第三章 铁 金属材料（培优复习讲义）化学人教版必修第一册

该高中化学复习讲义以“铁 金属材料”为核心，通过知识体系建构与归纳整合，运用价类二维图、“铁三角”“铝三角”转化关系图及对比表格，系统呈现铁铝及其化合物的性质、转化与应用，突出重难点内在联系。 讲义亮点在于分层练习设计，如Fe(OH)₂制备实验探究题培养科学探究与实践素养，工业流程题提升科学思维能力。易错提醒与方法指导助力不同学生进阶，高频考点覆盖与测评题支持教师精准教学。

第三章 铁 金属材料 复习讲义 目 录 知识体系·深度建构：贯通知识内在脉络，夯实学科认知根基 归纳整合·深化提升：梳理重难关键要点，升华思维认知层级 高频考点·精准突破：透析高频命题规律，高效攻克关键题型 考点 1 铁、铝及其化合物的性质与用途 考点 4 工业流程中的铁、铝及其化合物 考点 2 铁、铝及其化合物的转化关系及其应用 考点 5 铁、铝及其化合物的相关计算 考点 3 铁、铝及其化合物的制备与性质探究 考点 6 金属材料及其应用 培优测评·素养进阶：实战演练查漏补缺，稳步进阶学科素养 知识 1 铁及其化合物的性质、用途 一、铁 1.铁的物理性质 色金属光泽固体，熔点 ，具有良好的导热、导电、 性，能被 吸引；粉末状铁为 色。 2.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 。 点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 稀HNO3 Fe不足 Fe过量 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式： 。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成 ，而Fe与盐酸反应生成 。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 ，而铁在纯氧中燃烧的产物是 。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为 ，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为 。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为 。 ⑤钝化并非不反应，是生成 ； ⑥铁置换金属阳离子只生成 。 3.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成： ， ； ②铁的生成： 。 二、铁的重要化合物 1.铁的氧化物 1）铁的氧化物物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 色态 黑色粉末 粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 价 价 ＋2价，＋3价 2）铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 ， ， 。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 ； 。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ； ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ 。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－=== 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成 色，最后变成 色，化学方程式为 【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应 。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应 。 4)制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水 ，驱除溶液中的 。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管 ，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入 气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加 层，如苯、植物油等。 E.常见的制备Fe(OH)2的装置： 说明：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在 的保护中；③中液面加苯阻止了 进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应： 或 。 深化提升 1．Fe3O4可以用FeO·Fe2O3表示，所以可以与强酸反应生成盐。 反应规律为：与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2＋和Fe3＋；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3＋；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2＋。 2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 3．铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 4．铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。 1.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 A．铁高温时与水蒸气反应生成 B．向溶液中加入铜粉，可置换出铁单质 C．通入足量氯气，可除去溶液中混有的杂质 D．为防止溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉 2.下列有关铁及其化合物说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物形态存在 B．是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．向溶液中加入溶液，生成的灰绿色沉淀迅速变白，最终生成红褐色物质 D．铁红可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 知识 2 实验探究铁及其化合物间的转化 1.“铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ① ② ③ ④ ⑤ 2.应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生 反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生 反应，不能大量共存； （2）除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 FeCl3 FeCl2 FeCl2 CuCl2 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 （5）铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明： 1)横向变化体现了同价态 类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 2)纵向变化体现不同价态 类别之间的转化，主要体现物质的 性或 性。 3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的 性和 性。深化提升 ①Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。 ②向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。 ③Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 ④生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 ⑤配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。 ⑥Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 ⑦除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。 ⑧制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。 ⑨Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。 ⑩自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。 1.某化学兴趣小组为探究溶液与溶液之间的反应，进行如下实验： (ii)观察到溶液变红；(iii)静置后，观察到下层溶液呈紫红色，说明有生成；(iv)中所加试剂均为少量，观察到溶液变红且比(ii)变化后溶液红色深。 下列说法不正确的是 A．X为溶液 B．通过(ii)、(iv)就能说明实验(i)后的溶液中含有 C．上述实验不能验证该温度下与的反应为可逆反应 D．(v)中的红色比(iv)中的浅 2.如图，将金属片X插入烧杯中的CuSO4溶液中，观察到溶液颜色由蓝色变为浅绿色后取出X，向烧杯内再加入过量铝粉。下列说法不正确的是 A．插入金属片X发生置换反应 B．金属X可以和稀硫酸反应产生氢气 C．实验结束后，烧杯内的溶液中可能存在CuSO4 D．全部反应结束后溶液质量减小 知识 3 铝及其化合物的性质、用途 1．铝的存在：自然界中的铝 以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第 位，以铝土矿的形式存在，主要成分是 ，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较 ，质地 。 3．金属铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生： ，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点 铝。 ② ③ 铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸 ，与非氧化酸发生反应生成 ： ④ 或 ⑤ 4．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈 ，放出大量的 ，并发出耀眼的 ，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有 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 ： 原理应用 ①制取熔点较 、活动性 于Al的金属，如铁、 、锰、 等， ； ②金属 ，如野外 等 5.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量 。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝ 。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为 。 ②生成H2的物质的量之比为 。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而 不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而 过量。 深化提升 ①常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 ②铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 ③铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)4－＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成NaAl(OH)4，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 ④铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 ⑤Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。 1.路边垃圾桶铝制外壳可保持它原本的银白色，而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑，下列说法正确的是 A．所有金属都呈银白色 B．铁的金属活动性比铝强 C．铝制外壳不与空气成分反应 D．给铁制螺丝涂油能防止生锈 2.下列有关铝制品的说法中，正确的是 A．铝制餐具可长期存放食醋 B．铝制餐具可长期存放碱性食物 C．铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物 D．铝制餐具可用来蒸煮任何食物 知识 4 实验探究铝及其化合物间的转化 1.数形结合与“铝三角”——Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.铝及其化合物转化关系——铝的价类二维图 3.铝及其化合物 ①Al和NaOH溶液的反应： ； ②Al(OH)3和NaOH溶液的反应： ； ③Al(OH)3和盐酸的反应： ； ④Al2O3和NaOH的反应： ； ⑤Al2O3和盐酸的反应： ； ⑥NaAlO2和过量盐酸的反应： ； ⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体： ； ⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合： ； ⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合： ； ⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合： 。 深化提升 ①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。 ②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。 ③引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。 ④并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。 ⑤Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。 ⑥利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO3-，不过量时生成CO32-，书写离子反应方程式时要特别注意。 ⑦Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。 ⑧泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。。 1.室温下足量面积相等的镁片、铝片（均已去除氧化膜）分别与40 g质量分数为7.3%的稀盐酸反应（装置如图甲），用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。已知：相同温度下，装置内压强与产生气体的体积成正比。下列说法正确的是 A．曲线②为镁与盐酸反应的压强变化曲线 B．AB段下降的原因是反应结束后温度逐渐恢复室温，气体体积收缩 C．反应结束时消耗镁片与铝片的质量比为 D．反应结束后二者产生氢气的质量不相等 2.下列实验操作的现象与对应结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 向溶液中滴入溶液 有白色沉淀生成 结合的能力比强 B 常温下将Al片放入浓硝酸中 无明显现象 Al与浓硝酸不反应 C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低 D 将溶液蒸发结晶 得到白色固体 该固体的化学式为 知识 5 铁离子、亚铁离子的检验与铁离子、亚铁离子及铝离子除杂 1.Fe2＋的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为 色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成 沉淀，证明含有Fe2＋ 2.Fe3＋的检验 方法1 溶液变 色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生 色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成 色沉淀，证明含有Fe3＋ 3.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有 b.试纸变 色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有 b.溴水 ，说明含有Fe2＋ c.生成 沉淀，说明含有Fe2＋ 4.含铝杂质的提纯方法归类：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如： （1）Mg(Al)：加 ； （2）Fe2O3(Al2O3)：加 ； （3）Mg(OH)2[Al(OH)3]：加 ； （4）Mg2＋(Al3＋)：加 ，过滤，再加 。 5.含铁杂质的提纯方法归类： （1）除去FeCl3溶液中的FeCl2用 ； （2）除去FeCl2溶液中的FeCl2用 ； （3）除去FeCl2溶液中的CuCl2加 。 深化提升 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 （1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 （2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 1.某溶液中滴加KSCN溶液后无明显现象，再滴加氯水后溶液变红，则该溶液中 A．一定含有Fe3+ B．一定含有Fe2+ C．可能含有Fe2+也可能含有Fe3+ D．一定不含铁元素 2.处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．取“沉铜”后的上层清液，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红 B．“碱浸”过程中应加入过量NaOH固体，确保沉淀完全 C．“氧化”过程中加入，把氧化为，最终转化为沉淀 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质 知识 6 金属材料及其应用 1．合金 （1）概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 2．常见金属材料 （1）黑色金属材料——钢铁 ①钢是用量最大、用途最广的合金。 ②钢 （2）有色金属材料——铜和铝 ①铝及铝合金 ②铜及铜合金 （3）新型合金 ①储氢合金：是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等，可以用于以H2为燃料的汽车。 ②钛合金：钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。主要用于制作飞机发动机压气机部件，以及火箭、导弹和高速飞机的结构件，还可以用于制造耐压球。 ③耐热合金：由镍、铁、碳、钴组成的镍钴合金可以用于制造发动机叶片，它能承受1100℃的高温。 ④形状记忆合金：形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。 ⑤泡沫合金：指含有泡沫气孔的特种金属材料。通过其独特的结构特点，泡沫合金拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。 深化提升 合金的组成与性质 （1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 （2）常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 （3）合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 1.下列关于生铁和钢的说法中，不正确的是 A．生铁和钢都属于铁合金 B．生铁比钢的含碳量高 C．钢的含碳量一定低于生铁 D．不锈钢是纯铁，不易生锈 2.航母弹射器中心的动子滑动组通常由多块环形的第三代超级稀土钕铁硼永磁体构成，每一块永磁体间有钛合金制造的承力骨架和散热器管路。下列有关说法错误的是 A．钛合金的熔点比金属钛低 B．钛合金具有导热性好、硬度大等性质 C．钕铁硼永磁体中含有非金属元素 D．钛合金做成承力骨架的过程属于化学变化 知识 7 物质的量在化学方程式计算中的应用 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 1．基本步骤 （1）写出必要的化学方程式： （2）列出化学计量数v(即系数) （3）列出已知条件及未知数(需用特定的符号如物质的量n、物质的量浓度c、体积v等)； （4）列比例式(注意对应关系)； （5）求解(要带单位计算) （6）答。 2．在化学方程式中化学计量数之比等于参加反应的粒子个数比或物质的量之比，在相同的条件下还等于气体的体积比或压强比，但因不同物质的摩尔质量不同，故不等于质量比。 3．在计算过程中每个物理量都必须注明物质名称，有单位的数值都必须带上单位，且无论是物理量、物质名称还是数值的单位都要用对应的符号表示，如n(NaOH)＝c(NaOH)×V[CNaOH(aq)]＝0．01mol/L×0．2L＝0．02mol；另外同一计算式中不能同时出现两条分数线，如0．2mol/(1mol/L)应写成0．2mol/lm01·L-l＝0．2L。 注意：⑴单位问题：上下一致，左右相当。 ⑵化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系。 ⑶如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。 ⑷如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。 二、以物质的量为中心的计算 1、化学计算题的特点 在近几年高考中是考生在化学学习中比较头痛的题目也是考生在考试中最难得分的一类题目。化学计算过程，主要是一个化学问题的数学处理过程，即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识为基础，以物质的量为中心，以化学式、化学方程式及溶液组成知识为定量工具，理解和运用化学概念、化学原理，进行对比、判断、推理。 2、化学计算解题的基本思维方式：题目信息+相关知识+逻辑思维+心理素质。即按以下四个步骤进行： 一是通读题目，挖掘题示信息； 二是灵活组合，运用相关知识； 三是充分思维，形成解题思路； 四是回顾检查，树立信心。 3、化学计算解题特点 （1）一个中心：以物质的量为中心； （2）二个基本点： 一是守恒，守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂的数据中寻找恒量对象及其关系。 二是化学方程式中的比例关系。 （3）用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有： ①利用微粒守恒关系建立关系式； ②利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式； ③利用方程式的加合建立关系式。 深化提升 1.根据化学方程式进行计算的解题步骤 写 写出有关的化学方程式 找 找出相关物质对应的化学计量数，从而找出相关物质的物质的量之比 列 将有关的四个量列出比例式 解 根据比例式求出n，再求m、V或c 答 写出简明答案 2.关系式法解题步骤　 第一步：写出各步反应的化学方程式。 第二步：找出作为“中介”的物质，并确定最初的反应物、中介物质、最终生成物之间“量”的关系。 第三步：确定最初反应物和最终生成物之间“量”的关系。 第四步：根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。 3.守恒法解题步骤 4.差量法解题模板 （1）明确产生差量的原因,并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。 （2）结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。 （3）列比例式求解。 1.现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中氮元素降至最低价态，且无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量的关系如图所示。下列说法错误的是 A．OC段发生的反应离子方程式为 B．b与a的差值为0.02 C．原稀硝酸中所含的物质的量为0.172mol D．铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为 2.将总质量为15.00 g的铝铜合金粉末投入200 mL稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，合金与混酸恰好反应完全（设反应中还原产物只有NO），此时溶质只有硫酸盐。向反应后的溶液中逐滴加入4NaOH溶液，当沉淀质量达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积为300 mL。下列说法正确的是 A．反应过程中转移电子的物质的量为0.6 mol B．产生的NO在标准状况下的体积为5.6 L C．原混酸中的物质的量浓度为3.0 D．若将合金中的铜换成等物质的量的锌，沉淀质量最大时消耗NaOH溶液的体积变小 考点 1 铁、铝及其化合物的性质与用途 【进阶典例1】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中）化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．、可以用于自来水消毒 B．铁粉可用作食品保存的抗氧化剂 C．在合成葡萄糖中C元素被氧化成了更高价态 D．复方氢氧化铝可以用作抗酸药 【培优突破1-1】（25-26高一上·北京·期中）下列反应的离子方程式书写不正确的是 A．钠与水反应： B．Al(OH)3治疗胃酸过多： C．向溴化亚铁溶液中通入足量氯气： D．Ba(OH)2和硫酸反应： 【培优突破1-2】（25-26高一上·天津南开·月考）下列关于胶体的说法正确的是 A．明矾溶于水能生成氢氧化铝胶体，可用于自来水的杀菌消毒 B．胶体、溶液和浊液这三种分散系的本质区别是是否有丁达尔效应 C．沸水中滴加饱和氯化铁溶液并继续煮沸可制得胶体 D．纳米碳酸钙(即碳酸钙粒子直径达到纳米级)是一种胶体 考点 2 铁、铝及其化合物的转化关系及其应用 【进阶典例2】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·月考）下列各组物质中，各步转化不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【培优突破2-1】（24-25高一上·广东广州·期末）利用废铝箔(主要成分为Al，还含少量、等)制明矾的一种工艺流程如下：。下列说法不正确的是 A．①中的反应： B．②中稀硫酸不能过量与的性质有关 C．乙溶液中 D．由④知，此时明矾的溶解度比、的都要小 【培优突破2-2】（25-26高一上·广东广州·期中）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。部分含物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A．可存在的转化 B．a可与水蒸气反应生成b、e的混合物 C．d溶液中含少量g，可加适量a除去 D．可用KSCN溶液检验d溶液是否变质 考点 3 铁、铝及其化合物的制备与性质探究 【进阶典例3】（25-26高一上·广西崇左·开学考试）室温下足量镁片、铝片(已去除氧化膜)分别与溶质质量分数为的稀盐酸反应(装置如图甲)，用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。已知：相同温度下，装置内压强与产生气体的体积成正比。下列说法错误的是 A．曲线①为镁与盐酸反应的压强变化曲线 B．AB段下降的原因是随反应的进行盐酸浓度逐渐减小 C．反应结束时消耗镁片与铝片的质量比为 D．反应结束后二者产生氢气的质量相等 【培优突破3-1】（25-26高一上·广东·月考）下列各图示中能较长时间看到白色沉淀的是 A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．①②④ 【培优突破3-2】（25-26高一下·河北·期末）下列与铁及其化合物相关的实验不能达到目的的是 A．制备并观察沉淀 B．检验溶液中是否含有 C．检验未知溶液中是否存在 D．验证与的反应并收集气体 考点 4 工业流程中的铁、铝及其化合物 【进阶典例4】（25-26高一下·山西·期末）工业上利用铝土矿(主要成分为，含、等杂质)冶炼铝的主要流程如下： 已知在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述错误的是 A．“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度，可提高溶解速率 B．操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”，Ⅲ为“灼烧” C．加入冰晶石的目的主要是降低的熔融温度，减少冶炼过程中的能耗 D．通入过量时，发生反应： 【培优突破4-1】（25-26高一上·江西赣州·期中）以工业废料铁泥(主要成分为 Fe、FeO和Fe2O3)为原料，经过下列流程可制备FeSO4·7H2O，已知常温下能发生反应： 。下列说法错误的是 A．FeO与稀硫酸反应时， 体现了酸性 B．“分离”时采取的操作为过滤 C．若“还原”时消耗56 g铁粉，则理论上最终生成 D．干燥 时采取的温度不能过高 【培优突破4-2】（25-26高一上·安徽六安·开学考试）碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。利用锂辉石(成分为Li2O、Al2O3、SiO2)制备Li2CO3的流程如下： 已知SiO2难溶于水，不与稀H2SO4反应：，下列说法不正确的是 A．操作1、2是过滤，滤渣1是SiO2 B．滤液1中的溶质含有Li2SO4、Al2(SO4)3、H2SO4 C．加热分解Li2CO3的温度比LiHCO3低 D．若把NaOH溶液换成LiOH溶液获得的产品更多 考点 5 铁、铝及其化合物的相关计算 【进阶典例5】（25-26高一上·安徽·月考）镁铝合金是现代工业中“轻量化”材料的代表，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。某化学小组按下列流程检测镁铝合金样品中铝的质量分数(各反应充分进行)： 下列叙述错误的是 A．镁、铝均能和稀硫酸发生置换反应 B．消耗的与生成的个数比为 C．稀硫酸中的质量分数为 D．镁铝合金样品中铝的质量分数为 【培优突破5-1】（25-26高一上·四川达州·期中）用覆铜板制作印刷电路板时可发生反应：(未配平)。实验室模拟这一反应时，向溶液中加入单质铜，充分反应后过滤，对滤渣洗涤、干燥后，称重得质量为。下列说法正确的是 A．该反应的离子方程式为 B．反应结束后的溶液中，的质量分数为 C．反应前的溶液中，的质量为 D．由该反应可知，Cu的还原性弱于 【培优突破5-2】（25-26高一上·黑龙江·期末）向和的混合溶液中不断通入，溶液中n(含碘的某微粒)和n(含铁的某微粒)随的变化曲线如图所示。下列说法中错误的是 (已知：①可将氧化成；②，为强酸) A．还原性： B．b点溶液中 C．a点时已通入标准状况下氯气的总体积为39.2L D．c点溶液中阴离子的个数为17 考点 6 金属材料及其应用 【进阶典例6】（25-26高一上·天津西青·期末）北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．合金中只含有金属元素 B．铁能制成铁丝利用了铁的延展性 C．生锈的钢铁制品没有回收价值 D．合金的熔点一般比其组成金属更高 【培优突破6-1】（25-26高一上·湖南永州·期末）下列有关合金的说法正确的是 A．生铁是中国最早使用的合金 B．合金通常比组分金属的熔点更高 C．储氢合金吸收氢气的过程为物理变化 D．钠钾合金可以作为核反应堆的传热介质 【培优突破6-2】（25-26高一上·河南·阶段检测）下列关于新型合金材料说法错误的是 A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料 B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料 C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂 1.（25-26高一上·北京石景山·月考）下列铁元素的代表物描述不正确的是 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 能与稀盐酸反应生成氢气 B 酸性氧化物 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 C 碱 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 D 盐 +2价 能与强碱反应生成氢氧化亚铁 2.（25-26高一上·江苏无锡·期中）化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法错误的是 A．明矾常用来净水，它属于混合物 B．小苏打具有碱性，可用于治疗胃酸过多 C．食品袋内常装有干燥剂生石灰和抗氧化剂还原铁粉 D．84消毒液、漂白粉可灭活新冠病毒利用了物质的强氧化性 3.（25-26高一上·安徽·月考）下列有关叙述对应的化学方程式、基本反应类型都正确的是 A．二氧化碳与澄清石灰水反应  中和反应 B．细铁丝在氧气中燃烧  氧化反应 C．铝与硫酸铜溶液反应  置换反应 D．用碳酸氢钠治疗胃酸过多  复分解反应 4.（25-26高一上·江苏·月考）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于自来水的消毒 5.（25-26高一上·浙江·期中）为确定某食品添加剂的成分，实验小组将样品溶于过量稀盐酸，过滤后对滤液进行检验，下列说法正确的是 A．取少量滤液滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明添加剂中含有 B．取少量滤液，向其中滴加少量溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，说明添加剂中含有 C．取少量滤液，向其中滴加少量酸性溶液，溶液紫红色褪去，不能说明添加剂中含有 D．取少量滤液，向其中滴加少量溶液，无白色沉淀，说明添加剂中不含 6.（25-26高一上·湖北十堰·期中）现有30.4 g铁的氧化物FexOy(其中Fe的化合价为+2、+3)，先将其完全溶解于一定量的硫酸溶液中(溶解时Fe元素的化合价保持不变)，再向所得溶液中缓慢通入 7.1 g Cl2，恰好将溶液中的 Fe2+完全氧化为Fe3+。该铁的氧化物的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 7.（25-26高一上·浙江温州·期中）下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．过量的与干燥的在加热条件下生成 B．高温下，和水蒸气反应生成和 C．铁的氧化物有、、，它们都是黑色的固体 D．不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成 8.（25-26高一上·黑龙江辽宁·月考）铁是常见的金属材料。下列说法正确的是 A．铁是黑色的金属 B．铁与水蒸气反应生成三氧化二铁 C．生铁含碳量较高，硬度大、抗压，可用于铸造下水井盖 D．我国的超级钢研究已居于世界领先地位，超级钢中含碳量越高，韧性越好 9.（25-26高一上·湖南·月考）中国科学家研制出“祖冲之三号”量子计算机，计算速度打破世界纪录。“祖冲之三号”使用了，下列化学反应组合起来能表明是两性氧化物(同时具有酸性氧化物和碱性氧化物的性质)的是 ① ② ③ ④ A．①② B．②③ C．②④ D．①③ 10.（25-26高一上·河南·月考）日常使用的金属材料，大多数属于合金。回答下列问题： （1）合金 （填“能”或“不能”）含非金属，通常情况下，合金的熔点比组分金属 （填“低”或“高”）。 （2）铁、铝氧化物中可用于制造耐高温容器的是 （填化学式）。 （3）合金可用于制造航母升降机。合金焊接前用溶液处理膜，其离子方程式为 。 （4）铝铁合金广泛应用于电工领域。将铝铁合金溶于盐酸中，反应后盐酸的浓度变为（溶液体积变化忽略不计）。合金中铝的物质的量为 。 （5）铁合金是钢铁工业和机械铸造必不可少的原料之一。 ①对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁腐蚀。“发蓝”过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。 ②工业炼铁的原理是用热还原法将铁从铁矿石中提炼出来。写出用在高温下还原的化学方程式： 。 1.（25-26高一上·湖南邵阳·月考）下列选项描述与对应图像相符的是 A．图①为、混合溶液，各离子物质的量随氯气通入的变化图像，b代表的是 B．图②为新制饱和氯水在受到阳光直射时，广口瓶内的体积分数的变化曲线 C．图③为向KOH溶液中滴加溶液时，溶液导电能力的变化 D．图④为向溶液中滴加NaOH溶液时产生沉淀质量的变化图 2.（25-26高一上·江西赣州·月考）固体粉末X中可能含有C、FeO、Al、KCl和Na2O2中的若干种。为确定该固体粉末的成分，某同学将X加入足量稀盐酸中，观察到有气体Y生成，最终仅得到黄色溶液Z，继续向溶液Z中逐滴加过量的NaOH，发现沉淀的质量先增多后减少。通过以上实验现象，下列结论正确的是 A．X中一定含有FeO、Al、Na2O2，可能含有C和KCl B．气体Y是两种气体的混合气体，若两者可以恰好完全反应，则固体中Al与Na2O2物质的量之比小于2∶3 C．向溶液Z中加入少量的Fe粉，会立刻产生气体 D．用铂丝蘸取少量溶液Z放在酒精灯上灼烧，未观察到紫色，则X中不含KCl 3.（25-26高一上·福建·月考）金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是 A． B． C． D． 4.（25-26高一上·福建泉州·期中）镁铝碱式碳酸盐是一种新型无机阻燃剂。为确定其组成，进行如下实验，准确称取30.10 g样品进行灼烧至恒重，生成（标准状况）。分析测得残留物中MgO为12.00 g，为5.10 g。下列说法错误的是 A．样品中 B． C．样品中结晶水的质量为1.8 g D．镁铝碱式碳酸盐的化学式为 5.（25-26高一上·天津红桥·期中）将和空气混合气体通入、和混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中，不正确的是 A．过程①中，生成CuS的反应为 B．反应过程中需不断向体系中补充 C．过程③中，产生的过程中铁元素化合价升高 D．回收S的总反应为 6.（25-26高一上·江苏·期末）抗原检测盒中T线处是使用的胶体金(Au)标记物，一种从被FeS2包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下： （1）①“预处理”时，FeS2被氧化为Fe2(SO4)3，写出该反应的离子方程式 。 ②研究发现H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体·OH，·OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸初始浓度的关系如图所示，随着硫酸初始浓度的增大，FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是 。 （2）“置换”时需维持无氧环境，其主要原因是 。 （3）测定样品中Au的含量：准确称取0.1000g试样，加入王水，将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4)，在除去硝酸根后的溶液中，边不断搅拌，边向溶液中加入过量0.4000mol·L-1 FeSO4溶液30.00mL，将HAuCl4完全还原为Au：滴加二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。 已知： 计算样品中金的质量分数(写出计算过程) 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 铁 金属材料 复习讲义 目 录 知识体系·深度建构：贯通知识内在脉络，夯实学科认知根基 归纳整合·深化提升：梳理重难关键要点，升华思维认知层级 高频考点·精准突破：透析高频命题规律，高效攻克关键题型 考点 1 铁、铝及其化合物的性质与用途 考点 4 工业流程中的铁、铝及其化合物 考点 2 铁、铝及其化合物的转化关系及其应用 考点 5 铁、铝及其化合物的相关计算 考点 3 铁、铝及其化合物的制备与性质探究 考点 6 金属材料及其应用 培优测评·素养进阶：实战演练查漏补缺，稳步进阶学科素养 知识 1 铁及其化合物的性质、用途 一、铁 1.铁的物理性质 银白色金属光泽固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引；粉末状铁为黑色。 2.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 【易错提醒】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 ⑤钝化并非不反应，是生成致密氧化膜； ⑥铁置换金属阳离子只生成Fe2＋。 3.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 二、铁的重要化合物 1.铁的氧化物 1）铁的氧化物物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价，＋3价 2）铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋= Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋= 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O； ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 4)制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 E.常见的制备Fe(OH)2的装置： 说明：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 深化提升 1．Fe3O4可以用FeO·Fe2O3表示，所以可以与强酸反应生成盐。 反应规律为：与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2＋和Fe3＋；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3＋；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2＋。 2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 3．铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 4．铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。 