第三章 铁 金属材料（知识清单）化学人教版必修第一册

第三章　铁　金属材料 第一节 铁及其化合物 一、铁单质的性质 1.铁元素的存在 铁元素主要以+2价和+3价 的形式存在于矿石中。自然界中 的铁存在于陨铁中。 2.铁单质的物理性质 银白色固体，熔点 ，具有良好的导热、导电、延展性，能被 吸引。 3.铁单质的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的 ，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＋H2SO4FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO33Fe(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＋＋Fe3Fe2＋。 4.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、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 俗名 — 颜色、状态 铁的价态 一个+2、两个+3(Fe3O4可看作Fe2O3·FeO) 用途 — 作红色油漆和涂料、炼铁 作磁铁、炼铁 (1)Fe2O3溶于盐酸的离子方程式：Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 (2)氧化铁被CO、Al还原的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 (3)写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。 (4)写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe2O3+2I-+6H+===2Fe2++I2+3H2O。 2.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体 红褐色固体 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 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 二者的 关系 在空气中，溶液中生成的Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 3.Fe(OH)2的制备 （1）制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 （2）常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成 FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的空气排尽后，再把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电触法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 三、铁盐和亚铁盐 1.亚铁盐的化学性质 (1)Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有 ，又有 ，其中以 为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋)等均表现为还原性。 ①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。 ②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋N＋4H＋3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (2)Fe2＋可发生水解反应 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化。 2.铁盐的化学性质 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。 (2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。 (3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 3.重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或用于制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 4.Fe2+和Fe3+的检验 1.用KSCN溶液和氯水 溶液 2.用NaOH溶液 溶液 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋。 混合溶液KMnO4溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋(无Cl－等存在时)。 4.Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓。 四、铁及其化合物转化关系 1.铁及其化合物的二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 1.横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化： (1)碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； (2)Fe2＋、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类别物质之间的转化，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、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 2.图中指定序号对应的化学方程式 ①2Fe+3Cl22FeCl3； ⑥3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3； ⑦Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O； ⑨Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O； ⑩2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O； ⑫4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3； ⑮2FeCl2+Cl2===2FeCl3； ⑯FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl； ⑰2FeCl3+Fe===3FeCl2。 第二节 金属材料 一、合金 1.合金的概念 合金是指由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有金属特性的物质。 2．合金与纯金属的性能差异 （1）合金具有各成分金属的优良性能。合金一定是 物。 （2）合金的硬度及机械性能一般 它的各成分金属。 （3）合金的熔点一般 它的各成分金属。 【特别提醒】 ①合金是混合物。一般来说混合物没有固定的熔点，但合金有固定的熔点，原因是合金有固定的组成。 ②合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ③合金的制备方法通常是熔合法，即将材料熔化后均匀混合，故合金各部位组成是相同的。 二、铁合金和铝合金 1.铁合金 （1）铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为 (含碳量为2%～4.3%)和 (含碳量为0.03%～2%)。 （2） 是用量最大、用途最广的合金。 （3） 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。 （4）铁碳合金 种类 含碳量 性能 用途 生铁 2%~4.3% 硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型 制造机座、管道等 钢 0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 （5）碳素钢：碳素钢又叫碳钢、普碳钢。 分类 含碳量 主要特性 主要用途 低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 制钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性和加工性好 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 高于0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧和刀具等 （6）合金钢：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或者几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 分类 主要合金元素 主要特性 主要用途 锰钢 Mn 韧性好，硬度高 制钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 不锈钢 Cr、Ni 抗腐蚀能力强 制医疗器材、容器、反应釜、厨房用具 硅钢 Si 导磁性好 制变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 W 耐高温，硬度大 制刀具 2．铝和铝合金 （1）铝是地壳中含量最多的金属元素，常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。银白色固体，ρ=2.7g/cm3，熔点660.4℃，沸点2467℃，导电热性，轻金属。 【特别提醒】 在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属。铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤蓝”，铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时，迅速反应生成致密氧化膜，称为钝化。 （2）铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 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 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： 、 和 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。 四、铝和氧化铝的性质和转化 1．铝、氧化铝的性质 （1）铝、氧化铝与稀盐酸反应 实验操作 实验现象 铝片 ，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有 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↑ （2）铝、氧化铝与氢氧化钠溶液反应 实验操作 实验现象 试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片 ，有无色气泡冒出，试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有 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↑ 2.氧化铝的性质 （1）物理性质：白色固体难溶于水， 高，含有钛的叫蓝宝石，含有铬的叫红宝石硬度大，可做钻头。 （2）化学性质 ①与H+反应Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O  与强碱反应Al2O3+2OH-＋3H2O＝2Al[Al(OH)4]- ②Al2O3是两性氧化物因为既能和H+反应又能和OH-反应生成盐和水的氧化物称为 。 【特别提醒】 ①由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。 ②两性化合物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的化合物，两性氧化物和两性氢氧化物均为两性化合物，如Al2O3和Al(OH)3。 3.氢氧化铝的性质 与Al、Al2O3的性质类似，氢氧化铝也具有两性，是一种典型的两性氢氧化物，氢氧化铝既能与 反应又能与 反应。 （1）与酸反应： （2）与强碱(如NaOH)反应： 4.铝及其化合物的转化 ①弱碱或适量强碱、[Al(OH)4]- Al3++3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH4+ Al3++3OH-=== Al(OH)3↓ Al3++3[Al(OH)4]-=== 4Al(OH)3↓ ②强酸 Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O ③过量强碱 Al3++4OH-=== [Al(OH)4]- ④过量强酸 [Al(OH)4]-+4H+=== Al3++4H2O ⑤强碱 Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- ⑥弱酸或适量强酸 [Al(OH)4]-+H+=== Al(OH)3↓+H2O ⑦[Al(OH)4]-：Al3+== 3：1 3[Al(OH)4]-+Al3+=== 4Al(OH)3↓ 五、以物质的量为中心的转化关系 1.已知物质的质量mB，nB＝。 2.已知标准状况时的气体体积VB，nB＝。 