初三-身邊化學(xué)物質(zhì)金屬

1、 中國領(lǐng)先的中小學(xué)教育品牌精銳教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義學(xué)員編號： 年 級： 初三 課 時 數(shù)：3學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目： 化學(xué) 學(xué)科教師： 授課主題初三 - 身邊的化學(xué)物質(zhì) - 金屬 - 金屬和合金初三 - 身邊的化學(xué)物質(zhì) - 金屬 - 鐵授課日期及時段教學(xué)內(nèi)容【教學(xué)建議】此專題適用于寒假預(yù)習(xí)，特別是要進(jìn)行天原杯備考的學(xué)生，要求學(xué)生學(xué)習(xí)能力較強。專題檢測1.(2008天原杯預(yù)賽.4)下列金屬中，人類開發(fā)利用最晚的是（ ）A. Al B. Fe C. Cu D. Au2.你能按照歷史發(fā)展的順序簡述人類逐步學(xué)會使用了哪些金屬？如何從化學(xué)的角度解釋這個順序？3.(2012天原杯預(yù)賽.25)在天平兩盤上的燒

2、杯中，各放入質(zhì)量相同的稀硫酸，調(diào)節(jié)天平至平衡。分別向兩邊燒杯各加入5g鎂和5g鐵，鎂和鐵全部反應(yīng)而消失后，天平的指針 （ ） A偏向加鐵的一邊 B偏向加鎂的一邊 C仍停留在原來的位置 D無法確定4. (2012天原杯預(yù)賽.30)鎳（Ni）是重要的金屬，鎳及其化合物能發(fā)生下列反應(yīng)：Ni+2HClNiCl2+H2 NiO+2HClNiCl2+H2O NiO2+4HClNiCl2+Cl2+2H2O對上述反應(yīng)的分析判斷錯誤的是 （ ）A鎳能與氯化銅發(fā)生置換反應(yīng) B反應(yīng)、中的化合價都發(fā)生了變化C反應(yīng)和都是復(fù)分解反應(yīng) D置換反應(yīng)中，必有某些元素的化合價在反應(yīng)前后發(fā)生變化5.（2010天原杯預(yù)賽.5）表中列

3、出幾種物質(zhì)的熔點，據(jù)此判斷以下說法正確的是（ ）物質(zhì)名稱汞金銅鐵鎢氧熔點/38.81064108315353410218 A銅球掉入鐵水中不會熔化B在220C水銀溫度計可測量40的溫度【教學(xué)建議】金屬與合金的計算題和難題非常多，孩子上課前不一定都能掌握，本部分檢測重點在于孩子的基礎(chǔ)知識，但需要教師在專題過關(guān)部分對孩子的計算能力嚴(yán)格把關(guān)。知識梳理一、金屬的應(yīng)用史工具： 石器 青銅器 鐵器 鋁 鈦歷史時代： 石器時代 青銅器時代 鐵器時代 19世紀(jì)后期 當(dāng)代二、金屬和合金1.金屬的原子結(jié)構(gòu)：最外層電子數(shù)一般小于4個，大多數(shù)金屬元素原子最外電子只有1-2個。原子半徑較大，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子而變成

4、金屬陽離子，化合價只有正價。金屬單質(zhì)在反應(yīng)中常作還原(氧化/還原）劑。2.金屬的分類： 冶金工業(yè) 黑色金屬: 只有三種，鐵、錳、鉻（黑色金屬不一定是黑色的）有色金屬: 通常指除鐵錳鉻以外的所有金屬按密度分 輕金屬: 密度小（0.534.5g/cm3），化學(xué)性質(zhì)活潑，如鋁、鎂等. 重金屬: 一般密度在4.5g/cm3以上，如銅、鉛、鋅等按是否常見 常見金屬（如Fe、Al、Cu等）稀有金屬（如鋯、鈮、鉬等）還有貴金屬：Ag、Pt、Au；重金屬鹽一般有毒.重金屬離子中毒原理：與蛋白質(zhì)結(jié)合，使蛋白質(zhì)失活。同時可以利用此原理，進(jìn)食大量蛋白質(zhì)來緩解重金屬離子中毒，例如喝牛奶。3、金屬的物理通性：大多數(shù)銀白

5、色固體，有金屬光澤、有延展性、能導(dǎo)電、導(dǎo)熱4、金屬的構(gòu)成：金屬晶體由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成請回憶化學(xué)鍵的定義？ 相鄰的兩個或多個原子之間的強烈的相互作用。 5、金屬的冶煉：復(fù)習(xí)金屬活動性順序表，思考金屬的冶煉方法有哪些？并舉例說明?？偨Y(jié)金屬冶煉的一般規(guī)律。答：金屬的活動性順序表：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb （H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au【小結(jié)】根據(jù)金屬的活潑性.(1) 電解法：適用范圍：活潑的金屬 K Al如： 2Al2O3 4Al + 3O2 2NaCl2Na +Cl2比較： 2NaCl+2H2O2NaOH +H2+Cl2 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2

