专题09 金属与人类文明（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（苏教版2019必修第二册）

专题09 金属与人类文明 ◆考点01 金属的冶炼方法 1．金属的存在形式 (1)金属的存在形式 ①大量的金属元素存在于地壳的________中，地壳中的大部分金属元素都是以________形式存在的。如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为________)中，铝元素存在于铝土矿(主要成分为________)中。 ②在自然界中，只有少量的金属元素以________形式存在于地壳中，如________和________等。 ③除了地壳外，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。 (2)金属的存在形式与其活动性的关系 ①活动性较_______的金属，在自然界以各种各样的________存在。 ②活动性较______的金属，有可能以________形式存在。 ③有的金属元素存在形式既有________又有________，如铁元素有________ (主要存在于________中)、________和硫酸盐等存在形式；银元素有________、辉银矿(Ag2S)、碲银矿(Ag2Te)等存在形式。 2．金属的冶炼方法 (1)电解熔融法 适合冶炼金属活动性________的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。 工业上冶炼金属钠的方程式为________________________________________。 工业上冶炼金属镁的方程式为________________________________________。 (2)高温还原法 用________还原金属化合物，适合冶炼金属活动性顺序表中________之间的大多数金属。常用的还原剂有________________________。 CuO与CO反应的化学方程式为________________________________。 ZnO与焦炭反应的化学方程式为________________________________。 (3)热分解法 不活泼的金属，可以采用热分解法进行冶炼 热分解Ag2O制取Ag：________________________________。 热分解HgO制取Hg：________________________________。 3．铁的冶炼——高炉炼铁 (1)原料：________________________________。 (2)设备：_____________。 (3)冶炼过程（以赤铁矿为原料）： ①焦炭与空气反应，提供热量：________________________（写化学方程式）。 ②制取还原剂CO：________________________（写化学方程式）。 ③CO还原Fe2O3 ：________________________________（写化学方程式）。 (4)焦炭的作用：________________________________________。 (5)石灰石的作用是将铁矿石中的________形成炉渣除去，反应方程式为： ________________________________、________________________________。 4．铝热反应和铝的提取 (1)铝热反应 ①铝热反应实验 实验现象：镁条________________________________________，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗________________________________ 实验结论：高温下，铝与氧化铁发生反应，放出________________，反应的化学方程式：________________________________________ ②铝热反应： 指工业上用________来还原一些____________(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)得到金属________的一类反应。________与某些难熔的________ ____(如Fe2O3等)以一定比例形成的混合物。 ③应用 a．冶炼____________、活动性_______于Al的金属，如钒、铬、锰等； b．金属焊接，如____________等。 (2)从铝土矿中提取铝的工艺 有关反应的化学方程式： ①碱溶：________________________________________________； ②酸化：________________________________________________； ③灼烧：________________________________； ④电解：________________________________。 ◆考点02 探究铁及其化合物的转化 1．Fe2+和Fe3+的检验 (1)观察法：________色溶液中含有Fe2＋；________色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生________沉淀又迅速变为________色，最后变为________色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生________色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，______________，再加新制氯水溶液变______色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变________色，则为Fe3＋。 【易错提醒】 (1)Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，就选择KSCN溶液或NH4SCN溶液，因为此法既灵敏(试剂用量小)又有明显现象。 (2)Fe3＋与SCN－反应生成的是Fe(SCN)3血红色溶液，而不是沉淀。 2．Fe2+、Fe3+的相互转化 (1) Fe2+、Fe3+的相互转化 为了实现Fe2+、Fe3+的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。 ①Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为：________________________________。 ②Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋的离子方程式为________________________。 (2)转化应用实例 ①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量________，目的是防止Fe2+被氧气氧化形Fe3＋。 ②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋________为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为________色的________沉淀析出。 ③印刷电路板的制作——Fe3＋与Cu反应的实验探究 实验操作 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中 实验现象 铜片上会出现________________ 原因 Cu与FeCl3溶液发生反应：___________________________，FeCl3溶液腐蚀了铜片 3．