3.已知物质的粒子数NB，nB＝。 4.已知溶液中溶质的物质的量浓度cB，nB＝cB·V。 六、用物质的量进行方程式的计算 基本原理 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比 解题步骤 (1)根据题意写出并配平化学方程式。 (2)依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。 (3)把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。 (4)选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于 之比，也等于各物质的 之比。 易错点01 对铁与不同氧化剂反应的产物价态判断有误 【错因辨析】 ①铁与弱氧化剂反应时，铁被氧化为+2价。 ②铁与强氧化剂反应时，铁被氧化为+3价。 ③铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，其中铁的化合价为+2和+3两种价态，不能简单地认为是FeO或Fe2O3。 ④铁与稀硝酸反应时，若硝酸过量生成Fe(NO3)3，若铁过量则生成Fe(NO3)2，解题时必须根据铁和硝酸的相对用量判断产物。 【对点训练】 1．下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 2．下列反应中，铁元素被氧化为+3价的是 A．铁与稀硫酸反应 B．铁与硫酸铜溶液反应 C．铁在氯气中燃烧 D．铁与盐酸反应 3.（25-26高一下·湖北十堰·学业考试模拟）下列关于铁及其化合物的反应，化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 4.（25-26高一上·云南昆明·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，将反应后硬质玻璃管中的黑色固体用足量稀硫酸溶解，得到溶液Ⅰ，取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加溶液Ⅱ(如图2所示)，以探究黑色固体的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．排除氧气干扰，若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液变红，说明黑色固体中可能有 C．若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液不变红色，说明没有生成 D．若溶液Ⅱ为酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明铁粉未完全反应 5.（25-26高一上·山东青岛·阶段检测）已知：普通铁+水蒸气铁的氧化物+氢气，铁的氧化物+氢气“引火铁”+水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是 A．需要加热的仪器只有A、E B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C．I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 D．D用于收集氢气 易错点02 对铁离子与亚铁离子的相互转化理解有误 【错因辨析】 ①Fe2+既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，能被Cl2、H2O2、O2、酸性KMnO4等氧化为Fe3+。 ②Fe3+只有氧化性，能与Fe、Cu、I—、S2—等还原剂反应生成Fe2+。 ③Fe2+与Fe3+不能大量共存于溶液中吗？实际上Fe2+与Fe3+可以共存（无中间价态反应），但Fe2+与OH—、CO32—等会生成沉淀，Fe3+与OH⁻、CO₃2—、SCN⁻等会反应。 ④酸性条件下，Fe2+与NO3—不能大量共存（因为NO3—在酸性条件下有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+）。 【对点训练】 6.（25-26高一下·云南曲靖·期中）下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A．碳酸钡和稀盐酸反应：+2H+= CO2↑+H2O B．氯化铁溶液腐蚀铜板：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ C．澄清的石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O D．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O 7.（25-26高一下·浙江·开学考试）下列关于和两种溶液的说法正确的是 A．和均可以通过化合反应制得 B．保存时均需加入少量铁粉防止变质 C．可以用过量锌粒除去溶液中的杂质 D．和溶液均不能与不活泼金属铜发生反应 8.（25-26高一下·云南大理·期中）向等物质的量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是 A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色 B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有Fe3+ C．若溶液Y呈蓝色，则溶液中一定不含铁元素 D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉 9.（25-26高一上·江西赣州·阶段检测）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①转化 B．加热发生转化⑥，加水溶解可转化为 C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 D．Cu能将转化为，且该过程中Cu作还原剂 10.（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）部分含Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 A．a在高温下与水蒸气反应一定会生成b B．b→a的反应一定属于置换反应 C．d可能既可以溶解在盐酸中，又可以溶解在浓氨水中 D．在a→g→f→e→d的转化过程中，一定存在物质颜色的变化 易错点03 对Fe3+的检验方法及干扰因素理解有误 【错因辨析】 ①检验Fe3+的常用试剂是KSCN溶液（硫氰化钾溶液），现象是溶液变红（Fe3++ 3SCN— === Fe(SCN)3），Fe(SCN)3不是沉淀，是可溶性血红色配合物。 ②Fe2+遇KSCN溶液不变色，若同时含有Fe3+则会变红，不能据此判断不含Fe2+。 ③检验Fe2+的常用方法是：先滴加KSCN溶液，不变色，再滴加氯水（或H2O2），若变红则证明原溶液中有Fe2+（注意顺序不能颠倒，否则Fe³⁺干扰）。 ④酸性KMnO₄溶液能使Fe2+褪色，但若溶液中有Cl—时，Cl—也能被酸性KMnO4氧化（尤其在加热条件下），会造成干扰，故用此方法检验Fe2+时需排除Cl—干扰。 【对点训练】 11.（25-26高一上·河南郑州·阶段检测）证明某溶液只含有而不含有的实验事实是 A．依次滴加氯水、硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，无明显变化，再滴加氯水后显红色 C．加入氨水，产生白色沉淀 D．滴加少量氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀 12.（25-26高一下·广西北海·期末）下列关于铁及其化合物的实验操作、实验现象与结论对应关系正确的是 A．向某溶液中先通入氯气，再滴加溶液，溶液变红，证明原溶液一定含有 B．常温下，将打磨光亮的铁片投入浓硫酸中，铁片无明显现象，说明铁与浓硫酸不发生反应 C．向含溶液中加入过量的铁粉，反应后过滤，滤液中滴加溶液不变红，证明可被还原为 D．向溶液中滴加溶液，立即产生白色沉淀并稳定存在，说明不易被氧化 13.（25-26高一上·四川雅安·阶段检测）向、混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后有固体存在，则下列判断不正确的是 A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．剩余固体中一定有铜 C．溶液中可能含 D．溶液中可能含有 14.（25-26高一上·北京·阶段检测）想要证明某溶液中是否含有，下列操作正确的是 A．加入铁粉 B．滴入溶液 C．通入氯气 D．加入铜片 15.（25-26高一上·云南丽江·期中）取某含铁元素的未知液进行实验；流程示意图如下： (已知溶液颜色越深，透光率越小)下列说法错误的是 A．溶液a的颜色为红色 B．该未知液中一定含有Fe2+ C．加入H2O2的目的是将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+ D．未知液中一定没有Fe3+ 易错点04 对Fe(OH)2的制备及颜色变化过程理解有误 【错因辨析】 ①Fe(OH)2是白色沉淀，但制备时在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色（4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3），此过程说明Fe(OH)2具有很强的还原性。 ②制备Fe(OH)2时，需将NaOH溶液煮沸以除去溶解氧，并将胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下滴加NaOH，以隔绝空气。 ③Fe(OH)3是红褐色沉淀，加热时能分解生成Fe2O3和H2O。 ④FeCl3溶液滴入NaOH溶液中生成红褐色Fe(OH)3沉淀；FeCl2溶液滴入NaOH溶液中先生成白色Fe(OH)2沉淀，然后迅速变色，不能写成直接生成红褐色。 【对点训练】 16.（25-26高一上·河南·阶段检测）已知：亚硫酸钠易被氧气氧化。某同学根据已学知识，设计如图所示的装置，制备出了更方便观察的氢氧化亚铁。下列说法错误的是 A．加入亚硫酸钠的目的是除去水中的氧气，防止亚铁离子被氧化 B．钠在煤油和水的界面处反应并不断上浮、下沉直至消失 C．该方法制备氢氧化亚铁的总化学方程式为 D．切割金属钠的过程中，其切口表面会迅速变灰暗，直接投入试管会干扰后续反应 17.（25-26高一上·浙江杭州·期中）实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是 A．配制溶液的蒸馏水要提前煮沸，是为了除去其中溶解的 B．配制溶液时，为加快溶解速度，可以加热 C．滴加溶液后应振荡试管促进反应进行 D．实验前在溶液上面加一层煤油，则可获得较长时间存在的白色沉淀 18.（25-26高一下·浙江·开学考试）探究性学习小组利用如图所示方案制备沉淀。下列说法不正确的是 ① ② ③ ④ A．①装置中可能发生反应： B．②装置中苯的作用是隔绝空气 C．③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入溶液 D．④装置开始反应时应打开止水夹a，一段时间后再关闭止水夹a 19.（25-26高一上·广东清远·期末）实验室用如图所示装置制备Fe(OH)2：对装有新制NaOH溶液的试管进行加热，待石蜡熔化时停止加热，此时将注射器长针头插入石蜡下的NaOH溶液中，待石蜡呈熔融状态且未凝固时，快速推动注射器活塞。下列说法错误的是 A．注射器中的铁丝可能发生反应： B．配制NaOH溶液所用的蒸馏水需要提前加热煮沸 C．快速推动注射器活塞，试管中会有白色固体产生 D．实验结束后去掉已经凝固的石蜡并振荡试管，会发生反应： 20.（25-26高一下·河南濮阳·开学考试）在实验室中制备Fe(OH)2时，下列操作不能达到目的的是 A．将NaOH溶液煮沸后使用 B．将FeSO4溶液与NaOH溶液在敞口试管中混合 C．用长滴管将NaOH溶液伸入FeSO4溶液液面下滴加 D．在FeSO4溶液液面上加一层苯 易错点05 对铝及其氧化物的离子方程式书写有误 【错因辨析】 ①铝既能与盐酸等酸反应（2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑），也能与NaOH等强碱溶液反应（2Al + 2NaOH + 6H2O === 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑），注意铝与碱反应时水是氧化剂（氢元素得电子），铝是还原剂。 ②铝与NaOH溶液反应的离子方程式不能写成2Al + 2OH— === 2AlO2— + 3H₂↑，必须加上水：2Al + 2OH— + 6H2O === 2[Al(OH)4]— + 3H₂↑。 ③Al2O3是两性氧化物，能与强酸和强碱反应，但不能与弱酸和弱碱反应。 ④Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应，但不能溶于氨水和碳酸中，因此实验室用铝盐与氨水反应制备Al(OH)3。 【对点训练】 21.（25-26高一上·陕西咸阳·期末）下列离子方程式书写不正确的是 A．铝片放在强碱液中： B．向溶液中加入氨水： C．向溶液中滴加过量溶液： D．次氯酸钠溶液中通入二氧化碳： 22.（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A．Na2O2放入水中： B．Al与NaOH溶液反应： C．Fe2O3溶于稀硫酸： D．向NaHCO3溶液中滴入少量澄清石灰水： 23.（25-26高一上·浙江杭州·期中）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 24.（25-26高一上·四川泸州·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．硫酸与氢氧化钡溶液反应：H++OH−+Ba2++=H2O+BaSO4↓ B．