专题03 铁　金属材料-【寒假自学课】2025年高一化学寒假提升精品讲义（人教版2019）

专题03 铁　金属材料 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 一、铁的存在和冶炼 1．自然界中铁的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝元素，居 位。 铁元素在自然界中主要以+2价和+3价化合物的形式存在于铁矿石。 2．铁的冶炼（高炉炼铁） （1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 （2）工业炼铁得到的铁是：生铁（混合物） （3）高炉（炼铁炉）：从下到上化学方程式为： C+O2CO2 C+CO22CO（吸收热量） 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 （4）焦炭的作用： ①提供热量C+O2 CO2（放热反应） ②提供还原剂：C+CO22CO 二、铁的性质 1．铁的物理性质 纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的 ，密度是7.86g.cm-3,熔点为1535℃，沸点为2750℃，铁是电和热的 ，铁可以被 吸引。 2.化学性质 按要求书写下列反应的方程式： （1）Fe与Cl2、S反应的化学方程式： 。 （2）Fe与水蒸气的反应： 。 ①实验结束时，先将导气管撤出，再移动酒精灯，以防止倒吸。 ②铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。 ③铁与水蒸气反应的实验中，湿棉花的作用是加热时产生水蒸气。 ④现象为加热时试管内铁粉红热，点燃从试管中逸出的气体可听到爆鸣声。 （3）与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。 酸 化学方程式或现象 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下 （4）与某些盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应的离子方程式： 。 与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 三、铁的氧化物 1.物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 － 色态 Fe元素的价态 2.铁的氧化物与盐酸反应的离子方程式 FeO： ； Fe2O3： ； Fe3O4： 。 3.铁的氧化物与HNO3、HI的反应 FeO溶于足量稀HNO3中： ； Fe2O3溶于足量HI溶液中： 。 四、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 固体 固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【特别提醒】 ①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。 五、亚铁离子、铁离子的性质 1．Fe2＋的性质 含有Fe2＋的溶液呈 色，既有氧化性又有还原性。 (1)Fe2＋的还原性： Fe2＋Fe3＋ Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： 。 (2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为 。 2．Fe3＋的性质 含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。 Fe3＋Fe2＋ 写出下列转化的离子方程式： (1)Fe3＋Fe2＋： ； (2)Fe3＋Fe2＋： 。 六、铁及其化合物的转化 1.铁及其化合物二维图 （1）横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 （2）纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 （3）斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 【易错提醒】 1．Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。 2．Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO(H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。　　 七、合金及其分类 1.合金 （1）概念：合金是指两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的 ； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的 。 【特别提醒】①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 ②常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 2.铁合金 （1）生铁和钢 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，其中含碳量为2%～4.3%是生铁；含碳量为0.03%～2%为钢。 （2）人类对铁合金的应用历程 （3）钢——用量最大、用途最广的合金 3.铝合金 铝是强度低、塑性好的金属，除应用部分纯铝外，为了提高强度或综合性能，配成合金。铝中加入一种合金元素，就能使其组织结构和性能发生改变，适宜作各种加工材或铸造零件。经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅。 成分元素 主要特性 主要用途 Al、Mg、Cu、Si等 密度小，强度大 用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等 铝合金比铝具有硬度大(耐磨)易加工(熔点低)的特点。 4.新型合金 (1)储氢合金 ①储氢方法 ②含义 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。 ③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。 ④实例：Ti­Fe合金、La­Ni合金。 (2)其他新型合金 ①钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 ②喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1100 ℃的高温。 ③我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由钛合金制造的。 八、铝的性质 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量 的金属元素，全部以 的形式存在。 2.铝的物理性质 铝单质是 色、有金属光泽的固体，硬度、密度较 ，具有良好的 。 3.铝的化学性质 （1）与非金属单质反应常温下Al的表面生成一层 Al2O3，抗腐蚀能力加强对Al起到保护作用可做炊具，Al2O3熔点较高，灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。 4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)   4Al+3O22Al2O3(白色粉末)    （2）与沸水几乎不反应 原因：铝表面有一层致密氧化铝薄膜阻止铝与沸水的反应。 （3）与非氧化性酸反应（H+）： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ （4）与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应： 常温下Al和Fe二者若遇到浓HNO3 、浓H2SO4则发生反应，生成一层致密的氧化膜，该氧化膜阻碍了单质与氧化性酸的反应，使反应难以继续进行，是化学变化，称为钝化现象。钝化现象说明铁、铝是因生成致密的氧化膜而不能继续反应，可以利用这个性质将铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4，洗刷车时注意防火和中毒现象，如破坏钝化现象只需加热。 2Al+6H2SO4Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O     Al+6HNO3Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O （5）Al与强碱反应，与弱碱溶液几乎不反应 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑溶液呈碱性（NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，实质NaAlO2呈碱性的原因NaAlO2+2H2O=2NaOH+Al(OH)3↓)  2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O  2Al+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑ Al是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 （6）Al与金属氧化物（铝热反应）混合：铝热剂 铝热反应：铝与难熔金属氧化物混合在一起高温条件下发生反应且放出大量热，此反应可以应用于焊接钢轨和冶炼稀有金属。 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 现象：放出大量热，生成金属单质Fe； 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3  4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 八、氧化铝和氢氧化铝 1.氧化铝——两性氧化物 2.氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质 ① 。 ② 。 ③ 。 (3)Al(OH)3的制备 ①Al3＋与氨水反应： 。 ②向含[Al(OH)4]－的溶液中通入过量的CO2： 。 九、比例法及其应用 1.根据题意写出并配平化学方程式。 2.依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。 3.把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。 4.选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。 【特别提醒】化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。 十、差量法及其应用 【方法技巧】 第一步：准确写出有关反应的化学方程式； 第二步：深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比； 第三步：根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。 （1）差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化找出“理论差量”。 这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积或压强、反应过程中的热效应等。 （2）差量法解题的关键是找准“理论差量”， 把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如： 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　Δm(固) /Δn(气) /ΔV(气) 2 mol 1 mol 2 mol 24 g　　1 mol　 22.4 L(标况) 例1.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将 w1 g样品加热，其质量变为 w2 g，请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。 【易错警示】 ①x、y可表示物质的质量、物质的量、气体体积等，因而差量可指质量之差(△m)物质的量之差(△n)或气体体积之差(△V)等。 ②分清“差量”是增还是减.在较复杂的情况，存在多个反应，可能差量的增减方向并不一致，这就要取其代数和.若方向相同，则总差量等于各个分差量之和。 ③正确分析形成差量的原因，找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。 十一、守恒法及其应用 1.含义：所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中的各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。 2.守恒类型 ①质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，因而反应前后原子的总数和质量保持不变。 ②电荷守恒 依据电解质溶液呈电中性，即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。利用电荷守恒法可以配平离子方程式；巧解某些化学计算题。 ③得失电子守恒关系式 依据氧化还原反应中电子得失数目相等，即氧化剂得到的电子总数目等于还原剂失去的电子总数目。利用得失电子守恒法可以计算元素的化合价；计算氧化(或还原)产物的量；计算氧化剂、还原剂的消耗量；计算混合物的组成。 例2.兴趣小组测定莫尔盐[化学式为(NH4)xFey(SO4)z·wH2O(Fe为＋2价)]的化学式，过程如下： ①称取两份质量均为1.96 g的该结晶水合物，分别制成溶液。 ②一份加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33 g。 ③另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，MnO恰好完全被还原为Mn2＋，所发生的反应如下：8H＋＋5Fe2＋＋MnO===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 通过计算得出莫尔盐化学式为(　　) A．(NH4)Fe(SO4)2·3H2O B．(NH4)2Fe(SO4)2·3H2O C．(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O D．(NH4)2Fe(SO4)2·H2O 十二、关系式法及其应用 关系式是表示两种或多种物质之间量的关系的一种简化的式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间量的关系表示出来，将多步计算简化为一步计算。高考题量大、时间紧，对于涉及多步计算问题，如滴定实验的有关计算，巧妙运用关系式法，可大大缩短答题时间。 1.方法技巧 第一步：准确写出各步反应的化学方程式； 第二步：找出“中介”的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系； 第三步：确定最初反应物和最终生成物之间量的关系； 第四步：根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。 2.关系式建立的类型 ①有关化学方程式的计量数关系式：在化学反应中，任何一种元素的总质量是守恒的，即最初反应物中该元素的质量等于最终产物中该元素的质量。 ②原子守恒关系式：各步反应的化学方程式，找出最初反应物与最终生成物的物质的量的关系式，再进行一步计算。 ③得失电子守恒关系式：根据氧化剂和还原剂得失守恒建立关系式，再进行一步计算。 例3.KMnO4是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备： a.软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4； b.溶解、过滤后将滤液酸化，使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4； c.滤去MnO2，将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。 测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。 (1)配制250 mL 0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液，需准确称取Na2S2O3固体的质量为 g； (2)取上述制得的KMnO4产品0.600 0 g，酸化后用0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算该KMnO4产品的纯度(写出计算过程)。(有关离子方程式为MnO＋S2O＋H＋→SO＋Mn2＋＋H2O未配平) 强化点一 氢氧化亚铁的制备原理和方法 1.制备原理 (1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功制备Fe(OH)2的关键 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点： ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；将配制溶液的蒸馏水煮沸，除去其中的氧气。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 2.常用方法 (1)有机层隔离法 ①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。 ②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。 (2)还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 强化点二 “四法”判断Fe2＋、Fe3＋ 1.用KSCN溶液和氯水 无明显现象Fe2＋溶液变红色Fe3＋ 2.用NaOH溶液 白色沉淀红褐色Fe2＋红褐色沉淀Fe3＋ 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 溶液变红色，说明含有Fe3＋ KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 4.Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为： K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 【易错提醒】Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 强化点三 Fe、Fe2+ 、Fe3+的相互转化及应用 1.Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ ①Fe→Fe2＋(与较弱氧化剂反应：如I2、S、Fe3+、H+、Cu2+、Ag+) Fe＋SFeS Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ ②Fe→Fe3＋(与较强氧化剂反应：如Cl2、Br2、浓H2SO4、稀硝酸(足量)等) 2Fe＋3Cl22FeCl3 ③Fe→Fe3O4(与氧化剂反应：如O2、H2O(g)) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 2.Fe2＋既具有氧化性又具有还原性 ①Fe2＋→Fe3＋(与强氧化剂反应：如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－， 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O， 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ②Fe2＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al、Zn等) Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe FeO＋COFe＋CO2。 3.Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe ①Fe3＋→Fe2＋(与还原剂反应：如Fe、Cu、I-、S2-等) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ ②Fe3＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al等) Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 强化点四 铁和铁的氧化物的混合物与酸(H+)反应的计算 1.终态法：固体和盐酸（硫酸）恰好完全反应，溶液中没有Fe3+，即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液，因此有n(Fe2＋):n(Cl－)=1:2[n(Fe2＋):n(SO)=1:1]，混合物中n(Fe)与盐酸（硫酸）中n(H+)之比为1:2等结论。 2.关系式法：由 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Fe2O3＋6H＋===3Fe2＋＋3H2O可知，若没有Fe3＋生成，则反应的Fe（不产生H2）与Fe2O3的关系是Fe------ Fe2O3，则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。 3.守恒法：主要有Fe原子守恒、Cl－(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。 强化点五 突破有关氢氧化铝的图像分析与计算 1.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 滴加顺序 向AlCl3中滴加NaOH 向NaOH中滴加AlCl3 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→沉淀→渐多→最多→不消失 图像 离子方程式 OA段 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O AB段 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 滴加顺序 向AlO中滴加H＋ 向H＋中滴加AlO 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→沉淀→渐多→最多→不消失 图像 离子方程式 OA段 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O AB段 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3.向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图甲所示。 4.向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图乙所示。 5.向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图丙所示。 6.向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图丁所示。 真题感知 1．（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是 A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 2．（2024·北京卷）不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 3．（2024·新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 提升专练 1．（24-25高一上·河北衡水·期末）下列说法正确的是 A．合金中的金属元素都以化合态形式存在 B．合金材料中不可能含有非金属元素 C．多数合金的抗腐蚀性能比组成合金的纯金属更好 D．组成合金的元素种类相同，得到的合金性能就相同 2．（24-25高一上·北京·期中）下列实验过程中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是 A．向溶液中滴加溶液，产生红褐色沉淀 B．向溶液中加入几滴溶液，溶液的黄色加深 C．向溶液中滴加双氧水，溶液变成黄色 D．淡黄色固体露置于空气中，逐渐变成白色 3．（24-25高一上·浙江·期中）化学是一门具有实用性的学科，下列有关物质用途的说法不正确的是 A．是一种新型绿色消毒剂，可用于饮用水处理 B．呈红棕色，可作颜料 C．Na具有还原性，可用于和溶液反应制备Ti D．HClO具有强氧化性，可用作棉、麻等物品的漂白剂 4．（2024高一上·山东青岛·期末）向某晶体的水溶液中加入含的溶液后，无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论中，错误的是 A．该晶体中一定含有 B．的氧化性比的氧化性强 C．被氧化为 D．与不能形成红色的化合物 5．（24-25高一上·湖南怀化·期中）是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．可由铁与氯气反应制得 B．溶液属于电解质 C．饱和溶液可制备氢氧化铁胶体 D．溶液可腐蚀覆铜板 6．（24-25高一上·江苏连云港·期中）在给定条件下，下列物质转化均可实现的是 A． B． C． D． 7．（24-25高一上·广东深圳·期末）氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是 A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂 C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子 8．（23-24高一上·浙江宁波·期中）已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温下，NA个CO2分子的质量为44g B．标准状况下，2.24LCl2通入足量水中，水溶液中Cl-和ClO-离子总数为0.2NA C．5.6gFe与0.1molCl2充分反应，转移的电子数为0.3NA D．0.1mol/LBa(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA 9．（24-25高一上·浙江丽水·期中）根据实验操作或现象得出的结论不正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向饱和NaHCO3溶液中滴入1mol·L-1 CaCl2溶液，出现白色沉淀 饱和NaHCO3溶液中含有 B 用铁丝蘸取X溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰显紫色 X溶液为钾盐 C 向沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色 制得Fe(OH)3胶体 D 向少量FeSO4 溶液中加入NaOH溶液，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后变成红褐色 Fe(OH)2容易被氧化 10．（24-25高一上·广东深圳·期末）下列有关氧化铝的说法错误的是 A．可用材料制成的坩埚熔融烧碱 B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化 C．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料 D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应 11．（24-25高一上·湖北武汉·期末）工业上用铝土矿(主要成分，含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：下列叙述错误的是 A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸 B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁 C．图中所示转化反应有氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为 12．（24-25高一上·海南洛阳·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol/L的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．2.0mol/L D．3.0mol/L 13．（24-25高一上·辽宁大连·期末）将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是 A．铁粉完全溶解，溶液中浓度基本不变 B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色 C．和的物质的量之比为 D．反应后，铁粉没有剩余 14．（24-25高一上·江西南昌·期中）下列对离子共存的结论和分析均正确的是 选项 离子种类 结论及分析 A Fe2+、、、 有白色沉淀生成： B 、、H+、Na+ 产生黄绿色气体： C Ca2+、、、K+ 溶液变浑浊： D Fe3+、、、 含等浓度的上述离子的溶液变红： 15．（24-25高一上·河北邢台·期末）下列反应的离子方程式书写正确的是 A．向FeCl2溶液中投入少量Na2O2：Na2O2+2Fe2++2H2O=2Fe3++2Na++4OH− B．向酸性FeI2溶液中滴加少量双氧水：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O C．向漂白粉溶液中通入足量CO2：ClO−+CO2+H2O=+HClO D．向二元弱酸H3PO3溶液中滴入足量烧碱溶液：H3PO3+3OH−=+3H2O 16．（24-25高一上·湖北襄阳·期中）纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示，下列有关说法不正确的是 A．高温制备纳米级Fe的过程中通可以防止爆炸，也可作保护气 B．纳米级Fe粉与盐酸反应的离子方程式为： C．固体加热脱水的过程属于化学变化 D．纳米级Fe粉比普通铁粉更易与氧气反应 17．（24-25高一上·浙江丽水·期中）有铁的氧化物样品，用300mL 5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L，使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe4O5 18．（24-25高一上·浙江·期中）测定某铁的氧化物()组成的实验如下： 步骤I：取3.04g该氧化物加足量盐酸溶解得到溶液A 步骤II：向溶液A中通入标准状况下224ml使之恰好完全反应得到溶液B 下列选项不正确的是 A．溶液A中 B．溶液B中溶质的主要成分为 C．该铁的氧化物中氧元素的质量分数约为26.3% D．根据步骤I、II可以判断该氧化物组成为 19．（24-25高一上·山东济南·期末）某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式是 ，硬质试管中湿棉花的作用是 。 (2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有。 假设2：只有 。(填化学式) 假设3：既有也有。 (3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：称量反应前固体物质的质量为，反应后固体物质的质量为。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为 。 20．（24-25高一上·广东·期中）某班同学用如下实验探究、的性质。分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。 回答下列问题： (1)甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为 。 (2)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，煤油的作用是 。 (3)丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入充分振荡、静置，层呈紫色；溶于呈紫色。 ②第二支试管中加入1滴溶液，生成蓝色沉淀。 ③第三支试管中加入1滴溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是；实验①和③证明该氧化还原反应为 反应。 (4)丁组同学向盛有足量溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，溶液变成棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热。随后溶液变红褐色。 ①一段时间后，才出现气泡的原因是： ②红褐色的物质是 。 (5)配制液时需加入少量铁属。若不加铁屑，溶液久置后会慢慢出现黄色沉淀，溶液也变黄。 ①写出有关反应的离子方程式： ②取少量黄色沉淀， 后，设计实验检验黄色沉淀中不含＋2价铁，需要用到的试剂为： (写化学式)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 铁　金属材料 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 一、铁的存在和冶炼 1．自然界中铁的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝元素，居第四位。 铁元素在自然界中主要以+2价和+3价化合物的形式存在于铁矿石。 2．铁的冶炼（高炉炼铁） （1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 （2）工业炼铁得到的铁是：生铁（混合物） （3）高炉（炼铁炉）：从下到上化学方程式为： C+O2CO2 C+CO22CO（吸收热量） 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 （4）焦炭的作用： ①提供热量C+O2 CO2（放热反应） ②提供还原剂：C+CO22CO 二、铁的性质 1．铁的物理性质 纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延展性，密度是7.86g.cm-3,熔点为1535℃，沸点为2750℃，铁是电和热的良导体，铁可以被磁铁吸引。 2.化学性质 按要求书写下列反应的方程式： （1）Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。 （2）Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 ①实验结束时，先将导气管撤出，再移动酒精灯，以防止倒吸。 ②铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。 ③铁与水蒸气反应的实验中，湿棉花的作用是加热时产生水蒸气。 ④现象为加热时试管内铁粉红热，点燃从试管中逸出的气体可听到爆鸣声。 （3）与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。 酸 化学方程式或现象 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 三、铁的氧化物 1.物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 － 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 Fe元素的价态 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 2.铁的氧化物与盐酸反应的离子方程式 FeO：FeO＋2H＋===Fe3＋＋H2O； Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； Fe3O4：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 3.铁的氧化物与HNO3、HI的反应 FeO溶于足量稀HNO3中：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O； Fe2O3溶于足量HI溶液中：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O。 四、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【特别提醒】 ①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。 五、亚铁离子、铁离子的性质 1．Fe2＋的性质 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性又有还原性。 (1)Fe2＋的还原性： Fe2＋Fe3＋ Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 2．Fe3＋的性质 含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。 Fe3＋Fe2＋ 写出下列转化的离子方程式： (1)Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋； (2)Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 六、铁及其化合物的转化 1.铁及其化合物二维图 （1）横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 （2）纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 （3）斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 【易错提醒】 1．Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。 2．Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO(H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。　　 七、合金及其分类 1.合金 （1）概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 【特别提醒】①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 ②常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 2.铁合金 （1）生铁和钢 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，其中含碳量为2%～4.3%是生铁；含碳量为0.03%～2%为钢。 （2）人类对铁合金的应用历程 （3）钢——用量最大、用途最广的合金 3.铝合金 铝是强度低、塑性好的金属，除应用部分纯铝外，为了提高强度或综合性能，配成合金。铝中加入一种合金元素，就能使其组织结构和性能发生改变，适宜作各种加工材或铸造零件。经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅。 成分元素 主要特性 主要用途 Al、Mg、Cu、Si等 密度小，强度大 用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等 铝合金比铝具有硬度大(耐磨)易加工(熔点低)的特点。 4.新型合金 (1)储氢合金 ①储氢方法 ②含义 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。 ③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。 ④实例：Ti­Fe合金、La­Ni合金。 (2)其他新型合金 ①钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 ②喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1100 ℃的高温。 ③我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由钛合金制造的。 八、铝的性质 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。 2.铝的物理性质 铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电、导热和延展性。 3.铝的化学性质 （1）与非金属单质反应常温下Al的表面生成一层致密的氧化膜Al2O3，抗腐蚀能力加强对Al起到保护作用可做炊具，Al2O3熔点较高，灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。 4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)   4Al+3O22Al2O3(白色粉末)    （2）与沸水几乎不反应 原因：铝表面有一层致密氧化铝薄膜阻止铝与沸水的反应。 （3）与非氧化性酸反应（H+）： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ （4）与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应： 常温下Al和Fe二者若遇到浓HNO3 、浓H2SO4则发生反应，生成一层致密的氧化膜，该氧化膜阻碍了单质与氧化性酸的反应，使反应难以继续进行，是化学变化，称为钝化现象。钝化现象说明铁、铝是因生成致密的氧化膜而不能继续反应，可以利用这个性质将铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4，洗刷车时注意防火和中毒现象，如破坏钝化现象只需加热。 2Al+6H2SO4Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O     Al+6HNO3Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O （5）Al与强碱反应，与弱碱溶液几乎不反应 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑溶液呈碱性（NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，实质NaAlO2呈碱性的原因NaAlO2+2H2O=2NaOH+Al(OH)3↓)  2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O  2Al+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑ Al是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 （6）Al与金属氧化物（铝热反应）混合：铝热剂 铝热反应：铝与难熔金属氧化物混合在一起高温条件下发生反应且放出大量热，此反应可以应用于焊接钢轨和冶炼稀有金属。 