第三章 铁 金属材料 元素“价-类”二维图 讲义 -2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

本讲义聚焦元素“价-类”二维图这一核心知识点，整合化合价与物质类别（单质、氧化物、酸、碱、盐等），通过“审坐标、审点、审连线”的分析支架，系统梳理铁、碳、钠等元素的物质转化脉络（如Fe→FeCl₂→FeCl₃，C→CO→CO₂→H₂CO₃），构建元素化合物知识体系。 该资料以“价-类”二维图为载体，强化化学观念（物质分类观、价态观）和科学思维（模型建构、证据推理），含元素二维图图示，如第8题结合草酸亚铁分解实验探究，培养科学探究与实践能力。题目涵盖选择与填空，解析详细，课中辅助教师提升教学效率，课后助学生查漏补缺，深化物质转化规律理解。

题型专练 元素“价-类”二维图 “点线结合法”分析元素“价-类”二维图 第1题： 审横、纵坐标表示的物理量：化合价-物质类别图； 审点：即单一物质； 审连线或箭头，获取转化关系：Fe→FeCl2→FeCl3； FeCl2→Fe(OH)→Fe(OH)2→K2FeO4; 审选项，明知识点：化合价、性质、转化及反应方程式； 审试题背后的能力：通过二维图将零散的知识有效整合，考查学生的归纳论证能力。 1. 如图是铁及其化合物的“价-类”二维图，其中的箭头表示物质间的转化关系。下列说法错误的是(　　) A. x＝＋6 B. 自然界中不存在单质铁 C. 转化①②③均可通过一步反应完成 D. 转化⑤的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3 2. “价-类”二维图同时体现了元素的类别观、价态观、转化观。如图为碳元素的“价－类”二维图，下列说法正确的是(　　) A. a在空气中充分燃烧生成b B. a有两种同素异形体 C. b可作高炉炼铁的氧化剂 D. e对应的某种物质可以转化为d 3. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图为含钠元素物质的“价-类”二维图，下列说法错误的是(　　) A. X通过化合反应生成Y B. Na2O能一步转化为氯化钠 C. 反应①②均可通过加H2O实现，且H2O都被氧化 D. Y固体长期置于空气中，最终变质为Na2CO3 4. “价-类”二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，如图是氯及其化合物的“价-类”二维图。下列说法不正确的是(　　) A. ①中通入AgNO3溶液会产生白色沉淀 B. ②可以使湿润的淀粉-KI试纸变色 C. 可以用pH试纸测定③溶液的pH D. 实验室可以用④的钾盐制备O2 5. 部分含铝物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 过程②可通过加入NaOH溶液实现 B. 反应③的条件是加热 C. 向AlCl3溶液中加入足量氨水可实现转化④ D. 向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，没有明显现象 6. 如图为钠及其化合物的“价-类”二维图，下列说法错误的是(　　) A. 将①投入饱和NaOH溶液，溶液质量减少 B. Na的盐溶液均显碱性 C. NaH具有强还原性 D. ②可以和二氧化碳反应 7. 铜及其化合物具有广泛的应用价值，部分含铜物质的分类与相应铜元素化合价的关系如图所示，其中箭头代表物质之间的转化关系。下列说法错误的是(　　) A. 1 mol Cu和足量S反应，转移2 mol电子 B. 过程③可以通过通入O2实现 C. 向CuCl2溶液中加入NaOH溶液，出现蓝色沉淀 D. 过程①的化学方程式为4CuO 2Cu2O＋O2↑ 8. (创新题·结合实验探究)如图为铁元素的“价-类”二维图： 据图回答下列问题： (1)c的化学式是________。 (2)若g可溶，则g―→ e的实验现象是________________。 (3)通入________(填一种气体名称)可以实现f―→ g的转化。 (4)f所表示的物质之一为草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)，兴趣小组同学通过查阅资料得知，一定温度下，草酸亚铁能够分解生成几种物质，残留物为黑色固体，设计如下方案进行实验探究： 【猜想假设】黑色固体可能是C、铁粉、________、Fe3O4的一种或多种。 【实验验证】 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量固体于试管中，加入足量稀盐酸 固体全部溶解，无气泡产生 黑色固体是b.________ ②取①中溶液少许于另一支试管中，加入a.________溶液 溶液不变色 (5)小组同学通过深入探究得出反应生成的气体中含有CO和CO2，写出草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式：______________________________________________________。 题型专练 元素“价-类”二维图答案解析 1. B　陨石中含有单质铁，故选B。 2. D　由图可知，a为C，b为CO，c为CO2，d为H2CO3。碳单质在空气中充分燃烧得到CO2，A错误；金刚石、石墨、C60等互为同素异形体，B错误；高炉炼铁发生的反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，CO作还原剂，C错误；e为碳酸盐或碳酸氢盐，与强酸反应可生成碳酸，D正确。 3. C　由图可知，X为Na，Y为Na2O2。2Na＋O2Na2O2，属于化合反应，A正确；Na2O和盐酸反应生成氯化钠，B正确；反应①的化学方程式为2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑，H2O既不是氧化剂也不是还原剂，反应②的化学方程式为2Na＋2H2O=== 2NaOH＋H2↑，H2O作氧化剂，被还原，C错误；Na2O2固体长期置于空气中，发生反应：2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑、2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O，故最终变质为Na2CO3，D正确。 4. C　由图可知，①为HCl，②为Cl2，③为HClO，④为氯酸盐。HCl和AgNO3溶液反应会生成AgCl白色沉淀，A正确；Cl2能将KI氧化为碘单质，使淀粉溶液变蓝，B正确；HClO具有漂白性，会使pH试纸褪色，C错误；④的钾盐为氯酸钾，实验室可用MnO2催化KClO3热分解制备O2，D正确。 5. D　Na[Al(OH)4]溶液和足量CO2发生反应：Na[Al(OH)4]＋CO2=== Al(OH)3↓＋NaHCO3，产生白色沉淀，故选D。 6. B　由图可知，①是Na，投入饱和NaOH溶液中，Na和水反应生成NaOH，溶液中水的质量减少，同时析出NaOH，溶质质量减少，则溶液质量减少，A正确；Na2CO3溶液和NaHCO3溶液显碱性，NaCl溶液显中性，B错误；NaH中氢元素的化合价为－1，具有强还原性，C正确；由图可知，②为氧化钠或过氧化钠，二者都能与二氧化碳反应，D正确。 7. A　Cu和S发生反应：2Cu＋SCu2S，故1 mol Cu参与反应转移1 mol电子，故选A。 8. (1)Fe2O3　(2)生成红褐色沉淀，溶液颜色变浅(或变为无色)　(3)氧气或氯气(合理即可)　(4)FeO a．KSCN　b．FeO　(5)FeC2O4·2H2OFeO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O 【解析】(2)g为可溶性铁盐，其溶液为黄色，e为Fe(OH)3，是不溶于水的红褐色沉淀，则g―→ e的反应现象为生成红褐色沉淀，溶液颜色变浅(或变为无色)。 (3) f为亚铁盐，g为铁盐，由f→ g时，铁的化合价升高作还原剂，需要加入氧化剂，常见的氧化性气体有氧气或氯气等。 (4) 根据元素守恒可知，黑色固体可能为C、铁粉、FeO、Fe3O4的一种或多种；实验①中黑色固体全部溶解于稀盐酸说明不含C，无气泡产生说明不含铁粉；实验②中加入KSCN溶液检验是否含有Fe3＋，溶液不变色则不含Fe3＋，即不含Fe3O4，故黑色固体为FeO。 学科网（北京）股份有限公司 $