1.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 A．铁高温时与水蒸气反应生成 B．向溶液中加入铜粉，可置换出铁单质 C．通入足量氯气，可除去溶液中混有的杂质 D．为防止溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉 【答案】B 【解析】A．铁在高温下与水蒸气反应：，生成，A正确；B．向溶液中加入铜粉，发生反应：，生成和，无法置换出铁单质，B不正确；C．通入足量氯气，发生反应：，可除去溶液中混有的杂质，C正确；D．为防止溶液久置被氧化，常在其溶液中加入少许铁钉，发生反应：，可将生成的还原为，D正确；故选B。 2.下列有关铁及其化合物说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物形态存在 B．是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁 C．向溶液中加入溶液，生成的灰绿色沉淀迅速变白，最终生成红褐色物质 D．铁红可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 【答案】C 【解析】A．铁在自然界中可以像陨铁一样以单质形态存在，也可以以化合物的形态存在于矿石中，A正确；B．是一种黑色晶体，具有磁性，俗称磁性氧化铁，B正确；C．向溶液中加入溶液，先生成白色沉淀，在空气中发生反应，白色沉淀逐渐变成灰绿色，最终变成红褐色，C错误；D．铁红的主要成分为，是红棕色固体，可用作油漆、涂料、油墨的红色颜料，D正确；故选C。 知识 2 实验探究铁及其化合物间的转化 1.“铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ②2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO ③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 2.应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； （2）除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 （5）铁及其化合物的转化关系——铁的价类二维图 说明：1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 深化提升 ①Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。 ②向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。 ③Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 ④生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 ⑤配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。 ⑥Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 ⑦除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。 ⑧制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。 ⑨Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。 ⑩自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。 1.某化学兴趣小组为探究溶液与溶液之间的反应，进行如下实验： (ii)观察到溶液变红；(iii)静置后，观察到下层溶液呈紫红色，说明有生成；(iv)中所加试剂均为少量，观察到溶液变红且比(ii)变化后溶液红色深。 下列说法不正确的是 A．X为溶液 B．通过(ii)、(iv)就能说明实验(i)后的溶液中含有 C．上述实验不能验证该温度下与的反应为可逆反应 D．(v)中的红色比(iv)中的浅 【答案】C 【分析】等物质的量的与反应生成FeCl2和I2：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；(ii)加入X观察到溶液变红，X为KSCN，说明溶液中存在Fe3+，说明二者没有反应完全；(iii)静置后，观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成；(iv)中所加试剂均为少量，观察到溶液变红且比(ii)变化后溶液红色深，说明加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+，溶液中Fe3+浓度增大，颜色变深；(v)中加入Fe粉，Fe与Fe3+反应使Fe3+浓度减小，所以(iv)中的红色比(v)中的深，以此分析该题。 【解析】A．若X为KSCN溶液，Fe3+与KSCN反应使溶液变红，符合实验现象，A正确；B．(ii)加入KSCN观察到溶液变红说明溶液中存在Fe3+，(iv)加入新制氯水氧化了Fe2+得到Fe3+，通过比较(iv)比(ii)的红色更深，说明实验(i)后的溶液中含有Fe2+，B正确；C．等物质的量的FeCl3和KI混合，(ii)中溶液变红说明有Fe3+存在，(iii)中下层溶液呈紫红色说明有I2生成，即Fe3+与I-的反应没有进行完全，能验证该温度下FeCl3与KI的反应为可逆反应，C错误；D．(iv)中加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+，溶液中Fe3+浓度增大，(v)中加入Fe粉，Fe与Fe3+反应使Fe3+浓度减小，所以(v)中的红色比(iv)中的浅，D正确；故选C。 2.如图，将金属片X插入烧杯中的CuSO4溶液中，观察到溶液颜色由蓝色变为浅绿色后取出X，向烧杯内再加入过量铝粉。下列说法不正确的是 A．插入金属片X发生置换反应 B．金属X可以和稀硫酸反应产生氢气 C．实验结束后，烧杯内的溶液中可能存在CuSO4 D．全部反应结束后溶液质量减小 【答案】C 【分析】将金属片X插入硫酸铜溶液，溶液由蓝色变为浅绿色，说明生成，推知金属X为Fe，发生反应；取出铁片后，向所得溶液中加入过量铝粉，铝金属活动性强于铁，会发生置换反应； 【解析】A．插入金属片X（Fe），铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，是单质与化合物反应生成新单质、新化合物，属于置换反应，A正确；B．X为Fe，金属活动性顺序中铁位于H前面，铁可以和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B正确；C．实验最后加入过量铝粉，Al活动性强于Cu，只要溶液中有，Al就能将完全置换为Cu单质，反应结束后溶液不可能存在，C错误；D．第一步：，每56份质量的Fe进入溶液，析出64份质量Cu，溶液质量减小；第二步：，每54份质量Al进入溶液，析出168份质量Fe，溶液质量继续减小；因此全部反应结束后溶液总质量减小，D正确；故选C。 知识 3 铝及其化合物的性质、用途 1．铝的存在：自然界中的铝全部以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第一位，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 3．金属铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生：4Al＋3O22Al2O3，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点高于铝。 ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 4．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，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；②纸漏斗的下部被烧穿，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：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 5.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 深化提升 ①常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 ②铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 ③铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)4－＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成NaAl(OH)4，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 ④铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 ⑤Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。 1.路边垃圾桶铝制外壳可保持它原本的银白色，而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑，下列说法正确的是 A．所有金属都呈银白色 B．铁的金属活动性比铝强 C．铝制外壳不与空气成分反应 D．给铁制螺丝涂油能防止生锈 【答案】D 【解析】A．并非所有金属都呈银白色，例如铜为紫红色、金为金黄色，A错误；B．根据金属活动性顺序可知，铝的位置在铁之前，铝的金属活动性比铁强，B错误；C．常温下铝可与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，阻止内部铝进一步被氧化，并非不与空气成分反应，C错误；D．铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，给铁制螺丝涂油可以隔绝铁与氧气、水的接触，从而防止生锈，D正确；故答案选D。 2.下列有关铝制品的说法中，正确的是 A．铝制餐具可长期存放食醋 B．铝制餐具可长期存放碱性食物 C．铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物 D．铝制餐具可用来蒸煮任何食物 【答案】C 【解析】A．食醋属于酸性物质，会与铝表面的保护膜以及本身发生反应，腐蚀铝制餐具，还会导致铝元素溶出危害健康，A错误；B．碱性物质可与和发生反应，腐蚀铝制餐具，B错误；C．铝和其表面的既可与酸反应也可与碱反应，因此铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物，C正确；D．铝制餐具不能用来蒸煮或长期存放酸性、碱性以及含盐量高的食物，并非可以蒸煮任何食物，D错误；故选C。 知识 4 实验探究铝及其化合物间的转化 1.数形结合与“铝三角”——Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.铝及其化合物转化关系——铝的价类二维图 3.铝及其化合物 ①Al和NaOH溶液的反应：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑； ②Al(OH)3和NaOH溶液的反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－； ③Al(OH)3和盐酸的反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O； ④Al2O3和NaOH的反应：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－； ⑤Al2O3和盐酸的反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O； ⑥NaAlO2和过量盐酸的反应：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O； ⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO； ⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合：[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O； ⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓； ⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。 深化提升 ①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。 ②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。 ③引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。 ④并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。 ⑤Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。 ⑥利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO3-，不过量时生成CO32-，书写离子反应方程式时要特别注意。 ⑦Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。 ⑧泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。。 1.室温下足量面积相等的镁片、铝片（均已去除氧化膜）分别与40 g质量分数为7.3%的稀盐酸反应（装置如图甲），用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。已知：相同温度下，装置内压强与产生气体的体积成正比。下列说法正确的是 A．曲线②为镁与盐酸反应的压强变化曲线 B．AB段下降的原因是反应结束后温度逐渐恢复室温，气体体积收缩 C．反应结束时消耗镁片与铝片的质量比为 D．反应结束后二者产生氢气的质量不相等 【答案】B 【分析】镁的金属性强于铝，与相同浓度的盐酸反应速率快于铝，单位时间内生成氢气的物质的量大于铝，装置内压强大于铝，则曲线①为镁与盐酸反应的压强变化曲线、曲线②为铝与盐酸反应的压强变化曲线。 【解析】A．由分析可知，曲线①为镁与盐酸反应的压强变化曲线、曲线②为铝与盐酸反应的压强变化曲线，A错误；B．由图可知，AB段为反应达到峰值后压强下降，主要原因是镁与盐酸的反应为放热反应，反应放出的热量使装置内温度升高，反应结束后温度逐渐恢复室温，气体体积收缩使得压强下降所致，B正确；C．由题意可知，盐酸完全反应时，消耗镁片的质量为：××24 g/mol=0.96 g，消耗铝片的质量为：××27 g/mol=0.72 g，则消耗镁片与铝片的质量比为：0.96 g：0.72 g=4：3，C错误；D．由题意可知，镁片、铝片均足量，盐酸不足量完全反应，则由氢原子个数守恒可知，反应结束后二者产生氢气的质量相等，都为：××2 g/mol=0.08 g，D错误；故选B。 2.下列实验操作的现象与对应结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 向溶液中滴入溶液 有白色沉淀生成 结合的能力比强 B 常温下将Al片放入浓硝酸中 无明显现象 Al与浓硝酸不反应 C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低 D 将溶液蒸发结晶 得到白色固体 该固体的化学式为 【答案】A 【解析】A．反应离子方程式为，夺取了电离出的，说明结合的能力比强，A正确；B．常温下Al遇浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应继续进行，并非Al和浓硝酸不反应，B错误；C．打磨过的铝箔加热时，表面会迅速重新生成熔点远高于的薄膜，包裹住熔化的液态铝，因此液态铝不会滴落，现象错误，C错误；D．是难挥发性酸，蒸发溶液时，水解时硫酸不会挥发脱离体系，蒸发结晶最终得到的固体仍为，D错误；故选A。 知识 5 铁离子、亚铁离子的检验与铁离子、亚铁离子及铝离子除杂 1.Fe2＋的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋ 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ 2.Fe3＋的检验 方法1 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋ 3.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋ b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋ b.溴水褪色，说明含有Fe2＋ c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋ 4.含铝杂质的提纯方法归类：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如： （1）Mg(Al)：加足量NaOH溶液； （2）Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液； （3）Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液； （4）Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 5.含铁杂质的提纯方法归类： （1）除去FeCl3溶液中的FeCl2用Cl2、H2O2等氧化剂； （2）除去FeCl2溶液中的FeCl2用铁粉； （3）除去FeCl2溶液中的CuCl2加过量铁粉后过滤。 深化提升 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 （1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 （2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 1.某溶液中滴加KSCN溶液后无明显现象，再滴加氯水后溶液变红，则该溶液中 A．一定含有Fe3+ B．一定含有Fe2+ C．可能含有Fe2+也可能含有Fe3+ D．一定不含铁元素 【答案】B 【解析】A．滴加溶液后无明显现象，说明原溶液中不存在，因为遇会使溶液变红，A错误；B．氯水具有氧化性，可将氧化为，滴加氯水后溶液变红，说明反应生成了，因此原溶液一定含有，B正确；C．初始滴加无明显现象，可确定原溶液不含，C错误；D．原溶液含有，属于铁元素的存在形式，因此溶液一定含有铁元素，D错误；故选B。 2.处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．取“沉铜”后的上层清液，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红 B．“碱浸”过程中应加入过量NaOH固体，确保沉淀完全 C．“氧化”过程中加入，把氧化为，最终转化为沉淀 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质 【答案】C 【分析】酸浸液(主要含、、、)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，滤液加入NaOH碱浸，过滤得到沉淀，滤液加入，把氧化为，水解生成沉淀，再经过多步操作，最后加入，得到沉淀。 【解析】A．“沉铜”过程中，Fe与发生置换反应，Fe的还原性较强，但的氧化性不足以将Fe氧化为，溶液中是而不是，滴加几滴KSCN溶液，溶液不会变红，A错误；B．“碱浸”目的是沉淀生成，若加入过量NaOH，会与反应生成，导致无法沉淀完全，B错误；C．“氧化”过程中加入将氧化为，与水反应生成沉淀，C正确；D．加入得到沉淀，利用了的溶解度比的溶解度小的性质，D错误；故答案选C。 知识 6 金属材料及其应用 1．合金 （1）概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 2．常见金属材料 （1）黑色金属材料——钢铁 ①钢是用量最大、用途最广的合金。 ②钢 （2）有色金属材料——铜和铝 ①铝及铝合金 ②铜及铜合金 （3）新型合金 ①储氢合金：是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等，可以用于以H2为燃料的汽车。 ②钛合金：钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。主要用于制作飞机发动机压气机部件，以及火箭、导弹和高速飞机的结构件，还可以用于制造耐压球。 ③耐热合金：由镍、铁、碳、钴组成的镍钴合金可以用于制造发动机叶片，它能承受1100℃的高温。 ④形状记忆合金：形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。 ⑤泡沫合金：指含有泡沫气孔的特种金属材料。通过其独特的结构特点，泡沫合金拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。 深化提升 合金的组成与性质 （1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 （2）常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 （3）合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 1.下列关于生铁和钢的说法中，不正确的是 A．生铁和钢都属于铁合金 B．生铁比钢的含碳量高 C．钢的含碳量一定低于生铁 D．不锈钢是纯铁，不易生锈 【答案】D 【解析】A．生铁和钢都是铁与碳等元素组成的铁合金，A正确；B．生铁含碳量为，钢的含碳量为，生铁比钢的含碳量高，B正确；C．根据二者含碳量的范围可知，钢的含碳量一定低于生铁，C正确；D．不锈钢是添加了铬、镍等元素的铁合金，属于混合物，不是纯铁，D错误；故选D。 2.航母弹射器中心的动子滑动组通常由多块环形的第三代超级稀土钕铁硼永磁体构成，每一块永磁体间有钛合金制造的承力骨架和散热器管路。下列有关说法错误的是 A．钛合金的熔点比金属钛低 B．钛合金具有导热性好、硬度大等性质 C．钕铁硼永磁体中含有非金属元素 D．钛合金做成承力骨架的过程属于化学变化 【答案】D 【解析】A．合金的熔点比纯金属低，A项正确；B．根据题目提供信息，钛合金具有导热性好、硬度大等性质，B项正确；C．钕铁硼永磁体中含硼元素，硼为非金属元素，C项正确；D．将钛合金做成承力骨架的过程，无新物质产生，属于物理变化，D项错误；故答案选D。 知识 7 物质的量在化学方程式计算中的应用 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 1．基本步骤 （1）写出必要的化学方程式： （2）列出化学计量数v(即系数) （3）列出已知条件及未知数(需用特定的符号如物质的量n、物质的量浓度c、体积v等)； （4）列比例式(注意对应关系)； （5）求解(要带单位计算) （6）答。 2．在化学方程式中化学计量数之比等于参加反应的粒子个数比或物质的量之比，在相同的条件下还等于气体的体积比或压强比，但因不同物质的摩尔质量不同，故不等于质量比。 3．在计算过程中每个物理量都必须注明物质名称，有单位的数值都必须带上单位，且无论是物理量、物质名称还是数值的单位都要用对应的符号表示，如n(NaOH)＝c(NaOH)×V[CNaOH(aq)]＝0．01mol/L×0．2L＝0．02mol；另外同一计算式中不能同时出现两条分数线，如0．2mol/(1mol/L)应写成0．2mol/lm01·L-l＝0．2L。 注意：⑴单位问题：上下一致，左右相当。 ⑵化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系。 ⑶如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。 ⑷如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。 二、以物质的量为中心的计算 1、化学计算题的特点 在近几年高考中是考生在化学学习中比较头痛的题目也是考生在考试中最难得分的一类题目。化学计算过程，主要是一个化学问题的数学处理过程，即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识为基础，以物质的量为中心，以化学式、化学方程式及溶液组成知识为定量工具，理解和运用化学概念、化学原理，进行对比、判断、推理。 2、化学计算解题的基本思维方式：题目信息+相关知识+逻辑思维+心理素质。即按以下四个步骤进行： 一是通读题目，挖掘题示信息； 二是灵活组合，运用相关知识； 三是充分思维，形成解题思路； 四是回顾检查，树立信心。 3、化学计算解题特点 （1）一个中心：以物质的量为中心； （2）二个基本点： 一是守恒，守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂的数据中寻找恒量对象及其关系。 二是化学方程式中的比例关系。 （3）用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有： ①利用微粒守恒关系建立关系式； ②利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式； ③利用方程式的加合建立关系式。 深化提升 1.根据化学方程式进行计算的解题步骤 写 写出有关的化学方程式 找 找出相关物质对应的化学计量数，从而找出相关物质的物质的量之比 列 将有关的四个量列出比例式 解 根据比例式求出n，再求m、V或c 答 写出简明答案 2.关系式法解题步骤　 第一步：写出各步反应的化学方程式。 第二步：找出作为“中介”的物质，并确定最初的反应物、中介物质、最终生成物之间“量”的关系。 第三步：确定最初反应物和最终生成物之间“量”的关系。 第四步：根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。 3.守恒法解题步骤 4.差量法解题模板 （1）明确产生差量的原因,并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。 （2）结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。 （3）列比例式求解。 5.三步突破热重分析题 分析图像，明确坐标含义 分析失重图像，横坐标一般是分解的温度，纵坐标一般为剩余固体的质量或固体残留率 依据性质，猜测各段反应 含结晶水的盐加热失重时一般先失去部分或全部结晶水，再失去非金属氧化物，失重最后一般为金属氧化物或金属，晶体中金属质量不减少，仍在残留固体中 整合数据，验证猜测结果 根据纵坐标的数据变化或题目给定的数据，根据金属原子守恒，即可求出失重后物质的化学式，或者判断出发生的化学反应 1.现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中氮元素降至最低价态，且无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量的关系如图所示。下列说法错误的是 A．OC段发生的反应离子方程式为 B．b与a的差值为0.02 C．原稀硝酸中所含的物质的量为0.172mol D．铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为 【答案】D 【分析】OC段反应：中和过量硝酸；CD段反应：沉淀、；DE段反应：与反应；EF段反应：溶解；F点只剩沉淀。 【解析】A．OC段溶液剩余过量稀硝酸，加入先发生酸碱中和，离子方程式为，A正确；B．b是两种氢氧化物总沉淀的物质的量，a是只剩氢氧化铁沉淀的物质的量，b与a的差值就是的物质的量。溶解氢氧化铝反应，消耗体积10 mL，，因此，差值为0.02，B正确；C．根据氮元素守恒，原稀硝酸中的氮元素反应后分为两部分，一部分是以硝酸根的形式与铝离子、铁离子共存于溶液中，金属阳离子沉淀阶段一共消耗80 mL浓度为的氢氧化钠溶液，沉淀三价金属离子时金属所带总正电荷等于消耗氢氧根的总物质的量，依据溶液电中性，与金属结合的硝酸根物质的量就等于，另一部分氮元素被还原为铵根离子，对应图像DE段6 mL 氢氧化钠溶液专门和铵根发生反应，铵根物质的量等于这段氢氧化钠的物质的量，也就是，每1 mol铵根都来自1 mol 硝酸的还原，因此全部硝酸的总物质的量为，C正确；D．由EF段溶解氢氧化铝消耗10 mL氢氧化钠溶液，根据反应可算出氢氧化铝物质的量为0.02 mol，即混合物中铝粉物质的量为0.02 mol，沉淀铝离子需要消耗0.06 mol氢氧根；CD段沉淀铝、铁两种金属离子共消耗80 mL同浓度氢氧化钠，对应氢氧根总物质的量为0.16 mol，扣除沉淀铝所用的氢氧根后，剩余0.10 mol氢氧根全部用于沉淀三价铁离子，结合，能算出铁粉物质的量为，再计算铝粉与铁粉物质的量之比为，D错误；故选D。 2.将总质量为15.00 g的铝铜合金粉末投入200 mL稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，合金与混酸恰好反应完全（设反应中还原产物只有NO），此时溶质只有硫酸盐。向反应后的溶液中逐滴加入4NaOH溶液，当沉淀质量达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积为300 mL。下列说法正确的是 A．反应过程中转移电子的物质的量为0.6 mol B．产生的NO在标准状况下的体积为5.6 L C．原混酸中的物质的量浓度为3.0 D．若将合金中的铜换成等物质的量的锌，沉淀质量最大时消耗NaOH溶液的体积变小 【答案】C 【解析】A．沉淀质量最大时，消耗NaOH的物质的量为4mol·L-1×0.3L=1.2mol，金属失去电子的物质的量等于金属离子结合的物质的量，即转移电子为1.2mol，A错误；B．生成1molNO转移3mol电子，故n(NO)==0.4mol，标准状况下体积为0.4mol×22.4L·mol-1=8.96L，B错误；C．沉淀最大时溶液溶质为，根据电荷守恒，得n(SO)==0.6mol，全部来自，故c(H2SO4)==3mol·L-1，C正确；D．和均为+2价金属，等物质的量的、结合的物质的量相等，沉淀质量最大时消耗溶液体积不变，D错误；故选C。 考点 1 铁、铝及其化合物的性质与用途 【进阶典例1】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中）化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A．、可以用于自来水消毒 B．铁粉可用作食品保存的抗氧化剂 C．在合成葡萄糖中C元素被氧化成了更高价态 D．复方氢氧化铝可以用作抗酸药 【答案】C 【解析】A．ClO2、O3具有强氧化性，能有效杀灭有害细菌等，可用于自来水消毒，A正确；B．铁粉通过优先与氧气反应（被氧化），保护食品不被氧化，可用作抗氧化剂，B正确；C．CO2中C元素为+4价，葡萄糖（C6H12O6）中C的平均价态为0价，C元素化合价降低，发生还原反应，C错误；D．氢氧化铝能与胃酸（HCl）反应，中和酸性，可用作抗酸药，D正确；故选C。 解题要点 1.解答铁、铝及其化合物相关题目，核心是紧扣“性质决定用途，用途反映性质”的逻辑，同时把握物质转化的价态变化与反应条件。铁的关键在于变价特性（0价、+2价、+3价），需熟记不同价态化合物的颜色（如Fe(OH)2白色、Fe(OH)3红褐色）、氧化性/还原性（如Fe3+氧化Cu，Fe2+被O2、HNO3等氧化）及检验方法（KSCN溶液鉴别Fe3+）。铝的重点是两性（既能与酸反应，又能与强碱反应）、Al2O3和Al(OH)3的难溶性，以及铝热反应的应用场景。 2.解题时，先明确题干考查的物质类别（单质、氧化物、氢氧化物、盐），再关联对应性质；涉及转化题需梳理价态变化主线，排除不符合性质规律的选项；用途类题目要精准匹配性质与应用（如铝制餐具利用其表面氧化膜的稳定性，FeCl3作净水剂利用Fe3+水解生成胶体的吸附性）。同时注意规避易错点，如Al(OH)3不溶于弱碱，Fe2+检验需先排除Fe3+干扰。 【培优突破1-1】（25-26高一上·北京·期中）下列反应的离子方程式书写不正确的是 A．钠与水反应： B．Al(OH)3治疗胃酸过多： C．向溴化亚铁溶液中通入足量氯气： D．Ba(OH)2和硫酸反应： 【答案】C 【解析】A．钠与水反应生成NaOH和H2，原离子方程式质量守恒电荷守恒，离子方程式书写正确，A正确；B．Al(OH)3与H+反应生成Al3+和H2O，符合中和反应规律，原离子方程式质量守恒电荷守恒，B正确；C．足量Cl2应同时完全氧化Fe2+和Br-，正确比例应为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2 +6Cl-，选项C的系数错误，C不正确；D．Ba(OH)2与硫酸反应生成BaSO4和H2O，离子方程式正确，D正确；故答案为：C。 【培优突破1-2】（25-26高一上·天津南开·月考）下列关于胶体的说法正确的是 A．明矾溶于水能生成氢氧化铝胶体，可用于自来水的杀菌消毒 B．胶体、溶液和浊液这三种分散系的本质区别是是否有丁达尔效应 C．沸水中滴加饱和氯化铁溶液并继续煮沸可制得胶体 D．纳米碳酸钙(即碳酸钙粒子直径达到纳米级)是一种胶体 【答案】C 【解析】A．明矾净水依赖胶体的吸附性，但杀菌消毒需强氧化剂，明矾不能用来杀菌消毒，A错误；B．分散系的本质区别为分散质粒子直径大小，B错误；C．制备氢氧化铁胶体时，将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，加热至溶液呈红褐色即可制备Fe(OH)3胶体，C正确；D．胶体是分散系，属于混合物，而纳米碳酸钙是纯净物，二者是不同的概念，D错误；故选C。 考点 2 铁、铝及其化合物的转化关系及其应用 【进阶典例2】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·月考）下列各组物质中，各步转化不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．可通过碳的燃烧反应一步实现：；可通过二氧化碳与氢氧化钠反应一步实现：（需控制二氧化碳过量），因此A组各步转化均能通过一步反应实现，A不符合题意；B．可通过氯气与氢氧化钙反应一步实现：；可通过氯化钙与碳酸钠反应一步实现：，因此B组各步转化均能通过一步反应实现，B不符合题意；C．可通过铁与盐酸反应一步实现：；可通过氯化亚铁与氢氧化钠反应一步实现：，因此C组各步转化均能通过一步反应实现，C不符合题意；D．可通过铝与氧气反应一步实现：；但不能通过一步反应实现，因为氧化铝不溶于水，且无直接反应可生成氢氧化铝，通常需先转化为铝盐再与碱反应（如，然后），因此D组第二步转化不能通过一步反应实现，D符合题意。故答案选D。解题要点 1.解答铁、铝及其化合物转化关系题，核心是构建“价态主线+反应条件”双维度思维框架。铁的转化需聚焦0→+2→+3价的升降逻辑：升价需氧化剂（如O2、HNO3、Cl2），降价需还原剂（如Fe、Cu、H2S），明确不同氧化剂/还原剂对应的产物（如Fe与弱氧化剂盐酸生成Fe2+，与强氧化剂Cl2生成Fe3+）。铝的转化核心是“铝三角”（Al3+、Al(OH)3、AlO2-），把握酸碱调节对转化的影响，如Al3+加弱碱生成Al(OH)3，加过量强碱生成AlO2-。 2.解题时，先标注物质价态与类别，梳理转化路径是否符合价态变化规律；涉及框图推断题，可根据特征现象（如Fe(OH)2→Fe(OH)3的白色→灰绿→红褐色）锁定突破口。应用类题目需结合转化规律分析制备（如Al(OH)3的制备选氨水）、除杂（如Fe2+中除Fe3+加Fe粉）等场景。注意规避易错点，如Fe与Fe3+的归中反应条件，Al(OH)3转化的酸碱用量限制。 【培优突破2-1】（24-25高一上·广东广州·期末）利用废铝箔(主要成分为Al，还含少量、等)制明矾的一种工艺流程如下：。下列说法不正确的是 A．①中的反应： B．②中稀硫酸不能过量与的性质有关 C．乙溶液中 D．由④知，此时明矾的溶解度比、的都要小 【答案】C 【分析】铝箔中含有Al、Fe和Mg单质，加入过滤NaOH溶发生反应①，故甲溶液是、NaOH；继续加入适量稀硫酸得到沉淀；向沉淀中继续加入过量稀硫酸，沉淀溶解得到乙溶液为和过量硫酸的混合液，向乙溶液中加入硫酸钾，结晶到明矾。 【解析】A．根据分析①中的反应离子方程式为，A正确；B．具有两性，过量硫酸会使其溶解，因此需控制硫酸用量，B正确；C．乙溶液由过量硫酸溶解生成，是和剩余混合液的，的总物质的量大于的1.5倍，故应小于2:3，C错误；D．加入饱和溶液后析出明矾，说明矾溶解度小于和，D正确；故选C。 【培优突破2-2】（25-26高一上·广东广州·期中）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。部分含物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A．可存在的转化 B．a可与水蒸气反应生成b、e的混合物 C．d溶液中含少量g，可加适量a除去 D．可用KSCN溶液检验d溶液是否变质 【答案】B 【分析】从“价类二维图”横纵坐标可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe(OH)2、d为亚铁盐、e为Fe2O3，f为Fe(OH)3、g为铁盐。 【解析】A．铁与酸反应生成亚铁盐，亚铁盐与碱反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2与氧气反应转化为Fe(OH)3，Fe(OH)3加热转化为Fe2O3，则可存在的转化，A正确；B．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，并不是FeO和Fe2O3混合物，B错误；C．铁粉可将溶液中少量的 Fe3+还原为 Fe2+，从而除去 Fe3+，C正确；D ．硫氰酸钾(KSCN)遇 Fe3+变为血红色，可检验溶液中是否有 Fe3+生成，判断亚铁盐是否变质，D正确；故答案选B。 考点 3 铁、铝及其化合物的制备与性质探究 【进阶典例3】（25-26高一上·广西崇左·开学考试）室温下足量镁片、铝片(已去除氧化膜)分别与溶质质量分数为的稀盐酸反应(装置如图甲)，用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。已知：相同温度下，装置内压强与产生气体的体积成正比。下列说法错误的是 A．曲线①为镁与盐酸反应的压强变化曲线 B．AB段下降的原因是随反应的进行盐酸浓度逐渐减小 C．反应结束时消耗镁片与铝片的质量比为 D．反应结束后二者产生氢气的质量相等 【答案】B 【解析】A．镁的金属活动性比铝强，与盐酸反应速率更快，单位时间内产生气体更多，压强上升更快，曲线①上升速率快且先达到峰值，故为镁的反应曲线，A正确；B．AB段为反应达到峰值后压强下降，主要原因是反应放热使温度升高，反应结束后温度逐渐恢复室温，气体体积收缩导致压强下降，而非盐酸浓度减小，B错误；C．盐酸中HCl的物质的量为，金属过量，足量金属时盐酸完全反应。消耗Mg：0.04mol×24g/mol=0.96g；消耗Al：(0.08mol×)×27g/mol=0.72g，质量比为0.96:0.72=4:3，C正确；D．盐酸完全反应，根据H原子守恒，0.08mol HCl生成0.04mol H2，质量均为0.08g，D正确；故选B。解题要点 1.解答铁、铝及其化合物制备与性质探究题，核心是紧扣“制备原理适配条件，探究设计围绕性质”。制备类需优先明确目标物质特性：如制备Al(OH)3选氨水（避免强碱过量溶解），制备Fe(OH)2需隔绝空气（防止被氧化），制备FeCl3需抑制水解（可加盐酸）。性质探究需结合物质核心性质设计方案，如Fe3+氧化性探究可选用Cu粉，Al的两性探究需分别用强酸、强碱试剂。 2.解题时，先梳理制备的反应路径，排除违背物质性质的条件；探究题需明确变量控制（如浓度、温度），规范描述实验现象与结论的对应关系。同时关注易错点：如Fe(OH)2制备的液封操作、Fe3+水解对制备的影响、铝制品表面氧化膜对性质探究的干扰。实验评价类需从可行性、简约性、安全性角度分析方案优劣。 【培优突破3-1】（25-26高一上·广东·月考）下列各图示中能较长时间看到白色沉淀的是 A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．①②④ 【答案】D 【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，即发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气，据此分析。 【解析】①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故①选；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故②选；③没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故③不选；④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故④选；综上所述，①②④均符合题意；故答案为D。 【培优突破3-2】（25-26高一下·河北·期末）下列与铁及其化合物相关的实验不能达到目的的是 A．制备并观察沉淀 B．检验溶液中是否含有 C．检验未知溶液中是否存在 D．验证与的反应并收集气体 【答案】B 【解析】A．极易被氧化，制备时用苯形成液封层并将胶头滴管深入液面之下以隔绝空气，可以达到制备并观察的目的，A正确；B．氯离子和二价铁都可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，该方法不能检验溶液中是否含有，B错误；C．Fe3+与KSCN发生颜色反应，可达到实验目的，C正确；D．湿棉花提供水蒸气与铁粉发生反应，氢气难溶于水，可用排水法收集，D正确；故选B。 考点 4 工业流程中的铁、铝及其化合物 【进阶典例4】（25-26高一下·山西·期末）工业上利用铝土矿(主要成分为，含、等杂质)冶炼铝的主要流程如下： 已知在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述错误的是 A．“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度，可提高溶解速率 B．操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”，Ⅲ为“灼烧” C．加入冰晶石的目的主要是降低的熔融温度，减少冶炼过程中的能耗 D．通入过量时，发生反应： 【答案】D 【分析】铝土矿(主要成分为，含、等杂质)加氢氧化钠溶液溶解，经操作Ⅰ即过滤得到含Na[Al(OH)4]的滤液，滤液中通二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀，经操作Ⅱ即过滤得到氢氧化铝沉淀，经操作Ⅲ即灼烧，使氢氧化铝分解生成氧化铝，电解熔融的氧化铝可得铝，以此解答该题。 【解析】A．增大反应物浓度，可提高反应速率，则“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度，可提高溶解速率，A不符合题意；B．操作Ⅰ、Ⅱ均为固液分离，Ⅲ为该固体加热到高温，则操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”，Ⅲ为“灼烧”，B不符合题意；C．的熔点相当高，使其熔化需消耗大量能量，则加入冰晶石的目的主要是降低的熔融温度，减少冶炼过程中的能耗，C不符合题意；D．Na[Al(OH)4]溶液中通入过量时，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生反应：，D符合题意；故选D。 【培优突破4-1】（25-26高一上·江西赣州·期中）以工业废料铁泥(主要成分为 Fe、FeO和Fe2O3)为原料，经过下列流程可制备FeSO4·7H2O，已知常温下能发生反应： 。下列说法错误的是解题要点 1.解答工业流程中含铁、铝化合物的题目，核心是“抓流程主线，联物质性质，析反应目的”。首先梳理流程核心目标（如制备某物质、除杂提纯），明确含铁/铝物质的转化路径（溶解→分离→转化→提纯）。关键紧扣物质性质：如利用Al2O3、Fe2O3的碱性溶解于酸，利用Al(OH)3的两性实现与Fe(OH)3的分离（加过量强碱使Al(OH)3转化为Al(OH)4-），利用Fe2+易氧化的特性控制氧化条件除杂。 2.解题时，先标注各步骤的物质转化与反应条件，分析试剂作用（如氧化剂将Fe2+转化为Fe3+便于除杂，调节pH使Fe3+、Al3+沉淀）；关注除杂原则（不引入新杂质、不损耗目标物质）。易错点需规避：如调节pH的范围控制（避免目标离子沉淀或杂质离子未完全沉淀）、Fe(OH)3与Al(OH)3的分离试剂选择。同时结合工业实际，分析流程的合理性与经济性。 A．FeO与稀硫酸反应时， 体现了酸性 B．“分离”时采取的操作为过滤 C．若“还原”时消耗56 g铁粉，则理论上最终生成 D．干燥 时采取的温度不能过高 【答案】C 【解析】A．FeO与稀硫酸反应生成和，提供酸根离子形成盐，体现酸性，A 正确；B．“分离” 是将固体残渣与浸取液分离，操作是过滤，B 正确；C．“还原” 时铁粉的作用是将浸取液中可能含有的还原为，但铁泥中本身含Fe、FeO等（酸浸时已生成），无法仅通过消耗的56 g 铁粉计算最终产物质量（实际产物中的不仅来自还原的铁粉，还来自铁泥本身的铁元素），C错误；D．受热易失去结晶水，因此干燥温度不能过高，D 正确；故答案选C。 【培优突破4-2】（25-26高一上·安徽六安·开学考试）碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。利用锂辉石(成分为Li2O、Al2O3、SiO2)制备Li2CO3的流程如下： 已知SiO2难溶于水，不与稀H2SO4反应：，下列说法不正确的是 A．操作1、2是过滤，滤渣1是SiO2 B．滤液1中的溶质含有Li2SO4、Al2(SO4)3、H2SO4 C．加热分解Li2CO3的温度比LiHCO3低 D．若把NaOH溶液换成LiOH溶液获得的产品更多 【答案】C 【分析】向锂辉石中加入过量稀硫酸，Li2O、Al2O3反应变为Li2SO4、Al2(SO4)3进入溶液，而酸性氧化物SiO2不反应通过过滤进入滤渣1中，然后向溶液中加入适量NaOH溶液，Al2(SO4)3形成Al(OH)3沉淀分离除去，溶液中含有Li2SO4、Na2SO4、H2SO4，向其中加入适量Na2CO3溶液，反应产生碳酸锂(Li2CO3)沉淀、溶液中含有Na2SO4，过滤分离出Li2CO3浆料，向其中加入H2O、CO2，发生反应：，并加热，LiHCO3分解产生Li2CO3，就可以得到电池级Li2CO3沉淀。 【解析】A．根据流程图可知，操作1、2是将固体和液体进行分离，对应的操作方法为过滤；滤渣1为SiO2，A正确；B．Li2O与稀硫酸反应生成硫酸锂和水，Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，SiO2与稀硫酸不反应，由于加入了过量的稀硫酸，则滤液1中的溶质为Li2SO4、Al2(SO4)3、H2SO4，B正确；C．LiHCO3受热分解生成Li2CO3，说明物质的稳定性：Li2CO3＞LiHCO3，在加热时分解Li2CO3的温度比LiHCO3高，C错误；D．若把NaOH溶液换成LiOH溶液，LiOH与滤液1中的硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸锂，新生成的硫酸锂可以进一步与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锂，导致碳酸锂的质量比使用NaOH多，从而可以获得的产品更多，D正确；故合理选项是C。 考点 5 铁、铝及其化合物的相关计算 【进阶典例5】（25-26高一上·安徽·月考）镁铝合金是现代工业中“轻量化”材料的代表，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。某化学小组按下列流程检测镁铝合金样品中铝的质量分数(各反应充分进行)： 下列叙述错误的是 A．镁、铝均能和稀硫酸发生置换反应 B．消耗的与生成的个数比为 C．稀硫酸中的质量分数为 D．镁铝合金样品中铝的质量分数为 【答案】D 【解析】A．镁和铝均为活泼金属，能与稀硫酸发生置换反应生成氢气和硫酸盐，A正确；B．由反应式可知，每生成1分子需要2个，所以消耗的与生成的个数比为，B正确；C．根据质量守恒，第一次反应生成的质量为。由于第二次加入酸液后仍有气体生成，说明第一次加入的稀硫酸已完全反应。根据反应中的化学计量关系，可知稀硫酸中含的物质的量等于生成的物质的量，即。的质量为。故稀硫酸的质量分数为，C正确；D．设为、为，由总量：，由质量：，解得，质量，质量分数，D错误；故D选项错误。 【培优突破5-1】（25-26高一上·四川达州·期中）用覆铜板制作印刷电路板时可发生反应：(未配平)。实验室模拟这一反应时，向溶液中加入单质铜，充分反应后过滤，对滤渣洗涤、干燥后，称重得质量为。下列说法正确的是解题要点 1.解答铁、铝及其化合物相关计算题，核心是“抓守恒关系，理反应逻辑，巧选计算方法”。优先运用三大守恒（原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒）简化计算，如Fe元素相关计算可借助原子守恒快速锁定产物与反应物的量的关系；涉及氧化还原反应（如Fe2+与氧化剂反应）优先用得失电子守恒，避免复杂反应式书写。 2.解题时，先明确反应类型（复分解、氧化还原、水解等），梳理反应先后顺序（如Al3+与OH-反应先生成Al(OH)3再溶解）；涉及混合物计算可采用极端假设法或关系式法。注意规避易错点：如忽略Fe的变价特性导致电子守恒应用错误，未考虑Al(OH)3的两性造成OH-用量计算偏差。同时结合题干数据，精准匹配守恒关系与计算方法，提高解题效率。 A．该反应的离子方程式为 B．反应结束后的溶液中，的质量分数为 C．反应前的溶液中，的质量为 D．由该反应可知，Cu的还原性弱于 【答案】C 【解析】A．该反应的离子方程式应为，A错误；B．滤渣为未反应的Cu（1.6 g），实际反应的Cu为6.4 g，即0.1 mol，生成的质量为，而反应后溶液总质量为，质量分数为，B错误；C．反应的为0.2 mol，对应质量，即原溶液中的质量为32.5 g，C正确；D．反应中，是还原剂，是还原产物，则还原性，D错误；故答案选C。 【培优突破5-2】（25-26高一上·黑龙江·期末）向和的混合溶液中不断通入，溶液中n(含碘的某微粒)和n(含铁的某微粒)随的变化曲线如图所示。下列说法中错误的是 (已知：①可将氧化成；②，为强酸) A．还原性： B．b点溶液中 C．a点时已通入标准状况下氯气的总体积为39.2L D．c点溶液中阴离子的个数为17 【答案】D 【分析】从图可以看出，当通入氯气为0时，混合溶液中的Fe2+为3mol，I−为2mol，则混合溶液中的FeI2为1mol，FeCl2为2mol，当通入氯气为1 mol时，I−被全部氧化为I2，n(I2)=1mol，Fe2+没有变化，当通入氯气从1mol到2.5mol时，溶液中的Fe2+全部被氧化为Fe3+，a点为Fe2+被氧化了一半时的点，此时Fe2+和Fe3+各为1.5mol，通入的氯气从2.5mol到7.5mol时，I2全部被氧化为HIO3，此过程消耗了氯气的量为5mol； 【解析】A．由图可以看出，当通入Cl21mol时，溶液中的Fe2+没有变化，I−由2mol到零，则还原性，A正确；B．从图可以看出，氯气从2.5 mol到b点时，通入氯气的量为4mol-2.5mol=1.5mol，发生了反应氯气氧化碘单质生成碘酸和HCl：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，根据反应计量数，可知此时溶液中有0.3mol的I2被氧化，则剩余的n(I2)=1mol−0.3mol=0.7mol，B正确；C．经分析，a点为Fe2+被氧化了一半时的点，此时Fe2+和Fe3+各为1.5mol，根据Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl−可知，此过程消耗了氯气为0.75mol，加上之前通入的1mol氯气，此时消耗氯气总计1.75mol，标准状况下体积为39.2L，C正确；D．经分析，c点时I2全部被氧化为HIO3， c点溶液中含有的阴离子为Cl−和，结合原子守恒，其中n()=n(I−)=2mol，n(Cl−)=2n(Cl2)+2n(FeCl2)=2×7.5mol+2×2mol=19mol，故c点溶液中阴离子的个数为(2mol+19mol)×NAmol−1=21NA，D错误；故选D。 考点 6 金属材料及其应用 【进阶典例6】（25-26高一上·天津西青·期末）北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．合金中只含有金属元素 B．铁能制成铁丝利用了铁的延展性 C．生锈的钢铁制品没有回收价值 D．合金的熔点一般比其组成金属更高 【答案】B 【解析】A．合金是指向一种金属中加热融合其它金属或非金属而形成具有金属特征的混合物，则合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素，故A不正确；B．铁具有良好的延展性，铁能制成铁丝利用了铁具有优良的延展性，故B正确；C．生锈的钢铁制品仍可以废物利用，仍有回收价值，故C不正确；D．合金的熔点一般比组成金属的熔点低，故D不正确；故选B。 解题要点 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 【培优突破6-1】（25-26高一上·湖南永州·期末）下列有关合金的说法正确的是 A．生铁是中国最早使用的合金 B．合金通常比组分金属的熔点更高 C．储氢合金吸收氢气的过程为物理变化 D．钠钾合金可以作为核反应堆的传热介质 【答案】D 【解析】A．生铁是铁碳合金，但中国最早使用的合金是青铜，出现在青铜时代早于铁器时代，因此生铁并非最早，A错误；B．合金的熔点通常低于其组分金属的熔点，例如焊锡的熔点低于纯锡或纯铅，这是合金的常见特性，B错误；C．储氢合金吸收氢气时，通过化学键形成金属氢化物，涉及化学变化，而非物理吸附，C错误；D．钠钾合金在室温下为液态，具有低熔点和优异的热传导性，被广泛应用于核反应堆作为冷却剂或传热介质，D正确； 【培优突破6-2】（25-26高一上·河南·阶段检测）下列关于新型合金材料说法错误的是 A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料 B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料 C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂 【答案】D 【解析】A．储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，A正确；B．钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，故可用来制造人造骨骼，B正确；C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，C正确；D．在反应堆中，不能使用水来传递堆芯中的热量，因为它会减缓中子的速度，钾钠合金常温下为液态，可用作原子反应堆的导热剂，与其还原性无关，D错误；故选D。 1.（25-26高一上·北京石景山·月考）下列铁元素的代表物描述不正确的是 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 能与稀盐酸反应生成氢气 B 酸性氧化物 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 C 碱 +3价 能与酸反应生成铁盐和水 D 盐 +2价 能与强碱反应生成氢氧化亚铁 【答案】B 【解析】A．Fe是单质，化合价为0价，能与稀盐酸反应生成氢气，A正确；B．Fe2O3，化合价为+3价，能与酸反应生成盐和水，是碱性氧化物，不是酸性氧化物，B错误；C．，化合价为+3价，能与酸反应生成盐和水，属于碱，C正确；D．，化合价为+2价，能与强碱反应生成，属于盐，D正确；故答案为：B。 2.（25-26高一上·江苏无锡·期中）化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法错误的是 A．明矾常用来净水，它属于混合物 B．小苏打具有碱性，可用于治疗胃酸过多 C．食品袋内常装有干燥剂生石灰和抗氧化剂还原铁粉 D．84消毒液、漂白粉可灭活新冠病毒利用了物质的强氧化性 【答案】A 【解析】A．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是结晶水合物，属于纯净物中的化合物，不是混合物，A错误；B．小苏打（NaHCO3）具有弱碱性，能与胃酸（HCl）反应，可用于治疗胃酸过多，B正确；C．生石灰（CaO）用作干燥剂吸收水分，还原铁粉能够吸收氧气防止食品变质，C正确；D．84消毒液含NaClO，漂白粉含Ca(ClO)2，NaClO和Ca(ClO)2具有强氧化性，可以杀灭病毒，D正确；故选A。 3.（25-26高一上·安徽·月考）下列有关叙述对应的化学方程式、基本反应类型都正确的是 A．二氧化碳与澄清石灰水反应  中和反应 B．细铁丝在氧气中燃烧  氧化反应 C．铝与硫酸铜溶液反应  置换反应 D．用碳酸氢钠治疗胃酸过多  复分解反应 【答案】D 【解析】A．二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式应为，且中和反应不是基本反应类型，A错误；B．铁燃烧的化学方程式应为，该反应属于氧化还原反应，但氧化还原反应不是基本反应类型，B错误；C．铝与硫酸铜溶液的反应为置换反应，化学方程式为，C错误；D．碳酸氢钠与盐酸反应生成NaCl、H2O和CO2，方程式为，且属于复分解反应，D正确；故答案选D。 4.（25-26高一上·江苏·月考）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于自来水的消毒 【答案】C 【解析】A．为红棕色固体，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，故A错误；B．可用于除去水中悬浮杂质是利用能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，故B错误；C．铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属,具有强的还原性，故C正确；D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水，但不能消毒，故D错误；故答案选：C。 5.（25-26高一上·浙江·期中）为确定某食品添加剂的成分，实验小组将样品溶于过量稀盐酸，过滤后对滤液进行检验，下列说法正确的是 A．取少量滤液滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明添加剂中含有 B．取少量滤液，向其中滴加少量溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，说明添加剂中含有 C．取少量滤液，向其中滴加少量酸性溶液，溶液紫红色褪去，不能说明添加剂中含有 D．取少量滤液，向其中滴加少量溶液，无白色沉淀，说明添加剂中不含 【答案】C 【解析】A．滤液中可能含有Fe2+，加入氯水会将其氧化为Fe3+，导致KSCN显红色，无法确定原样品是否含Fe3+，A错误；B．过量稀盐酸已引入Cl-，AgNO3产生的白色沉淀可能来自盐酸中的Cl-，无法证明添加剂含Cl-，B错误；C．酸性KMnO4褪色可能是Cl-被氧化所致，无法确定是否含Fe2+，C正确；D．滤液含过量H+，加入会优先与H+反应，即使含Ca2+也无法生成沉淀，D错误；故选C。 6.（25-26高一上·湖北十堰·期中）现有30.4 g铁的氧化物FexOy(其中Fe的化合价为+2、+3)，先将其完全溶解于一定量的硫酸溶液中(溶解时Fe元素的化合价保持不变)，再向所得溶液中缓慢通入 7.1 g Cl2，恰好将溶液中的 Fe2+完全氧化为Fe3+。该铁的氧化物的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 【答案】C 【解析】 7.1 g 的物质的量为，作为氧化剂转移0.2 mol电子，根据转化为可知，对应的物质的量为0.2 mol。氧化物中和的总正电荷等于的负电荷。设氧化物为，总质量为30.4 g，则有总Fe的物质的量为mx，其中为0.2 mol，为(mx−0.2) mol。根据电荷守恒：0.2×2 + (mx−0.2)×3 = 2ym；根据质量守恒：30.4g = m·(56x +16y)。联立方程解得，化学式为，故选C。 7.（25-26高一上·浙江温州·期中）下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．过量的与干燥的在加热条件下生成 B．高温下，和水蒸气反应生成和 C．铁的氧化物有、、，它们都是黑色的固体 D．不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成 【答案】D 【解析】A．Cl2氧化性强，铁与Cl2反应直接生成FeCl3，与Fe是否过量无关，A不符合题意；B．铁与水蒸气高温反应生成Fe3O4（黑色磁性物质），而非Fe2O3，B不符合题意；C．Fe2O3为红棕色，FeO和Fe3O4才是黑色，C不符合题意；D．FeO中不稳定，受热时部分被氧化为，形成Fe3O4（含和），D符合题意；故选D。 8.（25-26高一上·黑龙江辽宁·月考）铁是常见的金属材料。下列说法正确的是 A．铁是黑色的金属 B．铁与水蒸气反应生成三氧化二铁 C．生铁含碳量较高，硬度大、抗压，可用于铸造下水井盖 D．我国的超级钢研究已居于世界领先地位，超级钢中含碳量越高，韧性越好 【答案】C 【解析】A．纯铁是银白色金属，A错误；B．铁与水蒸气高温反应生成Fe3O4，不是Fe2O3，B错误；C．生铁含碳量高（2%-4.3%），硬度大且抗压，适合铸造下水井盖，C正确；D．钢的韧性随含碳量升高而降低，超级钢通过工艺优化性能，但含碳量高会降低韧性，D错误；故答案选C。 9.（25-26高一上·湖南·月考）中国科学家研制出“祖冲之三号”量子计算机，计算速度打破世界纪录。“祖冲之三号”使用了，下列化学反应组合起来能表明是两性氧化物(同时具有酸性氧化物和碱性氧化物的性质)的是 ① ② ③ ④ A．①② B．②③ C．②④ D．①③ 【答案】B 【解析】反应①是，未体现的酸碱性，不符合题意；反应②中与硝酸反应生成盐和水，体现碱性氧化物性质；反应③中与NaOH反应生成盐，体现酸性氧化物性质；反应④发生的是氧化还原反应，与酸碱性无关，不符合题意；反应②、反应③组合起来能表明是两性氧化物，故选B。 10.（25-26高一上·河南·月考）日常使用的金属材料，大多数属于合金。回答下列问题： （1）合金 （填“能”或“不能”）含非金属，通常情况下，合金的熔点比组分金属 （填“低”或“高”）。 （2）铁、铝氧化物中可用于制造耐高温容器的是 （填化学式）。 （3）合金可用于制造航母升降机。合金焊接前用溶液处理膜，其离子方程式为 。 （4）铝铁合金广泛应用于电工领域。将铝铁合金溶于盐酸中，反应后盐酸的浓度变为（溶液体积变化忽略不计）。合金中铝的物质的量为 。 （5）铁合金是钢铁工业和机械铸造必不可少的原料之一。 ①对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁腐蚀。“发蓝”过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。 ②工业炼铁的原理是用热还原法将铁从铁矿石中提炼出来。写出用在高温下还原的化学方程式： 。 【答案】（1）能 低 （2） （3） （4） （5）①化学 ② 【解析】（1）合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质 ，所以合金能含非金属；一般情况下，合金的熔点比它的各组分金属熔点低； （2）熔点很高，可用于制造耐高温容器；铁的氧化物熔点相对较低，不适用于制造耐高温容器； （3）与NaOH溶液反应生成四羟基和铝酸钠，离子方程式为； （4）消耗HCl的物质的量，设合金中Al的物质的量为xmol，Fe的物质的量为ymol，根据反应、，可得3x+2y=0.08，且27x+56y=1.1，联立解得x=0.02，即合金中铝的物质的量为0.02mol； （5）①“发蓝” 处理过程中钢铁表面生成新的致密氧化膜，有新物质生成，属于化学变化；②CO在高温下还原Fe3O4生成Fe和CO2，化学方程式为。 1.（25-26高一上·湖南邵阳·月考）下列选项描述与对应图像相符的是 A．图①为、混合溶液，各离子物质的量随氯气通入的变化图像，b代表的是 B．图②为新制饱和氯水在受到阳光直射时，广口瓶内的体积分数的变化曲线 C．图③为向KOH溶液中滴加溶液时，溶液导电能力的变化 D．图④为向溶液中滴加NaOH溶液时产生沉淀质量的变化图 【答案】D 【解析】A．根据还原性强弱为：I-＞Fe2+＞Br-＞Cl-规律可知，氧化剂先氧化还原性强的离子，再氧化还原性弱的离子，通入氯气后，碘离子先被氧化，其次是亚铁离子，最后是溴离子，开始时无Cl-，随后Cl-浓度增大，图象不符合，A错误；B．新制氯水中含有HClO，HClO在光照条件下分解生成HCl和，溶液逸出的氧气增加，B错误；C．向KOH溶液中滴加CuSO4溶液，发生反应CuSO4+2KOH=Cu(OH)2↓+K2SO4，刚好完全反应时，溶液中也含有一定浓度的离子，导电性不可能为0，C错误；D．向溶液中逐渐滴加NaOH溶液，先发生反应：，后发生反应：，故沉淀最终会溶解，D正确；故选D。 2.（25-26高一上·江西赣州·月考）固体粉末X中可能含有C、FeO、Al、KCl和Na2O2中的若干种。为确定该固体粉末的成分，某同学将X加入足量稀盐酸中，观察到有气体Y生成，最终仅得到黄色溶液Z，继续向溶液Z中逐滴加过量的NaOH，发现沉淀的质量先增多后减少。通过以上实验现象，下列结论正确的是 A．X中一定含有FeO、Al、Na2O2，可能含有C和KCl B．气体Y是两种气体的混合气体，若两者可以恰好完全反应，则固体中Al与Na2O2物质的量之比小于2∶3 C．向溶液Z中加入少量的Fe粉，会立刻产生气体 D．用铂丝蘸取少量溶液Z放在酒精灯上灼烧，未观察到紫色，则X中不含KCl 【答案】B 【分析】将X加入足量稀盐酸中，观察到有气体Y生成，最终仅得到黄色溶液Z，因为C不反应，不溶于水，则X不含碳单质，X含有FeO和Na2O2，FeO溶于盐酸生成Fe2+，Na2O2与盐酸反应生成氧气、并将Fe2+氧化为Fe3+，继续向溶液Z中逐滴加NaOH至过量，发现沉淀的质量先增多后减少，故含有Al，Al溶于盐酸生成Al3+，Al3+与NaOH反应先生成Al(OH)3，NaOH过量，Al(OH)3溶解，生成四羟基合铝酸钠；X中一定含有FeO、Al和Na2O2，一定没有C，可能含有KCl。 【解析】A．由分析知，X中一定含有FeO、Al、Na2O2，可能含有KCl，一定不含有C，A错误；B．Na2O2与盐酸反应生成O2，反应的比例关系为，部分Na2O2将Fe2+氧化为Fe3+，Al溶于盐酸生成H2，反应的比例关系为，气体Y是O2和H2的混合气体，若两者恰好完全反应：，假设H2为2mol，O2为1mol，则Al为，与盐酸反应生成O2的Na2O2为2mol，还有部分Na2O2将Fe2+氧化为Fe3+，则Na2O2大于2mol，故Al与Na2O2物质的量之比小于2∶3， B正确；C．Z溶液中含Fe3+，因为Fe3+氧化性强于H+，Fe粉优先与Fe3+反应，加入少量Fe粉不会立即产生气体，需Fe3+完全还原后才与H+反应，C错误；D．未使用蓝色钴玻璃观察焰色试验，无法排除K+（紫色被Na+的黄色掩盖），因此不能确定X中不含KCl，D错误；故选B。 3.（25-26高一上·福建·月考）金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．Na2O→NaOH→Na2CO3→NaCl过程中的反应方程式为：Na2O+H2O＝2NaOH、2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，物质的转化可以通过一步反应完成，A不符合题意；B．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3过程中，Al2O3不能与水反应生成Al(OH)3，由Al2O3→Al(OH)3不能通过一步反应实现，B符合题意；C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4过程中的反应方程式为：Mg+Cl2＝MgCl2、MgCl2+2NaOH＝Mg(OH)2↓+2NaCl、Mg(OH)2+H2SO4＝MgSO4+2H2O，物质的转化可以通过一步反应完成，C不符合题意；D．Fe2O3→Fe(NO3)3→Fe(OH)3→Fe2O3过程中的反应方程式为：Fe2O3+6HNO3＝2Fe(NO3)3+3H2O、Fe(NO3)3+3NaOH＝Fe(OH)3↓+3NaNO3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，物质的转化可以通过一步反应完成，D不符合题意；答案选B。 4.（25-26高一上·福建泉州·期中）镁铝碱式碳酸盐是一种新型无机阻燃剂。为确定其组成，进行如下实验，准确称取30.10 g样品进行灼烧至恒重，生成（标准状况）。分析测得残留物中MgO为12.00 g，为5.10 g。下列说法错误的是 A．样品中 B． C．样品中结晶水的质量为1.8 g D．镁铝碱式碳酸盐的化学式为 【答案】C 【分析】根据题意，标准状况下， 的物质的量为=0.05mol，则，MgO的质量为12.00 g，物质的量为=0.3mol，则，5.10 g的物质的量为=0.05mol，则，由电荷守恒： 可得 ，总质量分析： ，可得，则该镁铝碱式碳酸盐的化学式为 ，以此解答。 【解析】A．由分析可知，5.10 g的物质的量为=0.05mol，则，A正确；B．由分析可知，，，，B正确；C．由分析可知，，C错误；D．由分析可知，该镁铝碱式碳酸盐的化学式为 ，D正确；故选C。 5.（25-26高一上·天津红桥·期中）将和空气混合气体通入、和混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中，不正确的是 A．过程①中，生成CuS的反应为 B．反应过程中需不断向体系中补充 C．过程③中，产生的过程中铁元素化合价升高 D．回收S的总反应为 【答案】B 【分析】从题给反应机理及示意图可知，在氧化CuS为S的反应中被还原为，随后在O2存在下又被氧化回，形成循环，理论上无需“不断补充FeCl3”，据此分析。 【解析】A．过程①中，生成CuS的反应为，A不符合题意；B．过程②中CuS与反应生成S、、，过程③中O2将氧化回，实现了的循环利用，因此无需不断补充，B符合题意；C．过程③中，O2将氧化回，铁元素化合价升高，C不符合题意；D．回收S的总反应为，D不符合题意；故选B。 6.（25-26高一上·江苏·期末）抗原检测盒中T线处是使用的胶体金(Au)标记物，一种从被FeS2包裹的含金矿物中提金的工艺流程如下： （1）①“预处理”时，FeS2被氧化为Fe2(SO4)3，写出该反应的离子方程式 。 ②研究发现H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体·OH，·OH将金表面的FeS2氧化溶出。FeS2溶出率与硫酸初始浓度的关系如图所示，随着硫酸初始浓度的增大，FeS2溶出率逐渐提高的主要原因是 。 （2）“置换”时需维持无氧环境，其主要原因是 。 （3）测定样品中Au的含量：准确称取0.1000g试样，加入王水，将Au转化成具有强氧化性的氯金酸(HAuCl4)，在除去硝酸根后的溶液中，边不断搅拌，边向溶液中加入过量0.4000mol·L-1 FeSO4溶液30.00mL，将HAuCl4完全还原为Au：滴加二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液18.00mL。 已知： 计算样品中金的质量分数(写出计算过程) 。 【答案】（1）①2FeS2+15H2O2=2Fe3++2H++4SO+14H2O ②硫酸浓度增大，与FeS2反应产生的Fe2+增多，催化H2O2产生的中间体·OH增多，FeS2溶出率增大 （2）有氧环境下铝会与氧气反应，在表面生成一层氧化膜，阻止置换的进行 （3）K2Cr2O7的物质的量为，剩余Fe2+的物质的量为，与HAuCl4反应的Fe2+的物质的量为-1.08×10-2=1.2×10-3，=4×10-4mol，金的质量为，=。 【分析】金矿加入H2O2和H2SO4进行预处理，因为FeS2被氧化为Fe2(SO4)3，可除去FeS2而露出金矿物，再加入NH4SCN溶液和Fe2(SO4)3溶液对金矿物处理，得到含金的溶液，然后加入Al置换出Au。 【解析】（1）①“预处理”时，加入H2O2和H2SO4，FeS2被氧化为Fe2(SO4)3，根据得失电子守恒可知FeS2和H2O2的系数比为2∶15，再结合原子守恒可得离子方程式为2FeS2+15H2O2=2Fe3++2H++4SO+14H2O；②因为H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化能力的中间体·OH，·OH将金表面的FeS2氧化溶出，所以硫酸浓度增大，与FeS2反应产生的Fe2+增多，催化H2O2产生的中间体·OH增多，FeS2溶出率增大； （2）“置换”时需维持无氧环境，其主要原因是有氧环境下铝会与氧气反应，在表面生成一层氧化膜，阻止置换的进行； （3）消耗K2Cr2O7的物质的量为，根据可知，剩余Fe2+的物质的量为，则与HAuCl4反应的Fe2+的物质的量为-1.08×10-2=1.2×10-3，根据HAuCl43Fe2+，可得=4×10-4mol，金的质量为，则样品中金的质量分数为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $