高中化學(xué)必修一 第三章 鐵 金屬材料【復(fù)習(xí)課件】20202021學(xué)年新

1、 第三章 鐵 金屬材料單元復(fù)習(xí)一遍過人教版2019 必修第一冊【考綱要求】1.了解鐵元素在自然界中的存在形態(tài)；2.了解鐵的物理性質(zhì)，掌握鐵的主要化學(xué)性質(zhì)；了解鐵單質(zhì)的冶煉方法。3.了解鐵的常見氧化物的性質(zhì)；了解鐵的氫氧化物的性質(zhì)；4.了解鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化；了解Fe2+ 、Fe3+的檢驗(yàn)方法。5.認(rèn)識(shí)金屬單質(zhì)與合金在性能上的主要差異；6.知道鐵合金的主要成分及性能；7.了解金屬鋁的性質(zhì)及鋁合金的應(yīng)用；8.了解新型合金應(yīng)用。9.基于物質(zhì)的量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化；10.掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用?？键c(diǎn)一：鐵的單質(zhì)考點(diǎn)二：鐵的重要化合物考點(diǎn)三：金屬材料考點(diǎn)四：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式 計(jì)算中

2、的應(yīng)用考點(diǎn)一：鐵的單質(zhì)知識(shí)復(fù)習(xí)一鐵元素在自然界中的存在形態(tài)1.人類最早使用的鐵是來自太空的隕鐵。2.存在形態(tài)(1)可以像隕鐵中的鐵那樣以單質(zhì)形態(tài)存在。(2)主要是以2價(jià)和3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中； 鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位。春秋初年，我國已經(jīng)掌握了冶鐵技術(shù)二鐵單質(zhì)的物理性質(zhì)純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤，具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，具有能被磁鐵吸引的特征。三鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為2價(jià)和3價(jià)。鐵單質(zhì)只有還原性，一般遇弱氧化劑被氧化為2價(jià)，遇強(qiáng)氧化劑被氧化為3價(jià)。1.與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(1)與O2反應(yīng)點(diǎn)燃(化學(xué)方程式)：3Fe

3、2O2=Fe3O4； 現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射。常溫：鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕，生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3xH2O。點(diǎn)燃(2)與Cl2反應(yīng)(化學(xué)方程式)：2Fe3Cl2=2FeCl3現(xiàn)象：劇烈燃燒，棕紅色煙。注意：鐵在氯氣中燃燒，只生成FeCl3，與反應(yīng)物量比無關(guān)。(3)與S反應(yīng)(化學(xué)方程式)：FeS=FeS氧化性：Cl2 S，鐵與Cl2反應(yīng)被氧化為3價(jià)，與S反應(yīng)被氧化為2價(jià)。2.與水反應(yīng)常溫下，鐵與水是不反應(yīng)的。但高溫下可與水蒸氣反應(yīng)(化學(xué)方程式)：3Fe4H2O(g) =Fe3O44H2高溫3.與酸反應(yīng)與非氧化性酸，如鹽酸、稀硫酸反應(yīng)離子方程式：Fe2H=Fe2H24.與鹽溶液反應(yīng)(

4、1)置換反應(yīng)與CuSO4溶液反應(yīng)(離子方程式)：FeCu2=Fe2Cu(2)與FeCl3溶液反應(yīng)(離子方程式)：Fe2Fe3=3Fe2四鐵單質(zhì)的冶煉鐵單質(zhì)冶煉的原理就是利用還原劑將鐵從礦石中還原出來。如高爐煉鐵：(1)設(shè)備：煉鐵高爐；原料：鐵礦石、焦炭、空氣等。(2)主要反應(yīng)還原劑的生成。a生成CO2：CO2=CO2b生成CO：CO2C=2CO鐵的生成：Fe2O33CO=2Fe3CO2【總結(jié)】在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)。(1)鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應(yīng)，鐵原子失去2個(gè)電子生成2價(jià)鐵的化合物。(2)鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑(如氯氣等)反應(yīng)，鐵原

5、子則失去3個(gè)電子生成3價(jià)鐵的化合物。(3)紅熱的鐵能與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣。題點(diǎn)呈現(xiàn)1.下列關(guān)于鐵的敘述，錯(cuò)誤的是()A純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B鐵能被磁鐵吸引，在磁場作用下，鐵自身能產(chǎn)生磁場C鐵是地殼中含量最多的金屬元素，所以分布在地殼中的鐵有游離態(tài) 也有化合態(tài)D純鐵的抗腐蝕能力強(qiáng)，在干燥空氣中不易被氧化【答案】C2.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是()A甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中，加適量的水， 加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)C乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成黑色固體可能為四氧化三鐵D丁同學(xué)認(rèn)為用鹽酸

