空氣(氧氣)氧化。方法二：試管n是開口式，無法利用產(chǎn)生的氣體將溶液壓入試管I中，所以制取FeSQ應(yīng)在試管I中進(jìn)行，而在試管n中應(yīng)加入不含Q的NaOH§液。當(dāng)把Fe與稀硫酸放入試管I后，產(chǎn)生的H2可通過試管I內(nèi)的短導(dǎo)管排出試管I內(nèi)的空氣，然后經(jīng)過止水夾進(jìn)入試管n中，再排盡試管n內(nèi)的空氣，最后關(guān)閉止水夾，試管I內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，H產(chǎn)生的壓強(qiáng)將試管I內(nèi)生成的FeSQ溶液通過長(zhǎng)導(dǎo)管壓入試管n內(nèi)，在此過程

8、中，液體都處于H2環(huán)境中，從而避免了空氣中的Q將反應(yīng)生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3O答案方法一：(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化方法二：(1)稀硫酸、鐵屑(2)NaOH溶液檢驗(yàn)試管n出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾(4)試管I中反應(yīng)生成的H2充滿了試管I和試管n,且外界空氣不容易進(jìn)入裝置|方法規(guī)律A(1)Fe2+極易被氧化，所以FeSO溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)為了防止Fe2+被氧化，配制FeSO溶液的蒸儲(chǔ)水和NaOH§液要煮沸，盡可能除去O。(3)為了防止滴加NaOH§液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOHB液的長(zhǎng)滴管伸入

9、FeSO溶液的液面下，再擠出NaOH§液。(4)為防止Fe2+被氧化，還可以向盛有FeSO溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機(jī)物，以隔絕空氣。針對(duì)訓(xùn)練2(1)實(shí)驗(yàn)室用FeSO溶液和稀氨水制備Fe(OH)2,試寫出該反應(yīng)的離子方程式：。(2)向FeCl2溶液中加入NaO,預(yù)測(cè)最終的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：反應(yīng)的化學(xué)方程式為。解析(1)NH3H2O是弱堿，書寫離子方程式時(shí)不能拆開寫。(2)把NaO加入到FeCl2溶液后，NaQ與水反應(yīng)生成NaOHF口Q,NaOHM與FeCl2反應(yīng)生成Fe(OH%,Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3。答案(1)Fe2+2NHH2O=Fe(OH2J

10、+2Nht(2)劇烈反應(yīng)，有氣泡產(chǎn)生，最終生成紅褐色沉淀2N0Q+2HO=4NaOHQT、2NaOMFeCl2=Fe(OH>J+2NaCl、4Fe(OH)2+Q+2H2O=4Fe(O哨學(xué)科素養(yǎng)能利用氫氧化亞鐵的性質(zhì)，設(shè)計(jì)其制備方案，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)水平。突破點(diǎn)三有關(guān)鋁與酸反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算【典例3】將盛有等質(zhì)量等濃度稀鹽酸的甲、乙兩個(gè)燒杯分別放在托盤天平的兩邊，調(diào)節(jié)天平，使天平達(dá)到平衡。然后在甲、乙燒杯中分別投入amolMg和bmolAl,充分反應(yīng)。(1)若甲、乙兩燒杯中酸均過量，則甲、乙兩燒杯中凈增量分別為g,g。(2)若甲、乙兩燒杯中酸均用完，金屬均過量，且天平仍保持平衡

11、，則甲、乙兩燒杯中產(chǎn)生H2的質(zhì)量(填“相等”或“不相等”)，由此推出a：b=。思路啟迪(1)切入點(diǎn)：要考慮到金屬鎂、鋁均能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，且使溶液質(zhì)量增加。(2)關(guān)鍵點(diǎn)：依據(jù)反應(yīng)方程式能靈活運(yùn)用差量法進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，尤其注意反應(yīng)物過量問題。解析(1)酸過量時(shí)金屬完全反應(yīng)，則：甲燒杯中Mg+2HCl=MgC2+HJAm2422224ag22ag乙燒杯中2Al+6HCl=2AlCl3+3H4Am5464827bg24bg則充分反應(yīng)后甲增重22ag,乙增重24bg。(2)兩燒杯中金屬均過量，酸均反應(yīng)完，則產(chǎn)生好的量相等，天平保持平衡，則加入的Mg和Al的質(zhì)量也相等，故24a=27b,a：b=9：8。答

12、案(1)22a24b(2)相等9：8|方法規(guī)律解答鋁與酸反應(yīng)題的常用守恒法包括原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒等。如根據(jù)得失電子守恒，1molAl不論與3_11酸還是與堿反應(yīng)失去的電子都是3mol,生成的Hb均為2mol,即n(H2)=n(e)=-n(金屬)x化合價(jià)。反過來，生成11.2L(標(biāo)準(zhǔn)犬況)H2,一定轉(zhuǎn)移1mol電子。針對(duì)訓(xùn)練3完成下面有關(guān)鈉、鎂、鋁的計(jì)算及判斷。(1)分別取ag鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是O(2)分別取0.1mol鈉、鎂、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是(3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物