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 现象：放出大量热，生成金属单质Fe； 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3  4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 八、氧化铝和氢氧化铝 1.氧化铝——两性氧化物 2.氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质 ①2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 ②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 ③Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (3)Al(OH)3的制备 ①Al3＋与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②向含[Al(OH)4]－的溶液中通入过量的CO2：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 九、比例法及其应用 1.根据题意写出并配平化学方程式。 2.依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。 3.把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。 4.选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。 【特别提醒】化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。 十、差量法及其应用 【方法技巧】 第一步：准确写出有关反应的化学方程式； 第二步：深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比； 第三步：根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。 （1）差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化找出“理论差量”。 这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积或压强、反应过程中的热效应等。 （2）差量法解题的关键是找准“理论差量”， 把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如： 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　Δm(固) /Δn(气) /ΔV(气) 2 mol 1 mol 2 mol 24 g　　1 mol　 22.4 L(标况) 例1.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将 w1 g样品加热，其质量变为 w2 g，请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。 【解析】样品加热发生的反应为 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm 168 　　　106　　　　　　　　　 62 m(NaHCO3)　　　　　　　　　　　(w1－w2) g 样品中m(NaHCO3)＝ g， 则样品中m(Na2CO3)＝w1 g－ g， 其质量分数为×100%＝×100%＝×100%。 【易错警示】 ①x、y可表示物质的质量、物质的量、气体体积等，因而差量可指质量之差(△m)物质的量之差(△n)或气体体积之差(△V)等。 ②分清“差量”是增还是减.在较复杂的情况，存在多个反应，可能差量的增减方向并不一致，这就要取其代数和.若方向相同，则总差量等于各个分差量之和。 ③正确分析形成差量的原因，找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。 十一、守恒法及其应用 1.含义：所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中的各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。 2.守恒类型 ①质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，因而反应前后原子的总数和质量保持不变。 ②电荷守恒 依据电解质溶液呈电中性，即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。利用电荷守恒法可以配平离子方程式；巧解某些化学计算题。 ③得失电子守恒关系式 依据氧化还原反应中电子得失数目相等，即氧化剂得到的电子总数目等于还原剂失去的电子总数目。利用得失电子守恒法可以计算元素的化合价；计算氧化(或还原)产物的量；计算氧化剂、还原剂的消耗量；计算混合物的组成。 例2.兴趣小组测定莫尔盐[化学式为(NH4)xFey(SO4)z·wH2O(Fe为＋2价)]的化学式，过程如下： ①称取两份质量均为1.96 g的该结晶水合物，分别制成溶液。 ②一份加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33 g。 ③另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，MnO恰好完全被还原为Mn2＋，所发生的反应如下：8H＋＋5Fe2＋＋MnO===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 通过计算得出莫尔盐化学式为(　　) A．(NH4)Fe(SO4)2·3H2O B．(NH4)2Fe(SO4)2·3H2O C．(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O D．(NH4)2Fe(SO4)2·H2O 【答案】C 【解析】由操作②可知：n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.01 mol，由操作③可知，n(Fe2＋)＝ 5n(MnO)＝5×0.001 mol＝0.005 mol，再根据电荷守恒可知：n(NH)＋2n(Fe2＋)＝2n(SO)可得：n(NH)＝2n(SO)－2n(Fe2＋)＝2×0.01 mol－2×0.005 mol＝0.01 mol，再根据质量守恒可知，一份该结晶水合物中结晶水的物质的量为： n(H2O)＝＝0.03 mol， 故x∶y∶z∶w＝n(NH)∶n(Fe2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝0.01 mol∶0.005 mol∶0.01 mol∶0.03 mol ＝2∶1∶2∶6，通过计算得出莫尔盐化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。 十二、关系式法及其应用 关系式是表示两种或多种物质之间量的关系的一种简化的式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间量的关系表示出来，将多步计算简化为一步计算。高考题量大、时间紧，对于涉及多步计算问题，如滴定实验的有关计算，巧妙运用关系式法，可大大缩短答题时间。 1.方法技巧 第一步：准确写出各步反应的化学方程式； 第二步：找出“中介”的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系； 第三步：确定最初反应物和最终生成物之间量的关系； 第四步：根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。 2.关系式建立的类型 ①有关化学方程式的计量数关系式：在化学反应中，任何一种元素的总质量是守恒的，即最初反应物中该元素的质量等于最终产物中该元素的质量。 ②原子守恒关系式：各步反应的化学方程式，找出最初反应物与最终生成物的物质的量的关系式，再进行一步计算。 ③得失电子守恒关系式：根据氧化剂和还原剂得失守恒建立关系式，再进行一步计算。 例3.KMnO4是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备： a.软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4； b.溶解、过滤后将滤液酸化，使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4； c.滤去MnO2，将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。 测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。 (1)配制250 mL 0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液，需准确称取Na2S2O3固体的质量为 g； (2)取上述制得的KMnO4产品0.600 0 g，酸化后用0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算该KMnO4产品的纯度(写出计算过程)。(有关离子方程式为MnO＋S2O＋H＋→SO＋Mn2＋＋H2O未配平) 【解析】(1)n＝cV＝0.100 mol·L－1×0.250 L＝0.025 mol，m＝nM＝0.025 mol× 158 g·mol－1＝3.950 g。 【答案】(1)3.950 (2)由化学方程式：8MnO＋5S2O＋14H＋===10SO＋8Mn2＋＋7H2O，设样品中KMnO4物质的量为n mol，可知 8MnO～ 5S2O n 　　　　0.100 mol·L－1×20.00×10－3 L 所以n(KMnO4)＝×0.100 mol·L－1×20.00×10－3 L＝3.2×10－3 mol 所以m(KMnO4)＝nM＝3.2×10－3 mol×158 g·mol－1＝0.505 6 g，KMnO4产品的纯度为×100%≈84.27%。 强化点一 氢氧化亚铁的制备原理和方法 1.制备原理 (1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功制备Fe(OH)2的关键 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点： ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；将配制溶液的蒸馏水煮沸，除去其中的氧气。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 2.常用方法 (1)有机层隔离法 ①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。 ②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。 (2)还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 强化点二 “四法”判断Fe2＋、Fe3＋ 1.用KSCN溶液和氯水 无明显现象Fe2＋溶液变红色Fe3＋ 2.用NaOH溶液 白色沉淀红褐色Fe2＋红褐色沉淀Fe3＋ 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 溶液变红色，说明含有Fe3＋ KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 4.Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为： K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 【易错提醒】Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 强化点三 Fe、Fe2+ 、Fe3+的相互转化及应用 1.Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ ①Fe→Fe2＋(与较弱氧化剂反应：如I2、S、Fe3+、H+、Cu2+、Ag+) Fe＋SFeS Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ ②Fe→Fe3＋(与较强氧化剂反应：如Cl2、Br2、浓H2SO4、稀硝酸(足量)等) 2Fe＋3Cl22FeCl3 ③Fe→Fe3O4(与氧化剂反应：如O2、H2O(g)) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 2.Fe2＋既具有氧化性又具有还原性 ①Fe2＋→Fe3＋(与强氧化剂反应：如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－， 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O， 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ②Fe2＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al、Zn等) Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe FeO＋COFe＋CO2。 3.Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe ①Fe3＋→Fe2＋(与还原剂反应：如Fe、Cu、I-、S2-等) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ ②Fe3＋→Fe(与还原剂反应：如C、CO、Al等) Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 强化点四 铁和铁的氧化物的混合物与酸(H+)反应的计算 1.终态法：固体和盐酸（硫酸）恰好完全反应，溶液中没有Fe3+，即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液，因此有n(Fe2＋):n(Cl－)=1:2[n(Fe2＋):n(SO)=1:1]，混合物中n(Fe)与盐酸（硫酸）中n(H+)之比为1:2等结论。 2.关系式法：由 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Fe2O3＋6H＋===3Fe2＋＋3H2O可知，若没有Fe3＋生成，则反应的Fe（不产生H2）与Fe2O3的关系是Fe------ Fe2O3，则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。 3.守恒法：主要有Fe原子守恒、Cl－(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。 强化点五 突破有关氢氧化铝的图像分析与计算 1.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 滴加顺序 向AlCl3中滴加NaOH 向NaOH中滴加AlCl3 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→沉淀→渐多→最多→不消失 图像 离子方程式 OA段 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O AB段 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 滴加顺序 向AlO中滴加H＋ 向H＋中滴加AlO 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→沉淀→渐多→最多→不消失 图像 离子方程式 OA段 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O AB段 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3.向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图甲所示。 4.向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图乙所示。 5.向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图丙所示。 6.向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图丁所示。 真题感知 1．（2024·江西卷）景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是 A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 【答案】C 【解析】A．青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A错误； B．釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B错误； C．青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C正确； D．青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D错误； 故选C。 2．（2024·北京卷）不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 【答案】B 【解析】A．反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价，I元素的化合价由-1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A项错误； B．根据反应①可得关系式10I-~2，可以求得n=0.0002，则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价，反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-，中I元素的化合价为+5价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3，反应②的离子方程式是：I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-，B项正确； C．已知的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I-的还原性随酸性减弱而增强，C项错误； D．根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H+、产生水、pH增大，反应②产生OH-、消耗水、pH增大，D项错误； 答案选B。 3．（2024·新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 【答案】B 【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确； B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误； C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确； D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确； 故选B。 提升专练 1．（24-25高一上·河北衡水·期末）下列说法正确的是 A．合金中的金属元素都以化合态形式存在 B．合金材料中不可能含有非金属元素 C．多数合金的抗腐蚀性能比组成合金的纯金属更好 D．组成合金的元素种类相同，得到的合金性能就相同 【答案】C 【解析】A．合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合形成的具有金属特性的混合物，A错误； B．合金材料中可能含有非金属元素，如钢是含碳量为的铁合金，B错误； C．合金的性能优于单一金属，具有硬度大、耐热性好、抗腐蚀能力强等优点，C正确； D．生铁是含碳量为的铁合金，钢是含碳量为的铁合金，它们的合金性能区别很大，D错误；故选C。 2．（24-25高一上·北京·期中）下列实验过程中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是 A．向溶液中滴加溶液，产生红褐色沉淀 B．向溶液中加入几滴溶液，溶液的黄色加深 C．向溶液中滴加双氧水，溶液变成黄色 D．淡黄色固体露置于空气中，逐渐变成白色 【答案】A 【解析】A．与反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，产生红褐色沉淀，该反应是复分解反应，与氧化还原反应无关，A符合题意； B．与KI反应生成FeCl2和I2，铁元素和碘元素化合价发生改变，属于氧化还原反应，B不符合题意； C．溶液与双氧水即过氧化氢反应生成I2和H2O，碘元素和氧元素化合价发生改变，属于氧化还原反应，C不符合题意； D．固体露置于空气中，与水反应生成NaOH和氧气，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，过氧化钠中氧元素化合价发生改变，属于氧化还原反应，D不符合题意；故选A。 3．