Fe(OH)2的制备 (1)Fe(OH)2的制备实验 实验操作 实验现象 ①A试管中________________________________________________； ②B试管中________________________________ 反应的化学方程式 ________________________________、________________________________ 实验结论 在不同的反应条件下，FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同，得到的产物也不同 (2)制备Fe(OH)2反应中条件的控制 ①反应的原料必须是________、不含________的亚铁盐溶液与不含________的NaOH溶液。 ②反应过程中防止反应混合物与________或______________接触。 【易错提醒】 (1)成功制取Fe(OH)2的三个关键措施： ①煮沸NaOH溶液赶走溶解的氧。 ②采用铁粉和稀H2SO4新制备FeSO4溶液。 ③将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入液面以下，再将NaOH溶液慢慢挤出。 (2)铁的氢氧化物的性质比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 和非氧化性酸反应(离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 4．铁及其化合物的相互转化 (1)基于物质类别和元素价态的视角，构建铁及其化合物相互转化的铁元素的价—类二维图，如图所示： 上述有关反应的离子方程式： ①________________________________； ②________________________________； ③________________________________； ④________________________________； ⑤________________________________； ⑥________________________________。 【易错提醒】 Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。 Fe2＋Fe3＋ ◆考点03 金属材料的性能及应用 1．金属材料的性能及应用 (1)金属材料的性能 从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 使用要求 材料性能 体现出一些___________ ________、________、________等 起到________________的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 金属材料的________、________、________、________等物理性能密切相关 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有________、________等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 ________、________、______________等工艺性能 (2)合金及其应用 ①合金的概念：合金是将两种或两种以上的________（或________________）共熔，制备出的金属材料。 ②合金的性能 a．硬度一般比组成它的纯金属_______。 b．多数合金的熔点________组分金属。 c．导电性和导热性一般________组分金属。 ③常见的合金 名称 主要组成元素 用途或性能 硬铝 Al(Cu、Mg、Mn) 制________________ 武德合金 Sn、Bi、Cd、Pb 熔点______，作________ 铝锂合金 Al、Li 制________________ 不锈钢 Fe(Cr) 抗________、耐________ 钛合金 Ti与其他元素 强度_______、密度______、耐热性好、易于加工、________性强 【易错提醒】 (1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金是混合物，不是化合物。 (3)合金具有金属特性，如导电、导热等。 (4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．常见的无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，又称硅酸盐材料，包________、________、________。 (2)硅材料 ①硅的导电性介于________________之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于________的各个领域。工业上利用________可以制得高纯度的硅。 ②光导纤维的主要成分是________，可用来制造________，用于光纤通信或传送高强度的激光等。 (3)新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 结构陶瓷具有________功能、________功能和________化学功能，如高温结构陶瓷等，高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 功能陶瓷具有________________________等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 【特别提示】 选择题每题只有一个选项符合题意。 1．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，更奇妙的是镓熔化后在-120 ℃ 仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是(　　) A．镓的熔点高 B．镓的性质与铝类似 C．镓能够与盐酸反应生成气体 D．镓可与多种金属形成合金 2．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是(　　) A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3 C．FeCl2 D．Fe(OH)3 3．下列金属通常采用加热分解的方法来冶炼的是 (　　) A．Na　　　B．Al　　　C．Fe　　　D．Ag 4．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是(　　) A．肯定发生的是置换反应 B．肯定发生的是氧化还原反应 C．只能用金属作还原剂冶炼金属 D．如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少 5．下列说法正确的是(　　) A．自然界中的金属都是以化合态形式存在的 B．金属活动性虽然不同，但冶炼方法是相同的 C．金属矿物资源丰富且可再生，可尽量开采利用 D．金属的冶炼就是把金属化合物还原为金属单质 6．下列可被工业上采用的冶金方法是(　　) A．电解熔融的氯化铝制铝 B．电解熔融的氯化镁制镁 C．电解氯化钠溶液制钠 D．高温下用H2还原氧化镁制镁 7．下列关于物质用途的叙述中，错误的是(　　) A．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能 B．用氧化铝制成的坩埚加热熔化氢氧化钠固体 C．二氧化硅可以用于制造光导纤维 D．硅用作太阳能电池材料 8．实验室有一瓶购置时间较长的绿矾(FeSO4·7H2O)，老师将其交给化学研究小组某同学检验药品是否有变质现象，这位同学取绿矾做了简单的检验，得出的结论是：已经开始氧化。该同学所用的试剂和判断依据是(　　) 选项 A B C D 试剂 氯水 氢氧化钠溶液 铁屑 KSCN溶液 现象 出现黄褐色 先生成白色沉淀，最后转化成红褐色沉淀 绿色加深 有较浅的血红色 9．中科院网报道，纳米Fe3O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如下，下列叙述合理的是 (　　) A．Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，属于混合物物 B．在反应②中FeCl3·6H2O被环丙胺()还原为FeO(OH) C．纳米四氧化三铁材料为胶体 D．反应③的化学方程式是6FeO(OH)+CO===2Fe3O4+3H2O+CO2 10．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)(　　) A．0.4 mol·L-1 B．0.6 mol·L-1 C．0.8 mol·L-1 D．1.0 mol·L-1 11．下列常见实验的现象或表述正确的是 (　　) A．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显血红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为血红色，该溶液中一定含有Fe2+ B．为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液变为血红色，说明红砖中只有三氧化二铁 C．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 D．将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质 12．下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是 (　　) 选项 M N P Q A NH3·H2O Ba(OH)2 铜 KSCN B Na BaCl2 FeO KSCN C NaOH Ba(NO3)2 锌粉 KSCN D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN 13．已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系： 下列叙述中正确的是 (　　) A．A为Fe，B为FeO B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色 C．④的离子方程式：Fe+Fe3+===2Fe2+ D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 14．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 (　　) A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl-基本不变 B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色 C．溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1 D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5 15．铅的冶炼大致过程如下： ①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选； ②焙烧：2PbS+3O22PbO+2SO2； ③制粗铅：PbO+CPb+CO↑； PbO+COPb+CO2。 下列说法正确的是 (　　) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 16．A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如图所示的转化关系： (1)若B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl-，则A只有与________(填分子式)反应才能得到B；实验室制备的D物质不稳定，相应反应的化学方程式为____________________________________。  (2)若B具有强氧化性，A→B时能产生黄色火焰，C、D的溶液均呈碱性且只有D与酸反应能生成一种无色气体，则B的化学式为____________， 实验室可用D制备少量的C，反应的化学方程式为_____________________________ ___。  17．某研究小组利用下图装置探究CO还原Fe2O3所得到的一种黑色粉末的成分(成分单一，固定装置略去)。(已知：Fe2+遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀) 请回答问题： (1)按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为i→____→____g→h→____→____→j→k→____ →_____。(填字母编号)  (2)证明Fe2O3已被还原的现象是 _____________。  (3)研究小组对黑色粉末的成分提出下列猜想： 【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。 【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。 【猜想三】黑色粉末的成分可能是_________________________。  设计并完成实验如下： 步骤 操作 现象 1 加入稀盐酸 溶解，无气泡 2 取步骤1中溶液， 滴加K3[Fe(CN)6]溶液 蓝色沉淀 3 __________ 变红 根据实验现象，则猜想________成立。  (4)上述装置还有不妥之处，改进措施为 ____________________。  18．某化学学习小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性。请你协助他们完成实验报告。 实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 (1)实验试剂及仪器： 试剂：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯水、KSCN溶液、 铁粉、锌片、铜片、稀硫酸 仪器：除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是____________。  (2) 序号 实验设计 实验现象 离子方程式 解释与结论 ① 在铁粉中滴入稀硫酸 铁粉溶解，溶液由无色变成浅绿色，生成无色无味气体 Fe+2H+===H2↑+Fe2+ Fe具有还原性 ② FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，再加氯水 滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色 ________________ ________________ ______________ ______________ ③ FeCl2溶液中加入锌片 ________________ _________________ Fe2++Zn===Fe+Zn2+ ______________ ______________ ④ _______________ _______________ _______________ ________________ 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ Fe3+具有氧化性 实验记录(仿照①实验作答，填写划线部分)。 (3)学习小组的同学将从本实验中获得的知识推广到其他类物质的学习，请判断下列物质既有氧化性又有还原性的是 (　　) A．Cl2 B．Na C．Mg2+ D．H2O2 (4)在实验②中，有部分同学在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了血红色，你认为是什么原因：________________________________________________________，你对实验员在配制氯化亚铁溶液时，提出的建议是____________________________ (5)在配制氯化铁溶液时，含有少量Fe2+，为检验少量Fe2+的存在，请从下列物质中选择合适的试剂 (　　) A．KSCN溶液 B．稀盐酸 C．KMnO4溶液 D．NaOH 溶液 19．Ⅰ.某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳，他们不禁产生了疑问：一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗？于是他们进行了以下探究： [查阅资料] 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 [提出猜想]黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。 [进行实验]兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变为黄绿色 丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象 [实验结论] (1)甲实验现象说明黑色物质中没有__________， 乙、丙实验现象说明黑色物质中没有___________；  (2)生成的黑色物质应为四氧化三铁； (3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式 __________________________。  Ⅱ.某化学小组制取到的四氧化三铁中可能含有的杂质是氧化铁和氧化亚铁中的一种或两种。该小组设计了如下实验进行探究。 同学们称取了23.28 g该四氧化三铁样品进行了下列实验： 利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)： (4)写出BC段发生反应的化学方程式 ________________________。  (5)通过计算确定：该四氧化三铁样品中含有的杂质是 _______， 其中含四氧化三铁的质量是________g。(不需要写过程)  1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 金属与人类文明 ◆考点01 金属的冶炼方法 1．金属的存在形式 (1)金属的存在形式 ①大量的金属元素存在于地壳的矿石中，地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为Fe2O3)中，铝元素存在于铝土矿(主要成分为Al2O3)中。 ②在自然界中，只有少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中，如自然金和自然银等。 ③除了地壳外，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。 (2)金属的存在形式与其活动性的关系 ①活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在。 ②活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在。 ③有的金属元素存在形式既有游离态又有化合态，如铁元素有单质(主要存在于陨石中)、氧化物和硫酸盐等存在形式；银元素有自然银、辉银矿(Ag2S)、碲银矿(Ag2Te)等存在形式。 2．金属的冶炼方法 (1)电解熔融法 适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。 工业上冶炼金属钠的方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 工业上冶炼金属镁的方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 (2)高温还原法 用还原剂还原金属化合物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。常用的还原剂有CO、H2、C和活泼金属。 CuO与CO反应的化学方程式为CuO+H2Cu+H2O。 ZnO与焦炭反应的化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑。 (3)热分解法 不活泼的金属，可以采用热分解法进行冶炼 热分解Ag2O制取Ag：2Ag2O4Ag+O2↑。 热分解HgO制取Hg：2HgO2Hg+O2↑。 3．铁的冶炼——高炉炼铁 (1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 (2)设备：炼铁高炉。 (3)冶炼过程（以赤铁矿为原料）： ①焦炭与空气反应，提供热量：C＋O2CO2（写化学方程式）。 ②制取还原剂CO：C＋CO22CO（写化学方程式）。 ③CO还原Fe2O3 ：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2（写化学方程式）。 (4)焦炭的作用：提供热量、制取还原剂CO、作为生铁的成分。 (5)石灰石的作用是将铁矿石中的SiO2形成炉渣除去，反应方程式为： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。 4．铝热反应和铝的提取 (1)铝热反应 ①铝热反应实验 实验现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论：高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 ②铝热反应： 指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)得到金属单质的一类反应。铝粉与某些难熔的金属氧化物(如Fe2O3等)以一定比例形成的混合物。 ③应用 a．冶炼熔点较高、活动性弱于Al的金属，如钒、铬、锰等； b．金属焊接，如焊接钢轨等。 (2)从铝土矿中提取铝的工艺 有关反应的化学方程式： ①碱溶：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O； ②酸化：NaAlO2＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3； ③灼烧：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O； ④电解：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 ◆考点02 探究铁及其化合物的转化 1．Fe2+和Fe3+的检验 (1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生白色沉淀又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生红褐色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 【易错提醒】 (1)Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，就选择KSCN溶液或NH4SCN溶液，因为此法既灵敏(试剂用量小)又有明显现象。 (2)Fe3＋与SCN－反应生成的是Fe(SCN)3血红色溶液，而不是沉淀。 2．Fe2+、Fe3+的相互转化 (1) Fe2+、Fe3+的相互转化 为了实现Fe2+、Fe3+的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。 ①Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ②Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (2)转化应用实例 ①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量铁粉，目的是防止Fe2+被氧气氧化形Fe3＋。 ②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。 ③印刷电路板的制作——Fe3＋与Cu反应的实验探究 实验操作 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中 实验现象 铜片上会出现“＋”形凹槽 原因 Cu与FeCl3溶液发生反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，FeCl3溶液腐蚀了铜片 3．Fe(OH)2的制备 (1)Fe(OH)2的制备实验 实验操作 实验现象 ①A试管中开始生成白色絮状沉淀，逐步变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀； ②B试管中有白色絮状沉淀生成 反应的化学方程式 FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 在不同的反应条件下，FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同，得到的产物也不同 (2)制备Fe(OH)2反应中条件的控制 ①反应的原料必须是新制的、不含三价铁盐的亚铁盐溶液与不含溶解氧的NaOH溶液。 ②反应过程中防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触。 【易错提醒】 (1)成功制取Fe(OH)2的三个关键措施： ①煮沸NaOH溶液赶走溶解的氧。 ②采用铁粉和稀H2SO4新制备FeSO4溶液。 ③将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入液面以下，再将NaOH溶液慢慢挤出。 (2)铁的氢氧化物的性质比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 和非氧化性酸反应(离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 4．铁及其化合物的相互转化 (1)基于物质类别和元素价态的视角，构建铁及其化合物相互转化的铁元素的价—类二维图，如图所示： 上述有关反应的离子方程式： ①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓； ③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O； ④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑； ⑤Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－； ⑥Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 【易错提醒】 Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。 Fe2＋Fe3＋ ◆考点03 金属材料的性能及应用 1．金属材料的性能及应用 (1)金属材料的性能 从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 使用要求 材料性能 体现出一些力学性能 延展性、硬度、塑性等 起到导热和导电的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 金属材料的密度、熔点、导电性、导热性等物理性能密切相关 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有抗氧化性、耐酸碱性等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 可铸性、可锻性、切削加工性等工艺性能 (2)合金及其应用 ①合金的概念：合金是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）共熔，制备出的金属材料。 ②合金的性能 a．硬度一般比组成它的纯金属大。 b．多数合金的熔点低于组分金属。 c．导电性和导热性一般低于组分金属。 ③常见的合金 名称 主要组成元素 用途或性能 硬铝 Al(Cu、Mg、Mn) 制造飞机和门窗 武德合金 Sn、Bi、Cd、Pb 熔点低，作保险丝 铝锂合金 Al、Li 制造航空飞行器 不锈钢 Fe(Cr) 抗氧化、耐腐蚀 钛合金 Ti与其他元素 强度高、密度小、耐热性好、易于加工、抗腐蚀性强 【易错提醒】 (1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金是混合物，不是化合物。 (3)合金具有金属特性，如导电、导热等。 (4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．常见的无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，又称硅酸盐材料，包括陶瓷、水泥、玻璃。 (2)硅材料 ①硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于电子工业的各个领域。工业上利用二氧化硅可以制得高纯度的硅。 ②光导纤维的主要成分是二氧化硅，可用来制造通讯光缆，用于光纤通信或传送高强度的激光等。 (3)新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能，如高温结构陶瓷等，高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 功能陶瓷具有光、电、磁、化学和生物等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 【特别提示】 选择题每题只有一个选项符合题意。 1．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，更奇妙的是镓熔化后在-120 ℃ 仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是(　　) A．镓的熔点高 B．镓的性质与铝类似 C．镓能够与盐酸反应生成气体 D．镓可与多种金属形成合金 答案 A 解析 由题给信息可知，镓的熔点很低但沸点很高，镓易与其他金属熔合形成合金；镓与铝位于同一主族，原子最外层电子数目相同，其化学性质相似。 2．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是(　　) A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3 C．FeCl2 D．Fe(OH)3 答案 C 解析 Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2和HCl的复分解得到，C正确；Fe(OH)3可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠的复分解反应得到，但无法通过置换得到，D错误。 3．下列金属通常采用加热分解的方法来冶炼的是 (　　) A．Na　　　B．Al　　　C．Fe　　　D．Ag 答案 D 解析 根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，如钠、镁、铝、较活泼金属用热还原法，如铁、铜；不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼。 4．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是(　　) A．肯定发生的是置换反应 B．肯定发生的是氧化还原反应 C．只能用金属作还原剂冶炼金属 D．如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少 答案 B 解析 金属的冶炼即将金属由化合态变为游离态，一定发生了氧化还原反应，但不一定是置换反应，如铜的冶炼：CuO+COCu+CO2，不是置换反应，选项A错误；金属的冶炼即是将金属由化合态变为游离态，一定发生了氧化还原反应，选项B正确；冶炼金属时的还原剂不一定是金属，如：CuO+COCu+CO2，选项C错误；金属越不活泼、金属在地壳中含量越多，被人类发现利用的时间越早，选项D错误。 5．下列说法正确的是(　　) A．自然界中的金属都是以化合态形式存在的 B．金属活动性虽然不同，但冶炼方法是相同的 C．金属矿物资源丰富且可再生，可尽量开采利用 D．金属的冶炼就是把金属化合物还原为金属单质 答案 D 解析 自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在，极少数金属如Au、Pt等以游离态形式存在，A错误；金属活动性不同，金属阳离子被还原的难易程度不同，冶炼方法不同，B错误；金属资源是有限的，并且不可再生，应合理开采并提高金属矿物的利用率，C错误；金属冶炼的实质就是采用化学方法将化合态的金属还原为游离态的金属单质，D正确。 6．下列可被工业上采用的冶金方法是(　　) A．电解熔融的氯化铝制铝 B．电解熔融的氯化镁制镁 C．电解氯化钠溶液制钠 D．高温下用H2还原氧化镁制镁 答案 B 解析 氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存在，其中缺少自由移动的离子，基本不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，A错误；Na+、Mg2+、Al3+在水溶液中电解时，是H+得电子，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的，C错误；比Al活泼的金属很难用一般的还原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中还原出来，况且，MgO熔点很高，工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法，B正确、D错误。 7．下列关于物质用途的叙述中，错误的是(　　) A．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能 B．用氧化铝制成的坩埚加热熔化氢氧化钠固体 C．二氧化硅可以用于制造光导纤维 D．硅用作太阳能电池材料 答案 B 解析 合金的硬度、机械强度都要优于各成分金属，用途比纯金属更广泛，故A正确；氧化铝与氢氧化钠能反应生成偏铝酸钠和水，所以不能用氧化铝坩埚加热熔化氢氧化钠固体，故B错误；二氧化硅晶体具有导光性，所以二氧化硅可以用于制造光导纤维，故C正确；硅单质是重要半导体材料，能用于制太阳能电池，故D正确。 8．实验室有一瓶购置时间较长的绿矾(FeSO4·7H2O)，老师将其交给化学研究小组某同学检验药品是否有变质现象，这位同学取绿矾做了简单的检验，得出的结论是：已经开始氧化。该同学所用的试剂和判断依据是(　　) 选项 A B C D 试剂 氯水 氢氧化钠溶液 铁屑 KSCN溶液 现象 出现黄褐色 先生成白色沉淀，最后转化成红褐色沉淀 绿色加深 有较浅的血红色 答案 D 解析 FeSO4·7H2O如果变质，应该有Fe3+生成，遇KSCN溶液，显血红色。 9．中科院网报道，纳米Fe3O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如下，下列叙述合理的是 (　　) A．Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，属于混合物物 B．在反应②中FeCl3·6H2O被环丙胺()还原为FeO(OH) C．纳米四氧化三铁材料为胶体 D．反应③的化学方程式是6FeO(OH)+CO===2Fe3O4+3H2O+CO2 答案 D 解析 Fe3O4属于纯净物，A错误；反应②中FeCl3·6H2OFeO(OH)时，元素的化合价没有改变，B错误；纳米四氧化三铁材料是纯净物，胶体是一种分散系，属于混合物，C错误；反应③是CO还原FeO(OH)，化学方程式为6FeO(OH)+CO===2Fe3O4+3H2O+CO2，D正确。 10．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)(　　) A．0.4 mol·L-1 B．0.6 mol·L-1 C．0.8 mol·L-1 D．1.0 mol·L-1 答案 C 解析 由2Fe3++Fe===3Fe2+知，0.2 mol Fe3+与铁粉反应生成0.3 mol Fe2+，则所得溶液中Fe2+共0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol，c(Fe2+)= =0.8 mol·L-1。 11．下列常见实验的现象或表述正确的是 (　　) A．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显血红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为血红色，该溶液中一定含有Fe2+ B．为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液变为血红色，说明红砖中只有三氧化二铁 C．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 D．将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质 答案 A 解析 向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显血红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为血红色，该溶液中一定含有Fe2+，故A正确；只能说明含有三价的铁，并不一定是三氧化二铁，故B错误；搅拌会增大氢氧化亚铁和空气接触，从而产生氢氧化铁，得不到白色的氢氧化亚铁，故C错误；加稀硝酸能将试样中的亚铁离子氧化成铁离子，故不能说明检验前该试样已变质，故D错误。 12．下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是 (　　) 选项 M N P Q A NH3·H2O Ba(OH)2 铜 KSCN B Na BaCl2 FeO KSCN C NaOH Ba(NO3)2 锌粉 KSCN D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN 答案 C 解析 A项中Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，A项错误；B项中FeO不能还原Fe3+，B项错误；D项中MgCl2与Fe2(SO4)3不反应，D项错误。 13．已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系： 下列叙述中正确的是 (　　) A．A为Fe，B为FeO B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色 C．