13、質(zhì)的量之比是;質(zhì)量比是。解析agNa、MgAl的物質(zhì)的量分別為：amol、：amol、7amol,由三者與足232427量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na+2HCl=2NaCl+H2T,Mg+2HCl=MgC2+Hd,2Al+6HCl=2AlCl3+3H4,可得關(guān)系式：2Na也Mg-hb,2Al3H2,所以agNa、MgAl生成aaa111H2的體積之比為：=:一?！笔?6241823129解答本題也可由電子守恒知產(chǎn)生氫氣的體積之比即為金屬轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比：”ag11XI:ag1X2:今7agI1X3,直接得出答案。23g-mol24g-mol27g-mol(2)0.1mol鈉、鎂、鋁與足量鹽酸

14、反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為(0.1molX1)：(0.1molX2)：(0.1molX3)=1：2：3,即產(chǎn)生hb體積之比為1：2：3。(3)與前兩問恰好反過來，氫氣的體積相等，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，即為金屬失去的電子數(shù)相等。-111答案(1)西：行：§(2)1：2:3(3)1：1：1(或6：3：2)23：12：923學(xué)科素養(yǎng)通過學(xué)習(xí)金屬與酸的反應(yīng)，提高學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)。突破點(diǎn)四守恒法、差量法等在計(jì)算題中的應(yīng)用【典例4現(xiàn)有兩種Na2CO與NaHCO勺混合物X和丫。已知N*CO受熱難分解，而NaHCO受熱易分解：2NaHCO：=N&CO+COT+HQ(1)現(xiàn)取5.00g混合物X,

15、充分加熱后混合物質(zhì)量減少了0.31g,則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為。(2)現(xiàn)取5.00g混合物Y,充分加熱至恒重，把放出的氣體通入足量澄清石灰水中，生成2.00g沉淀，則原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。思路啟迪(1)切入點(diǎn)：要考慮到兩種鹽對(duì)熱穩(wěn)定性不同，NaHC菠熱分解，但N&CO受熱不分解。(2)關(guān)鍵點(diǎn)：正確分析混合物受熱時(shí)固體質(zhì)量減少量為CO和H2O之和，再依據(jù)方程式求解。解析(1)2NaHCQ=N&CO+HO+COTAm2X84g62gn(NaHC0.31g2X84g62g-=mNaHCO0.31g解得mNaHCO)=0.84g,原混合物中N*CO的質(zhì)量為5.00g-0.8

16、4g=4.16g。(2)2NaHCQ=N*CO+H2O+COT,Ca(OH)2+CO=HO+CaCOj,由此得關(guān)系式:2NaHCO-COCaCO2X84100.=_5.00gwNaHCO2.00g解得w(NaHCO)=67.2%。答案(1)4.16g(2)67.2%特別提醒A根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量的差、氣體體積差等，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。針對(duì)訓(xùn)練4在2L硫酸銅和硫酸鐵的混合溶液中，加入30g鐵粉，最后得到2L0.25molL-的硫酸亞鐵溶液及26g固體沉淀物。分別求原混合溶液

17、中硫酸鐵和硫酸銅的物質(zhì)的量濃度。解析設(shè)硫酸鐵、硫酸銅的物質(zhì)的量分別為x和y。根據(jù)反應(yīng)前后鐵和銅的質(zhì)量和相等得：56gmol1X2x+64g-mol1xy+30g=2LX0.25mol-L1x56gmol1+26g再由反應(yīng)前后硫酸根離子的物質(zhì)的量守恒得：3x+y=2LX0.25mol-L1聯(lián)立解得x=0.1mol,y=0.2mol。因此硫酸鐵、硫酸銅的物質(zhì)的量濃度分別為：1 10.05mol-L和0.1mol-L。答案0.05mol-L10.1mol-L1學(xué)科素養(yǎng)通過學(xué)習(xí)守恒法、差量法等在計(jì)算題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。易錯(cuò)易混排直、鐵及其化合物1 .鐵的氧化物的物理性質(zhì)。2

18、 .鐵的氫氧化物的制備。3 .易混淆Fe"、Fe3+的檢驗(yàn)方法順序。4 .不清楚鐵的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。5 .常見合金和金屬材料的選用。判斷正誤(正確的打，錯(cuò)誤的打“X”)(1)Fe2C3難溶于水，也不與水反應(yīng)，因此無法通過化合反應(yīng)制取Fe(0H)3()(2)Fe3。中的鐵元素有+2價(jià)和+3價(jià)，F(xiàn)e3C4是混合物()(3)向某溶液中加入NaOH§液得白色沉淀，又觀察到沉淀顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明原溶液中含有Fe”不含有Mc2+()(4)某溶液通氯氣后，再加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，可以判斷原溶液中一定存在Fe()(5)向FeCl3溶液中滴加KSCN后產(chǎn)生紅色沉淀()(6)FeSO4溶液久置后顯黃色()(7)青銅比純銅硬度低()(8)鎂鋁熔合成合金的過程是化學(xué)變化()答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V(7)X(8)X二、鋁及氧化鋁1 .易混淆鋁跟酸、堿反應(yīng)的產(chǎn)物。2 .鋁跟酸、堿反應(yīng)的氧化還原過程分析不透徹。3 .忽視鋁跟酸