（24-25高一上·浙江·期中）化学是一门具有实用性的学科，下列有关物质用途的说法不正确的是 A．是一种新型绿色消毒剂，可用于饮用水处理 B．呈红棕色，可作颜料 C．Na具有还原性，可用于和溶液反应制备Ti D．HClO具有强氧化性，可用作棉、麻等物品的漂白剂 【答案】C 【解析】A．中铁的化合价为+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，被还原为铁离子，铁离子水解成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，可用于饮用水处理，A正确； B．Fe2O3是红棕色粉末，可用作油漆、涂料的红色颜料，B正确； C．钠能与水反应，钠不能置换出TiCl4溶液中的Ti，钠能置换出熔融TiCl4中的Ti，C错误； D．HClO具有强氧化性，可作漂白剂，可用作棉、麻的漂白剂，D正确；故选C。 4．（2024高一上·山东青岛·期末）向某晶体的水溶液中加入含的溶液后，无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论中，错误的是 A．该晶体中一定含有 B．的氧化性比的氧化性强 C．被氧化为 D．与不能形成红色的化合物 【答案】B 【解析】A．混合物中出现红色，说明Fe3+与SCN-发生了反应，则该晶体中一定含有SCN-，A正确； B．加入Fe2+无明显变化，加入氯水后出现红色，说明Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+，即Cl2是氧化剂，Fe3+是氧化产物，则氧化性：Fe3+<Cl2，B错误； C．加入Fe2+无明显变化，加入氯水后出现红色，说明Fe2+被Cl2氧化为Fe3+，C正确； D．原晶体中含有SCN-，开始加入Fe2+时，溶液颜色无明显变化，说明Fe2+与SCN-不能形成红色的化合物，D正确；故选B。 5．（24-25高一上·湖南怀化·期中）是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．可由铁与氯气反应制得 B．溶液属于电解质 C．饱和溶液可制备氢氧化铁胶体 D．溶液可腐蚀覆铜板 【答案】B 【解析】A．氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，A正确； B．氯化铁溶液属于混合物，不属于电解质，B错误； C．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，，C正确； D．氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来腐蚀覆铜板，D正确；故选B。 6．（24-25高一上·江苏连云港·期中）在给定条件下，下列物质转化均可实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．加热条件下被CO还原为Fe，Fe与盐酸反应生成，A符合题意； B．CuO不能溶于水，因此不能与水反应产生Cu(OH)2，B不符合题意； C．CaCl2与CO2不反应，C不符合题意； D．Fe与Cl2反应产生FeCl3，D不符合题意；故选A。 7．（24-25高一上·广东深圳·期末）氢能是理想的清洁能源，以太阳能为热源分解，经热化学-铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列说法不正确的是 A．过程I中产生的是氧化产物 B．过程Ⅱ中是还原剂 C．过程中涉及太阳能转变为化学能 D．过程Ⅱ中每生成1分子氢气，转移2个电子 【答案】B 【分析】过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑； 【解析】A．过程Ⅰ化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2，氧元素化合价升高，产生的O2是氧化产物，故A正确； B．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑中铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，H2O是氧化剂，故B错误； C．过程I利用太阳能分解Fe3O4，将太阳能转变为化学能，故C正确； D．过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2O= Fe3O4+H2↑，氢元素化合价从+1降低至0价，每生成1分子氢气，转移2个电子，故D正确；故选B。 8．（23-24高一上·浙江宁波·期中）已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温下，NA个CO2分子的质量为44g B．标准状况下，2.24LCl2通入足量水中，水溶液中Cl-和ClO-离子总数为0.2NA C．5.6gFe与0.1molCl2充分反应，转移的电子数为0.3NA D．0.1mol/LBa(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA 【答案】A 【解析】A．NA个CO2分子物质的量为1mol，质量为1mol×44g/mol=44g，故A正确； B．氯气与水反应为可逆反应，不能进行到底，所以标准状况下，2.24LCl2即通入足量水中，水溶液中Cl-和ClO-离子总数小于0.2NA，故B错误； C．5.6gFe即与0.1molCl2充分反应生成氯化铁，氯气少量完全反应，生成0.2mol氯离子，转移的电子数为0.2NA，故C错误； D．Ba(OH)2溶液体积未知，无法计算氢氧根离子个数，故D错误；故选A。 9．（24-25高一上·浙江丽水·期中）根据实验操作或现象得出的结论不正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向饱和NaHCO3溶液中滴入1mol·L-1 CaCl2溶液，出现白色沉淀 饱和NaHCO3溶液中含有 B 用铁丝蘸取X溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰显紫色 X溶液为钾盐 C 向沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色 制得Fe(OH)3胶体 D 向少量FeSO4 溶液中加入NaOH溶液，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后变成红褐色 Fe(OH)2容易被氧化 【答案】B 【解析】A．饱和NaHCO3溶液中碳酸氢根能电离产生碳酸根，故向饱和NaHCO3溶液中滴入1mol·L-1 CaCl2溶液，出现白色碳酸钙沉淀，现象和结论正确，A正确； B．用铁丝蘸取X溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰显紫色，溶液中含K+，但不一定是钾盐，可能是KOH溶液，B错误； C．向沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色即制得Fe(OH)3胶体，C正确； D．FeSO4溶液与NaOH溶液能反应生成白色Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2易被氧化，会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe(OH)3，D正确；故选B。 10．（24-25高一上·广东深圳·期末）下列有关氧化铝的说法错误的是 A．可用材料制成的坩埚熔融烧碱 B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化 C．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料 D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应 【答案】A 【解析】A．氧化铝与烧碱在加热时会发生反应，故不能用氧化铝材料制成的坩埚熔融烧碱，否则会损坏坩埚，A错误； B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，氧化膜比较致密，能防止内部金属被氧化，B正确； C．氧化铝熔点高达2000°C以上，是一种高熔点物质，可以作较好的耐火材料使用，C正确； D．氧化铝属于两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应，D正确；故选A。 11．（24-25高一上·湖北武汉·期末）工业上用铝土矿(主要成分，含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：下列叙述错误的是 A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸 B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁 C．图中所示转化反应有氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为 【答案】A 【分析】将铝土矿(主要成分，含杂质)先用试剂X溶解，结合转化后的产物可知，加的X为溶液，反应生成，不反应过滤后在滤渣中分离除去，滤液通过量Y得沉淀和溶液，根据元素守恒说明Y为，最后将加热转化为，电解得金属Al，据此分析解答。 【解析】A．盐酸要与杂质反应而无法分离，所以X只能是氢氧化钠溶液，A错误； B．溶液与不反应，过滤后在滤渣中分离除去，反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，B正确； C．氧化铝电解得到铝和氧气的反应是氧化还原反应，C正确； D．反应②将溶液转化为沉淀和，通入过量的可实现，化学方程式为，D正确；故选A。 12．（24-25高一上·海南洛阳·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol/L的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．2.0mol/L D．3.0mol/L 【答案】B 【解析】Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共与盐酸反应生成氯化铝、氯化铜、氯化铁，盐酸可能有剩余， 向反应后溶液中加入NaOH溶液，得到的沉淀最多，应满足恰好反应生成氢氧化铝、氢氧化铜、氢氧化铁，此时溶液中溶质为NaCl， 根据钠离子守恒可得：n(NaCl)=n(NaOH)=0.250L×2.00mol/L=0.5mol， 根据氯离子守恒可得：n(HCl)=n(NaCl)=0.5mol， 故该元素的物质的量浓度= =1.0mol/L。 13．（24-25高一上·辽宁大连·期末）将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是 A．铁粉完全溶解，溶液中浓度基本不变 B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色 C．和的物质的量之比为 D．反应后，铁粉没有剩余 【答案】B 【分析】铁粉的物质的量，，发生反应：，铁粉完全溶解，生成，溶液中剩余，以此解答。 【解析】A．由分析可知，铁无剩余，由可知，C1-未参与反应，浓度基本不变，A正确； B．由分析可知，溶液中剩余有Fe3+，往溶液中滴入溶液，溶液显红色，B错误； C．由分析可知，反应解释的物质的量为0.06mol，的物质的量为0.01mol，和的物质的量之比为，C正确； D．由分析可知，反应后，铁粉没有剩余，D正确；故选B。 14．（24-25高一上·江西南昌·期中）下列对离子共存的结论和分析均正确的是 选项 离子种类 结论及分析 A Fe2+、、、 有白色沉淀生成： B 、、H+、Na+ 产生黄绿色气体： C Ca2+、、、K+ 溶液变浑浊： D Fe3+、、、 含等浓度的上述离子的溶液变红： 【答案】B 【解析】A．亚铁离子能被次氯酸根离子氧化生成铁离子，因此最终不会生成白色沉淀氢氧化亚铁，而是生成红褐色沉淀氢氧化铁，A错误； B．酸性条件下，ClO-、Cl-和氢离子发生氧化还原反应生成氯气和水，离子方程式正确，B正确； C．碳酸氢根离子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子反应生成碳酸钙沉淀，溶液变浑浊是因为生成了碳酸钙而不是氢氧化钙，C错误； D．Fe3+与发生反应2Fe3++=2Fe2+++，离子浓度相等的情况下，亚硫酸根离子过量，铁离子全部转化为亚铁离子，则最终溶液不会变红，D错误；故选B。 15．（24-25高一上·河北邢台·期末）下列反应的离子方程式书写正确的是 A．向FeCl2溶液中投入少量Na2O2：Na2O2+2Fe2++2H2O=2Fe3++2Na++4OH− B．向酸性FeI2溶液中滴加少量双氧水：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O C．向漂白粉溶液中通入足量CO2：ClO−+CO2+H2O=+HClO D．向二元弱酸H3PO3溶液中滴入足量烧碱溶液：H3PO3+3OH−=+3H2O 【答案】C 【解析】A．溶液中加少量，过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气，氧气可以氧化亚铁离子生成铁离子，氢氧化钠和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，A错误； B．碘离子还原性大于亚铁离子，故少量的过氧化氢先氧化碘离子生成碘单质，B错误； C．向漂白粉溶液中通入足量，会生成碳酸氢钙和次氯酸，C正确； D．H3PO3是二元弱酸，最多能提供2个氢离子，滴入足量烧碱溶液：H3PO3+2OH−=+2H2O，D错误； 故选C。 16．（24-25高一上·湖北襄阳·期中）纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示，下列有关说法不正确的是 A．高温制备纳米级Fe的过程中通可以防止爆炸，也可作保护气 B．纳米级Fe粉与盐酸反应的离子方程式为： C．固体加热脱水的过程属于化学变化 D．纳米级Fe粉比普通铁粉更易与氧气反应 【答案】B 【分析】固体首先加热脱水生成FeCl2，然后在氮气保护下，发生还原反应生成纳米铁。 【解析】A．高温制备纳米级的反应为：，为了防止氢气与空气混合在加热时发生爆炸，反应前需向反应器中通入氮气，目的是排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸，同时制得的纳米铁易被空气中的氧气氧化，故需用作保护气，并且氮气有利于铁粉分散形成纳米级铁，A正确； B．粉与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为：，B错误； C．固体加热脱水生成FeCl2，有新物质生成，即该过程属于化学变化，C正确； D．纳米级粉比普通铁粉，颗粒更小，与氧气反应时接触面积更大，更易与氧气反应，D正确； 答案选B。 17．（24-25高一上·浙江丽水·期中）有铁的氧化物样品，用300mL 5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L，使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe4O5 【答案】D 【解析】300mL 5mol·L-1的盐酸物质的量为n(HCl)=0.3L×5mol/L=1.5mol，标准状况下氯气3.36L物质的量为n(Cl2)=，反应中HCl的H元素与铁的氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=×n(HCl)=0.75mol，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl-)=1.5mol+0.15mol×2=1.8mol，则n(Fe)=1.8mol×=0.6mol，所以：n(Fe)：n(O)=0.6mol：0.75mol=4：5，该氧化物的化学式为Fe4O5，故选D。 18．（24-25高一上·浙江·期中）测定某铁的氧化物()组成的实验如下： 步骤I：取3.04g该氧化物加足量盐酸溶解得到溶液A 步骤II：向溶液A中通入标准状况下224ml使之恰好完全反应得到溶液B 下列选项不正确的是 A．溶液A中 B．溶液B中溶质的主要成分为 C．该铁的氧化物中氧元素的质量分数约为26.3% D．根据步骤I、II可以判断该氧化物组成为 【答案】D 【分析】铁的氧化物加足量盐酸溶解，其中的铁元素与盐酸反应分别生成，再通入氯气进行氧化，方程式为：。消耗，则Y中含有亚铁离子0.02mol，相当于X中有0.02molFeO，质量为0.02mol×72g/mol=1.44g；则X中含有相当于Fe2O3质量3.04-1.44=1.6g，物质的量为0.01mol；故X可看作2FeO•Fe2O3，相当于Fe0.8O。据此分析作答。 【解析】A．根据以上分析可知溶液Y中，A正确； B．氯气氧化后溶液B的主要溶质是，B正确； C．溶液A消耗0.01mol氯气，这说明溶液中含有0.02mol亚铁离子，因此铁的氧化物中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02mol，质量是，则相当于含有氧化铁的质量是，物质的量是0.01mol，即X可以看作是，因此，则铁的氧化物中氧元素的质量分数为，C正确； D．根据步骤、可以判断X的组成为，D错误； 答案选D。 19．（24-25高一上·山东济南·期末）某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式是 ，硬质试管中湿棉花的作用是 。 (2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有。 假设2：只有 。(填化学式) 假设3：既有也有。 (3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：称量反应前固体物质的质量为，反应后固体物质的质量为。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为 。 【答案】(1) 提供反应需要的水蒸气 (2)Fe3O4 (3)Fe和Fe3O4 【分析】试管中进行铁粉和水蒸气的反应，反应生成的氢气用肥皂泡收集，以此解题。 【解析】（1）高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气； （2）若铁粉完全反应，则反应后的固体只有，若部分反应则为和，若没有发生反应则只有，所以假设2为只有； （3）反应前的固体为铁粉，铁粉的物质的量为，完全反应可知生成的质量为，而大于、小于，说明铁粉未完全反应，固体为和。 20．（24-25高一上·广东·期中）某班同学用如下实验探究、的性质。分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。 回答下列问题： (1)甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为 。 (2)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，煤油的作用是 。 (3)丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入充分振荡、静置，层呈紫色；溶于呈紫色。 ②第二支试管中加入1滴溶液，生成蓝色沉淀。 ③第三支试管中加入1滴溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是；实验①和③证明该氧化还原反应为 反应。 (4)丁组同学向盛有足量溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，溶液变成棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热。随后溶液变红褐色。 ①一段时间后，才出现气泡的原因是： ②红褐色的物质是 。 (5)配制液时需加入少量铁属。若不加铁屑，溶液久置后会慢慢出现黄色沉淀，溶液也变黄。 ①写出有关反应的离子方程式： ②取少量黄色沉淀， 后，设计实验检验黄色沉淀中不含＋2价铁，需要用到的试剂为： (写化学式)。 【答案】(1) (2)隔绝空气，排除氧气对实验的影响 (3)可逆反应 (4)催化分解产生 (胶体) (5) 用水洗涤 或、。 【分析】Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+，本身被还原为Cl-，离子方程式为：；检验黄色沉淀中不含＋2价铁，根据亚铁离子遇生成蓝色沉淀，或者亚铁离子可使酸性紫色高锰酸钾溶液褪色，需要的试剂为或、 。 【解析】（1）Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+，本身被还原为Cl-，离子方程式为：，故答案为：； （2）乙组认为甲组实验不够严谨，因为甲组实验没有排除空气中的氧气氧化Fe2+的可能性，故煤油的作用是：隔绝空气，排除氧气对实验的影响，故答案为：隔绝空气，排除氧气对实验的影响； （3）丙组同学取溶液，加入溶液混合，KI过量，完全反应，③第三支试管中加入1滴溶液，溶液变红，说明溶液中仍有铁离子，可知与的反应为可逆反应，故答案为：可逆反应； （4）足量溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，使溶液变成棕黄色；一段时间后，铁离子催化过氧化氢分解为氧气，使得溶液中有气泡出现，并放热，铁离子水解程度增大，生成氢氧化铁胶体，液体变红褐色。 ①一段时间后，才出现气泡的原因是：催化分解产生，故答案为：催化分解产生； ②红褐色的物质是(胶体)，故答案为：(胶体)； （5）配制液时需加入少量铁属。若不加铁屑，溶液久置后亚铁离子被氧气氧化，发生反应，会慢慢出现黄色沉淀，溶液也变黄。 ①写出有关反应的离子方程式，故答案为：； ②取少量黄色沉淀，用水洗涤；检验黄色沉淀中不含＋2价铁，根据亚铁离子遇生成蓝色沉淀，或者亚铁离子可使酸性紫色高锰酸钾溶液褪色，需要的试剂为或、，故答案为：用水洗涤；或、。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$