FeCl3溶液与Fe反应：Fe3++Fe=2Fe2+ C．碳酸钡溶于稀盐酸中：+2H+=H2O+CO2↑ D．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3+2OH−+3H2O=2[Al(OH)4]− 25.（25-26高一上·四川南充·阶段检测）向一个铝质易拉罐中充满，然后往罐中注入足量的浓溶液，立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。上述实验过程中没有发生的离子反应是 A． B． C． D． 易错点06 对铝热反应的条件及应用理解有误 【错因辨析】 ①铝热反应中铝是还原剂，金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等）是氧化剂，反应剧烈放热，能将金属从氧化物中置换出来。 ②铝热反应的化学方程式：2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3（反应条件为“高温”或“点燃”）。 ③铝热反应中，铝的活泼性比铁强，但不能用于冶炼活泼金属（如K、Ca、Na、Mg等），因为铝的活泼性不如这些金属（无法置换）。 ④铝热反应常用于焊接铁轨、冶炼难熔金属（如V、Cr、Mn等）。 【对点训练】 26.（25-26高一下·重庆·阶段检测）下列关于资源利用的说法，错误的是 A．以海水为原料制得NaCl，再电解NaCl的水溶液制取Na B．以海水为原料提溴时，通入氯气的目的是将溴离子转化为溴单质 C．从铝土矿中获得Al2O3固体，电解熔融的Al2O3得到Al D．利用铝热反应可冶炼金属锰 27.（25-26高一下·福建漳州·期末）工业上常用的金属冶炼方法有热分解法、高温还原法和电解法等。下列说法错误的是 A．一氧化碳还原氧化铝冶炼铝 B．电解熔融冶炼金属钠 C．用热分解法冶炼金属汞 D．用铝热反应冶炼熔点较高的钒、铬、锰等金属 28.（25-26高一下·甘肃庆阳·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 29.（25-26高一下·湖南湘潭·期末）根据金属的活泼性不同，可以采用不同的冶炼方法。下列金属的冶炼方法错误的是 A．高炉炼铁： B．电解法炼镁：(熔融) C．铝热反应制铁： D．热分解法炼汞： 30.（25-26高一下·河北承德·阶段检测）化学兴趣小组用如图所示装置制备铁，下列说法正确的是 A．作为助燃剂，也可以用代替 B．仪器a可以用装有蒸馏水的烧杯代替 C．工业上常利用铝热反应来冶炼熔点较高的钒、铬、锰 D．常温下，反应后a中的金属可以用浓硝酸洗涤干净 易错点07 对合金的概念及性质理解有误 【错因辨析】 ①合金是混合物（由一种金属与其他金属或非金属熔合而成），不是纯净物，没有固定的熔点（有固定的熔融温度范围）。 ②合金的硬度一般大于其各成分金属的硬度（如硬铝比纯铝硬），但合金的熔点一般低于其各成分金属的熔点（如铅锡合金熔点低于纯铅和纯锡）。 ③合金的化学性质与其成分金属的化学性质基本相同，但物理性质（如硬度、熔点、密度、强度等）通常优于纯金属。 ④常见的合金：生铁和钢都是铁碳合金（含碳量不同，生铁含碳量较高，钢含碳量较低）；铝合金（硬铝）、铜合金（黄铜、青铜）、钛合金等。 【对点训练】 31.（25-26高一下·辽宁·开学考试）化学材料的使用对人类生活质量的提高和科技的发展有重要作用。下列说法正确的是 A．钢有良好的延展性和机械性能，可用于铸造下水井盖 B．硬铝中含、、、，具有密度小、强度高、强抗腐蚀性的特点 C．稀土金属共15种元素，合金中加入稀土金属能大大改善合金的性能 D．钛合金具有质量轻、强度大的特点，可用于潜水器中供人活动的耐压球壳 32.（25-26高一上·浙江宁波·期末）下列有关合金的说法正确的是 A．氮化硼陶瓷属于合金 B．合金的熔点一定比各成分金属的低 C．不锈钢是一种合金钢，只含金属元素 D．硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力 33.（25-26高一上·贵州安顺·期末）化学与科技、社会、生产有着重要联系，下列说法不正确的是 A．生铁和钢是两种铁碳合金，生铁的抗压性能和机械性能更好，适合锻轧和铸造 B．我国研制的某种超级钢具有优异的强度和延展性，应用时能够实现钢板的轻薄化 C．我国是稀土资源大国，镧是一种稀土元素，镧镍合金是具有实用价值的储氢合金 D．硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，其硬度高，密度小，熔点比纯铝低 34.（25-26高一上·河北邢台·阶段检测）金属材料对促进生产、改善人类生活发挥了巨大作用。下列说法不正确的是 A．硬铝强度高、密度小，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料 B．实用价值高的储氢合金具有储氢量大的特点，且其在室温下吸、放氢的速率快 C．稀土金属被誉为“冶金工业的维生素”，可用于生产合金，但不可单独使用 D．国产“手撕钢”的厚度仅0.015毫米，被誉为“百炼钢做成了绕指柔”，这一特性的实现利用了金属的延展性 35.（25-26高一上·天津西青·期末）下列说法错误的是 A．储氢合金是一类通过物理方法吸附型合金材料 B．火灾现场存放有大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火 C．炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则可能发生爆炸性迸溅 D．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 易错点08 对“金属材料”中涉及的其他金属（如铜）的性质理解有误 【错因辨析】 ①铜在金属活动性顺序中排在氢后面，不能与非氧化性酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应产生H2，但能与氧化性酸（如浓H2SO4、HNO3）反应。 ②铜与稀硝酸反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，不能混淆产物。 ③铜在空气中加热生成黑色的CuO，铜在潮湿空气中易生锈生成铜绿Cu2(OH)2CO3（碱式碳酸铜），区别于铁锈（Fe2O3·xH2O）。 【对点训练】 36.（25-26高一上·河南安阳·期末）中国之“中”者，河南也！河南现存的大量文物印证了这一观点。下列文物的主要成分不是金属材料的是 A．兽面纹铜钲 B．杜岭方鼎 C．嵌绿松石铜剑 D．龙门石窟雕像 A．A B．B C．C D．D 37.（25-26高一下·江苏南京·期中）CuSO4是一种重要的化工原料，制备途径如题图所示，下列说法错误的是 A．途径②制备0. 1mol CuSO4，被还原的硫酸的物质的量为0.1mol B．三种途径中途径②更体现绿色化学思想 C．途径③制备CuSO4，当Cu过量时H2SO4不能完全反应 D．生成等量的CuSO4，途径中参加反应的H2SO4的物质的量为：②<③ 38.（25-26高一下·四川·阶段检测）将20.0 g铜镁合金完全溶解于140mL某浓度的硝酸中，得到NO2和NO的混合气体8.96 L(标准状况)，当向反应后的溶液中加入320 mL4.0 mol/LNaOH溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为37 g。下列说法不正确的是 A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2：3 B．该硝酸中HNO3的物质的量浓度12 mol/L C．NO2和NO的混合气体中，NO2的体积分数25％ D．若将混合气体与水混合完全转化为硝酸，则需要通入的氧气(标准状况)的体积为11.2 L 39.（25-26高一下·安徽合肥·期末）工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 40.（25-26高一上·吉林长春·阶段检测）为探究铜与双氧水(H2O2)的反应，实验如下： 下列说法正确的是 A．实验①证明Cu无还原性 B．实验②中少量的无色气体是H2 C．对比实验①和②，H+的作用是提供酸性环境，增强H2O2的氧化性 D．M为铜的氧化物 易错点09 守恒法的应用 【错因辨析】 1.原理阐述 守恒法是一种整合的思维方法，运用守恒定律，不纠缠过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如反应中的原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒、能量守恒等)或相互间的关系(如化合物中的化合价规则、电解质溶液中的电中性原则等)，从而达到速解、巧解化学试题的目的。常见的守恒法有以下几种： (1)质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各原子的种类和数目保持不变。 (2)电荷守恒 在离子方程式中，反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。 (3)得失电子守恒 氧化还原反应中，元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数，即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。 2.解题思路 确定研究对象→分析题意选择合适的守恒方法→确定研究对象的始态和终态相互间的关系并列式 【对点训练】 41.（25-26高一下·安徽·期中）将金属锌投入的硝酸溶液中，反应完全后将生成的混合气体和通入的溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含和的混合溶液。(已知： ； )，下列说法不正确的是 A．混合气体中的物质的量为 B．反应中消耗的物质的量为 C．若向与锌反应后的溶液中加入的溶液可使恰好完全沉淀 D．NO和被溶液吸收过程中转移的电子总数为 42.（25-26高一下·北京·阶段检测）已知9.6g金属Cu和50mL的一定物质的量浓度的浓硝酸恰好完全反应，共收集到4.48LNO2和NO(折算成标准状况，不考虑NO2转化为N2O4)的混合气体，则该浓硝酸的物质的量浓度为 A．0.24mol/L B．2.4mol/L C．10.0mol/L D．12.0mol/L 43.（25-26高一下·黑龙江佳木斯·阶段检测）现有25.6 g金属铜与100 mL一定物质的量浓度的浓硝酸恰好完全反应，生成的氮氧化物溶解在0.6 L 1 mol/L的NaOH溶液中，恰好完全反应得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如下图所示。下列有关说法错误的是 A．该浓硝酸浓度为 B．生成的NO、、物质的量之比为 C．过程①中转移电子的数目为 D．过程②生成的物质的量为0.4 mol 44.（25-26高一下·辽宁营口·阶段检测）将2.56 g铜投入20 mL一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生标准状况下的NO和混合气体共896 mL，反应结束后向溶液中加入120 mL 1 mol/L NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀；若将盛有896 mL该混合气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积为X的氧气，又可恰好将气体完全转化为。下列说法错误的是 A． B．原硝酸浓度为6 mol/L C．与铜的反应中，起酸性作用的硝酸为0.08 mol D．产生的混合气体中，NO和的物质的量之比为1：1 45.（25-26高一上·浙江杭州·期中）一定量的某磁黄铁矿(主要成分，S为价)与100盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)生成3.2g硫单质、和一定量气体，且溶液中无。则下列说法正确的是 A．该盐酸的物质的量浓度为8.0 B．该磁黄铁矿中与的物质的量之比为 C．生成的气体的体积为4.48L D．该磁黄铁矿中的 易错点10 关系式法的应用 【错因辨析】 1.原理阐述 关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。 2.解题思路 第一步 写出各步反应的化学方程式 第二步 根据化学方程式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系 第三步 确定已知物质和所求物质之间量的关系 第四步 根据所确定的已知物质和所求物质之间量的关系和已知条件进行计算 【对点训练】 46.（25-26高一上·山西运城·期末）在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为(　　) A.72% B.40% C.36% D.18% 47.（（25-26高一上·江苏常州·期末）某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2NO＋H＋＋H2O，6H＋＋6NO＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NO的转化率可达95%，而NO转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，则理论上每天所需甲醇的质量为(　　) A．24.32 kg B．30.00 kg C．25.30 kg D．4.08 kg 48.（25-26高一下·河北·期末）对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为　　　　 g。  49.（25-26高一下·重庆·期末）在室温下，向100 mL CuSO4饱和溶液中加入足量的经硫酸酸化的KI溶液，发生反应：2Cu2++4I-===2CuI↓+I2，反应完全后，用0.625 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行测定：I2+2S2，消耗了20 mL Na2S2O3溶液，计算原饱和溶液中CuSO4的物质的量浓度为　　　　　　。 