6、SO4+O2(2)熱還原法：適用范圍：較活潑的金屬 ZnCu如： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Cr2O3+2Al 2Cr +Al2O3 常用的還原劑：C 、CO、 H2 和活潑金屬如鋁等.3. 熱分解法：適用范圍：不活潑金屬 Hg、Ag如： 2Ag2O4Ag + O2 2HgO2Hg + O2【教學(xué)建議】此部分內(nèi)容選講，天原杯有關(guān)金屬冶煉內(nèi)容需要孩子關(guān)注熱還原法。6、合金(1)合金：在金屬中加熱熔合某些金屬和非金屬，形成具有金屬特性的物質(zhì)。(2)合金的性質(zhì)：合金的硬度更大、熔點更低；【教學(xué)建議】合金的性質(zhì)是?？純?nèi)容，但部分孩子不能理解，此時可以借助高二上冊課本上關(guān)于合金性質(zhì)的

7、圖像來形象的進(jìn)行解釋，教師也可板書作圖解釋。 (3)幾種常見合金 1）鐵合金：主要包括生鐵和鋼，它們的區(qū)別是含碳量不同，生鐵含碳量為2%4.3%，鋼的含碳量為0.03%2%。鋼比生鐵具有更多的優(yōu)良性能，易于加工，用途更為廣泛。 2）鋁合金：鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點。 3）銅合金：黃銅銅、鋅的合金（假黃金）；青銅銅、錫的合金；白銅銅、鎳的合金。 4）鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料。 鈦合金與人體具有很好的“相似性”，因此可用來制造人造骨。7、物質(zhì)的性質(zhì)與用途之間的關(guān)系(1

8、). 物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，而物質(zhì)的用途又反映出物質(zhì)的性質(zhì)。(2). 物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定了物質(zhì)的用途。但這不是唯一的決定因素，在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。8. 金屬之最(1)熔點最高：鎢（W）3410； 最低：汞（Hg）-39(2)密度最大:鋨（Os）22.45g/cm3；最小:鋰（Li）0.53 g/cm3(3)硬度最大：鉻（Cr） (4)延展性最好:金（Au），可制成萬分之一毫米的金箔(5)導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好:Ag，Cu次之，Au第三。(6)人體內(nèi)最多的金屬：鈣(7)地殼中含量最多的金屬：鋁(8)人類

9、冶煉最多的金屬：鐵 【教學(xué)建議】需要孩子關(guān)注熔點最高的鎢，密度最小的鋰，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的銀，人體內(nèi)含量最多的金屬：鈣。9. 最常見的金屬活動性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性依次減弱 在金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬能置換出稀鹽酸或稀硫酸中的氫，排在氫后面的金屬不能置換出稀鹽酸或稀硫酸中的氫。只有排在前面的金屬，才能把排在后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。【教學(xué)建議】金屬活動性順序可采用“五元素一句”的方法記憶，即“鉀鈣鈉鎂鋁，鋅鐵錫鉛氫，銅汞銀鉑金”，也可以使用較為流行的其他口訣記憶，但注意部分諧音不要使孩子混

10、淆，否則還不如不用口訣法。很多孩子可以不用口訣法便可輕松進(jìn)行記憶，則不要使用口訣法強加于人。 根據(jù)金屬活動性順序進(jìn)行判斷 氧化性與還原性的比較： 金屬活動性越強的金屬的還原性 越強 ，對應(yīng)金屬陽離子的氧化性 越弱 。 金屬活動性順序：單質(zhì)還原性逐漸減弱陽離子氧化性逐漸增強【教學(xué)建議】關(guān)于三價鐵離子和亞鐵離子的位置可以選講，部分學(xué)生不需要掌握。三、金屬活動性順序的應(yīng)用1金屬與酸的置換反應(yīng) 在金屬活動性順序里，只有排在氫前面的金屬才能置換出酸中的氫， 如：Zn+ H2SO4(稀) ZnSO4+H2， Mg + 2HCl MgCl2 + H2 分析：以上反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物的類別有何特點？ 單質(zhì)+化

11、合物單質(zhì)+化合物 置換反應(yīng)2金屬與鹽溶液的置換反應(yīng) 在金屬活動性順序里，排在前面的金屬（K、Ca、Na除外）能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來：【教學(xué)建議】距離說明，如：Zn + CuSO4 Cu+ ZnSO4，銅與硫酸亞鐵不反應(yīng)?！咀⒁狻壳饮}必須溶于水，否則不反應(yīng)。如：鐵與氯化銀不反應(yīng)。反應(yīng)物 主要現(xiàn)象化學(xué)方程式鐵和硫酸銅鐵絲表面覆蓋一層紅色金屬；溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色Fe + CuSO4 Cu+ FeSO4，銅和硝酸銀銅片表面覆蓋一層銀白色金屬Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2【思考】分析與判斷： 將鋅片、鐵絲、銅絲三種金屬分別放入硫酸銅、硝酸銀、氯化亞鐵溶液中，試分析并判斷它們

12、之間能否發(fā)生反應(yīng)。能反應(yīng)的寫出方程式。 CuSO4溶液AgNO3溶液FeCl2溶液FeCl3溶液ZnFeXCuXX【教學(xué)建議】(1)運用1時，酸一般指的是稀鹽酸或稀硫酸，當(dāng)金屬與濃硫酸或硝酸反應(yīng)時，不產(chǎn)生H2。(2)用金屬跟鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時，一般不用很活潑的K、Ca、Na等，因為這些金屬常溫下和水發(fā)生反應(yīng)，而不能置換出鹽溶液里的金屬。如：把Na放入CuSO4溶液中： 2Na + 2H2O2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4Cu(OH)2+ Na2SO4 (3)Fe參加與酸或鹽溶液的置換反應(yīng)時，生成物中鐵元素為+2價，不可寫成+3價鐵的化合物。如：Fe + H2SO4FeSO4

13、+ H2，F(xiàn)e + CuSO4 Cu + FeSO4，而不是2Fe + 6HCl 2FeCl3 + 3H2。 Fe3+離子的相關(guān)反應(yīng)需要在鐵的專題中單獨強調(diào)。 (4)設(shè)計實驗驗證金屬活動性順序時，如果從與酸反應(yīng)的劇烈程度來判斷，則要按控制變量的方式保證金屬大小與薄厚相同，表面氧化膜都要用砂紙打掉，且所選擇的酸的濃度、多少、溫度都一樣。如果從前置換后的角度來比較，可選擇依次置換的方式來進(jìn)行。四、焰色反應(yīng)金屬元素鈉鉀鈣銅焰色反應(yīng)顏色黃色紫色磚紅色綠色說明1、金屬鉀、鈉以及它們的化合物通常用顏色反應(yīng)加以檢驗2、焰色反應(yīng)注意事項：每次做焰色反應(yīng)實驗時，都要用稀鹽酸洗凈鉑絲，并將洗凈后的鉑絲放在火焰上燒

14、至顏色不變（以免鑒別的物質(zhì)之間引起干擾）在觀察鉀的火焰顏色時，要透過藍(lán)色鈷玻璃片去觀察（自然界中鉀鹽和鈉鹽同存，用藍(lán)色鈷玻璃片可濾去黃光，避免鈉的化合物的干擾）專題突破【實驗設(shè)計】【例題】 (2011年天原杯復(fù)賽.25)某同學(xué)將一小包銅粉和鋅粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中，使其充分反應(yīng)后過濾，得到固體和藍(lán)色濾液，并對濾液的組成進(jìn)行探究。（1）鋅和硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（2）同學(xué)們對濾液中所含的溶質(zhì)做出多種猜想，其中有兩種猜想可能成立，這兩種猜想是：溶質(zhì)為 ；溶質(zhì)為 。（3）請你設(shè)計兩種實驗方案來驗證以上猜想。方案實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié) 論方案一猜想成立方案二猜想成立答案：25（5分）

15、（1）Zn + 2AgNO3= Zn (NO3)2 +2Ag （1分）（2） 硝酸鋅和硝酸銅（1分） 硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀（1分）（3）（每個方案1分）實驗操作 實驗現(xiàn)象結(jié)論 方案一：取少量濾液于試管中，在濾液中插入一根銅絲(或銅片) 如果銅絲表面無變化或如果銅絲表面有銀白色固體析出 證明猜想成立 或證明猜想成立方案二：取少量濾液于試管中，滴加幾滴稀鹽酸(或其他氯化物溶液)如果濾液無明顯變化或如果有白色沉淀生成證明猜想成立或證明猜想成立【合金的計算】【例題】(2008年天原杯預(yù)賽.27)為研究某一鎂鋁合金的成分，進(jìn)行甲、乙、丙三組實驗。三組各取30 mL同濃度的鹽酸溶液，加入該種鎂鋁合金粉末

16、。每組實驗加入合金質(zhì)量和產(chǎn)生氣體質(zhì)量的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：實驗序號甲乙丙合金質(zhì)量（g）0.1530.2550.385氣體質(zhì)量（g）0.0150.0250.03根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可判斷（）A. 甲組鹽酸不足量B. 乙組鹽酸不足量C. 丙組鹽酸不足量D. 甲、乙、丙三組均鹽酸過量【變式訓(xùn)練】現(xiàn)有8g銅-鋅合金，跟足量稀硫酸充分反應(yīng)后，生成0.2g氫氣。求該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？【解析】正確判斷金屬與酸的反應(yīng)，并列化學(xué)方程式進(jìn)行計算即可【答案】18.75%【教學(xué)建議】關(guān)于合金的計算最常用十字交叉法和平均值法，參加天原杯孩子應(yīng)該能夠熟練運用，如不能，則需教師另行輔導(dǎo)，并多加練習(xí)?！窘饘俸退岬姆磻?yīng)】 【例題】(20

17、12年天原杯復(fù)賽.25)已知氯氣的氧化性很強，與金屬發(fā)生反應(yīng)一般生成高價態(tài)的金屬氯化物?，F(xiàn)有銅、鋁、鎂、鐵、鋅五種金屬中的兩種組成的混合物，取該混合物4g與足量的氯氣反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加7.1 g；等質(zhì)量的該金屬混合物投入足量的鹽酸中，產(chǎn)生氫氣0.2 g。金屬混合物的組成情況可能有 種，分別為 ?！敬鸢浮?（1分）；鋁和鋅或者鎂和鋅（2分）?！咀兪接?xùn)練】如圖所示，天平左右兩邊各放一杯等量且足量的相同的稀硫酸，天平平衡?，F(xiàn)向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋅和鐵，充分反應(yīng)后，天平指針偏向加_的一邊。ZnZnFe【答案】左邊 思考:若硫酸等量,Zn、Fe等量且足量呢？【教法】天平問題主要針對基礎(chǔ)好、理解能

18、力、計算能力比較強的學(xué)生講解，基礎(chǔ)一般或者較差的學(xué)生不用講解天平問題?！窘饘俸望}溶液的反應(yīng)】【例題】將過量的鐵粉投入一定量的硫酸銅溶液中，充分反應(yīng)后過濾，留在濾紙上的濾渣是_；濾液中所含溶質(zhì)是_?！敬鸢浮緾u、Fe；FeSO4【變式訓(xùn)練】(2013年天原杯復(fù)賽15)將5.4 g金屬鋁投入一定量的混合鹽溶液中，反應(yīng)后可得到36.0 g 金屬單質(zhì)（無氣體產(chǎn)生）。則原混合鹽的組成可能為APb(NO3)2與Hg(NO3)2 BFe(NO3)2和Zn(NO3)2 CAgNO3與Cu(NO3)2 D Sn(NO3)2和Mg(NO3)2【教學(xué)建議】金屬和鹽的反應(yīng)綜合性很強，對于此變式訓(xùn)練的講解需要強調(diào)出審題

19、法，即沒有說明金屬鋁完全反應(yīng)，則A選項也正確。 【金屬的冶煉】【例題】(2012年天原杯預(yù)賽.14) Fe2O3、ZnO、CuO的固體混合粉末a g，在加熱條件下用足量CO還原，得到金屬混合物2.41 g，將生成的CO2氣體用足量的澄清石灰水吸收后，產(chǎn)生5.00 g白色沉淀，則a的數(shù)值為A. 7.41 B. 3.59 C【變式訓(xùn)練】(2013年天原杯預(yù)賽.14)金屬鎢用途廣泛。H2還原WO3可得到鎢，其總反應(yīng)為：WO3+3 H2W+3H2O，該總反應(yīng)過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示：溫度25 550 600主要成分WO3 W2O5 WO2 W 假設(shè)WO3完全轉(zhuǎn)化為W，

20、則三個階段消耗H2物質(zhì)的量之比為A1:1:4 B1:1:3 C1:1:2 D1:1:1四：專題過關(guān)1、(2013年天原杯復(fù)賽.9)將硅粉與鎂粉混合后隔絕空氣加強熱，得到一種暗藍(lán)色的化合物。將此化合物投入水中，發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，并伴有爆炸聲與火光。此過程不可能發(fā)生的反應(yīng)是A2Mg+SiMg2Si BMg2Si+4H2O2Mg(OH)2+SiH4 CSiO2+H2OH2SiO3 DSiH4+2O2SiO2+H2O2、(2008年天原杯預(yù)賽.31)氧化銅與氫氣反應(yīng)后得到的Cu中常?；煊猩倭緾u2O。Cu2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu2OH2SO4CuSO4CuH2O?，F(xiàn)將5 g Cu與Cu

21、2O的混合物放入足量的稀硫酸中充分反應(yīng)，過濾得到4.8 g 固體，則原混合物中含單質(zhì)銅的質(zhì)量為 （ ）A. 4.8 g B. 4.72 gC. 4.64 g 3、(2008年天原杯預(yù)賽.33)用同一濃度的稀鹽酸分別溶解相同質(zhì)量的CuO和Fe2O3，當(dāng)兩種氧化物都恰好完全反應(yīng)時，消耗的稀鹽酸的體積比為 （ ）A. 1:2 B. 2:1C. 2:3 D. 3:24、(2008年天原杯預(yù)賽.35) 50 g 鎂、鋅、鐵的混合物與足量的稀硫酸反應(yīng)，將混合溶液蒸干后可得不含結(jié)晶水的固體146 g，則反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為（ ）A. 1 g B. 2 gC. 3 g D. 4 g5、(2007年天原杯預(yù)賽.

22、28)在室溫下，將Mg、Fe、A1三種金屬分別投入足量且質(zhì)量相等，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相等的硫酸中，反應(yīng)結(jié)束后溶液的質(zhì)量仍相等，則投入的Mg、Fe、A1三種金屬的質(zhì)量關(guān)系是( ) (A)MgAlFe (B)FeMgAl (C)AlMgFe (D)Mg=Al=Fe6、(2007年天原杯預(yù)賽.36)一塊質(zhì)量為7 g的鋅中，可能含有下列某種雜質(zhì)，當(dāng)它跟足量的稀硫酸反應(yīng)后，生成氫氣02 g，則鋅中含有的雜質(zhì)可能是 ( ) (A)Cu (B)Fe (C)Mg (D)Pb7、(2012年天原杯復(fù)賽.18)合金是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)。一般來說，合金的熔點低于

23、其中任何一個組成金屬的熔點。下表是一些金屬熔點的數(shù)據(jù)。金屬銅鋅錫鉛鉍鎘熔點/1083419.6231.9327.5271.3320.9（1）鉛錫合金中某種金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與合金的熔點有如右圖所示的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)表示的是 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；當(dāng)合金熔點最低時，合金中鉛與錫的質(zhì)量比為 。（2）保險絲由鉍、鉛、錫、鎘等金屬組成，其熔點約為 。 A. 2040 B. 6080C. 230250 D. 300（3）青銅器的主要成分是銅錫合金。嶄新的青銅器呈土黃色。當(dāng)青銅器長期埋在地下，逐漸形成了綠色的銅綠主要成分Cu2(OH)2CO3，從其化學(xué)式可知銅綠是銅與 (填物質(zhì)的化學(xué)式)長期作用的結(jié)果?！敬鸢浮浚?）錫

24、（1分）；2 :3（1分）。（2）B（1分）。（3）O2、H2O和CO2（2分）。專題檢測1.(2010年天原杯預(yù)賽.27)用即熱飯盒盛裝食物，可以得到熱烘烘的飯菜。原因是即熱飯盒的底部裝入了混有鎂、鐵粉末的高密度聚乙烯，進(jìn)行簡單的操作后水和鎂就會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量便可使食物變熱，其中鐵可能是（ ）一種反應(yīng)物B起導(dǎo)熱作用C催化劑D增大鎂與水子的接觸機(jī)會2.(2012年天原杯復(fù)賽.9)在CuO和Fe的混合物中加入一定量的稀硫酸，微熱，待反應(yīng)停止后過濾，濾出不溶物后再往濾液里加入一枚鐵釘，若鐵釘無變化，則錯誤的敘述是A. 不溶物中一定有銅 B. 不溶物可能全部是鐵C. 濾液是硫酸亞鐵溶液

25、 D. 濾液是硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液3. (2012年天原杯復(fù)賽.13)己知FeO、Fe2O3、Fe3O4組成的混合物中，鐵與氧的質(zhì)量比為21:8，則混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三種物質(zhì)的質(zhì)量比可以是（ ）A. 9:20:5 B. 18:40:33 C【教學(xué)建議】本部分檢測的關(guān)鍵和金屬與合金專題過關(guān)一樣，還是孩子利用金屬活動性順序進(jìn)行的邏輯判斷和計算能力，如果孩子表現(xiàn)不佳，則需要教師關(guān)注孩子相關(guān)能力的培養(yǎng)，否則很難通過天原杯初賽。二、知識梳理一、鐵及鐵的化合物（一）、鐵單質(zhì)1.鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鐵是26號元素，位于第四周期第族，屬于過渡元素。原子結(jié)構(gòu)示意圖：主要化合價：+2，+3（1

26、）鐵在金屬的分類中屬于黑色金屬，重金屬，常見金屬。純凈的鐵（塊狀或片狀）是光亮的銀白色金屬，密度為7.86g/3,熔沸點高，有較好的導(dǎo)電、傳熱性，能被磁鐵吸引，也能被磁化。還原鐵粉為黑色粉末。（2）當(dāng)鐵與弱氧化劑反應(yīng)時，只能失去最外層上2個電子形成Fe2+，當(dāng)跟強氧化劑反應(yīng)時，還能進(jìn)一步失去次外層上的一個電子而形成Fe3+。Fe2eFe2+ ； Fe3eFe3+【教學(xué)建議】可以引導(dǎo)孩子利用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的思想來進(jìn)行鐵的相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)。2.化學(xué)性質(zhì)在金屬活動性順序中，鐵位于氫前，是一種中等活動的金屬，在一定條件下能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。（1）鐵在一定條件下能跟非金屬反應(yīng)與氧氣反應(yīng) 在常溫

27、下，鐵很難與干燥空氣中的氧直接化合，但灼熱的鐵絲可在純氧氣中劇烈燃燒，生成四氧化三鐵。方程式是 3Fe+2O2Fe3O4 . 。鐵粉與硫粉的混合物加熱后生成硫化亞鐵；鐵粉與碘單質(zhì)的混合物加熱后生成碘化亞鐵方程式是 Fe + SFeS； ， Fe + I2FeI2 。與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵。方程式是 3Cl2+2Fe2FeCl3 ?！咎崾尽胯F與氧化性不同的物質(zhì)反應(yīng)，生成鐵的價態(tài)也不同。如上述氯氣的氧化性大于硫，氧化性大的使鐵反應(yīng)生成高價態(tài)的鐵。 （2）鐵能與水反應(yīng)：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2鐵在高溫下能與水反應(yīng)。常溫和一般加熱都不反應(yīng)。金屬與水反應(yīng)的難易程度與金屬活潑性有關(guān)【教學(xué)建

28、議】鐵與水的反應(yīng)只做了解即可。（3）鐵能與酸反應(yīng) 與鹽酸反應(yīng)：Fe+2HClFeCl2+H2 ； 與硫酸反應(yīng)：Fe+H2SO4FeSO4+H2 。鐵與稀鹽酸、稀硫酸接觸后生成氫氣和亞鐵鹽。（4）鐵的鈍化：濃H2SO4和濃HNO3和鐵接觸無明顯變化，因為在常溫下濃H2SO4和濃HNO3能使鐵表面形成一層致密的保護(hù)膜，可阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)和濃H2SO4及濃HNO3起反應(yīng)，發(fā)生鈍化現(xiàn)象?！窘虒W(xué)建議】鈍化現(xiàn)象只做了解。（5）鐵與鹽的反應(yīng) 鐵能將金屬活動順序中位于鐵后的金屬從其鹽溶液中置換出來同時生成亞鐵鹽。Fe+CuSO4Cu+FeSO4 Fe+2AgNO32Ag+Fe(NO3)23.生鐵和鋼的比較鐵合

29、金生鐵鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%4.3%0.03%2%其他元素硅、錳、硫、磷（少量）硅、錳（少量）、磷、硫（幾乎不含）機(jī)械性能硬而脆、無韌性堅硬、韌性大、塑性好機(jī)械加工可鑄、不可鍛可鑄、可鍛、可壓延用途機(jī)床座、鐵管、齒輪、活塞等鑄件以及多種機(jī)械零件鋼軌、剪刀、自行車鋼圈等。在普通鋼中加入適量的一種或幾種其他元素可以制造出具有特殊性能的合金鋼，如不銹鋼4.常見鐵的礦石（二）、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅、鐵銹磁性氧化鐵色態(tài) 黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定鐵的化合價 + 2 + 3 + 2，+ 3水溶性不溶不溶不溶用途紅色

30、顏料磁性顏料類別堿性氧化物堿性氧化物FeOFe2O3共性與酸反應(yīng)，均可被還原劑還原2、鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色紅褐色水中溶解性不溶不溶與酸反應(yīng)Fe(OH)2 +2H+ Fe2+ +2H2OFe(OH)3 +3H+ Fe3+ 3H2O與O2的反應(yīng)4 Fe(OH)2 + O2+2H2O4Fe(OH)3不反應(yīng)熱穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO +H2O2Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O轉(zhuǎn)化4 Fe(OH)2 + O2+2H2O4Fe(OH)3白灰綠紅褐【思考】如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變？Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3 Fe2O3 Fe2(SO4)3

31、 FeCl33、鐵的鹽類名稱氯化亞鐵氯化鐵化學(xué)式FeCl2FeCl3顏色狀態(tài)淺綠色黃色與可溶性堿反應(yīng)Fe2+ +2OH- Fe(OH)2 +2H2OFe3+ + 3NH3H2O Fe(OH)3+3 NH4 + 轉(zhuǎn)化氧化劑（氧化劑（Cl2、H2O2 、HNO3等）還原劑（Fe、Cu、KI 、還原劑（Fe、Cu、KI 、H2S等）【小結(jié)】鐵三角的轉(zhuǎn)化【教學(xué)建議】關(guān)于鐵的化合物相關(guān)性質(zhì)不必細(xì)講，氧化物歸為金屬氧化物進(jìn)行性質(zhì)的類比學(xué)習(xí)，氯化物歸為鹽進(jìn)行性質(zhì)類比學(xué)習(xí)，氫氧化物歸為難溶性堿進(jìn)行類比學(xué)習(xí)，不過要注意加熱分解的反應(yīng)。鐵三角的轉(zhuǎn)化關(guān)系可以不講，也可以讓孩子自己總結(jié)。二、鐵的冶煉 1、原理：在高溫

32、下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 2、原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）*實驗室：一氧化碳還原氧化鐵儀器：鐵架臺（2個）、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮塞（2個）、酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮塞、導(dǎo)氣管。藥品：氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w裝置圖：步驟： = 1 * GB3 檢驗裝置的氣密性； = 2 * GB3 裝入藥品并固定； = 3 * GB3 向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w； = 4 * GB3 給氧化鐵加熱； = 5 * GB3 停止加熱；

33、 = 6 * GB3 停止通入一氧化碳?，F(xiàn)象：紅色粉末逐漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰?；瘜W(xué)方程式：3CO+ Fe2O3 高溫 2Fe + 3CO2 Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O 2CO + O2 點燃 2CO2注意事項：與CO還原氧化銅的實驗操作順序一樣， 即先通入CO再加熱，實驗完畢，停止加熱，繼續(xù)通入CO至試管冷卻。 尾氣處理：因CO有毒，不能隨意排放到空氣中，處理的原則是將CO燃燒掉轉(zhuǎn)化為無毒的CO2或收集備用。三、鋼鐵的銹蝕： 1、鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3）（銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學(xué)式：

34、Cu2（OH）2CO3） 2、防止鐵制品生銹的措施：保持鐵制品表面的清潔、干燥表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等 制成不銹鋼鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應(yīng)及時除去。鋁具有很好的抗腐蝕性的原因：鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。四、金屬資源的保護(hù)和利用： 1、保護(hù)金屬資源的途徑： 2、意義：節(jié)約金屬資源，減少環(huán)境污染三、專題突破【鐵單質(zhì)的性質(zhì)】【例題】(2010年天原杯預(yù)賽27)用即熱飯盒盛裝食物，可以得到熱烘烘的飯菜。原因是即熱飯盒的底部裝入了混有鎂、鐵粉末的高密度聚乙烯，進(jìn)行簡

35、單的操作后水和鎂就會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量便可使食物變熱，其中鐵可能是（ ）一種反應(yīng)物B起導(dǎo)熱作用C催化劑D增大鎂與水子的接觸機(jī)會【變式訓(xùn)練】(2010年天原杯預(yù)賽7)下列物質(zhì)可以用作食品抗氧化劑的是（ ） A鐵粉B炭粉C氯化鈣D生石灰【鐵的氧化物】【例題】(2011年天原杯預(yù)賽32)某同學(xué)做探究性實驗：用稱量法測定鐵在O2中燃燒的產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)5.6g鐵在足量的O2中燃燒得到7.82g固體。若測定過程無誤差，則該同學(xué)得到的固體產(chǎn)物可能是（ ）AFe3O4和Fe的混合物BFe3O4和FeO的混合物 CFe3O4和Fe2O3的混合物DFe3O4、FeO和Fe的混合物【變式訓(xùn)練】(2012年天原

36、杯預(yù)賽29)CO和Fe2O3在高溫下反應(yīng)除生成鐵外，還會生成四氧化三鐵、氧化亞鐵等固體物質(zhì)。用右圖所示裝置完成CO和Fe2O3的反應(yīng)，關(guān)于該實驗，下列說法錯誤的是A實驗時，澄清石灰水變渾濁，證明有二氧化碳生成B若玻璃管中紅色粉末變成黑色，黑色物質(zhì)中不一定只有鐵C為了減少空氣污染，應(yīng)增加尾氣處理裝置一氧化碳氧化鐵一氧化碳氧化鐵Ca(OH)2溶液【Fe3+的氧化性】【例題】(2013年天原杯預(yù)賽24) 已知反應(yīng)：2FeCl3+Fe3FeCl2；2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，燒杯中不可能出現(xiàn)的是 A有銅無鐵 B有鐵無銅 C鐵、銅都

37、有 D鐵、銅都無【變式訓(xùn)練】(2010年天原杯預(yù)賽21)已知；2FeCl3+Fe3FeCl2。在由Fe、FeO和Fe2O3組成的混合物中加入100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，并放出0.04g氣體，此時溶液中無Fe3。則下列判斷正確的是（ ）A混合物里三種物質(zhì)反應(yīng)時消耗鹽酸的質(zhì)量之比為113B反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.7%C混合物里，F(xiàn)eO的質(zhì)量無法確定，但Fe與Fe2O3的質(zhì)量之比大于720D混合物里，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量無法確定，但Fe與FeO的質(zhì)量之比大于79四：專題過關(guān)1、(2011年天原杯復(fù)賽附加題)社會實踐活動中，課外興趣小組對某鋼鐵廠的鐵礦石樣品和鋼

38、樣進(jìn)行實驗、分析、計算，了解了該鋼鐵廠生產(chǎn)原料、產(chǎn)品的相關(guān)信息。下面請你根據(jù)他們的實驗幫助計算回答： 取該廠的某鋼樣粉末28.36 g（假設(shè)只含F(xiàn)e和C），在氧氣流中充分反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到（1）計算此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比。（2）再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸中，充分反應(yīng)后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2 g H2的體積為22.4L）實驗序號加入鋼樣粉末的質(zhì)量 / g2.8365.6728.508生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）/ L0請根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（3）若在實驗中繼續(xù)加入m g鋼樣粉末，計算反應(yīng)

39、結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為多少? （用含m的代數(shù)式表示）答案：（1）（3分）700 : 9 （2）（3分）24.5%（3）（2分）當(dāng)m1.418 g， 剩余固體質(zhì)量為：(m1.328) g （2分）當(dāng) m1.418 g，剩余固體質(zhì)量為：(5.672 + m)9/709 g 2、(2010年天原杯復(fù)賽7)在a、b兩支試管中加入體積相同的同種生鐵塊。在a中加入食鹽水，塞上橡皮塞，如右圖。U型玻璃管內(nèi)為紅墨水（開始時兩端液面等高）。放置一段時間后，下列有關(guān)敘述錯誤的是( ) A生鐵塊中的主要成分是鐵，也含有少量的碳 B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中鐵均被銹蝕 Da試管中發(fā)生的反應(yīng)是：2C+2F

40、e+3O2=2FeCO33、(2007年天原杯預(yù)賽27)某混合物經(jīng)高溫灼燒后產(chǎn)生一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體，若在灼燒的殘渣中滴入稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)殘渣完全消失且放出一種能與金屬氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)的單質(zhì)氣體，則該混合物的組成可能是( ) (A)含有Fe2O3、CuO、C (B)含有Fe2O3、CaCO3 (C)含有CaCO3、CuO、C (D)含有CaC03、Fe203、C4、(2007年天原杯預(yù)賽43)固體物質(zhì)A與鹽酸反應(yīng)生成物質(zhì)C，c的溶液中加入火堿，生成物質(zhì)D，D受熱后又得到固體A，則A可能是 ( )(A)Fe203 (B)C02 (C)CuO (D)Na205、(2009年天原杯預(yù)賽2

41、3)制印刷電路時，常用氯化鐵溶液作為腐蝕液，將銅腐蝕掉而成為Cu2。其反應(yīng)為FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2?，F(xiàn)向氯化鐵溶液中加入a g銅，完全溶解后，再加入b g鐵，充分反應(yīng)后得到c g殘余固體，且ac，。則下列說法正確的是（ ）A殘余固體全部是銅B殘余固體可能為鐵和銅的混合物C最后得到的溶液可能含有Fe3D殘余固體是鐵，溶液中一定不含Cu26、(2007年天原杯復(fù)賽30)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。(l)當(dāng)催化劑中FeO與Fe203的質(zhì)量之比為9:20時,其催化活性最高,此時鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(用小數(shù)表示,保留2位小數(shù)(2)

42、以Fe203為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量碳,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe203+C4FeO十CO2為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480g Fe203 粉末中加入碳多少克 ?30.(5 分 ) 解 : (1 m(FeO):m(F 句 03)=9:20混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: (56 729+112 160 20 /29=0.72 2 分 (2 設(shè)需要加入碳 x2Fe203+C=4FeO+C02 320 12 288(320/12)x x (288/12)x(288/12)x :480-(320/12)x=9:20 x=6g (3 分 答:鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.72, 為制得這

43、種活性最高的催化劑 , 應(yīng)向480g Fe203粉末中加入碳 6 克。五、課后作業(yè)1、(2012年天原杯預(yù)賽.30)鎳（Ni）是重要的金屬，鎳及其化合物能發(fā)生下列反應(yīng)：Ni+2HClNiCl2+H2 NiO+2HClNiCl2+H2O NiO2+4HClNiCl2+Cl2+2H2O對上述反應(yīng)的分析判斷錯誤的是A鎳能與氯化銅發(fā)生置換反應(yīng) B反應(yīng)、中的化合價都發(fā)生了變化C反應(yīng)和都是復(fù)分解反應(yīng) D置換反應(yīng)中，必有某些元素的化合價在反應(yīng)前后發(fā)生變化2、(2009年天原杯預(yù)賽.28)制取合金常用的方法是將兩種或多種金屬（也可為金屬和非金屬）加熱到某一溫度，使其全部熔化，再冷卻成合金。試據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷（其

44、它條件均滿足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（ ）金屬NaMgAlCuFe熔點/97564966010831535沸點/8831090246725672750 AFe-Cu合金 BMg-Fe合金 CNa-Al合金 DFe-Al合金3、(2013年天原杯預(yù)賽2530)為測定某鎂鋁合金中鋁的含量，設(shè)計了以下甲、乙兩種方案。甲方案：（查閱資料，Al(OH)3既可以與酸也可與堿反應(yīng)生成可溶性的鹽和水）通過稱量合金和灼燒后MgO固體的質(zhì)量可以計算合金中鋁的含量。請完成(1)-(4)題： (1)配制5%的鹽酸l L(=1.025g/cm3)，需取用36.5%(p=1.181g/cm3)的鹽酸A118.9mL B125.0mL C115.lmL D819.8mL (2)過濾得到的沉淀，其表面常殘留少量濾液中的溶質(zhì)，需要用蒸餾水浸洗以下操作不能證明甲方案中沉淀已洗滌干凈的是 A取最后一