第3章 03 突破以铁、铝等金属及其化合物转化为载体的化工流程题（突破疑难）（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一化学必修第一册分层练习（人教版）

该高中化学课件聚焦铁、铝及其化合物转化，以化工流程题为核心，通过复习铝的两性、铁的价态变化等基础性质，衔接工艺流程的原料预处理、核心反应、分离提纯，搭建从性质到应用的学习支架。 其亮点是以真实化工流程（如废铁屑制备Fe₃O₄胶体）为载体，结合科学思维（证据推理、模型建构）和科学探究与实践（实验操作），归纳分离方法、杂质去除等要点，帮助学生形成“物质转化”化学观念，提升解题逻辑，教师可高效开展专题教学。

第三章 铁 金属材料 第1讲　描述运动的基本概念 03 突破以铁、铝等金属及其化合物 转化为载体的化工流程题 高频考点 第1讲　描述运动的基本概念 1.铝与酸、碱的反应 如:2Al+6HCl  2AlCl3+3H2↑; 2Al+2NaOH+6H2O  2Na[Al(OH)4]+3H2↑。 2.氧化铝的两性 (1)与稀盐酸反应:Al2O3+6H+  2Al3++3H2O。 (2)与NaOH溶液反应:Al2O3+2OH-+3H2O  2[Al(OH)4]-。 第1讲　描述运动的基本概念 结构   流程图中三重点 原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯 3.工艺流程的结构 第1讲　描述运动的基本概念 识图方法 图1 图2 图3     图1:箭头进入的是反应物(投料),箭头出去的是生成物(产物、副产物) 图2:箭头表示反应物分步加入和生成物出来 图3:返回的箭头一般是“循环利用”的物质 续表 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒 　　利用Al、Al2O3可溶于强碱溶液的特性,可除去许多物质中的含铝杂质。如: (1)Mg(Al):加足量NaOH溶液,过滤; (2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,过滤。 归纳总结 工艺流程题常考点 (1)核心元素转化过程中条件控制、定性及定量关系判断。 (2)金属元素价态变化特点、形成氢氧化物沉淀的条件、产物的性质等。 (3)物质分离提纯中涉及的仪器选择、操作注意事项等。 (4)绿色化学思想的考查,主要是排放物的无害化处理方法、循环利用物质的判断等。 第1讲　描述运动的基本概念 1.原料预处理常用方法 (1)粉碎/研磨:把固体原料磨成粉末,增大反应物接触面积,让反应更快、更充分。 (2)溶解:常用方法有水浸、酸浸、碱浸等。 (3)灼烧、焙烧、煅烧:目的是改变物质结构,使一些杂质在高温下氧化、分解等。 2.核心化学反应——陌生方程式的书写 (1)氧化还原反应:熟练应用氧化还原反应规律判断产物,并根据得失电子守恒、原子守恒(若是离子反 应还要结合电荷守恒)配平。 (2)非氧化还原反应:结合物质性质和反应实际判断产物。 第1讲　描述运动的基本概念 3.工艺流程题的解题思路 　　化工流程题的解题核心是“以元素走向为主线,以反应原理为支撑,以除杂转化为关键”,具体可 分为以下3步: (1)阅读题干,明确原料、目标产物,确定元素走向(哪些元素需保留到产物,哪些为杂质需除去)。 (2)分析工艺流程,判断每步操作的核心作用(除杂、转化或分离),并推测所加试剂的作用。 (3)结合题给信息,推断关键步骤及可能发生的反应,解答问题。 如:某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·12H2O]的一种方案如下:   第1讲　描述运动的基本概念 请分析制备方案中“除杂”“氧化”“系列操作”步骤。   第1讲　描述运动的基本概念 知识拓展 　　“碱浸”法处理原料时,在碱溶液中反应,可去除两性物质及油污。 特别提醒 　　书写工艺流程题的核心反应,关键在于抓准反应物和生成物,会识别流程图。 知识拓展 杂质去除与条件控制 (1)调节pH沉淀除杂。常用于Fe3+、Al3+等离子的去除,如除CuCl2溶液中的FeCl3,可用CuO、Cu(OH)2调 节溶液pH,不引入新杂质。 (2)氧化还原除杂。如将Fe2+氧化为Fe3+以便沉淀,可加入氧化剂(如H2O2)。 第1讲　描述运动的基本概念 归纳总结 三种常用的分离方法 (1)过滤:分离难溶物和易溶物,特殊的需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 (2)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl。 (3)冷却(或降温)结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质或结晶水合物,如KNO3、CuSO4·5H2O、 FeSO4·7H2O等。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　某化学兴趣小组利用废铁屑(主要成分为Fe,还含有少量Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3)制备磁性 Fe3O4胶体、绿矾(FeSO4·7H2O)和净水剂Na2FeO4的实验流程如图:   第1讲　描述运动的基本概念 回答下列问题: (1)试剂X为___________。 (2)溶液D中加入KSCN溶液,溶液未变红色,原因是___________________________(用离子方程式表示)。 (3)溶液D中加入适量H2O2发生反应的离子方程式为____________________________________;若将溶 液D中铁元素恰好完全转化为磁性Fe3O4胶体,当溶液D中含有a mol Fe2+,则理论上需加入_______mol H2O2。 (4)操作Ⅳ为_____________、_____________、过滤、洗涤、干燥。 (5)写出由固体G生成Na2FeO4的离子方程式:______________________________________;向Na2FeO4溶 液中加入饱和KOH溶液,能析出K2FeO4晶体,其原因为____________________________________。 　　　　　　　　　　　　　　     　　　     　　　     　　　     　　　　　　　　　     　　　     NaOH溶液     Fe+2Fe3+  3Fe2+     2Fe2++H2O2+2H+  2Fe3++2H2O    降温结晶    蒸发浓缩 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-  2Fe +3Cl-+5H2O　 相同条件下,K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨　首先根据题干确定实验流程的目的,然后分析各步操作及所加试剂的作用,最后结合问题分 析作答。 解析　由题图可知,加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝,同时题干目的之一要制得Na2FeO4, 则试剂X为NaOH溶液;进行操作Ⅰ(过滤)得到的固体B中有Fe、FeO、Fe2O3和Cu;加入适量稀硫酸,Cu 不反应,Fe、FeO、Fe2O3溶解,固体C为Cu,溶液D为FeSO4溶液,经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、 干燥得到绿矾;溶液D中加入适量的H2O2将部分Fe2+氧化为Fe3+,向溶液E中加入NaOH溶液并加热生成磁 性Fe3O4胶体;向溶液E中加入Na2O2,生成Fe(OH)3沉淀(固体G),向Fe(OH)3沉淀中加入氧化剂NaClO,在碱 性条件下氧化Fe(OH)3生成Na2FeO4。 (1)根据分析可知,X为NaOH溶液。 (2)溶液D中加入KSCN溶液,溶液不变红色的原因是废铁屑中的铁单质将Fe2O3溶于稀硫酸产生的Fe3+全 部还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+  3Fe2+。 第1讲　描述运动的基本概念 (3)溶液D中加入适量H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+  2Fe3++2H2O;要使溶液E中 铁元素恰好完全转化为磁性Fe3O4胶体,则应满足n(Fe3+)∶n(Fe2+)=2∶1,假设加入x mol H2O2,根据得失电 子守恒可得生成2x mol Fe3+,则有 = ,x= 。 (5)由分析可知固体G是Fe(OH)3,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒得生成Na2FeO4的离子方程 式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-  2Fe +3Cl-+5H2O;向Na2FeO4溶液中加入饱和KOH溶液,能析出K2FeO4 晶体,其原因为相同条件下,K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4。 第1讲　描述运动的基本概念 解题技巧    比较原料与产品中目标元素的化合价是否一致,若化合价升高或降低,要结合流程图找出过 程中可能用到的氧化剂或还原剂;若化合价不变,则过程中加入的氧化剂或还原剂一般是为了除去杂质 等。 第1讲　描述运动的基本概念 $