第三章 铁 金属材料【基础诊断与扫盲】高一化学上学期人教版

该高中化学单元知识清单系统梳理“铁及其化合物”与“金属材料”核心内容，涵盖铁单质、铁的氧化物和氢氧化物、铁盐和亚铁盐、铁三角转化、铝及其化合物、金属材料六大知识范畴，构建“诊断评价-原理辨析-应用拓展”的递进式学习支架。 清单以“知识点诊断+体系化讲解”为特色，通过判断题聚焦铁与氯气/硫反应产物差异等易错点，用表格对比铁的氧化物性质、铁三角转化关系图呈现价态变化规律，培养科学思维与证据推理能力。特设“Fe(OH)2制备防氧化”实验提醒等实用设计，学生可自主检测知识掌握情况，教师能据此精准突破重难点，提升教学效率。

第四单元 铁 金属材料 知识点 01 诊断评价 铁 不了解 了解 掌握 1．要得到FeCl3，既可以让铁与Cl2直接反应，也可以让铁与盐酸反应。(______) 2．铁在高温下与发生置换反应生成。(______) 3． 检验铁粉和水蒸气反应产生的氢气。(________) 4．常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶贮运液氯。(_______) 5．过量的铁与氯气反应生成FeCl2。( ) 6．分别与和盐酸反应所得氯化物相同。(_______) 7．地球上所有的金属元素都以化合态存在于自然界中。 8．铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3，铁与碘蒸气反应生成FeI3。(______) 9．铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(______) 10．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂。(_______) 知识点 02 诊断评价 铁的氧化物和氢氧化物 不了解 了解 掌握 11．Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物。(　　) 12．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为。（____） 13．FeO在空气中加热生成Fe2O3。(　　) 14．擦干已洗净的铁锅，以防生锈的原因是铁丝在中燃烧生成。（____） 15．氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。(________) 16．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为。（____） 17．Fe3O4为红棕色晶体。(_______) 18．赤铁矿的主要成分是Fe3O4。(_______) 19．氧化亚铁、四氧化三铁均为黑色固体，而氧化铁为红棕色固体。(____) 20．Fe(OH)3不能利用化合反应生成。(　　) 21．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋。(_______) 22．用装置制取并观察沉淀。(______) 23．由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气。(　　) 24．制备并观察氢氧化亚铁的生成。(________) 25．在空气中，白色的迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色。(_______) 26．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。( ) 知识点 03 诊断评价 铁盐和亚铁盐 不了解 了解 掌握 27．用三氯化铁溶液刻蚀覆铜电路板的离子方程式为：。(_____) 28．在溶液中加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中有，无。(_____) 29．有氧化性，所以溶液可用于回收旧电路板中的铜。(_____) 30．Fe3+和KSCN溶液反应生成红色沉淀。(____) 31．将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液颜色由黄色变为淡绿色，说明Fe3+具有氧化性。(____) 32．可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。(______) 33．溶液中Fe3＋遇SCN－生成红色沉淀。(_____) 34．FeCl3溶液中滴加HI溶液：2Fe3＋＋2HI=2Fe2＋＋2H＋＋I2。(______) 35．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红。(_______) 36．Fe2+的价态为中间价态，要证明其有氧化性应加入还原剂，如铜。(____) 37．要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向溶液通入适量氯气。(____) 38．在保存FeSO4溶液时，加入少量盐酸，并加入少量铁粉(___________)。 39．酸性氯化亚铁溶液中加入的离子方程式为。(___________) 40．向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，根据溶液颜色变化，可判断是否具有还原性。(____) 41．配制FeSO4溶液时，加入稀硫酸防止Fe2＋水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化。(______) 42．检验溶液中的，可将酸性溶液滴加到该溶液中，若酸性溶液褪色，证明含有。(_______) 43．Fe(OH)3和HI的反应：Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O。(_______) 44．向溶液中加入溶液充分反应，再加、振荡，静置后取上层清液滴加溶液，溶液变红，证明与的反应有一定限度。(______) 45．室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3+的氧化性比I2的强。(_______) 知识点 04 诊断评价 铁三角 不了解 了解 掌握 46．FeCl3可与铜发生置换反应。(______) 47．H2S气体通入FeCl3溶液中： Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+。(_______) 48．向溶液中通入足量氯气：。(______) 49．不能通过化合反应制备。(_______) 50．FeO和稀HNO3的反应：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O。(_______) 知识点 05 诊断评价 铝及其化合物 不了解 了解 掌握 51．除去中的，加入足量溶液，然后过滤。(_____) 52．在氯化铝溶液中通入过量氨，最终有白色沉淀生成。(________) 53．金属铝在空气中可以稳定存在，是因为铝的性质稳定，不与氧气反应。 54．将铝箔加热至熔化,液态铝却不滴落下来,是由于液滴外有一层高熔点的氧化膜保护了铝。 55．人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(______) 56．取一定体积的溶液，溶液进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为)，反应现象没有明显差别。(______) 57．用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜。(______) 58．铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成一层致密的氧化膜。(______) 59．1molAl与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同。(______) 60．使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离氧化镁中混有氧化铝。(_____) 61．向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3。(_____) 62．铝既能溶于酸，又能溶于碱。(_____) 63．向Na[Al(OH)4]溶液中通入少量CO2：2[Al(OH)4]—+CO2=2Al(OH)3↓+CO+H2O。(______) 64．FeCl3溶液中混有少量AlCl3，可加入过量NaOH，过滤、洗涤沉淀，再将沉淀用适量H2SO4溶解。(_______) 知识点 06 诊断评价 金属材料 不了解 了解 掌握 65．铝合金的熔点比纯铝的低。（______） 66．机械表中由钼、钴、镍、铬等元素组成的发条，其材质属于合金。(_____) 67．齐国刀币的主要成分属于金属材料。(______) 68．不锈钢的主要成分属于有机物。(______) 69．青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金。(______) 70．多数合金的熔点低于其组分金属的熔点。(______) 71．合金中的金属元素都是以化合态形式存在。(___________) 72．人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝不如铁活泼。(___________) 73．合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物。(___________) 74．合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素。(___________) 75．金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来。(___________) 76．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同。(______) 参考答案： 1．× 2．√ 3．√ 4．√ 5．× 6．× 7．× 8．× 9．× 10．√ 11．× 12．√ 13．× 14．× 15．√ 16．× 17．× 18．× 19．√ 20．× 21．√ 22．× 23．√ 24．√ 25．√ 26．√ 27．× 28．× 29．√ 30．× 31．√ 32．× 33．× 34．× 35．√ 36．× 37．√ 38．× 39．× 40．√ 41．√ 42．× 43．× 44．× 45．√ 46．× 47．× 48．√ 49．× 50．× 51．√ 52．√ 53．× 54．√ 55．√ 56．× 57．√ 58．√ 59．√ 60．√ 61．√ 62．√ 63．√ 64．× 65．√ 66．√ 67．√ 68．× 69．√ 70．√ 71．× 72．× 73．× 74．× 75．× 76．√ 知识点01 铁 1．铁的存在：铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物形式存在。 2．铁单质的性质 （1）物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 （2）化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②与S反应：Fe＋SFeS。 ③与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ④与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 ⑤铁与水蒸气反应 常温下，铁与水是不反应的。 但高温下可与水蒸气反应(化学方程式)：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。 【提醒】 1．常温下Fe与氧化性酸如浓H2SO4、浓HNO3发生“钝化”——在金属表面生成一层致密的氧化膜，从而使反应不能再继续进行，“钝化”是化学变化。 2．Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸、S等)生成＋2价铁的化合物。 知识点02 铁的氧化物和氢氧化物 一、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 － 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁元素的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 特殊氧化物 与非氧化性酸 反应的 离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 二、铁的氢氧化物 1．铁的氢氧化物制备的实验探究 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 生成 红褐色 沉淀 首先生成白色絮状沉淀，然后迅速变成 灰绿色 ，最后变成 红褐色 化学方程式 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2可分别用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得 【提醒】制备Fe(OH)2时的注意事项 （1）Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 （2）为了防止Fe(OH)2被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，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，再挤出NaOH溶液。 （4）为防止Fe(OH)2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且不溶于水的有机溶剂，以隔绝空气。 2．Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁 类别 二元(弱)碱 三元(弱)碱 铁元素化合价 +2 +3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 水溶性 不溶 不溶 与非氧化性酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化(白色→灰绿色→红褐色)，体现还原性： 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 不稳定，受热易分解： 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 知识点03 铁盐和亚铁盐 1．铁盐和亚铁盐的性质 （1）常见的铁盐有：Fe2(SO4)3、FeCl3等，其水溶液呈 黄色 。由铁元素的化合价可知铁盐具有氧化性。 （2）常见的亚铁盐有：FeSO4、FeCl2等，其水溶液呈 浅绿色 。由铁元素的化合价可知亚铁盐既有氧化性又有还原性。 2．Fe2＋、Fe3＋的检验 （1）实验探究 离子 Fe3＋ Fe2＋ 实验操作 实验现象 溶液变成 红色 开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成 红色 离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 结论 Fe3＋遇SCN－显 红色 ，可利用此现象检验Fe3＋的存在 Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用先加KSCN溶液再加新制氯水的方法检验Fe2＋的存在 （2）Fe2＋、Fe3＋的检验方法 ①Fe3＋的检验 Fe3＋溶液呈红色。 ②Fe2＋的检验方法 Fe2＋溶液颜色无变化溶液变成红色。 【提醒】若溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，为避免Fe3＋对Fe2＋的检验造成干扰，常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫红色褪去，说明原溶液中含有Fe2＋；另取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液显红色，说明原溶液中含有Fe3＋。 3．Fe3＋和Fe2＋相互转化的实验探究 实验操作 实验现象 加少量铁粉振荡后，黄色溶液变成浅绿色 ，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化 向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成 红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋ Fe2＋在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3＋ 【总结】Fe3＋与Fe2＋在一定条件的相互转化： 知识点04 铁三角 一、铁三角： Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化 1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁： 如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋　 2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 2．Fe2＋既有氧化性又有还原性： 如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋ 3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁： 如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 二、铁盐和亚铁盐转化的应用 1．判断离子共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)； Fe3＋S2－、I－、SO； 2．除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加足量氯水或H2O2溶液 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 知识点05 铝及其化合物 1．金属铝 （1）铝是地壳中含量最多的金属元素。 （2）铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜。日常常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属不受腐蚀。 2．铝、氧化铝的性质 （1）铝、氧化铝与稀盐酸反应的实验探究 实验操作 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 化学方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 离子方程式 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 结论 Al2O3和Al均能与盐酸发生反应 （2）铝、氧化铝与NaOH溶液反应的实验探究 实验 操作 实验 现象 试管①中铝片逐渐溶解，一开始无气泡产生，一段时间后，有无色气泡冒出，试管②中铝片逐渐溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声 化学方程式 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 离子方程式 Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－　 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应 （3）两性氧化物 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如：Al2O3。 3．氢氧化铝 （1）物理性质 Al(OH)3是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。 （2）化学性质 ①两性氢氧化物：像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。 ②Al(OH)3是典型两性氢氧化物，在强酸与强碱溶液里都能溶解。 a．与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O b．与强碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ ③氢氧化铝的热稳定性 Al(OH)3的热稳定性较差，将Al(OH)3加热后，可分解为Al2O3和H2O。 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 知识点06 金属材料 一、合金和铁合金 1．金属材料：包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。 2．合金的概念和性能 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 【提醒】（1）合金是混合物，不是纯净物，是通过熔合而成的。 （2）通常认为合金没有固定的熔点。 （3）组成合金的物质不一定都是金属，也可以有非金属，但一定有金属。 （4）合金的种类远远多于纯金属的种类。合金的用途比纯金属更广泛。 （5）一般来说合金中各成分金属保持了其原有的化学性质。 3．铁合金 （1）铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为生铁(含碳量为2%～4.3%)和钢(含碳量为0.03%～2%)。钢是用量最大、用途最广的合金。 （2）不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 二、铝和铝合金 铝合金——目前用途广泛的合金之一 （1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 （2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性 （3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 三、新型合金 1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2．其他新型合金：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。 3．用途广泛的稀土金属 （1）镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国是稀土资源大国，到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。 （2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 （3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 12 / 12 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $