专题09 金属与人类文明（考题猜想）（4大题型）-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 题型一 金属的冶炼 题型二 铁及其化合物的转化 题型三 Fe(OH)2的制备 题型四 金属材料及其应用 题型一 金属的冶炼 解题要点 (1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系： (2)在工业上还有一种冶炼方法叫作湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。 (3)铝热反应 ①铝热反应的本质：利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来： 2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM。 ②反应特点：在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 ③铝热剂 a．①在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。 b．能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。 ④镁条、KClO3的作用是引燃、助燃作用。 【例1-1】下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定 B．铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜 C．铁通常采用高温还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳 D．用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠 【例1-2】铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置如图所示，有关该反应的下列说法正确的是(　　) A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应转移电子的数目为6NA D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 【变式1-1】下列说法不正确的是(　　) A．有些活泼金属如铝可作高温还原法的还原剂 B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠 C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 【变式1-2】不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　) A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．炼铁是采用氧化剂将铁从其化合物中氧化出来的方法 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取其金属单质 D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 题型二 铁及其化合物的转化 解题要点 (1)Fe2＋、Fe3＋的检验方法 ①直接观察颜色 ②利用显色反应 ③利用Fe2＋的还原性 ④利用Fe3＋的氧化性 (2)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法 通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。 (3)铁及其化合物的转化 ①Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ Fe―→Fe2＋：Fe能被I2、S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂氧化为Fe2＋。 Fe―→Fe3＋：Fe能被Cl2、Br2、足量稀HNO3、酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为Fe3＋。 ②Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(Fe2＋被O2氧化) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(Fe2＋可被Cl2、Br2氧化) 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(Fe2＋可使酸性KMnO4溶液褪色) ③Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋具有较强的氧化性，在金属阳离子中氧化性是比较强的，其氧化性强于H＋、Cu2＋等，但弱于Ag＋，强于I2，而弱于Br2。与S2－、I－、SO等能发生氧化还原反应。 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板) 2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2(Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝) 2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 【例2-1】选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。 乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 【例2-2】以物质类别和元素化合价为坐标的图像称为价—类二维图，如图是铁元素的价—类二维图，其中f和g都是硫酸盐，下列说法错误的是(　　) A．a与g的溶液反应生成f B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中能转变为d D．h的某种盐有强氧化性，用于水体的杀菌消毒 【变式2-1】为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　) A．② B．③⑤ C．③④ D．①②③④⑤ 【变式2-2】向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是(　　) A．只有Fe2＋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＋ 【变式2-3】为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。 (1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A___________，B____________。 (2)写出上述过程中有关反应的化学方程式： Fe2O3→A：_____________________________________________________________； A→B：________________________________________________________________。 (3)B→C可看到的现象是_________________________________________________。 (4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为__________。 题型三 Fe(OH)2的制备 解题要点 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有： (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要先煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 【例3-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【例3-2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【变式3-1】如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　) A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始时应先将活塞E关闭 C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中 D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色 【变式3-2】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　) A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 题型四 金属材料及其应用 解题要点 (1)金属材料的特性 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)无机材料的分类 无机材料 【例4-1】下列说法正确的是(　　) A．青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金 B．不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样 C．我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D．各种铜合金都有良好的导电、导热性 【例4-2】合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 【变式4-1】2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成，下列叙述错误的是(　　) A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 C．不锈钢中常添加一种或几种合金元素，从而使其具有各种特殊性能 D．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 【变式4-2】氮化硅是一种新型陶瓷材料，它是一种超硬物质，还具有熔点高、耐磨损、抗腐蚀等性能，可用于制汽轮机叶片、制造轴承、做发动机受热面等。 (1)在氮化硅中，N为－3价、Si为＋4价，写出氮化硅的化学式：________________。 (2)粉末状的氮化硅可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取，写出反应的化学方程式： _______________________________________。 (3)SiCl4和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应，可制得较高纯度的氮化硅，写出反应的化学方程式： ___________________________________。 (4)粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定。粉末状氮化硅与H2O作用生成两种化合物，其中一种是制玻璃的原料。写出该反应的化学方程式：_________________________________。 (5)氮化硅陶瓷抗腐能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷与氢氟酸发生复分解反应生成两种气体，请写出反应的化学方程式：___________________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 金属与人类文明 题型一 金属的冶炼 题型二 铁及其化合物的转化 题型三 Fe(OH)2的制备 题型四 金属材料及其应用 题型一 金属的冶炼 解题要点 (1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系： (2)在工业上还有一种冶炼方法叫作湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。 (3)铝热反应 ①铝热反应的本质：利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来： 2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM。 ②反应特点：在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 ③铝热剂 a．①在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。 b．能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。 ④镁条、KClO3的作用是引燃、助燃作用。 【例1-1】下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定 B．铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜 C．铁通常采用高温还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳 D．用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠 答案　A 解析　B项，湿法炼铜是用铁置换出铜；C项，炼铁中加入石灰石是为了除去二氧化硅杂质；D项，工业上通过电解熔融的NaCl来制取Na。 【例1-2】铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置如图所示，有关该反应的下列说法正确的是(　　) A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应转移电子的数目为6NA D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 答案　A 解析　a为镁条，起引燃作用，A项正确；b为氯酸钾，B项错误；该反应中的氧化剂是氧化铁，2 mol氧化铁参与反应转移电子的数目为12NA，C项错误；该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为2∶1，D项错误。 【变式1-1】下列说法不正确的是(　　) A．有些活泼金属如铝可作高温还原法的还原剂 B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠 C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 答案　C 解析　铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；金属钠是用电解熔融NaCl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来。 【变式1-2】不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　) A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．炼铁是采用氧化剂将铁从其化合物中氧化出来的方法 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取其金属单质 D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 答案　D 解析　铁用CO还原法炼制，用铝热法炼制成本太高，A错误；炼铁是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来的方法，B错误；AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电，工业上用电解熔融Al2O3的方法制取铝，C错误；高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，D正确。 题型二 铁及其化合物的转化 解题要点 (1)Fe2＋、Fe3＋的检验方法 ①直接观察颜色 ②利用显色反应 ③利用Fe2＋的还原性 ④利用Fe3＋的氧化性 (2)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法 通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。 (3)铁及其化合物的转化 ①Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ Fe―→Fe2＋：Fe能被I2、S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂氧化为Fe2＋。 Fe―→Fe3＋：Fe能被Cl2、Br2、足量稀HNO3、酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为Fe3＋。 ②Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(Fe2＋被O2氧化) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(Fe2＋可被Cl2、Br2氧化) 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(Fe2＋可使酸性KMnO4溶液褪色) ③Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋具有较强的氧化性，在金属阳离子中氧化性是比较强的，其氧化性强于H＋、Cu2＋等，但弱于Ag＋，强于I2，而弱于Br2。与S2－、I－、SO等能发生氧化还原反应。 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板) 2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2(Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝) 2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 【例2-1】选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。 乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 答案　B 解析　甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰，所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。 【例2-2】以物质类别和元素化合价为坐标的图像称为价—类二维图，如图是铁元素的价—类二维图，其中f和g都是硫酸盐，下列说法错误的是(　　) A．a与g的溶液反应生成f B．b和c可分别与水发生反应生成e和d C．e在潮湿的空气中能转变为d D．h的某种盐有强氧化性，用于水体的杀菌消毒 答案　B 解析　a为Fe，g为Fe2(SO4)3，f为FeSO4，a与g可发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故A正确；b为FeO，c为Fe2O3，FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B错误；e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易转变为Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故C正确；h为高铁酸盐即含FeO，FeO具有强氧化性，能够杀菌消毒，故D正确。 【变式2-1】为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　) A．② B．③⑤ C．③④ D．①②③④⑤ 答案　C 解析　铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，①正确；铁离子与硫氰化钾溶液反应显血红色，据此能够检验铁离子，②正确；硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不是铁离子的性质，④错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，⑤正确。 【变式2-2】向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是(　　) A．只有Fe2＋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＋ 答案　C 解析　混合粉末中加入过量的稀硫酸反应后，仍有红色固体铜存在，说明所得溶液中一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋，可能有Cu2＋，C项正确。 【变式2-3】为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。 (1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A___________，B____________。 (2)写出上述过程中有关反应的化学方程式： Fe2O3→A：_____________________________________________________________； A→B：________________________________________________________________。 (3)B→C可看到的现象是_________________________________________________。 (4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为__________。 答案　(1)血红色　浅绿色　(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　Fe＋2FeCl3===3FeCl2　(3)先生成白色絮状沉淀，然后逐步变为灰绿色，最终变成红褐色　(4)Fe(OH)3　丁达尔效应 题型三 Fe(OH)2的制备 解题要点 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有： (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要先煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 【例3-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 答案　A 解析　Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中苯阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。 【例3-2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 答案　C 解析　FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保在无氧的环境里生成Fe(OH)2，故A正确；在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气，故C错误；产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。 【变式3-1】如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　) A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始时应先将活塞E关闭 C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B中 D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色 答案　B 解析　B中盛有一定量的NaOH溶液，A中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，关闭E时，A中的H2将FeSO4溶液压入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2白色沉淀，A、C正确；实验开始时应先将活塞E打开，用氢气排尽装置中的空气，B错误；取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色，D正确。 【变式3-2】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　) A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 答案　C 解析　氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排尽空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气把装置A中的硫酸亚铁溶液压入装置B中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；本实验利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，使装置处于无氧环境，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确。 题型四 金属材料及其应用 解题要点 (1)金属材料的特性 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)无机材料的分类 无机材料 【例4-1】下列说法正确的是(　　) A．青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金 B．不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样 C．我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D．各种铜合金都有良好的导电、导热性 答案　C 解析　青铜是我国使用最早的合金，但目前使用最广泛的合金是铁合金；铜合金与铜相比，因熔合了其他元素，其机械性能和硬度、熔点等性质发生了变化；白铜的导电、导热性均比铜单质差。 【例4-2】合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 答案 A 解析 合金具有许多优良的物理、化学性质或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。 【变式4-1】2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成，下列叙述错误的是(　　) A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 C．不锈钢中常添加一种或几种合金元素，从而使其具有各种特殊性能 D．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 答案　D 解析　不锈钢中含有金属元素，也含有非金属元素，D错误 【变式4-2】氮化硅是一种新型陶瓷材料，它是一种超硬物质，还具有熔点高、耐磨损、抗腐蚀等性能，可用于制汽轮机叶片、制造轴承、做发动机受热面等。 (1)在氮化硅中，N为－3价、Si为＋4价，写出氮化硅的化学式：________________。 (2)粉末状的氮化硅可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取，写出反应的化学方程式： _______________________________________。 (3)SiCl4和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应，可制得较高纯度的氮化硅，写出反应的化学方程式： ___________________________________。 (4)粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定。粉末状氮化硅与H2O作用生成两种化合物，其中一种是制玻璃的原料。写出该反应的化学方程式：_________________________________。 (5)氮化硅陶瓷抗腐能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷与氢氟酸发生复分解反应生成两种气体，请写出反应的化学方程式：___________________________________。 答案　(1)Si3N4　(2)3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HCl　(3)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl　(4)Si3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑　(5)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ 解析　(1)根据化合价可写出氮化硅的化学式为Si3N4。(2)根据元素守恒、原子守恒可写出SiCl4和NH3反应的化学方程式：3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HCl。(3)SiCl4与N2反应生成Si3N4，N元素化合价降低而Si元素化合价未发生变化，根据氧化还原反应原理，H元素化合价应升高，因此另一种生成物是HCl。(4)根据题意可知，Si3N4与H2O反应的生成物之一是SiO2，则根据元素守恒可判断另一种生成物是NH3。(5)氮化硅与氢氟酸的反应类似于二氧化硅与氢氟酸的反应。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$