第三章 铁 金属材料——整理与提升 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学单元复习课件系统梳理了铁及其化合物、铝及其化合物、合金等核心知识，通过“价-类”二维图呈现铁元素不同价态物质的类别分布，以“铝四方”转化关系串联铝及其化合物反应规律，结合实验探究（铁氧化物检验、含量测定、制备）构建完整知识网络。 其亮点在于采用情境化实验驱动复习，如设计墨粉中铁氧化物的物理与化学检验方案、沉淀法和滴定法测定含量等活动，培养学生科学探究与实践能力，通过“价-类”分析和转化推理发展科学思维。分层设计满足不同学生需求，帮助巩固知识，助力教师高效开展单元复习教学。

铁 金属材料 —— 整理与提升 1 第三章 铁 金属材料 整理与提升 2 已知某品牌墨粉的成分如下： 炭黑、某一种铁的氧化物（20%～30%）、粘结树脂、 石蜡 、电荷调节剂、表面改性剂、流动助剂SiO2等。 问题引入 思考1: 如何检验墨粉中铁的氧化物？ 3 方案一：物理方法 看颜色 任务一：检验墨粉中铁的氧化物 测磁性 Fe3O4有磁性，可被磁铁吸引 红棕色 黑 色 FeO Fe3O4 Fe2O3 炭黑 4 5 方案二：化学方法 Fe2O3 Fe3O4 FeO 加酸溶解 Fe3+ Fe2+ 分析Fe3O4中铁元素的化合价？ + ？ 思考2: 设计实验方案检验铁的氧化物。 结论: 墨粉中含有的铁的氧化物是： Fe3O4 n(Fe2+):n(Fe3+) = 1:2 【资料1】Fe3O4 + 8H+ = Fe2++2Fe3+ + 4H2O 6 Fe3+和Fe2+ 的检验方法： 加淀粉-KI溶液 溶液变蓝 无明显现象 加高锰酸钾溶液 溶液紫红色退去 无明显现象 加碱溶液 立即产生 红褐色沉淀 产生白色絮状沉淀迅速 变灰绿色最终呈红褐色 加KSCN溶液 红色 加KSCN溶液后无明显现象再 加入氯水或双氧水溶液呈红色 观察颜色 棕黄色溶液 浅绿色溶液 鉴别方法 Fe3+ Fe2+ 7 方案二：化学方法 KSCN 溶液 FeO Fe2O3 Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ Cl2水 H2O2溶液 KMnO4酸性溶液 酸 NaOH溶液 酸 Fe(OH)2 NaOH溶液 Fe3O4 变红 淀粉-KI溶液 变蓝 √ √ 8 思考3: 如何完整叙述实验操作流程，并得出结论。 墨粉 过量稀H2SO4 滤液 KMnO4 溶液 溶液紫色褪去 过滤 溶液变红 KSCN 溶液 结论:墨粉中含有的铁的氧化物是： 作用:在磁辊的磁力吸引下，可携带墨粉吸附在磁辊上。在粘结树脂、电荷调节剂等组分的共同作用下渗入纸张形成牢固的图像。 Fe3+ Fe2+ Fe3O4 思考4: 溶解墨粉用盐酸是否可行呢？ 墨粉 过量稀H2SO4 滤液 KMnO4 溶液 溶液紫红色褪去 过滤 溶液变红 KSCN 溶液 盐酸？ 写出盐酸与高锰酸钾反应的离子方程式： 10Cl- +2MnO4-+16H+ = 5Cl2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 任务二：测定墨粉中四氧化三铁的含量 方案一：直接称量法 方案二：沉淀法 思考5: 测定墨 粉中四氧化三铁的含量有哪些方法？ 思考6: 请设计路线图完成四氧化三铁含量的测定。 方案二：沉淀法 路线一： Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ 酸 足量NaOH溶液 O2 H2O Fe(OH)2 Fe3O4 足量NaOH溶液 Fe2O3 △ 测Fe2O3 质量 氯水、 双氧水 足量NaOH溶液 Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ 酸 Fe3O4 △ Fe2O3 测Fe2O3 质量 路线二： a g墨粉 过量稀H2SO4 过滤 滤液 (含Fe3+、 Fe2+ ) O2 、H2O Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)3 足量NaOH 溶液 △ Fe2O3 称量氧化铁质量 过滤、洗涤、干燥、灼烧 路线一具体流程： 路线二具体流程： a g墨粉 过量稀H2SO4 过滤 滤液 (含Fe3+、 Fe2+ ) 氧化剂 溶液 (含Fe3+) Fe(OH)3 足量NaOH溶液 △ Fe2O3 称量氧化铁质量 过滤、洗涤、干燥、灼烧 14 Fe3O4 ～1Fe2+、2Fe3+ ～3Fe(OH)3 ～1.5Fe2O3 2Fe3O4 ～ 3Fe2O3 推导Fe3O4与Fe2O3的对应关系： 思考7: 如果某溶液中只含有亚铁离子，可否加入一定体积已知浓度的酸性高锰酸钾溶液求算亚铁离子的含量呢？ 思考8: 写出酸性高锰酸钾与Fe2+反应的离子方程式。 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O ZnFeCu I- 酸 Fe2+ Fe3+ Fe3O4 测KMnO4酸性 溶液体积 过量稀H2SO4 a g 墨粉 过滤 滤液 (含Fe3+ Fe2+ ) 还原剂 溶液 (含Fe2+) KMnO4 溶液 溶液 (含Fe3+) Fe Zn Cu I- 思考9: 如何选择还原剂，确保后续反应无干扰？ 16 a g 墨粉 过量稀H2SO4 过滤 滤液 (含Fe3+ Fe2+ ) 足量Cu 溶液 (含Fe2+) KMnO4 溶液 溶液 (含Fe3+) 过滤 思考10: 如何确定铜粉与滤液中Fe3+已反应完全呢？ 取少量反应后溶液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明滤液中Fe3+与铜粉已反应完全。 方案三：滴定法 思考11: 已知墨粉a g，通过方案3充分反应，消耗c mol/L KMnO4溶液V L，请计算墨粉中四氧化三铁的含量？ Fe3O4 +8H+ = 2Fe3+ +Fe2+ +4H2O 2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ +Cu2+ MnO4- +5Fe2+ +8H+ = Mn2+ +5Fe3+ +4H2O (Fe3O4 ～ 1Fe2+、2Fe3+ ～ 3Fe2+) ( 5Fe2+～1MnO4-) 5Fe3O4 ～ 3MnO4 - 5Fe3O4 ～ 3MnO4- 5×232 g 3 mol m(Fe3O4) g cV mol m(Fe3O4) ＝ 5×232 g ×cV mol 3 mol ＝ 1160cV 3 g ω(Fe3O4) ＝ 1160cV 3a ×100% m(Fe3O4) m(墨粉) ×100%＝ 计算步骤： 任务三：制备四氧化三铁 Fe Fe3O4 纯O2 点燃 H2O(g) 高温 制备难度 工业制备物质 经济 安全环保 原料来源 【资料2】工业上采用化学共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4：将亚铁盐和铁盐溶液按照一定比例混合，将碱性沉淀剂快速加入到上述混合盐溶液中，搅拌、反应一段时间后，即可得到纳米磁性Fe3O4粒子。 思考12: 该反应是否为氧化还原反应？ 任务三：制备四氧化三铁 否 Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH- = Fe3O4 + 4H2O 任务四：铝及其化合物复习 Fe3O4 Fe H2 、C 思考13: 书写该反应的化学方程式。 【资料3】铝在高温下可与Fe3O4发生剧烈反应，发出耀眼的光芒，放出大量的热，该反应称为铝热反应，工业上利用该反应冶炼金属铁和焊接钢轨。 Al 8Al +3Fe3O4 9Fe +4Al2O3 高温 Al Al2O3 AlCl3 Na[Al(OH)4] 盐酸 氢氧化钠溶液 O2 盐酸 四羟基合铝酸钠 两性氧化物 写出Al和Al2O3分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。 氢氧化钠溶液 任务四：铝及其化合物复习 Al2O3＋2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] 2Al＋2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] ＋3H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 思考14: 日常生活中所使用的铝制品是纯铝吗？ 任务四：铝及其化合物复习 24 任务五：合金复习 二、铁合金: 合金钢：不锈钢 根据含碳量 生铁 （2%~4.3%） 钢 （0.03%~2%） 碳素钢 低碳钢 高碳钢 中碳钢 三、新型合金: 耐热合金、钛合金、 储氢合金、形状记忆合金 一、铝合金：硬铝 25 铁及其化合物的“价-类”二维图和“铝四方” Al Al2O3 AlCl3 Na[Al(OH)4] “铝四方” “价-类” 二维图 26 氧化还原 酸碱 沉淀 1.元素的存在形式多样的； 2.物质转化是有规律的； 途径 原料 环保 安全... 4.物质转化是有条件，可调控； 3.物质转化是多途径的； Lavf58.20.100 $