④的离子方程式：Fe+Fe3+===2Fe2+ D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 答案 B 解析 由红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。④的离子方程式：Fe+2Fe3+3Fe2+，⑤的离子方程式：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。 14．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 (　　) A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl-基本不变 B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色 C．溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1 D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5 答案 C 解析 n(Fe)=0.02 mol，n(FeCl3)=0.05 mol，由Fe+2Fe3+===3Fe2+知，Fe3+过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反应生成Fe2+0.06 mol；Fe3+过量，滴入无色KSCN溶液，溶液显红色；氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。 15．铅的冶炼大致过程如下： ①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选； ②焙烧：2PbS+3O22PbO+2SO2； ③制粗铅：PbO+CPb+CO↑； PbO+COPb+CO2。 下列说法正确的是 (　　) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 答案 D 解析 A项，浮选法富集方铅矿为物理变化；B项，O2被还原为PbO和SO2，二者均为还原产物；C项，制取1 mol Pb共转移8 mol e-。 16．A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如图所示的转化关系： (1)若B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl-，则A只有与________(填分子式)反应才能得到B；实验室制备的D物质不稳定，相应反应的化学方程式为____________________________________。  (2)若B具有强氧化性，A→B时能产生黄色火焰，C、D的溶液均呈碱性且只有D与酸反应能生成一种无色气体，则B的化学式为____________， 实验室可用D制备少量的C，反应的化学方程式为_____________________________ ___。  答案 (1)Cl2 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 (2)Na2O2 Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH 解析 (1)由B的性质知其是FeCl3，故A是铁，C是FeCl2，D是Fe(OH)2，铁只有与氯气反应才能得到FeCl3；Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。(2)由A转化为B的现象及B具有强氧化性知，B是Na2O2、A是Na；由C、D的相关性质及转化关系知C是NaOH、D是Na2CO3。 17．某研究小组利用下图装置探究CO还原Fe2O3所得到的一种黑色粉末的成分(成分单一，固定装置略去)。(已知：Fe2+遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀) 请回答问题： (1)按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为i→____→____g→h→____→____→j→k→____ →_____。(填字母编号)  (2)证明Fe2O3已被还原的现象是 _____________。  (3)研究小组对黑色粉末的成分提出下列猜想： 【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。 【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。 【猜想三】黑色粉末的成分可能是_________________________。  设计并完成实验如下： 步骤 操作 现象 1 加入稀盐酸 溶解，无气泡 2 取步骤1中溶液， 滴加K3[Fe(CN)6]溶液 蓝色沉淀 3 __________ 变红 根据实验现象，则猜想________成立。  (4)上述装置还有不妥之处，改进措施为 ____________________。  答案 (1)c　d　a　b　f　e (2)F中的固体由红棕色变黑色，C中溶液变浑浊 (3)Fe3O4　取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液　三 (4)在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯(其他合理答案均可得分) 解析 (1)用CO还原Fe2O3，根据题干装置，可以由碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，通过浓硫酸干燥后与碳反应生成CO，再通过碱石灰除去未反应的二氧化碳，最后与样品反应，生成的二氧化碳用澄清的石灰水检验。按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e。 (3)根据反应后得到的黑色粉末的颜色，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO、Fe3O4；根据实验目的，需要检验盐酸溶解后的溶液中是否存在铁离子和亚铁离子，因此步骤3为取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液；根据实验现象，步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有亚铁离子，取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有铁离子，说明【猜想三】成立。 (4)尾气中含有一定量的CO，会污染空气，改进措施为在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯。 18．某化学学习小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性。请你协助他们完成实验报告。 实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 (1)实验试剂及仪器： 试剂：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯水、KSCN溶液、 铁粉、锌片、铜片、稀硫酸 仪器：除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是____________。  (2) 序号 实验设计 实验现象 离子方程式 解释与结论 ① 在铁粉中滴入稀硫酸 铁粉溶解，溶液由无色变成浅绿色，生成无色无味气体 Fe+2H+===H2↑+Fe2+ Fe具有还原性 ② FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，再加氯水 滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色 ________________ ________________ ______________ ______________ ③ FeCl2溶液中加入锌片 ________________ _________________ Fe2++Zn===Fe+Zn2+ ______________ ______________ ④ _______________ _______________ _______________ ________________ 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ Fe3+具有氧化性 实验记录(仿照①实验作答，填写划线部分)。 (3)学习小组的同学将从本实验中获得的知识推广到其他类物质的学习，请判断下列物质既有氧化性又有还原性的是 (　　) A．Cl2 B．Na C．Mg2+ D．H2O2 (4)在实验②中，有部分同学在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了血红色，你认为是什么原因：________________________________________________________，你对实验员在配制氯化亚铁溶液时，提出的建议是____________________________ (5)在配制氯化铁溶液时，含有少量Fe2+，为检验少量Fe2+的存在，请从下列物质中选择合适的试剂 (　　) A．KSCN溶液 B．稀盐酸 C．KMnO4溶液 D．NaOH 溶液 答案 (1)试管 (2) ②2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- ，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 　Fe2+具有还原性 ③溶液的浅绿色逐渐褪去　Fe2+具有氧化性 ④FeCl3溶液中加入KSCN溶液，再加Cu片 滴入KSCN溶液呈血红色，加入Cu片，血红色消失 (3)A、D (4)氯化亚铁溶液中的Fe2+被氧化　配制氯化亚铁溶液时要加入少量的铁粉 (5)C 解析 (1)物质的性质实验是取少量试剂进行反应，根据反应现象分析判断性质，故实验是在试管中进行的。 (2)②氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液，再加入氯水，滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成血红色，反应的离子方程式为2Fe2+ +Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，实验证明亚铁离子具有还原性。 ③ 氯化亚铁溶液中加入锌片，锌片溶解，析出铁，溶液从浅绿色变为无色，锌置换出Fe，证明亚铁离子具有氧化性。 ④ 铁离子与KSCN溶液生成血红色络合物，加入铜片后红色褪去， 说明铁离子具有氧化性。 (3)物质既有氧化性又有还原性说明元素化合价处于中间价态。A项，Cl2中氯元素化合价可以升高也可以降低，具有还原性和氧化性；B项，Na元素化合价只能升高，具有还原性；C项，Mg2+中镁元素的化合价只能降低，具有氧化性；D项，H2O2中氧元素化合价可以升高或降低，具有还原性和氧化性。 (4)在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了血红色，说明亚铁离子被氧化为铁离子，为防止亚铁离子被氧化，需要加入少量铁粉。 (5)KSCN溶液和亚铁离子不反应，故A不符合；稀盐酸不能检验亚铁离子的存在，故B不符合；KMnO4溶液可以氧化亚铁离子，而使本身褪色，故C符合；NaOH溶液和铁离子反应生成红褐色沉淀，和亚铁离子反应生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应现象不易分辨，故D不符合。 19．Ⅰ.某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳，他们不禁产生了疑问：一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗？于是他们进行了以下探究： [查阅资料] 资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能； 资料二：四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 [提出猜想]黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。 [进行实验]兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验： 实验方案 实验现象 甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引 乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变为黄绿色 丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象 [实验结论] (1)甲实验现象说明黑色物质中没有__________， 乙、丙实验现象说明黑色物质中没有___________；  (2)生成的黑色物质应为四氧化三铁； (3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式 __________________________。  Ⅱ.某化学小组制取到的四氧化三铁中可能含有的杂质是氧化铁和氧化亚铁中的一种或两种。该小组设计了如下实验进行探究。 同学们称取了23.28 g该四氧化三铁样品进行了下列实验： 利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)： (4)写出BC段发生反应的化学方程式 ________________________。  (5)通过计算确定：该四氧化三铁样品中含有的杂质是 _______， 其中含四氧化三铁的质量是________g。(不需要写过程)  答案： (1) 氧化亚铁　铁 (3)Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O (4) Fe3O4+CO3FeO+CO2 (5) 氧化铁　20.88 解析 Ⅰ.(1)实验甲中看到黑色物质全部被磁铁吸引，说明没有氧化亚铁；实验乙中加入盐酸中无气泡，实验丙中取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中无任何现象，说明没有铁；(3)根据实验可知黑色固体为四氧化三铁，和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水。黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式：Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O； Ⅱ.(4)BC段发生反应的化学方程式：Fe3O4+CO3FeO+CO2；(5)到700 ℃时只剩下铁，即此时氧化铁被一氧化碳还原为铁单质，混合物中铁元素的质量分数= ×100%≈72.16%；四氧化三铁铁元素的质量分数=×100%≈72.4%；氧化亚铁铁元素的质量分数= ×100%≈77.8%；氧化铁铁元素的质量分数= ×100%=70%，所以该四氧化三铁样品中含有的杂质是氧化铁； 设混合物中含四氧化三铁的质量为x，则x××100%+(23.28 g-x)××100%=16.80 g，x=20.88 g。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$