专题09 金属与人类文明（期末复习课件）高一化学下学期苏教版

金属与人类文明 专题09 考点串讲 举一反三 要点精讲 典例分析 思维导图 目 录 CONTENTS 1 金属的冶炼方法 2 探究铁及其化合物的转化 3 金属材料的性能及应用 思 维 导 图 01 金属的冶炼 模板来自于：第一PPT https:/// 4 (1)金属的存在形式 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。 (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。 1．金属的存在形式 要点精讲 5 (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．金属的冶炼 通电 通电 要点精讲 6 (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+H2===Cu+H2O。 ZnO与焦炭反应的化学方程式为2ZnO+C === 2Zn+CO2↑。 加热 加热 要点精讲 7 (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：2Ag2O===4Ag+O2↑。 热分解HgO制取Hg：2HgO===2Hg+O2↑。 加热 加热 要点精讲 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＋O2 === CO2（写化学方程式）。 ②制取还原剂CO：C＋CO2 === 2CO（写化学方程式）。 ③CO还原Fe2O3 ：Fe2O3＋3CO===2Fe＋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： CaCO3 === CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2 === CaSiO3。 点燃 高温 高温 高温 高温 要点精讲 9 4．铝热反应 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＋2Al===2Fe＋Al2O3 高温 要点精讲 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。 要点精讲 (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)3====Al2O3＋3H2O； ④电解：2Al2O3(熔融)====4Al＋3O2↑。 高温 通电 冰晶石 要点精讲 【典例01】(金属的冶炼）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 A 典例精析 13 【变式01】(金属的冶炼)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 D 举一反三 14 02 探究铁及其化合物的转化 模板来自于：第一PPT https:/// 15 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＋。 要点精讲 16 【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。 要点精讲 (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．Fe2+和Fe3+的相互转化 要点精讲 (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。 要点精讲 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 要点精讲 20 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 要点精讲 21 (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。 要点精讲 (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 要点精讲 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 要点精讲 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＋。 要点精讲 【典例01】(铁及其化合物的转化)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(　　) B 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 典例精析 26 【典例02】 (铁及其化合物的转化)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 B 典例精析 27 【典例03】 (Fe(OH)2的制备)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 典例精析 28 【变式01】(铁及其化合物的转化)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＋ A 举一反三 29 【变式02】(Fe(OH)2的制备)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 B 举一反三 30 03 金属材料的性能及应用 模板来自于：第一PPT https:/// 31 1．金属材料的性能及应用 (1)金属材料的性能 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 要点精讲 32 (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。 要点精讲 33 【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。 要点精讲 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。 要点精讲 35 (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。 要点精讲 【特别提示】 要点精讲 【典例01】 (金属材料及其应用)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 C 典例精析 38 【变式01】 (金属材料及其应用)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：___________________________________。 举一反三 答案　(1)Si3N4　(2)3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HCl (3)3SiCl4＋2N2＋6H2 === Si3N4＋12HCl (4)Si3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑ (5)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ △ 举一反三 https://www.zxxk.com/docpack/3495563.html 点击下方链接，使用配套考点清单和考题猜想 THANKS $$