第三章 铁 金属材料（复习课件）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、金属材料及物质的量在化学方程式中应用等核心内容，通过“价—类二维图”“铁三角”“铝三角”等模型构建知识网络，串联物质性质、转化关系及合金应用，展现知识点间的内在逻辑。 其亮点在于采用“考点导览—单元脉络—例题精析—变式巩固”的复习策略，结合Fe(OH)₂制备实验探究、守恒法计算等设计，培养学生科学思维与探究能力。分层例题（如Fe²⁺/Fe³⁺检验、合金性质辨析）满足不同学生需求，助力知识巩固，为教师提供系统复习框架，提升教学针对性。

人教版必修第一册 第三章 金属材料 单元复习 1 2 1 3 铁及其化合物 铝及其化合物 金属材料 4 物质的量在化学方程式中的应用 考点导览 2 能依据物质类别和元素价态，列举铁及其重要化合物的典型代表物。掌握铁单质、铁的氧化物、氢氧化物及盐类的主要物理和化学性质，并能用化学方程式和离子方程式准确表示。 能从氧化还原反应和复分解反应原理出发，构建并理解Fe、Fe²⁺、Fe³⁺之间的相互转化关系（即“价—类二维图”），掌握常见离子的检验方法及物质制备、分离的简单方案设计。 理解合金的概念，掌握铁合金（生铁、钢）和铝合金的组成、性能差异及主要用途。认识铝及氧化铝的两性特征，了解储氢合金、钛合金等新型合金的应用。 掌握物质的量在化学方程式计算中的基本应用，能够进行简单的化学计算。 复习目标 铁单质 金属材料 铁及其化合物 金属材料 铁的氧化物 铁合金 铝合金 铁的氢氧化物 Fe²⁺、Fe³⁺的鉴别及转化 铝及其化合物 新型合金 铝单质 铝的氧化物 铝的氢氧化物 金属材料 物质的量在化学方程式中的应用 单元脉络 铁及其化合物 01 5 铁及其化合物 一、铁单质 物理性质 纯铁呈银白色，具有金属光泽，质地坚韧且富有延展性。作为地壳中含量第二的金属元素，它是现代工业的基石。 较大密度 密度约为 7.87 g/cm³，手感厚重，属于重金属范畴。 较高熔点 熔点高达 1538℃，具有优异的耐高温性能，适合锻造。 优良导电 电子流动顺畅，导电性能良好，是电气工业的重要材料。 高效导热 热量传递迅速，热导率较高，常用于制造炊具和散热器。 良好延展性 可塑性强，可被锻压成薄片或拉制成细丝，易于加工。 铁磁特性 具有铁磁性，能被磁铁吸引，这是其独特的物理特性。 考点梳理 铁及其化合物 一、铁单质 化学性质—与非金属反应 铁是一种较活泼的过渡金属，具有较强的还原性，在化学反应中主要表现为+2价和+3价。它能与氧气、氯气、硫等多种非金属单质发生氧化还原反应，产物的价态取决于氧化剂的氧化能力强弱。 与氧气 (O₂) 反应 常温缓慢氧化生成铁锈(Fe₂O₃)；在纯氧中点燃剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体Fe₃O₄。 3Fe + 2O₂ Fe₃O₄ 与氯气 (Cl₂) 反应 加热条件下剧烈反应，产生棕褐色的烟。氯气是强氧化剂，可将铁氧化至+3价，生成氯化铁。 2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃ 与硫 (S) 反应 加热条件下反应生成黑色固体硫化亚铁。硫是弱氧化剂，仅能将铁氧化至+2价。 Fe + S FeS 点燃 点燃 △ 关键规律：氧化剂强弱决定氧化价态 氯气（强氧化剂）将铁氧化为+3价，而硫（弱氧化剂）仅能氧化为+2价。这直观地反映了：氧化剂的氧化性越强，金属元素在产物中的化合价越高，氧化程度也越深。 考点梳理 铁及其化合物 一、铁单质 化学性质—与酸和水反应 与非氧化性酸反应 与稀盐酸、稀硫酸等酸发生置换反应，生成浅绿色的亚铁盐溶液，并释放出氢气。 Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑ （生成Fe²⁺，溶液呈浅绿色） 与强氧化性酸反应 常温下发生钝化（表面生成致密氧化膜阻止反应）；加热时剧烈反应，生成Fe³⁺（铁过量时还原为Fe²⁺）。 Fe + 6HNO₃(浓) △ Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O 与水蒸气反应 铁在高温条件下，能与水蒸气发生置换反应，生成黑色的四氧化三铁固体和氢气。 3Fe + 4H₂O(g) 高温 Fe₃O₄ + 4H₂↑ 考点梳理 铁及其化合物 一、铁单质 化学性质—与盐溶液反应 金属置换反应 遵循金属活动性顺序规律，铁能将排在其后方的金属从盐溶液中置换出来。这是古代“湿法炼铜”的核心化学原理。 Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu 现象：有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色 铁盐归中反应 铁单质与三价铁盐(Fe³⁺)发生氧化还原反应，生成亚铁盐(Fe²⁺)。该反应常用于实验室中铁盐的除杂与离子检验。 Fe + 2FeCl₃ = 3FeCl₂ 现象：溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色 💡 总结：铁与盐溶液的反应本质是氧化还原反应，反应产物与金属活动性及铁元素的价态密切相关。 考点梳理 铁及其化合物 二、铁的氧化物 Fe₂O₃ · 红棕色粉末 Fe₃O₄ · 黑色晶体 铁的氧化物是铁元素与氧元素形成的化合物，主要包括氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe₂O₃)和四氧化三铁(Fe₃O₄)。它们在颜色、价态及化学性质上各有特点，是工业炼铁和材料科学中的重要物质。 氧化亚铁 (FeO) 状态：黑色粉末，铁价态为 +2价。 性质：不稳定，在空气中加热易被氧化为Fe₃O₄；与酸反应生成Fe²⁺（非氧化性酸）或Fe³⁺（氧化性酸）。 氧化铁 (Fe₂O₃) 俗称“铁红”，红棕色粉末，铁价态为 +3价。 性质：化学性质稳定，是铁锈的主要成分；与酸反应生成Fe³⁺，常用作红色颜料和炼铁原料。 四氧化三铁 (Fe₃O₄) 俗称“磁性氧化铁”，黑色晶体，含 +2和+3价 铁。 性质：具有磁性，化学性质稳定；与酸反应生成Fe²⁺和Fe³⁺，可看作是FeO·Fe₂O₃的复合物。 考点梳理 铁及其化合物 三、铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 Fe(OH)₂ 形态特征： 白色絮状沉淀，极不稳定，暴露在空气中迅速变色。 制备要点： 亚铁盐与强碱反应，必须隔绝空气（如油封）。 • 与酸反应：遇非氧化性酸生成Fe²⁺；遇氧化性酸生成Fe³⁺。 • 氧化转化：4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃（白色→灰绿→红褐色）。 氢氧化铁 Fe(OH)₃ 形态特征： 红褐色沉淀，难溶于水，具有弱碱性，胶体可净水。 制备要点： 铁盐溶液与强碱溶液直接反应即可制得。 • 与酸反应：与强酸发生中和反应，生成Fe³⁺和水。 • 热稳定性：2Fe(OH)₃ △ Fe₂O₃ + 3H₂O（受热易分解为红棕色氧化铁）。 考点梳理 铁及其化合物 三、铁的氢氧化物 Fe(OH)₂的制备实验 图示：Fe(OH)₂沉淀从白色到灰绿色的变化 实验核心难点 Fe(OH)₂具有强还原性，极易被空气中的氧气氧化，因此实验成功的关键在于严格隔绝空气，防止沉淀接触氧气而变质。 隔绝溶液接触 将胶头滴管伸入FeSO₄液面下再挤出NaOH溶液；或在溶液表面覆盖一层苯或煤油，形成液封隔绝空气。 排尽装置空气 先向反应装置中通入H₂或CO₂等惰性气体，将装置内原有空气彻底排出后，再进行制备反应。 现象与原理： 生成白色絮状沉淀 → 迅速变为灰绿色 → 最终变为红褐色（Fe(OH)₃）。 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 考点梳理 铁及其化合物 四、铁盐和亚铁盐性质及检验 Fe²⁺ (亚铁盐) 溶液呈浅绿色，兼具氧化性与还原性，以还原性为主，易被氧化。 🔹 NaOH法：白色沉淀 → 灰绿色 → 红褐色 🔹 显色法：加KSCN无现象，加氯水变血红色 🔹 褪色法：使酸性KMnO₄溶液紫红色褪去 Fe³⁺ (铁盐) 溶液呈棕黄色，具有较强的氧化性，是常见的氧化剂。 🔹 KSCN法：滴加后溶液立即变为血红色 (特征反应) 🔹 NaOH法：直接生成红褐色Fe(OH)₃沉淀 🔹 显色法：滴加苯酚溶液变为紫色 📌 核心考点：特征鉴别 利用 KSCN溶液 检验Fe³⁺是最灵敏、最常用的方法，现象明显（血红色）。检验Fe²⁺时，需先排除Fe³⁺干扰，再利用其还原性（如使KMnO₄褪色）或特殊的沉淀颜色变化来判定。 考点梳理 铁及其化合物 五、铁三角 图示直观呈现了铁元素在0价、+2价、+3价之间的相互转化路径，是理解铁及其化合物氧化还原性质的核心框架。 Fe → Fe²⁺ (弱氧化) 与弱氧化剂（S、H⁺、Cu²⁺等）反应，铁原子失去2个电子，生成亚铁离子，体现铁的还原性。 Fe → Fe³⁺ (强氧化) 遇强氧化剂（Cl₂、Br₂、热浓硫酸等），铁原子失去3个电子，直接被氧化为+3价铁离子。 Fe²⁺ → Fe³⁺ (被氧化) 亚铁离子具有还原性，遇强氧化剂（O₂、H₂O₂、酸性KMnO₄）被氧化为+3价铁离子。 Fe³⁺ → Fe²⁺ (被还原) 铁离子具有氧化性，与还原剂（Fe、Cu、I⁻、H₂S等）反应，得到电子被还原为亚铁离子。 Fe²⁺ → Fe (强还原) 与比铁活泼的金属（Zn、Al等）发生置换反应，亚铁离子得到电子，被还原为单质铁。 Fe³⁺ → Fe (过量还原) 需加入过量的强还原剂（如Zn、Al），铁离子分步被还原，最终生成单质铁。 考点梳理 要证明某溶液中不含Fe³⁺而可能含有Fe²⁺，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ） 实验步骤：① 加入足量氯水 ② 加入足量KMnO₄溶液 ③ 加入少量KSCN溶液 A. ①③　　 B. ③②　　 C. ③①　　 D. ①②③ 典例 1 C 例题精析 ⚠️ 避坑指南：慎选KMnO₄ KMnO₄溶液本身呈紫红色，会与Fe³⁺和KSCN反应产生的血红色相互遮盖，严重干扰实验现象的观察。因此，检验Fe²⁺时，不宜选用有颜色的氧化剂。 解题思维 例题精析 下列除去杂质的方法正确的是（ ） 典例 2 A. FeCl₂ 溶液中混有 FeCl₃。加入过量铁粉，过滤。 B. FeCl₃ 溶液中混有 FeCl₂ 。加入过量铜粉，过滤。 C. Fe₂(SO₄)₃ 溶液中混有 FeSO₄。加入过量氯水。 D. Fe₂O₃ 中混有 Al₂O₃。加入过量NaOH溶液，过滤。 AD 例题精析 下列有关铁的化合物的说法不正确的是( ) A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应 C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能 D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为+2和+3 变式 1 A 变式巩固 下列各图示中能较长时间观察到Fe(OH)2的是( ) A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 变式 2 B 变式巩固 铝及其化合物 02 20 铝及其化合物 一、铝单质 物理性质 铝是一种具有金属光泽的银白色轻金属，质地坚韧且富有延展性。它凭借独特的物理特性，成为航空航天、建筑、交通等领域不可或缺的基础材料。 密度小 典型轻金属，密度约2.7g/cm³，仅为钢的1/3，是轻量化结构的首选材料。 熔点较高 熔点约660℃，在高温环境下仍能保持较好的结构稳定性，耐热性优良。 导电性好 导电性仅次于银、铜和金，广泛应用于电力传输、电缆及电子元件制造。 导热性优异 热导率高，热传递速度快，常用于制造CPU散热器、汽车散热系统及各类炊具。 延展性极佳 具有良好的塑性，可被拉制成细丝或压制成厚度仅为0.001mm的铝箔，易于加工。 考点梳理 铝及其化合物 一、铝单质 化学性质 与非金属单质反应 常温下即可与氧气反应，表面迅速生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜能有效阻止内部铝进一步被氧化，是铝耐腐蚀的关键。 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ 与酸反应 与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应，生成铝盐和氢气，体现了金属的典型通性，反应过程较为剧烈。 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑ 与强碱溶液反应 这是铝区别于大多数金属的独特性质（两性）。铝能与氢氧化钠等强碱溶液反应，生成偏铝酸盐和氢气，展现出其特殊的化学活性。 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2NaAl(OH)4 + 3H₂↑ 总结：铝是一种兼具金属通性与独特两性的活泼金属，其表面氧化膜赋予了它优异的抗腐蚀性，使其成为航空航天、建筑和日常生活中不可或缺的材料。 考点梳理 铝及其化合物 一、铝单质 化学性质 铝热反应是利用铝的强还原性，在高温条件下将金属从其氧化物中置换出来的剧烈反应。反应过程中释放出的巨大热量能使生成物达到熔融状态，是工业生产中极具价值的化学反应。 反应原理：氧化还原置换 高温下铝置换金属氧化物： 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe，铝在此过程中表现出极强的还原性。 显著特点：高温剧烈放热 反应瞬间释放大量热能，温度可达2000℃以上，足以将生成的金属（如铁）熔化为液态，现象极其壮观。 核心应用：焊接与冶炼 广泛用于野外钢轨的无缝焊接；同时也是冶炼钒、铬、锰等高熔点难熔金属的重要方法。 考点梳理 铝及其化合物 二、铝的氧化物 核心性质 氧化铝是白色无定形粉末，熔点高达2050℃，难溶于水。它是典型的两性氧化物，既能与强酸反应生成铝盐，也能与强碱反应生成偏铝酸盐。 与酸反应（生成铝盐）： Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O 与强碱反应（生成四羟基合铝酸盐）： Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O= 2NaAl(OH)4 主要用途 耐高温耐火材料 利用其极高的熔点和化学稳定性，广泛用于制造耐火坩埚、耐火砖、耐高温炉管等工业器材，是冶金和化工行业的重要基础材料。 冶炼金属铝的核心原料 工业上通过电解熔融氧化铝（加入冰晶石降低熔点）制取金属铝，这是现代铝工业的基础。氧化铝的纯度直接决定了金属铝的质量与生产效率。 考点梳理 铝及其化合物 三、铝的氢氧化物 核心性质 氢氧化铝是白色胶状沉淀，难溶于水。它是典型的两性氢氧化物，这意味着它既能与强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水，体现了独特的化学性质。 关键化学反应 与酸反应： Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O 与强碱反应： Al(OH)₃ + NaOH = NaAl(OH)4 生活与工业应用 胃酸中和剂 利用弱碱性中和胃酸，缓解胃部不适，是胃药的重要成分。 净水絮凝剂 胶体具有强吸附性，能凝聚水中悬浮杂质，常用于自来水净化。 考点梳理 铝及其化合物 Al(OH)₃的制备 三、铝的氢氧化物 核心方案：铝盐 + 过量氨水 反应式：AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl 优势：Al(OH)₃不溶于弱碱，可通过加入过量氨水确保Al³⁺完全沉淀，无需精确控制用量，操作简便且产率高。 替代法一：四羟基合铝酸盐通CO₂ NaAl(OH)4 + CO₂ = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃ 原理：利用“强酸制弱酸”原理，CO₂溶于水生成碳酸，促使偏铝酸盐转化为氢氧化铝沉淀。 替代法二：铝盐与四羟基合铝酸盐双水解 Al³⁺ + 3Al(OH)4 ⁻ = 4Al(OH)₃↓ 原理：阳离子与阴离子相互促进水解，反应进行彻底，能高效生成氢氧化铝沉淀。 ⚠️ 实验关键避坑指南 严禁使用强碱（如NaOH）直接制备！Al(OH)₃具有两性，若强碱过量，生成的沉淀会重新溶解，导致无法得到目标产物或产物量大幅减少。 考点梳理 铝及其化合物 四、铝三角 Al³⁺ → Al(OH)₃ 加入适量OH⁻（如氨水NH₃·H₂O），生成白色胶状沉淀，该沉淀不溶于弱碱，是制备氢氧化铝的常用方法。 Al(OH)₃ → Al³⁺ 加入强酸（H⁺），沉淀逐渐溶解，重新生成铝离子，体现了氢氧化铝的碱性特征。 Al(OH)₃ → Al(OH)4⁻ 加入过量强碱（OH⁻），沉淀溶解生成四羟基合铝酸根，体现了氢氧化铝的酸性特征，即“两性”性质。 Al(OH)4⁻→ Al(OH)₃ 通入CO₂（弱酸）或加入适量强酸（H⁺），生成白色沉淀。此反应说明四羟基合铝酸的酸性比碳酸弱。 🔥 特殊反应：铝离子与四羟基合铝酸根的双水解 Al³⁺ + 3Al(OH)4⁻ = 4Al(OH)₃↓ 两者在水溶液中不能大量共存，会发生强烈的相互促进水解反应，彻底生成氢氧化铝沉淀，这是实验室快速制备氢氧化铝的方法之一。 考点梳理 下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ） ①Al ②Al₂O₃ ③Al(OH)₃ ④NaHCO₃ ⑤(NH₄)₂CO₃ A. ①②③ B. ①②③④ C. ①②③⑤ D. ①②③④⑤ 典例 1 D 例题精析 物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是( ) A．铝粉与NaOH溶液反应会生成气体，可作固体疏通剂疏通堵塞的厨卫管道 B．铝制餐具的抗腐蚀能力强，可用来蒸煮或存放酸性或碱性食物 C．Al2O3是离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料 D．Al(OH)3呈弱碱性，可用于治疗胃酸过多 典例 2 B 例题精析 某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( ) A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成 C．将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体 变式 1 D 变式巩固 镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。反应中镁和铝的( ) A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．生成气体的物质的量之比为2∶3 变式 2 A 变式巩固 金属材料 03 32 金属材料 一、合金 核心定义： 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。它并非简单的混合，而是通过熔合形成了具有新结构的新型材料。 硬度显著增强 合金的硬度通常远大于其组分金属，这使得它更耐磨、耐用，广泛应用于制造工具、模具及机械零件等。 熔点普遍降低 多数合金的熔点低于其组成金属，这降低了熔炼难度，使合金更易于铸造、焊接和进行各种热加工成型。 抗腐蚀性优异 能有效抵御空气氧化、酸碱侵蚀和电化学腐蚀，在恶劣环境下保持结构稳定，大幅延长设备的使用寿命。 综合性能卓越 兼具良好的延展性、韧性与机械强度，可根据需求调整成分比例，满足航空航天、汽车制造等高端领域的严苛要求。 总结： 合金通过优化微观结构，展现出远超纯金属的综合性能，是现代工业文明不可或缺的基础材料。 考点梳理 金属材料 二、常见合金 铁合金 图：工业用热轧碳钢扁钢，典型的铁合金形态 生铁 含碳量： 2% ~ 4.3% （含碳量较高） 性能特点为硬度大、抗压能力强，但质地较脆，属于“可铸不可锻”材料。常用于制造机床底座、铁锅、管道等需要承受压力的铸件。 钢 含碳量： 0.03% ~ 2% （含碳量较低） 兼具坚硬质地与优异韧性，可塑性极佳，可铸、可锻、可压延。主要分为碳素钢和合金钢（如耐腐蚀的不锈钢），是现代工业、建筑、机械制造领域不可或缺的基础材料。 考点梳理 金属材料 二、常见合金 铝合金 轻量化与强韧兼备的特性 铝合金密度仅为钢的1/3，却拥有媲美钢材的强度。它塑性极佳，易于加工成型，且表面能形成致密的氧化铝保护膜，赋予其优异的抗腐蚀能力，是理想的轻量化结构材料。 横跨多领域的广泛应用 从航空航天的飞机机身、高铁车厢，到汽车工业的轻量化车身，再到现代建筑的高档门窗、幕墙装饰，铝合金凭借其卓越的性价比与耐用性，成为现代工业与民生领域不可或缺的核心材料。 铝合金不仅是工业制造的“骨骼”，更是提升生活品质的“建材”，其优异的综合性能使其在各行各业中持续焕发活力。 轻量化与强韧兼备的特性 铝合金密度仅为钢的1/3，却拥有媲美钢材的强度。它塑性极佳，易于加工成型，且表面能形成致密的氧化铝保护膜，赋予其优异的抗腐蚀能力，是理想的轻量化结构材料。 考点梳理 金属材料 二、常见合金 其他合金 黄铜：铜锌合金的经典应用 由铜与锌按一定比例熔合而成，拥有良好的延展性、导热性和耐腐蚀性。常用于制造机械零件、阀门管道，也因其独特的金色光泽成为装饰与乐器制作的常用材料，是日常生活与工业生产中最常见的合金之一。 青铜 人类最早使用的合金，以铜和锡为主要成分。它的出现标志着人类进入青铜时代，具有优良的铸造性能和硬度，广泛用于制作古代礼器、兵器及生产工具，是文明演进的重要见证。 钛合金 · 21世纪的金属 兼具高熔点、低密度与强抗腐蚀性，是航空航天、生物医疗和高端制造的关键材料。其优异的综合性能使其成为现代工业中不可或缺的战略物资。 考点梳理 下列关于合金的说法正确的是（ ） A. 合金不属于金属材料 B. 合金的硬度一般比其组分金属大 C. 合金中只含金属元素 D. 合金的熔点一般比其组分金属高 典例 1 B 例题精析 现有X、Y、Z三种金属，将它们分别放入稀硫酸中，只有Y表面产生气泡；将X放入Z的硝酸盐溶液中，X表面有Z析出。则三种金属的活动性顺序为（ ） A. Y > X > Z B. Y > Z > X C. X > Y > Z D. Z > X > Y 典例 2 A 例题精析 下列关于铝及铝合金的叙述中，不正确的是( ) A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．在自然界中，既存在游离态，又存在化合态的铝 C．生活中铝制品通常是铝合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起保护内部金属的作用 D．纯铝硬度和强度小，硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高，是制造航天设备的理想材料 变式 1 B 变式巩固 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是( ) A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门 变式 2 A 变式巩固 物质的量在化学方程式中的应用 04 41 物质的量在化学方程式中应用 一、基本计算依据 化学方程式中各物质的化学计量数之比，不仅等于其物质的量之比，也等于其粒子数之比。对于气态物质，在同温同压的条件下，该比例还等于它们的体积之比，这是化学定量计算的理论基石。 反应通式：aA + bB = cC + dD 物质的量之比 n(A) : n(B) : n(C) : n(D) = a : b : c : d 粒子数之比 N(A) : N(B) : N(C) : N(D) = a : b : c : d 气体体积之比 V(A) : V(B) : V(C) : V(D) = a : b : c : d (同温同压) 核心洞察：物质的量是连接宏观质量与微观粒子数的桥梁，是化学定量计算的核心枢纽。 考点梳理 物质的量在化学方程式中应用 二、常用计算方法 比例式法 核心定义 依据化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于其物质的量（或质量、体积）之比，通过建立比例关系列方程求解。 解题三步走 ① 写出并配平化学方程式； ② 找准已知量与未知量的计量数关系； ③ 列出比例式，代入数据计算求解。 关键原理 化学计量数之比 = 物质的量之比 = 气体体积之比（同温同压）= 粒子数之比，这是进行定量计算的根本依据。 考点梳理 将10g铁粉放入足量的稀硫酸中，充分反应后，求标准状况下生成氢气的体积？ 典例 1 反应方程式： Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑ 由方程式可知：56g Fe 完全反应生成 22.4L H₂。 设生成H₂体积为 V，则：56/10 = 22.4/V 解得：V = (10 × 22.4) / 56 = 4.0 L 例题精析 物质的量在化学方程式中应用 二、常用计算方法 关系式法 核心定义： 针对多步连续反应，通过中间产物的物质的量守恒，建立起始反应物与最终产物之间的直接计量关系，跳过中间繁琐步骤，大幅简化计算过程。 写出方程式 准确写出各步反应的化学方程式，明确反应物、生成物及反应条件，为后续推导奠定基础。 推导计量关系 根据中间产物的化学计量数，找出起始反应物与最终产物的物质的量比例，建立简化的定量关系式。 代入数值计算 将已知量代入关系式，利用比例关系直接求解未知量，避免分步计算的误差，提高解题效率。 考点梳理 含FeS₂ 80%的黄铁矿100t，理论上可制得98%的浓硫酸多少吨？ 典例 2 守恒依据：反应前后硫元素守恒，建立关系式： FeS₂ ~ 2H₂SO₄ 计算过程： 120 : (2×98) = (100×80%) : (m×98%) 解得：m ≈ 133.3 t 结论：理论上可制得98%的浓硫酸约133.3吨。 例题精析 物质的量在化学方程式中应用 二、常用计算方法 守恒法 原子守恒 反应前后某种元素的原子个数始终保持不变。无论反应进行到何种程度，原子的种类和数目都不会改变，是化学计算中最基础、最常用的守恒规律。 电荷守恒 适用于电解质溶液体系，溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数完全相等，保证溶液整体呈电中性，常用于离子浓度大小比较与计算。 得失电子守恒 氧化还原反应的核心规律，氧化剂得到的电子总数必然等于还原剂失去的电子总数。利用这一规律可快速配平方程式，并简化复杂的化学计算过程。 核心思想： 抓住化学反应前后某些关键物理量或化学量保持不变的本质特点，摒弃繁琐的中间反应步骤，直接建立等量关系快速求解，是提升化学计算效率的“捷径”。 考点梳理 38.4g铜与适量浓硝酸反应，铜完全反应后共收集到22.4L（标准状况）NO和NO₂混合气体，求反应中消耗硝酸的物质的量。 典例 3 ① 计算铜的物质的量： n(Cu) = 38.4g ÷ 64g/mol = 0.6mol ② 设NO为x mol，NO₂为y mol，列方程组： 气体总量：x + y = 1mol 电子守恒：3x + y = 0.6×2 = 1.2mol ③ 解得：x=0.1mol，y=0.9mol 硝酸作用分为两部分： ✅ 酸性作用：生成Cu(NO₃)₂，消耗2n(Cu) ✅ 氧化性作用：生成NO和NO₂，消耗(x+y) 总消耗计算： n(HNO₃) = 2×0.6 + 0.1 + 0.9 = 2.2mol 例题精析 物质的量在化学方程式中应用 二、常用计算方法 差量法 定量分析是化学实验的基石， 差量法是解决此类问题的高效捷径。 核心定义 根据反应前后物质的质量差、体积差或物质的量差，与化学方程式中相关物质的计量数差建立比例关系，通过比例式快速求解未知量的方法。 适用场景 反应前后存在明显的量的变化（质量、体积、压强等），且该变化量与反应物或生成物的化学计量数成正比时，差量法最为简便。 考点梳理 将22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到0.3mol NO₂和0.2mol NO，求反应后溶液中Fe²⁺和Fe³⁺的物质的量之比： 3:1 变式 1 例题精析 向含有0.1mol AlCl₃的溶液中加入一定量的NaOH溶液，得到3.9g沉淀，求加入NaOH的物质的量: 变式 2 0.15mol或0.35mol 变式巩固 综合演练 52 1. 下列化学用语不能解释实验事实的是( ) A．稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应：2H++SO42-+2OH-+Ba2+=2H2O+BaSO4↓ B．红热的铁粉与水蒸气反应生成黑色固体：3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2 C．过氧化钠与水反应：Na2O2+H2O=NaOH+O2↑ D．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，在空气中一段时间后变成红褐色： Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 C 综合演练 2. 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，它指的是以元素的化合 价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平 面图。下图为铁元素的“价-类”二维图，其中的箭头 表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是( ) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．由图可预测：高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂 C 综合演练 3. 向含HCl、NH4Cl、MgCl2、AlCl3的溶液中加质量分数为20%的NaOH溶液至过量，生成的沉淀质量与加NaOH溶液质量的关系如图。已知：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]易溶于水。下列说法正确的是( ) A．b点对应的沉淀成分为Mg(OH)2 B．bc段没有气体产生 C．d点对应的溶液中只有一种溶质 D．d点对应的NaOH溶液质量为85g D 综合演练 4. 下列说法中正确的是( )　　 A.合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物 B.生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高 C.青铜比纯铜的硬度低 D.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同 B 综合演练 5. 在日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述正确的是( ) ①青铜是中国历史上使用最早的合金　②合金的熔点一般比各成分金属熔点高　③合金往往比各成分金属的物理、化学或机械性能好　④合金的性质是各成分金属性质之和 A.①③④ B.①③ C.①② D.①②③④ B 综合演练 6. 一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生6.72L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为( ) A．1 ∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．1 ∶2 B 综合演练 7. 向200mL0.1mo/L的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe^(2+)恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再充分灼烧后得到固体的质量为( ) A．1.44g B．1.6g C．1.8g D．2.14g B 综合演练 8. 16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应，蒸干反应后的溶液，最终得到的固体的质量为 A．8 g B．15.5 g C．11.7 g D．23.4 g D 综合演练 感谢观看 人教版必修第一册 61 $