6、溶解固體生成所得溶液有顏色B3把一定量的鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中Fe2和Fe3的濃度恰好相等。則已反應(yīng)的Fe3和未反應(yīng)的Fe3的物質(zhì)的量之比為（ ）A11 B21 C23 D32【答案】C4下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有3價(jià)鐵生成的是（ ）過量的Fe與Cl2反應(yīng) Fe與過量稀硫酸反應(yīng)FeCl2溶液中通入少量Cl2 Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A只有 B只有C只有 D全部【答案】B考點(diǎn)二：鐵的重要化合物知識(shí)復(fù)習(xí)一鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵元素的化合價(jià)232，3穩(wěn)定性不穩(wěn)定

7、穩(wěn)定穩(wěn)定類別堿性氧化物堿性氧化物特殊氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4它們均可溶于強(qiáng)酸FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O二鐵的氫氧化物1.FeCl3和NaOH溶液現(xiàn)象： 化學(xué)方程式： 離子方程式： 2.FeSO4和NaOH溶液現(xiàn)象： 化學(xué)方程式： 產(chǎn)生紅褐色沉淀 FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl Fe33OH=Fe(OH)3 生成白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色FeSO42NaOH=Fe(OH)2Na2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 3.Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性弱堿，可以

8、和酸反應(yīng)。Fe(OH)2非常容易被氧化為Fe(OH)3，加熱Fe(OH)3時(shí)，失水生成紅棕色的Fe2O3粉末。反應(yīng)方程式： 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解制備可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：二者的關(guān)系2Fe(OH)3=Fe2O33H2O Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)化學(xué)方程式為4Fe(O

9、H)2O22H2O=4Fe(OH)3三鐵鹽和亞鐵鹽常見的鐵鹽有 等，常見的亞鐵鹽有 等。FeCl3、Fe2(SO4)3 FeCl2、FeSO41.Fe3+的檢驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)3-2】觀察實(shí)驗(yàn)，填寫下表： 滴入KSCN溶液的現(xiàn)象解 釋（用離子方程式）結(jié)論與應(yīng)用FeCl3溶液FeCl2溶液 Fe3+3SCN=Fe(SCN)3溶液變紅色沒有明顯現(xiàn)象可用來檢驗(yàn)Fe3+由實(shí)驗(yàn)3-2得知，F(xiàn)e3+和Fe2+可以相互轉(zhuǎn)化， Fe3+ Fe2+。還原劑氧化劑3.Fe3+的氧化性含有Fe3的溶液呈黃色，F(xiàn)e3處于鐵的高價(jià)態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)氧化性。(1)Fe3與S2、I、HS、SO32等具有較強(qiáng)還原

10、性的離子不能大量共存。(2)Fe3可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應(yīng)的離子方程式 Cu2Fe3=Cu22Fe2 4.Fe2+的氧化性和還原性含有Fe2的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性，以還原性為主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO3(H)等均表現(xiàn)還原性。Fe2的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O5.應(yīng)用(1)判斷離子共存Fe2與氧化性離子NO3(H)、ClO、MnO4；Fe3與還原性離子S2、I、SO32；因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。(2)除雜溶液雜質(zhì)除雜方法FeCl2FeCl3加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2加足量氯

11、水或H2O2溶液FeCl2CuCl2加過量鐵粉后過濾【思考】為什么實(shí)驗(yàn)室配制FeSO4溶液常加入少量鐵粉？防止亞鐵離子被氧化，2Fe3+Fe=3Fe2【小結(jié)】Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)方法：1用KSCN溶液和氯水2用NaOH溶液3含F(xiàn)e2、Fe3的混合溶液中Fe2、Fe3的檢驗(yàn)混合溶液滴加KSCN溶液變紅色，說明含有Fe3混合溶液滴加酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2題點(diǎn)呈現(xiàn)1關(guān)于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的下列說法中不正確的是()A鐵元素化合價(jià)不完全相同B氧元素的化合價(jià)完全相同C氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體D鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體【答案】C2鐵是生活中應(yīng)用最廣泛

12、的金屬，下列有關(guān)鐵元素的說法正確的是（ ）AFe3+水溶液呈紅褐色，F(xiàn)e2+水溶液呈淺綠色BFe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀CFe3+具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性D鐵粉可以和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe2O3【答案】C3要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)椋ǎ┘尤脒m量氯水加入足量的KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液ABCD【答案】C4向盛有氯化鐵溶液的燒杯中加入過量的銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，溶液中大量存在的金屬離子是（ ）AFe2+、Fe3+ BFe2+、Cu2+ CFe3+、Cu2+ DCu+、Cu2+【答案】B考點(diǎn)三：金屬材料知識(shí)復(fù)習(xí)

13、一合金金屬材料包括純金屬和它們的合金，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。1.合金的概念由純金屬(或金屬與非金屬)制得的金屬材料。2.合金的一般性質(zhì)（1）硬度：合金的硬度及機(jī)械加工性能一般高于各成分金屬。（2）熔點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)一般低于各成分金屬。二鐵合金鐵合金：生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。1.生鐵生鐵的含碳量為2%4.3%。性能及用途生鐵硬度大、抗壓，性脆、可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料。2.鋼鋼的含碳量為0.03%2%。性能及用途鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具等。分類鋼碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼組成元素Fe和CFe、C、Cr、M

14、n、W、Ni、Mo、Co、Si含碳量低于0.3%0.3%-0.6%高于0.6% 性能 韌性、焊接性好，但強(qiáng)度低強(qiáng)度高、韌性及加工性好硬而脆，熱處理后彈性好種類多，性能差別大 用途用于制造鋼板、鋼絲、鋼管等用于制造鋼軌、車輪、建材等用于制造器械、彈簧、刀具等常用合金鋼a不銹鋼合金元素主要是鉻(Cr)和鎳(Ni)。性能：大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力。用途：醫(yī)療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質(zhì)等。b超級鋼合金元素：Mn、C、Al、V。性能：強(qiáng)度很大，在應(yīng)用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的輕薄化。用途：汽車、航空和航天等領(lǐng)域。三鋁和鋁合金1鋁與氧化鋁(鋁是地殼中含量最多的金屬元素)(1)A

15、l與O2反應(yīng)：常溫下能與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)，表面形成一層 。其反應(yīng)方程式為： 。致密的氧化鋁薄膜4Al3O2=2Al2O3(2)Al、Al2O3與酸反應(yīng)將一鋁片放入鹽酸中，開始沒有氣泡，后來又放出氣體，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O36HCl=2AlCl33H2O, 2Al6HCl=2AlCl33H2 。鋁表面存在一層致密的氧化鋁薄膜2鋁合金目前用途廣泛的合金之一（1）成分元素：除鋁外，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。（2）主要特性：鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性（3）主要用途：

16、用于汽車、飛機(jī)、火箭、船舶制造及建筑用門窗，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。【思考】鋁制餐具不宜長期存放酸、堿性食物原因是什么？Al和Al2O3均易與酸、堿反應(yīng)。四新型合金新型儲(chǔ)氫合金材料的研究和開發(fā)將為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。此外，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。題點(diǎn)呈現(xiàn)1.關(guān)于合金性質(zhì)的說法中，錯(cuò)誤的是 （ ）A多數(shù)合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高 B多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔點(diǎn)低C合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的的物理性質(zhì)不同 D合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的的化學(xué)性質(zhì)不同【答案】D2.工業(yè)生產(chǎn)中

17、常將兩種金屬在同一容器中加熱使其熔化，冷卻后得到具有金屬特性的熔合物合金。試根據(jù)下表所列金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的數(shù)據(jù)（其它條件均已滿足），判斷哪種金屬不易跟其它金屬制得合金_（填代號，雙選）。 A.Zn B.Fe C.W D.Ag 【答案】AC金屬FeCuZnAgAuW熔點(diǎn)（5960.810633380沸點(diǎn)（）300025959072212270756373為了除去MgO中混有的少量雜質(zhì)Al2O3，可選用的試劑是()AKOH溶液B氨水 C稀鹽酸 D稀醋酸【答案】A4在天平的左右兩個(gè)托盤上放有兩個(gè)燒杯，兩個(gè)燒杯中分別盛有鹽酸和氫氧化鈉溶液，天平處于平衡狀態(tài)，當(dāng)分別向兩燒杯中加

18、入等質(zhì)量的鋁(酸和堿都是足量的)充分反應(yīng)后()A天平保持平衡B左高右低C左低右高 D無法確定【答案】A考點(diǎn)四：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用知識(shí)復(fù)習(xí)一物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是粒子按照一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的?；瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)可以明確表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間數(shù)目關(guān)系。 2Na 2H2O = 2NaOH H2化學(xué)計(jì)量系數(shù) 2 2 2 1擴(kuò)大倍2NA倍 2NA 2NA 2NA 1NA物質(zhì)的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于粒子個(gè)數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，對于有

19、氣體參與的反應(yīng)還等于體積之比。二以物質(zhì)的量為中心的相關(guān)計(jì)算【例題】250 mL 2 molL1的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算：(1)參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量；(2)生成的H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！敬鸢浮?1)參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量為0.50mol；(2)生成的H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L。三化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系1物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟轉(zhuǎn)：將已知物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量設(shè)：設(shè)所求物質(zhì)的物質(zhì)的量為n（B）寫：寫出相關(guān)的化學(xué)方程式標(biāo)：在相關(guān)物質(zhì)化學(xué)式下面標(biāo)出已知量和未知量列：列出比例式解：根據(jù)比例式求解答：簡明的寫出答案2計(jì)算過程中的注意事項(xiàng)(1)書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)運(yùn)算要公式化并帶單位。(2)單位運(yùn)用對應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式