50.（25-26高一上·山东菏泽·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0 g，放入500 mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为(　　) A.0.5 mol·L-1 B.1.0 mol·L-1 C.2.0 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章　铁　金属材料 第一节 铁及其化合物 一、铁单质的性质 1.铁元素的存在 铁元素主要以+2价和+3价化合物的形式存在于矿石中。自然界中游离态的铁存在于陨铁中。 2.铁单质的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 3.铁单质的化学性质 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＋H2SO4FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO33Fe(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＋＋Fe3Fe2＋。 4.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、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 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 铁的价态 +2 +3 一个+2、两个+3(Fe3O4可看作Fe2O3·FeO) 用途 — 作红色油漆和涂料、炼铁 作磁铁、炼铁 (1)Fe2O3溶于盐酸的离子方程式：Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 (2)氧化铁被CO、Al还原的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 (3)写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。 (4)写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe2O3+2I-+6H+===2Fe2++I2+3H2O。 2.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 白色固体 红褐色固体 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 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 二者的 关系 在空气中，溶液中生成的Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 3.Fe(OH)2的制备 （1）制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 （2）常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成 FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的空气排尽后，再把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电触法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 三、铁盐和亚铁盐 1.亚铁盐的化学性质 (1)Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋)等均表现为还原性。 ①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。 ②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋N＋4H＋3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (2)Fe2＋可发生水解反应 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 2.铁盐的化学性质 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。 (2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。 (3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 3.重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或用于制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 4.Fe2+和Fe3+的检验 1.用KSCN溶液和氯水 溶液 2.用NaOH溶液 溶液 3.含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋。 混合溶液KMnO4溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋(无Cl－等存在时)。 4.Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6]↓。 四、铁及其化合物转化关系 1.铁及其化合物的二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 1.横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化： (1)碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； (2)Fe2＋、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类别物质之间的转化，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、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 2.图中指定序号对应的化学方程式 ①2Fe+3Cl22FeCl3； ⑥3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3； ⑦Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O； ⑨Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O； ⑩2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O； ⑫4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3； ⑮2FeCl2+Cl2===2FeCl3； ⑯FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl； ⑰2FeCl3+Fe===3FeCl2。 第二节 金属材料 一、合金 1.合金的概念 合金是指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。 2．合金与纯金属的性能差异 （1）合金具有各成分金属的优良性能。合金一定是混合物。 （2）合金的硬度及机械性能一般大于它的各成分金属。 （3）合金的熔点一般低于它的各成分金属。 【特别提醒】 ①合金是混合物。一般来说混合物没有固定的熔点，但合金有固定的熔点，原因是合金有固定的组成。 ②合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ③合金的制备方法通常是熔合法，即将材料熔化后均匀混合，故合金各部位组成是相同的。 二、铁合金和铝合金 1.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%)。 （2）钢是用量最大、用途最广的合金。 （3）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。 （4）铁碳合金 种类 含碳量 性能 用途 生铁 2%~4.3% 硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型 制造机座、管道等 钢 0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 （5）碳素钢：碳素钢又叫碳钢、普碳钢。 分类 含碳量 主要特性 主要用途 低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 制钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性和加工性好 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 高于0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧和刀具等 （6）合金钢：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或者几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 分类 主要合金元素 主要特性 主要用途 锰钢 Mn 韧性好，硬度高 制钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 不锈钢 Cr、Ni 抗腐蚀能力强 制医疗器材、容器、反应釜、厨房用具 硅钢 Si 导磁性好 制变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 W 耐高温，硬度大 制刀具 2．铝和铝合金 （1）铝是地壳中含量最多的金属元素，常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。银白色固体，ρ=2.7g/cm3，熔点660.4℃，沸点2467℃，导电热性，轻金属。 【特别提醒】 在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属。铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤蓝”，铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时，迅速反应生成致密氧化膜，称为钝化。 （2）铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 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。 四、铝和氧化铝的性质和转化 1．铝、氧化铝的性质 （1）铝、氧化铝与稀盐酸反应 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↑ （2）铝、氧化铝与氢氧化钠溶液反应 实验操作 实验现象 试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出，试管②中铝片溶解，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↑ 2.氧化铝的性质 （1）物理性质：白色固体难溶于水，熔沸点高，含有钛的叫蓝宝石，含有铬的叫红宝石硬度大，可做钻头。 （2）化学性质 ①与H+反应Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O  与强碱反应Al2O3+2OH-＋3H2O＝2Al[Al(OH)4]- ②Al2O3是两性氧化物因为既能和H+反应又能和OH-反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。 【特别提醒】 ①由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。 ②两性化合物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的化合物，两性氧化物和两性氢氧化物均为两性化合物，如Al2O3和Al(OH)3。 3.氢氧化铝的性质 与Al、Al2O3的性质类似，氢氧化铝也具有两性，是一种典型的两性氢氧化物，氢氧化铝既能与强酸反应又能与强碱反应。 （1）与酸反应：Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O （2）与强碱(如NaOH)反应：Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- 4.铝及其化合物的转化 ①弱碱或适量强碱、[Al(OH)4]- Al3++3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH4+ Al3++3OH-=== Al(OH)3↓ Al3++3[Al(OH)4]-=== 4Al(OH)3↓ ②强酸 Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O ③过量强碱 Al3++4OH-=== [Al(OH)4]- ④过量强酸 [Al(OH)4]-+4H+=== Al3++4H2O ⑤强碱 Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- ⑥弱酸或适量强酸 [Al(OH)4]-+H+=== Al(OH)3↓+H2O ⑦[Al(OH)4]-：Al3+== 3：1 3[Al(OH)4]-+Al3+=== 4Al(OH)3↓ 五、以物质的量为中心的转化关系 1.已知物质的质量mB，nB＝。 2.已知标准状况时的气体体积VB，nB＝。 3.已知物质的粒子数NB，nB＝。 4.已知溶液中溶质的物质的量浓度cB，nB＝cB·V。 六、用物质的量进行方程式的计算 基本原理 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比 解题步骤 (1)根据题意写出并配平化学方程式。 (2)依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。 (3)把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。 (4)选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。 易错点01 对铁与不同氧化剂反应的产物价态判断有误 【错因辨析】 ①铁与弱氧化剂反应时，铁被氧化为+2价。 ②铁与强氧化剂反应时，铁被氧化为+3价。 ③铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，其中铁的化合价为+2和+3两种价态，不能简单地认为是FeO或Fe2O3。 ④铁与稀硝酸反应时，若硝酸过量生成Fe(NO3)3，若铁过量则生成Fe(NO3)2，解题时必须根据铁和硝酸的相对用量判断产物。 【对点训练】 1．下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 【答案】C 【解析】纯铁是银白色有金属光泽的金属，A错误；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，因为氯气氧化性比较强，会将铁氧化成三价，B错误；纯铁不含杂质，纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥空气中缺少水等反应介质，不易被氧化，C正确；铁元素在自然界中有的以游离态存在，如陨铁，D错误；故选C。 2．下列反应中，铁元素被氧化为+3价的是 A．铁与稀硫酸反应 B．铁与硫酸铜溶液反应 C．铁在氯气中燃烧 D．铁与盐酸反应 【答案】C 【解析】铁与稀硫酸反应生成，铁元素化合价变为价，未被氧化为价，A错误；铁与硫酸铜溶液反应生成，铁元素化合价变为价，未被氧化为价，B错误；氯气是强氧化剂，铁在氯气中燃烧生成，铁元素化合价变为价，被氧化为价，C正确；铁与盐酸反应生成，铁元素化合价变为价，未被氧化为价，D错误；故选C。 3.（25-26高一下·湖北十堰·学业考试模拟）下列关于铁及其化合物的反应，化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】铁在氧气中点燃生成的是而非，正确的方程式为：，A错误；常温下铁遇浓硫酸会发生钝化，加热条件下反应生成、和，不会生成，B错误；与盐酸发生复分解反应时铁元素化合价不变，应生成，正确方程式为，C错误；在空气中易被氧气氧化为，该方程式原子守恒、电子守恒，书写正确，D正确；故选D。 4.（25-26高一上·云南昆明·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，将反应后硬质玻璃管中的黑色固体用足量稀硫酸溶解，得到溶液Ⅰ，取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加溶液Ⅱ(如图2所示)，以探究黑色固体的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．排除氧气干扰，若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液变红，说明黑色固体中可能有 C．若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液不变红色，说明没有生成 D．若溶液Ⅱ为酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明铁粉未完全反应 【答案】B 【解析】加热时装置内的空气受热膨胀也会使肥皂水中产生气泡，不能证明反应生成了氢气，A错误；排除氧气干扰的条件下，滴加溶液变红说明溶液中存在，和稀硫酸反应会生成，因此可说明黑色固体中可能有，B正确；若反应后铁粉有剩余，铁粉可将与酸反应生成的全部还原为，此时滴加溶液也不会变红，不能说明没有生成，C错误；与稀硫酸反应也会生成，具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能说明铁粉未完全反应，D错误；故选B。 5.（25-26高一上·山东青岛·阶段检测）已知：普通铁+水蒸气铁的氧化物+氢气，铁的氧化物+氢气“引火铁”+水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是 A．需要加热的仪器只有A、E B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C．I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 D．D用于收集氢气 【答案】A 【解析】B装置需要加热产生水蒸气，因此需要加热的仪器有A、B、E，A错误；A中普通铁与水蒸气在加热条件下反应生成磁性氧化铁，E中与氢气在加热条件下反应生成“引火铁”，B正确；I中加入普通铁粉，与分液漏斗中的20%盐酸反应制取氢气，G为U型管，加入碱石灰可除去氢气中混有的和水蒸气，C正确；A中反应生成氢气，D为排水法收集氢气的装置，D正确；故选A。 易错点02 对铁离子与亚铁离子的相互转化理解有误 【错因辨析】 ①Fe2+既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，能被Cl2、H2O2、O2、酸性KMnO4等氧化为Fe3+。 ②Fe3+只有氧化性，能与Fe、Cu、I—、S2—等还原剂反应生成Fe2+。 ③Fe2+与Fe3+不能大量共存于溶液中吗？实际上Fe2+与Fe3+可以共存（无中间价态反应），但Fe2+与OH—、CO32—等会生成沉淀，Fe3+与OH⁻、CO₃2—、SCN⁻等会反应。 ④酸性条件下，Fe2+与NO3—不能大量共存（因为NO3—在酸性条件下有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+）。 【对点训练】 6.（25-26高一下·云南曲靖·期中）下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A．碳酸钡和稀盐酸反应：+2H+= CO2↑+H2O B．氯化铁溶液腐蚀铜板：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ C．澄清的石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O D．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O 【答案】B 【解析】碳酸钡难溶于水，不能拆写为，正确离子方程式为，A错误；氯化铁溶液腐蚀铜板时，与发生氧化还原反应，离子方程式，B正确；澄清石灰水中完全电离，应拆写为和，正确离子方程式为，C错误；稀硫酸与氢氧化钡反应时，和的计量数应为2，正确离子方程式为，D错误；故选B。 7.（25-26高一下·浙江·开学考试）下列关于和两种溶液的说法正确的是 A．和均可以通过化合反应制得 B．保存时均需加入少量铁粉防止变质 C．可以用过量锌粒除去溶液中的杂质 D．和溶液均不能与不活泼金属铜发生反应 【答案】A 【解析】FeCl3可通过反应：制得，FeCl2可通过反应：制得，均为化合反应，A正确；FeCl2溶液保存时需加铁粉防止Fe2+被氧化，FeCl3溶液保存时不能加铁粉，B错误；锌粒可将FeCl3还原为FeCl2，过量锌粒会进一步还原FeCl2为铁单质，同时生成ZnCl2杂质，C错误；FeCl3溶液能与铜反应生成FeCl2和CuCl2（2FeCl3 +Cu=2FeCl2 +CuCl2），D错误；故选A。 8.（25-26高一下·云南大理·期中）向等物质的量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是 A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色 B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有Fe3+ C．若溶液Y呈蓝色，则溶液中一定不含铁元素 D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉 【答案】B 【分析】氧化性：，先和发生反应①；再与发生反应②，最后与发生反应③，由此解答； 【解析】向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，若溶液变红说明含有，Zn与完全反应，则不可能存在固体X，A错误；将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，固体X中可能是、或、、，溶液Y中不可能含有，B正确；若溶液为蓝色，说明溶液中含有，有可能是反应①还未进行完，此时溶液中存在和；还有可能是反应①进行完，正在进行反应②，并且反应②未进行完，此时溶液中存在，因此溶液中一定含铁元素，C错误；若溶液为无色透明，说明溶液中无 、和，说明过量或者恰好完成反应③，若过量则固体X中存在，D错误；故选B。 9.（25-26高一上·江西赣州·阶段检测）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①转化 B．加热发生转化⑥，加水溶解可转化为 C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 D．Cu能将转化为，且该过程中Cu作还原剂 【答案】D 【解析】高温下铁与水蒸气反应生成和，A错误；加热生成，不溶于水且不反应，B错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，生成，C错误；Cu能将转化为，离子方程式为，该过程中Cu作还原剂，D正确；故选D。 10.（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）部分含Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 A．a在高温下与水蒸气反应一定会生成b B．b→a的反应一定属于置换反应 C．d可能既可以溶解在盐酸中，又可以溶解在浓氨水中 D．在a→g→f→e→d的转化过程中，一定存在物质颜色的变化 【答案】D 【分析】明确图中各物质的类别与价态对应关系：a为0价单质：Al或Fe，g为+2价氧化物：FeO，b为+3价氧化物：或，f为+2价盐：Fe2+盐，c为+3价盐：Al3+盐或Fe3+盐，e为+2价碱：，d为+3价碱：或。 【解析】若a为，高温下与水蒸气反应生成（同时含、价），并非价氧化物b，A错误；b→a为价氧化物还原为单质的反应，如还原制取，反应物无单质，不属于置换反应，B错误；d为或，二者均可溶于盐酸，但不溶于弱碱浓氨水，也不溶于浓氨水，C错误；无价的氧化物、盐、氢氧化物，因此a→g→f→e→d只能是的系列转化：单质→（黑色）→亚铁盐（浅绿色）→（白色）→（红褐色），转化过程一定存在颜色变化，D正确；故选D。 易错点03 对Fe3+的检验方法及干扰因素理解有误 【错因辨析】 ①检验Fe3+的常用试剂是KSCN溶液（硫氰化钾溶液），现象是溶液变红（Fe3++ 3SCN— === Fe(SCN)3），Fe(SCN)3不是沉淀，是可溶性血红色配合物。 ②Fe2+遇KSCN溶液不变色，若同时含有Fe3+则会变红，不能据此判断不含Fe2+。 ③检验Fe2+的常用方法是：先滴加KSCN溶液，不变色，再滴加氯水（或H2O2），若变红则证明原溶液中有Fe2+（注意顺序不能颠倒，否则Fe³⁺干扰）。 ④酸性KMnO₄溶液能使Fe2+褪色，但若溶液中有Cl—时，Cl—也能被酸性KMnO4氧化（尤其在加热条件下），会造成干扰，故用此方法检验Fe2+时需排除Cl—干扰。 【对点训练】 11.（25-26高一上·河南郑州·阶段检测）证明某溶液只含有而不含有的实验事实是 A．依次滴加氯水、硫氰化钾溶液后，溶液显红色 B．先滴加硫氰化钾溶液，无明显变化，再滴加氯水后显红色 C．加入氨水，产生白色沉淀 D．滴加少量氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀 【答案】B 【解析】若原溶液中本身含有，滴加硫氰化钾溶液也会显红色，无法证明溶液变红是由于原溶液中含有还是原溶液含被氯水氧化后造成的，A错误；先滴加硫氰化钾溶液无明显变化，证明原溶液不含，再滴加氯水后显红色，说明氯水将原溶液中的氧化为，证明原溶液只含而不含，B正确；加入氨水产生白色沉淀，无法排除、等其他能与氨水生成白色沉淀的离子的干扰，无法确定是否含，C错误；滴加氢氧化钠溶液产生的红褐色沉淀为，说明溶液中含有，不符合题意要求，D错误；故选B。 12.（25-26高一下·广西北海·期末）下列关于铁及其化合物的实验操作、实验现象与结论对应关系正确的是 A．向某溶液中先通入氯气，再滴加溶液，溶液变红，证明原溶液一定含有 B．常温下，将打磨光亮的铁片投入浓硫酸中，铁片无明显现象，说明铁与浓硫酸不发生反应 C．向含溶液中加入过量的铁粉，反应后过滤，滤液中滴加溶液不变红，证明可被还原为 D．向溶液中滴加溶液，立即产生白色沉淀并稳定存在，说明不易被氧化 【答案】C 【解析】若原溶液中原本就含有，也会出现滴加溶液变红的现象，无法证明原溶液一定含，A错误；常温下铁遇浓硫酸发生钝化，钝化属于化学反应，是铁和浓硫酸反应生成致密氧化膜阻止了反应继续进行，并非二者不发生反应，B错误；与过量发生反应，滤液中无，滴加溶液不变红，可证明被还原为，C正确；向溶液中滴加溶液，生成的白色沉淀会迅速被空气中的氧气氧化，变为灰绿色最终变为红褐色，无法稳定存在，说明易被氧化，D错误；故选C。 13.（25-26高一上·四川雅安·阶段检测）向、混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后有固体存在，则下列判断不正确的是 A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．剩余固体中一定有铜 C．溶液中可能含 D．溶液中可能含有 【答案】D 【解析】有固体存在时，无论是剩余铜还是铁，溶液中一定不含，加入溶液不会变红，A正确；氧化性，铁粉先与反应，再与反应生成，若铁粉过量，固体为、混合物，若铁粉不足，固体为，故剩余固体一定含铜，B正确；若铁粉将完全还原后，仅反应了部分，此时溶液中含有，符合反应情况，C正确；可与、发生氧化还原反应，只要有固体存在，溶液中一定不含，D错误；故选D。 14.（25-26高一上·北京·阶段检测）想要证明某溶液中是否含有，下列操作正确的是 A．加入铁粉 B．滴入溶液 C．通入氯气 D．加入铜片 【答案】B 【解析】加入铁粉时，虽然Fe与Fe3+能发生反应，但当溶液浓度较小时，溶液的颜色变化不明显，不能证明溶液中含Fe3+，A不符合题意；含Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液立即变为血红色，则通过滴加KSCN溶液，可证明溶液中Fe3+的存在，B符合题意；含Fe3+的溶液中通入Cl2，不发生反应，溶液的颜色不变，不能证明溶液中含Fe3+，C不符合题意；含Fe3+的溶液中加入铜片，虽然能发生反应，但溶液颜色变化不明显，不能证明原溶液中含有Fe3+，D不符合题意；故选B。 15.（25-26高一上·云南丽江·期中）取某含铁元素的未知液进行实验；流程示意图如下： (已知溶液颜色越深，透光率越小)下列说法错误的是 A．溶液a的颜色为红色 B．该未知液中一定含有Fe2+ C．加入H2O2的目的是将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+ D．未知液中一定没有Fe3+ 【答案】D 【分析】取10mL含铁未知液，先加入将体系中可能存在的氧化为，得到含的溶液；再向其中加入KSCN溶液，与SCN⁻结合生成红色的，得到红色的溶液a；后续测定溶液a的透光率，经数据处理后发现透光率变小，说明加入后体系内的总浓度上升，证明原未知液中存在可被氧化为的。 【解析】与反应生成红色络合物，因此溶液为红色，A正确；实验最终透光率变小，说明加入后体系内的总浓度上升，证明原未知液中存在可被氧化为的，B正确；具有氧化性，加入的目的是将滤液中的氧化为，便于后续与KSCN反应后通过测透光率的变化证明原未知液中存在，C正确；未知液中可能含有少量，只要同时存在，加入后浓度仍会增大、透光率减小，因此无法推出未知液一定没有，D错误；故选D。 易错点04 对Fe(OH)2的制备及颜色变化过程理解有误 【错因辨析】 ①Fe(OH)2是白色沉淀，但制备时在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色（4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O === 4Fe(OH)3），此过程说明Fe(OH)2具有很强的还原性。 ②制备Fe(OH)2时，需将NaOH溶液煮沸以除去溶解氧，并将胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下滴加NaOH，以隔绝空气。 ③Fe(OH)3是红褐色沉淀，加热时能分解生成Fe2O3和H2O。 ④FeCl3溶液滴入NaOH溶液中生成红褐色Fe(OH)3沉淀；FeCl2溶液滴入NaOH溶液中先生成白色Fe(OH)2沉淀，然后迅速变色，不能写成直接生成红褐色。 【对点训练】 16.（25-26高一上·河南·阶段检测）已知：亚硫酸钠易被氧气氧化。某同学根据已学知识，设计如图所示的装置，制备出了更方便观察的氢氧化亚铁。下列说法错误的是 A．加入亚硫酸钠的目的是除去水中的氧气，防止亚铁离子被氧化 B．钠在煤油和水的界面处反应并不断上浮、下沉直至消失 C．该方法制备氢氧化亚铁的总化学方程式为 D．切割金属钠的过程中，其切口表面会迅速变灰暗，直接投入试管会干扰后续反应 【答案】D 【解析】亚硫酸钠具有还原性，可与水中溶解的反应，防止被氧化，A不符合题意；钠的密度大于煤油小于水，在界面处与水反应生成，带动钠上浮，逸出后钠再次下沉，直至反应完全消失，B不符合题意；钠先与水反应生成和，再与发生复分解反应生成沉淀和，两反应合并得到总反应，C不符合题意；切割钠切口变灰暗是生成了少量，与水反应仅生成，不会引入干扰反应的杂质，不影响后续的制备，D符合题意；故选D。 17.（25-26高一上·浙江杭州·期中）实验室可用如图装置制备。下列说法正确的是 A．配制溶液的蒸馏水要提前煮沸，是为了除去其中溶解的 B．配制溶液时，为加快溶解速度，可以加热 C．滴加溶液后应振荡试管促进反应进行 D．实验前在溶液上面加一层煤油，则可获得较长时间存在的白色沉淀 【答案】D 【解析】配制NaOH溶液的蒸馏水提前煮沸，主要目的是除去水中溶解的，而非。因为会氧化生成的，使其迅速变色，A错误；溶液加热会加速被空气中氧化为，同时促进水解，导致溶液变质，因此配制时不能加热，B错误；滴加NaOH溶液后振荡试管，会使溶液与空气充分接触，加速氧化，导致白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，所以不应该振荡，C错误；在溶液上方加一层煤油，可隔绝空气，防止和生成的被氧化，因此能获得较长时间存在的白色沉淀，D正确；故选D。 18.（25-26高一下·浙江·开学考试）探究性学习小组利用如图所示方案制备沉淀。下列说法不正确的是 ① ② ③ ④ A．①装置中可能发生反应： B．②装置中苯的作用是隔绝空气 C．③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入溶液 D．④装置开始反应时应打开止水夹a，一段时间后再关闭止水夹a 【答案】C 【解析】装置①中NaOH与FeSO4发生复分解反应，生成Fe(OH)2和Na2SO4，而Fe(OH)2很易被空气中氧气氧化生成Fe(OH)3，反应的离子方程式为：，A正确；装置②中，在FeSO4溶液中滴加苯，苯的密度小于水，浮在溶液上层，可起到隔绝空气中的氧气的作用，B正确；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，排出了装置中的空气，试管中不存在空气，长滴管的作用是将NaOH溶液滴入硫酸亚铁溶液中生成Fe(OH)2沉淀，而不是为了防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液，C错误；装置④中，反应开始时先打开止水夹a，当Fe粉与稀硫酸反应一段时间生成较多H2，将体系中的空气排尽，一段时间后再关闭止水夹a，试管A中压强增大，将试管A中的FeSO4溶液压入试管B中，与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，D正确；故选C。 19.（25-26高一上·广东清远·期末）实验室用如图所示装置制备Fe(OH)2：对装有新制NaOH溶液的试管进行加热，待石蜡熔化时停止加热，此时将注射器长针头插入石蜡下的NaOH溶液中，待石蜡呈熔融状态且未凝固时，快速推动注射器活塞。下列说法错误的是 A．注射器中的铁丝可能发生反应： B．配制NaOH溶液所用的蒸馏水需要提前加热煮沸 C．快速推动注射器活塞，试管中会有白色固体产生 D．实验结束后去掉已经凝固的石蜡并振荡试管，会发生反应： 【答案】D 【解析】若溶液被空气氧化，则铁丝会与生成的发生反应的方程式为，A正确；配制溶液所用的蒸馏水须加热煮沸以除去溶解在水中的，防止制备的被氧化，B正确；快速推动注射器活塞，试管中会有白色的固体产生，C正确；实验结束后去掉已经凝固的石蜡并振荡试管，会被空气氧化，发生反应，D错误；故选D。 20.（25-26高一下·河南濮阳·开学考试）在实验室中制备Fe(OH)2时，下列操作不能达到目的的是 A．将NaOH溶液煮沸后使用 B．将FeSO4溶液与NaOH溶液在敞口试管中混合 C．用长滴管将NaOH溶液伸入FeSO4溶液液面下滴加 D．在FeSO4溶液液面上加一层苯 【答案】B 【解析】将溶液煮沸可除去溶液中溶解的，避免其氧化生成的，能达到实验目的，A不符合题意；敞口试管中混合溶液时，空气中的会迅速将氧化为，无法制得，不能达到实验目的，B符合题意；用长滴管将溶液伸入溶液液面下滴加，可避免滴加过程中引入氧化产物，能达到实验目的，C不符合题意；苯密度小于水，在溶液液面加一层苯可隔绝空气，防止进入溶液氧化，能达到实验目的，D不符合题意；故选B。 易错点05 对铝及其氧化物的离子方程式书写有误 【错因辨析】 ①铝既能与盐酸等酸反应（2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑），也能与NaOH等强碱溶液反应（2Al + 2NaOH + 6H2O === 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑），注意铝与碱反应时水是氧化剂（氢元素得电子），铝是还原剂。 ②铝与NaOH溶液反应的离子方程式不能写成2Al + 2OH— === 2AlO2— + 3H₂↑，必须加上水：2Al + 2OH— + 6H2O === 2[Al(OH)4]— + 3H₂↑。 ③Al2O3是两性氧化物，能与强酸和强碱反应，但不能与弱酸和弱碱反应。 ④Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应，但不能溶于氨水和碳酸中，因此实验室用铝盐与氨水反应制备Al(OH)3。 【对点训练】 21.（25-26高一上·陕西咸阳·期末）下列离子方程式书写不正确的是 A．铝片放在强碱液中： B．向溶液中加入氨水： C．向溶液中滴加过量溶液： D．次氯酸钠溶液中通入二氧化碳： 【答案】C 【解析】铝与强碱溶液反应生成四羟基合铝酸根和氢气，离子方程式符合反应事实，原子、电荷均守恒，A正确；与弱碱反应生成沉淀和，作为弱电解质不拆写，离子方程式书写正确，B正确；过量时，中与需按物质的量比完全反应，正确离子方程式为：，C错误；由于酸性强弱顺序为，次氯酸钠与反应只能生成和，离子方程式书写正确，D正确；故选C。 22.（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A．Na2O2放入水中： B．Al与NaOH溶液反应： C．Fe2O3溶于稀硫酸： D．向NaHCO3溶液中滴入少量澄清石灰水： 【答案】C 【解析】与水反应生成而非，离子方程式为，A错误；与溶液反应：，B错误；溶于稀硫酸：，C正确；向溶液中滴入少量澄清石灰水时，与按物质的量之比反应，离子方程式为，D错误；故选C。 23.（25-26高一上·浙江杭州·期中）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 【答案】C 【解析】铝与稀硫酸反应的离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为，A错误；氯化铝与硫酸钠不发生反应，且硫酸铝可溶于水，不会生成沉淀，B错误；铝比铜活泼，铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜，该离子方程式满足原子守恒、电荷守恒，书写正确，C正确；钠投入氯化铝溶液中，钠会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与氯化铝反应，无法直接置换出铝，离子方程式为：，，D错误；故选C。 24.（25-26高一上·四川泸州·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．硫酸与氢氧化钡溶液反应：H++OH−+Ba2++=H2O+BaSO4↓ B．FeCl3溶液与Fe反应：Fe3++Fe=2Fe2+ C．碳酸钡溶于稀盐酸中：+2H+=H2O+CO2↑ D．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3+2OH−+3H2O=2[Al(OH)4]− 【答案】D 【解析】硫酸与氢氧化钡反应时，、和的化学计量数应为2，正确离子方程式为，A错误；该离子方程式电荷不守恒，正确书写为，B错误；碳酸钡为难溶物，离子方程式中需保留化学式，正确书写为，C错误；与溶液反应生成四羟基合铝酸钠，给出的离子方程式原子、电荷均守恒，书写正确，D正确；故选D。 25.（25-26高一上·四川南充·阶段检测）向一个铝质易拉罐中充满，然后往罐中注入足量的浓溶液，立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。上述实验过程中没有发生的离子反应是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】向充满的铝质易拉罐注入浓溶液，首先发生反应，罐内被消耗，罐内压强减小，易拉罐变瘪；铝罐表面的氧化膜会和强碱反应：；氧化膜溶解后，内部的金属铝和溶液反应：，反应生成使罐内压强增大，易拉罐重新鼓起；整个实验中，铝元素是以单质、的形式参与反应，不会产生，因此这个反应不会发生，故选D。 易错点06 对铝热反应的条件及应用理解有误 【错因辨析】 ①铝热反应中铝是还原剂，金属氧化物（如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等）是氧化剂，反应剧烈放热，能将金属从氧化物中置换出来。 ②铝热反应的化学方程式：2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3（反应条件为“高温”或“点燃”）。 ③铝热反应中，铝的活泼性比铁强，但不能用于冶炼活泼金属（如K、Ca、Na、Mg等），因为铝的活泼性不如这些金属（无法置换）。 ④铝热反应常用于焊接铁轨、冶炼难熔金属（如V、Cr、Mn等）。 【对点训练】 26.（25-26高一下·重庆·阶段检测）下列关于资源利用的说法，错误的是 A．以海水为原料制得NaCl，再电解NaCl的水溶液制取Na B．以海水为原料提溴时，通入氯气的目的是将溴离子转化为溴单质 C．从铝土矿中获得Al2O3固体，电解熔融的Al2O3得到Al D．利用铝热反应可冶炼金属锰 【答案】A 【解析】电解水溶液得到的产物为、和，制取单质需要电解熔融的，A错误；的氧化性强于，海水提溴时通入可将氧化为，B正确；工业上先从铝土矿中提纯得到，为离子化合物，熔融状态可导电，电解熔融可冶炼得到，C正确；铝热反应中作还原剂，可还原金属活动性弱于的金属的氧化物，锰的金属活动性弱于铝，故可利用铝热反应冶炼金属锰，D正确；故选A。 27.（25-26高一下·福建漳州·期末）工业上常用的金属冶炼方法有热分解法、高温还原法和电解法等。下列说法错误的是 A．一氧化碳还原氧化铝冶炼铝 B．电解熔融冶炼金属钠 C．用热分解法冶炼金属汞 D．用铝热反应冶炼熔点较高的钒、铬、锰等金属 【答案】A 【解析】铝的还原性强于一氧化碳，CO无法还原氧化铝，工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，A错误；金属钠活泼性强，需电解熔融制取，B正确；汞的氧化物受热易分解为汞单质和氧气，可用热分解法冶炼，C正确；铝热反应利用铝的强还原性和反应释放的大量热，适用于冶炼钒、铬、锰等熔点较高的金属，D正确；故选A。 28.（25-26高一下·甘肃庆阳·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 【答案】D 【解析】受热易分解生成和，工业上可采用热分解法冶炼金属汞，A正确；铝热反应中铝作还原剂，可将金属活动性弱于铝的其他金属从其化合物中置换出来，B正确；铁的冶炼采用热还原法，工业上高炉炼铁的原理是用还原得到单质铁，C正确；电解饱和食盐水的产物为、和，无法得到金属钠，工业上需电解熔融制备金属钠，D错误；故选D。 29.（25-26高一下·湖南湘潭·期末）根据金属的活泼性不同，可以采用不同的冶炼方法。下列金属的冶炼方法错误的是 A．高炉炼铁： B．电解法炼镁：(熔融) C．铝热反应制铁： D．热分解法炼汞： 【答案】B 【解析】高炉炼铁采用热还原法，用CO在高温下还原的反应符合工业生产实际，反应方程式书写正确，A正确；熔点极高，电解熔融冶炼镁能耗过大，工业上实际采用电解熔融冶炼金属镁，(熔融)，B错误；铝的活泼性强于铁，可通过铝热反应在高温下置换出中的铁，反应方程式书写正确，C正确；汞为不活泼金属，可采用热分解法，加热分解得到汞单质，反应方程式书写正确，D正确；故选B。 30.（25-26高一下·河北承德·阶段检测）化学兴趣小组用如图所示装置制备铁，下列说法正确的是 A．作为助燃剂，也可以用代替 B．仪器a可以用装有蒸馏水的烧杯代替 C．工业上常利用铝热反应来冶炼熔点较高的钒、铬、锰 D．常温下，反应后a中的金属可以用浓硝酸洗涤干净 【答案】C 【解析】 作为助燃剂，其作用是分解提供氧气，使镁条快速充分燃烧，为铝热反应提供高温条件，不可以用代替，故A错误；铝热反应产物的承接器应该是装沙子的蒸发皿，不能用装蒸馏水的烧杯，否则放出的巨大热量会使水飞溅，故B错误；铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法，故工业上常利用铝热反应冶炼熔点较高的金属，如钒、铬、锰，故C正确； D．常温下，反应后a中的金属为铁，遇浓硝酸钝化，故不可以用浓硝酸洗涤干净，故D错误；故选C。 易错点07 对合金的概念及性质理解有误 【错因辨析】 ①合金是混合物（由一种金属与其他金属或非金属熔合而成），不是纯净物，没有固定的熔点（有固定的熔融温度范围）。 ②合金的硬度一般大于其各成分金属的硬度（如硬铝比纯铝硬），但合金的熔点一般低于其各成分金属的熔点（如铅锡合金熔点低于纯铅和纯锡）。 ③合金的化学性质与其成分金属的化学性质基本相同，但物理性质（如硬度、熔点、密度、强度等）通常优于纯金属。 ④常见的合金：生铁和钢都是铁碳合金（含碳量不同，生铁含碳量较高，钢含碳量较低）；铝合金（硬铝）、铜合金（黄铜、青铜）、钛合金等。 【对点训练】 31.（25-26高一下·辽宁·开学考试）化学材料的使用对人类生活质量的提高和科技的发展有重要作用。下列说法正确的是 A．钢有良好的延展性和机械性能，可用于铸造下水井盖 B．硬铝中含、、、，具有密度小、强度高、强抗腐蚀性的特点 C．稀土金属共15种元素，合金中加入稀土金属能大大改善合金的性能 D．钛合金具有质量轻、强度大的特点，可用于潜水器中供人活动的耐压球壳 【答案】D 【解析】钢的延展性和机械性能良好，但下水井盖通常采用铸铁，A项错误；硬铝中含、、、，密度小、强度高，但抗腐蚀性较弱，B项错误；稀土金属通常指17种元素（镧系15种元素+钪、钇），C项错误；钛合金质量轻、强度高、耐腐蚀，广泛用于深海潜水器耐压球壳，D项正确；故选D。 32.（25-26高一上·浙江宁波·期末）下列有关合金的说法正确的是 A．氮化硼陶瓷属于合金 B．合金的熔点一定比各成分金属的低 C．不锈钢是一种合金钢，只含金属元素 D．硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力 【答案】D 【解析】氮化硼陶瓷属于无机非金属材料，不属于合金，A不符合题意；合金的熔点一般比各成分金属的低，但并不是所有合金均如此，B不符合题意；不锈钢是一种合金钢，除含金属元素外，还含有非金属元素，如硅，C不符合题意；硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，D符合题意；故选D。 33.（25-26高一上·贵州安顺·期末）化学与科技、社会、生产有着重要联系，下列说法不正确的是 A．生铁和钢是两种铁碳合金，生铁的抗压性能和机械性能更好，适合锻轧和铸造 B．我国研制的某种超级钢具有优异的强度和延展性，应用时能够实现钢板的轻薄化 C．我国是稀土资源大国，镧是一种稀土元素，镧镍合金是具有实用价值的储氢合金 D．硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，其硬度高，密度小，熔点比纯铝低 【答案】A 【解析】生铁和钢都是铁碳合金，但生铁碳含量高（2%-4%），硬而脆，抗压强度可能较高，但整体机械性能（如韧性、延展性）不如钢（碳含量0.02%-2%），且生铁适合铸造，不适合锻轧；钢机械性能更好，适合锻轧，A符合题意；我国研制的超级钢具有高强度和高延展性，能实现钢板轻薄化，符合科技事实，B不符合题意；我国是稀土资源大国，镧属于稀土元素，镧镍合金（如LaNi5）是成熟的储氢材料，C 不符合题意；硬铝（如Al-Cu-Mg合金）硬度高、密度小，由于合金化作用，其熔点低于纯铝，是航空航天的理想材料，D不符合题意；故选A。 34.（25-26高一上·河北邢台·阶段检测）金属材料对促进生产、改善人类生活发挥了巨大作用。下列说法不正确的是 A．硬铝强度高、密度小，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料 B．实用价值高的储氢合金具有储氢量大的特点，且其在室温下吸、放氢的速率快 C．稀土金属被誉为“冶金工业的维生素”，可用于生产合金，但不可单独使用 D．国产“手撕钢”的厚度仅0.015毫米，被誉为“百炼钢做成了绕指柔”，这一特性的实现利用了金属的延展性 【答案】C 【解析】硬铝为铝合金，具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强的特点，是制造飞机的理想材料，A不符合题意；实用价值高的储氢合金需满足储氢量大、室温下吸放氢速率快的要求，B不符合题意；稀土金属既可用于生产合金，也可单独使用（如制备稀土永磁材料、特种催化剂等），“不可单独使用”的表述错误，C符合题意；“手撕钢”可被加工为厚度仅0.015毫米的薄片，利用了金属的延展性，D不符合题意；故选C。 35.（25-26高一上·天津西青·期末）下列说法错误的是 A．储氢合金是一类通过物理方法吸附型合金材料 B．火灾现场存放有大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火 C．炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则可能发生爆炸性迸溅 D．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 【答案】A 【解析】储氢合金是一类能够吸收并储存氢气的金属材料，这一过程涉及化学变化（形成金属氢化物），并非单纯的物理吸附，A错误；活泼金属在高温下容易与水发生反应，故火灾现场存放大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火，B正确；炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则Fe与水蒸气在高温下会发生反应产生大量H2，H2是可燃性气体，可能会发生爆炸性迸溅，C正确；铝和氧化铝既可以与酸反应，也可以与碱反应，如果用铝制餐具蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，会导致铝元素溶入食物中，对人体健康造成潜在危害，D正确；故选A。 易错点08 对“金属材料”中涉及的其他金属（如铜）的性质理解有误 【错因辨析】 ①铜在金属活动性顺序中排在氢后面，不能与非氧化性酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应产生H2，但能与氧化性酸（如浓H2SO4、HNO3）反应。 ②铜与稀硝酸反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，不能混淆产物。 ③铜在空气中加热生成黑色的CuO，铜在潮湿空气中易生锈生成铜绿Cu2(OH)2CO3（碱式碳酸铜），区别于铁锈（Fe2O3·xH2O）。 【对点训练】 36.（25-26高一上·河南安阳·期末）中国之“中”者，河南也！河南现存的大量文物印证了这一观点。下列文物的主要成分不是金属材料的是 A．兽面纹铜钲 B．杜岭方鼎 C．嵌绿松石铜剑 D．龙门石窟雕像 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】“铜钲”、“铜剑”均将这些文物指向了铜或青铜，是金属材料；“鼎”为青铜器，是合金；石雕像是石头，不是金属材料，故选D。 37.（25-26高一下·江苏南京·期中）CuSO4是一种重要的化工原料，制备途径如题图所示，下列说法错误的是 A．途径②制备0. 1mol CuSO4，被还原的硫酸的物质的量为0.1mol B．三种途径中途径②更体现绿色化学思想 C．途径③制备CuSO4，当Cu过量时H2SO4不能完全反应 D．生成等量的CuSO4，途径中参加反应的H2SO4的物质的量为：②<③ 【答案】A 【解析】途径②铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸为发生复分解反应生成硫酸铜，硫酸没有参与氧化还原反应，A错误；途径②铜与氧气反应生成氧化铜，没有生成污染性的物质，原子利用率为100%，更体现绿色化学思想，B正确；Cu和浓硫酸反应的过程中，随反应不断进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应不能继续进行，Cu过量时H2SO4不能完全反应，C正确；②中硫完全转化为硫酸铜、③中硫部分转化为硫酸铜部分转化为二氧化硫，则生成等量的，途径中参加反应的物质的量为：②<③，D正确；故选A。 38.（25-26高一下·四川·阶段检测）将20.0 g铜镁合金完全溶解于140mL某浓度的硝酸中，得到NO2和NO的混合气体8.96 L(标准状况)，当向反应后的溶液中加入320 mL4.0 mol/LNaOH溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为37 g。下列说法不正确的是 A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2：3 B．该硝酸中HNO3的物质的量浓度12 mol/L C．NO2和NO的混合气体中，NO2的体积分数25％ D．若将混合气体与水混合完全转化为硝酸，则需要通入的氧气(标准状况)的体积为11.2 L 【答案】D 【分析】根据题意可知，铜失去2个电子生成铜离子，铜离子与2个氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀；镁失去2个电子生成镁离子，镁离子与2个氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，据此分析。 【解析】根据上述分析：金属阳离子得到氢氧根物质的量等于金属失去电子物质的量，依据质量守恒，得到氢氧根物质的量为n(OH-)==l mol，即得失电子物质的量为l mol，因此有2n(Cu)+2n(Mg)=l mol，根据二者质量和为20.0 g可得关系式64n(Cu)+24n(Mg) =20.0 g，两式联立解得n(Cu)=0.2 mol，n(Mg)=0.3 mol，因此合金中铜和镁的物质的量之比为2 ：3，A正确；金属阳离子Cu2+、Mg2+全部沉淀后，溶液中溶质为NaNO3，根据氮原子守恒可得n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)+n(NO2)=0.32L×4.0 mol/L+=l.68 mol，溶液的体积是140 mL，则硝酸的浓度为c(HNO3)=mol/L=12 mol/L，B正确；根据得失电子数目守恒，3n(NO)+n(NO2)=l mol，n(NO)+n(NO2)==0.4 mol，两式联立解得n(NO)=0.3 mol，n(NO2)=0.1 mol，则相同条件下，二者的体积分数等于物质的量分数，故NO2的体积分数为×100%=25%，C正确；根据上述分析可知：反应过程中转移电子的物质的量等于沉淀中OH-的物质的量，n(e-)= n(OH-)=1 mol，若将混合气体与水混合完全转化为硝酸，则O2得到电子的物质的量与HNO3变为NO、NO2时失去电子的物质的量相等，4n(O2)=1 mol，n(O2)=0.25 mol，其在标准状况下的体积为V(O2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L，D错误；故选D。 39.（25-26高一下·安徽合肥·期末）工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 【答案】B 【解析】是共价化合物，熔融状态下不导电，无法通过电解熔融制备金属铝，A错误；黄铜矿冶炼铜的副产物可经催化氧化等反应生产硫酸，含有铁元素，可用作冶炼铁的原料，B正确；由获取粗铜时，通入过量氧气会在高温下将生成的铜氧化为，降低铜的产量，C错误；炼铁高炉中，焦炭先和空气中的氧气反应生成，实际还原赤铁矿得到生铁的还原剂是，不是焦炭，D错误；故选B。 40.（25-26高一上·吉林长春·阶段检测）为探究铜与双氧水(H2O2)的反应，实验如下： 下列说法正确的是 A．实验①证明Cu无还原性 B．实验②中少量的无色气体是H2 C．对比实验①和②，H+的作用是提供酸性环境，增强H2O2的氧化性 D．M为铜的氧化物 【答案】C 【解析】实验①中，铜与3%H2O2溶液不反应，只能说明在该条件下Cu的还原性未被H2O2氧化，不能证明Cu无还原性，例如，Cu能与硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应，体现还原性，A错误；实验②中加入了稀硫酸，溶液呈酸性，此时Cu与H2O2反应的本质是Cu被H2O2氧化，H2O2作氧化剂，还原产物为H2O，而非H2，反应的离子方程式为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O，无色气体若存在，更可能是H2O2分解的O2(副反应)，而非H2，B错误；实验①(中性)：Cu与H2O2不反应，说明H2O2氧化性不足，实验②(酸性)：Cu与H2O2反应生成蓝色溶液(Cu2+)，说明反应发生，对比可知，H+提供酸性环境，增强了H2O2的氧化性(酸性条件下H2O2氧化性更强)，使Cu能被氧化，C正确；实验②反应后溶液呈蓝色，说明溶液中含有大量的Cu2+，加入NaOH溶液生成的沉淀M为Cu(OH)2，即M不为铜的氧化物，D错误；故选C。 易错点09 守恒法的应用 【错因辨析】 1.原理阐述 守恒法是一种整合的思维方法，运用守恒定律，不纠缠过程细节，只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如反应中的原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、化合价升降守恒、能量守恒等)或相互间的关系(如化合物中的化合价规则、电解质溶液中的电中性原则等)，从而达到速解、巧解化学试题的目的。常见的守恒法有以下几种： (1)质量守恒(原子守恒) 依据化学反应的实质是原子的重新组合，反应前后各原子的种类和数目保持不变。 (2)电荷守恒 在离子方程式中，反应前后的阴、阳离子所带的电荷总数相等。 (3)得失电子守恒 氧化还原反应中，元素原子化合价升高的总价数=元素原子化合价降低的总价数，即还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。 2.解题思路 确定研究对象→分析题意选择合适的守恒方法→确定研究对象的始态和终态相互间的关系并列式 【对点训练】 41.（25-26高一下·安徽·期中）将金属锌投入的硝酸溶液中，反应完全后将生成的混合气体和通入的溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含和的混合溶液。(已知： ； )，下列说法不正确的是 A．混合气体中的物质的量为 B．反应中消耗的物质的量为 C．若向与锌反应后的溶液中加入的溶液可使恰好完全沉淀 D．NO和被溶液吸收过程中转移的电子总数为 【答案】D 【解析】金属锌的物质的量为0.1mol，完全反应转移0.2mol电子，设混合气体中物质的量为，为，由电子守恒得，由氮守恒得，联立解得，A正确；消耗分为两部分：作为酸生成需，被还原为气体的部分为，总消耗，B正确；剩余为，中和需，沉淀需，总需为，加入的为，可使恰好完全沉淀，C正确；根据NO与NaOH反应的方程式可知，1molNO参加反应转移1mol电子，则0.03 mol NO参与反应转移0.03 mol电子，剩余发生歧化反应，根据NO2与NaOH反应的方程式可知，反应2molNO2转移1mol电子，则0.08molNO2参加反应转移电子，总转移电子数为，D错误；故选D。 42.（25-26高一下·北京·阶段检测）已知9.6g金属Cu和50mL的一定物质的量浓度的浓硝酸恰好完全反应，共收集到4.48LNO2和NO(折算成标准状况，不考虑NO2转化为N2O4)的混合气体，则该浓硝酸的物质的量浓度为 A．0.24mol/L B．2.4mol/L C．10.0mol/L D．12.0mol/L 【答案】C 【解析】金属铜与硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO、NO2和H2O，则根据铜元素质量守恒，有，和的物质的量共为，根据氮元素质量守恒，有 ，，故答案为：C。 43.（25-26高一下·黑龙江佳木斯·阶段检测）现有25.6 g金属铜与100 mL一定物质的量浓度的浓硝酸恰好完全反应，生成的氮氧化物溶解在0.6 L 1 mol/L的NaOH溶液中，恰好完全反应得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如下图所示。下列有关说法错误的是 A．该浓硝酸浓度为 B．生成的NO、、物质的量之比为 C．过程①中转移电子的数目为 D．过程②生成的物质的量为0.4 mol 【答案】B 【解析】根据N原子守恒，Cu与浓硝酸反应，浓硝酸中的N一部分转化为硝酸铜，一部分生成氮氧化物，而氮氧化物中的N最终转化为NaNO3和NaNO2，由Na原子守恒可知硝酸钠和亚硝酸钠的物质的量之和等于氢氧化钠的物质的量，结合题干信息列式n(HNO3)=2n[(Cu(NO3)2)]+n(NaOH)=2+0.6 L=1.4 mol，已知浓硝酸体积为100 mL，所以浓硝酸的浓度为14 mol/L，A正确；设一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮的物质的量分别为a、b、c，由题干信息列式①a+b+c=0.40 mol；由N原子守恒列式②a+b+2c=n(NaNO2)+n(NaNO3)=n(NaOH)=0.6 L×1 mol/L =0.6 mol；Cu与浓硝酸反应，每1 mol Cu生成硝酸铜失去2 mol 电子，则失电子n(e-)=2n(Cu)= 2=0.8 mol，每生成1 mol NO得到3 mol电子，生成1 mol NO2得到1 mol电子，生成1 mol 得到2mol 电子，由得失电子守恒列式③n(e-)=3a+b+2c=0.8 mol，联立三式计算得a=0.1 mol、b=0.1 mol、c=0.2 mol，所以生成的NO、NO2、物质的量之比为a：b：c=0.1 mol：0.1 mol：0.2 mol=1：1：2，B错误；过程①中转移电子的数目可由Cu的量计算，已知1 mol Cu生成硝酸铜转移2 mol 电子，即n(e-)=2n(Cu)= 2=0.8 mol，转移电子的数目为0.8NA，C正确；由B中分析可知Cu共失去0.8 mol 电子，硝酸得电子经多步反应最终转化为亚硝酸钠，由得失电子守恒列式n(e-)=0.8 mol=n(NaNO2)×(5-3)，n(NaNO2)=0.4 mol，D正确；故选B。 44.（25-26高一下·辽宁营口·阶段检测）将2.56 g铜投入20 mL一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生标准状况下的NO和混合气体共896 mL，反应结束后向溶液中加入120 mL 1 mol/L NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀；若将盛有896 mL该混合气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积为X的氧气，又可恰好将气体完全转化为。下列说法错误的是 A． B．原硝酸浓度为6 mol/L C．与铜的反应中，起酸性作用的硝酸为0.08 mol D．产生的混合气体中，NO和的物质的量之比为1：1 【答案】B 【解析】根据电子转移守恒，铜失去的电子数=氮元素生成氮氧化物得到的电子数=氮氧化物生成硝酸根失去的电子数=氧气得到的电子数；2.56 g铜的物质的量为：，失去电子总物质的量为，1 mol反应得4 mol电子，故，标准状况下体积为，A正确；根据N元素守恒，原硝酸总物质的量等于反应后溶液中的物质的量与氮氧化物总物质的量之和，，，总，浓度为，不是6 mol/L，B错误；起酸性作用的硝酸全部转化为，，故起酸性作用的硝酸的物质的量为，C正确；设NO物质的量为，为，则，根据电子转移守恒，解得，，二者物质的量之比为1：1，D正确；故选B。 45.（25-26高一上·浙江杭州·期中）一定量的某磁黄铁矿(主要成分，S为价)与100盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)生成3.2g硫单质、和一定量气体，且溶液中无。则下列说法正确的是 A．该盐酸的物质的量浓度为8.0 B．该磁黄铁矿中与的物质的量之比为 C．生成的气体的体积为4.48L D．该磁黄铁矿中的 【答案】A 【解析】盐酸恰好反应生成FeCl2的物质的量为0.4mol，根据Cl原子守恒可得c(HCl)=，A正确；n(S)==0.1mol，根据转移电子守恒得n(Fe3+)==0.2mol，则矿石中的n(Fe2+)=0.4mol-0.2mol=0.2mol，则磁黄铁矿中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.2mol∶0.2mol=1∶1，B错误；根据H、Cl原子守恒可知，n(H2S)=n(HCl)=n(FeCl2)=0.4mol，标况下，V(H2S)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L，选项未说明是标准状况，无法确定气体体积，C错误；FexS中n(S)=0.1mol+0.4mol=0.5mol，n(Fe)=0.4mol，则有n(Fe)∶n(S)=0.4mol∶0.5mol=4∶5，解得x=0.8，D错误；故选A。 易错点10 关系式法的应用 【错因辨析】 1.原理阐述 关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间的关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。 2.解题思路 第一步 写出各步反应的化学方程式 第二步 根据化学方程式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系 第三步 确定已知物质和所求物质之间量的关系 第四步 根据所确定的已知物质和所求物质之间量的关系和已知条件进行计算 【对点训练】 46.（25-26高一上·山西运城·期末）在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为(　　) A.72% B.40% C.36% D.18% 【答案】C 【解析】由S原子守恒和有关反应可得出： 得m(S)＝0.08 g，则原混合物中w(S)＝×100%≈36%。 47.（（25-26高一上·江苏常州·期末）某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2NO＋H＋＋H2O，6H＋＋6NO＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NO的转化率可达95%，而NO转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，则理论上每天所需甲醇的质量为(　　) A．24.32 kg B．30.00 kg C．25.30 kg D．4.08 kg 【答案】A 【解析】根据甲醇处理含氨废水的反应原理可得关系式：NH3～NO～CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为×95%×96%××32 g·mol－1＝2.432×104 g＝24.32 kg。 48.（25-26高一下·河北·期末）对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为　　　　 g。  【答案】0.84 【解析】1 mol CO2与足量Na2O2反应，最终Na2O2增重的质量相当于1 mol CO的质量， 假设固体NaHCO3的质量为x， 可列如下关系式： 则， 解得x=0.84 g。 49.（25-26高一下·重庆·期末）在室温下，向100 mL CuSO4饱和溶液中加入足量的经硫酸酸化的KI溶液，发生反应：2Cu2++4I-===2CuI↓+I2，反应完全后，用0.625 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行测定：I2+2S2，消耗了20 mL Na2S2O3溶液，计算原饱和溶液中CuSO4的物质的量浓度为　　　　　　 mol·L-1。 【答案】0.125 【解析】设硫酸铜的物质的量浓度为x，根据反应方程式可得关系式： ，解得x=0.125 mol·L-1。 50.（25-26高一上·山东菏泽·期末）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0 g，放入500 mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为(　　) A.0.5 mol·L-1 B.1.0 mol·L-1 C.2.0 mol·L-1 D.3.0 mol·L-1 【答案】B 【解析】Al、CuO、Fe2O3放入500 mL某浓度的盐酸生成AlCl3、CuCl2、FeCl3，HCl可能有剩余，加入NaOH溶液，金属离子全部转化为沉淀时，生成Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3，此时n(Na+)=n(Cl-)，则 n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=0.25 L×2 mol·L-1=0.5 mol，c(HCl)==1 mol·L-1。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $