2019_2020学年新教材高中化学铁金属材料章末整合提升学案新人教版必修第一册

1、章末整合提升知识网络构建HlaBB一、铁及其化合物1 .铁单质与或其他金属熔合形成,铁合金L碳素钢合金钢强氧化剂十（CL,Br&等）与非金属单质反应弱氧化剂、*Ee"（吼S等）在。工中燃烧F/（L（既有+2又有十3价）强氧化性酸*与酸反应弱氧化性酸9>Fe2+2 .铁的化合物H士I-Fe()Fe+一氧化物一Fe2O3Fe3+Fe3OqfFr+、F/+同时存在铁的化合物卜L还原剂士皿A''H铁氧化剂扑Illi一Fe()H)3+一氢氧化物一02H2。Fe(OH)2二、铝及铝合金与其他金属铝合金与H+反应一jA1AI与H+反应>Al3+与OH反应A1/i

2、_*A109与0H一反应Ain_常温下形成致密氧化膜Ca95-重点唯点突破突破点一Fe3+、Fe"、CuFe之间的转化【典例1】已知Cu+2Fe3=Cij+2Fe2,Zn+2Fe3=Zri+2Fe2,现把等物质的量的CuSO、FeCl3和Zn三种物质置于盛有水的容器中，充分反应后，容器中除S（t、Cl外还有（）A. Zn2+、ClkFe2+B. Zn2+、CiJ+、Fe、Fe2+r2+-2+L2+C. Zn、Cu、FeD. Zn2+、CiJ+、CuFe2+思路启迪(1)切入点：要考虑到一种金属与多种阳离子发生反应时，阳离子按氧化性由强到弱的顺序发生反应。按发生反应的先后排序，结合题中

3、的“量”推算反应的最终产物。(2)关键点：正确分析反应的先后顺序。在同一溶液中，当发生氧化还原反应时，一定是氧化性最强的物质先与还原剂反应。另外在求解过程中还要考虑各反应物之间量的关系。解析设CuSQFeCl3和Zn的物质的量均为1mol,由题中所给的反应式可得出氧化性：Fe3>Cu2,所以Zn先与Fe"反应，1molFe3+消耗0.5molZn;剩余的0.5molZn22+能置换出0.5molCu,溶彼中还剩余0.5molCu,即充分反应后，谷命中还含有Fe、Zn"、ClT、Cu。答案D方法规律判断化学反应先后顺序的方法(1) 一种氧化剂与多种还原剂反应，还原性强的

4、还原剂优先发生反应。如向含等物质的量浓度的碘化亚铁、澳化亚铁溶液中缓慢通入氯气，发生反应的先后顺序为、Fe"、Bro(2) 一种还原剂与多种氧化剂反应，氧化性强的氧化剂优先发生反应。如在含等物质的量浓度的J、Fe"、Fe"Cu"、Zn"的溶液中加入镁粉，反应的先后顺序为Fe-Cu"、H+、Fe"、Zn2+O(3) 一种碱与多种阳离子反应，生成物越难电离，越先发生反应。如在含等物质的量浓度的H，、Fe3>NH4的溶液中滴加氢氧化钠溶液，发生反应的先后顺序为HI>Fe3>NH4。(4) 训练1向氧化铁、氧化铜、

5、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe"和Cu2+B. 一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C. 一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+解析混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后，仍有红色固体铜存在，溶液中一定有Fe2+,一定不可能有Fe3+,可能有Cu"。答案C学科素养利用Fe2+、Fe”之间的转化，培养学生变化观念。突破点二Fe(OH)2的制备【典例2】用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用FeSO溶液与不含Q的蒸储水配制的NaOH§液反应制备。(1)除去蒸储

6、水中溶解的Q常采用的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O的NaOH§液，插入FeSO溶液液面下，再挤出NaOH§液。这样操彳的理由是c方法二：在如图所示装置中，用不含Q的NaOH§液、铁屑和稀硫酸制备。In(i)在试管I里加入的试剂是。(2)在试管n里加入的试剂是。为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和试管n中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是思路启迪(1)切入点：熟悉Fe(OH)2的制备原理是Fe2+2O口=Fe(OH>J。(2)关键点：要特别注意Fe(OH)

7、2在空气中极易被氧化为Fe(OH)3,所以制备时一定要保证为无氧环境。解析方法一：(1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸储水中溶解的Q变少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。方法二：试管n是开口式，无法利用产生的气体将溶液压入试管I中，所以制取FeSQ应在试管I中进行，而在试管n中应加入不含Q的NaOH§液。当把Fe与稀硫酸放入试管I后，产生的H2可通过试管I内的短导管排出试管I内的空气，然后经过止水夹进入试管n中，再排尽试管n内的空气，最后关闭止水夹，试管I内产生的H2无法逸出，H产生的压强将试管I内生成的FeSQ溶液通过长导管压入试管n内，在此过程

8、中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的Q将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3O答案方法一：(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二：(1)稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液检验试管n出口处排出的H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管I中反应生成的H2充满了试管I和试管n,且外界空气不容易进入装置|方法规律A(1)Fe2+极易被氧化，所以FeSO溶液要现用现配。(2)为了防止Fe2+被氧化，配制FeSO溶液的蒸储水和NaOH§液要煮沸，尽可能除去O。(3)为了防止滴加NaOH§液时带入空气，可将吸有NaOHB液的长滴管伸入

9、FeSO溶液的液面下，再挤出NaOH§液。(4)为防止Fe2+被氧化，还可以向盛有FeSO溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。针对训练2(1)实验室用FeSO溶液和稀氨水制备Fe(OH)2,试写出该反应的离子方程式：。(2)向FeCl2溶液中加入NaO,预测最终的实验现象：反应的化学方程式为。解析(1)NH3H2O是弱碱，书写离子方程式时不能拆开写。(2)把NaO加入到FeCl2溶液后，NaQ与水反应生成NaOHF口Q,NaOHM与FeCl2反应生成Fe(OH%,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。答案(1)Fe2+2NHH2O=Fe(OH2J

10、+2Nht(2)剧烈反应，有气泡产生，最终生成红褐色沉淀2N0Q+2HO=4NaOHQT、2NaOMFeCl2=Fe(OH>J+2NaCl、4Fe(OH)2+Q+2H2O=4Fe(O哨学科素养能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案，以培养学生科学探究与创新意识素养水平。突破点三有关铝与酸反应的相关计算【典例3】将盛有等质量等浓度稀盐酸的甲、乙两个烧杯分别放在托盘天平的两边，调节天平，使天平达到平衡。然后在甲、乙烧杯中分别投入amolMg和bmolAl,充分反应。(1)若甲、乙两烧杯中酸均过量，则甲、乙两烧杯中净增量分别为g,g。(2)若甲、乙两烧杯中酸均用完，金属均过量，且天平仍保持平衡

11、，则甲、乙两烧杯中产生H2的质量(填“相等”或“不相等”)，由此推出a：b=。思路启迪(1)切入点：要考虑到金属镁、铝均能与盐酸发生反应，且使溶液质量增加。(2)关键点：依据反应方程式能灵活运用差量法进行相关计算，尤其注意反应物过量问题。解析(1)酸过量时金属完全反应，则：甲烧杯中Mg+2HCl=MgC2+HJAm2422224ag22ag乙烧杯中2Al+6HCl=2AlCl3+3H4Am5464827bg24bg则充分反应后甲增重22ag,乙增重24bg。(2)两烧杯中金属均过量，酸均反应完，则产生好的量相等，天平保持平衡，则加入的Mg和Al的质量也相等，故24a=27b,a：b=9：8。答

12、案(1)22a24b(2)相等9：8|方法规律解答铝与酸反应题的常用守恒法包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。如根据得失电子守恒，1molAl不论与3_11酸还是与碱反应失去的电子都是3mol,生成的Hb均为2mol,即n(H2)=n(e)=-n(金属)x化合价。反过来，生成11.2L(标准犬况)H2,一定转移1mol电子。针对训练3完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。(1)分别取ag钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是O(2)分别取0.1mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物

13、质的量之比是;质量比是。解析agNa、MgAl的物质的量分别为：amol、：amol、7amol,由三者与足232427量盐酸反应的化学方程式：2Na+2HCl=2NaCl+H2T,Mg+2HCl=MgC2+Hd,2Al+6HCl=2AlCl3+3H4,可得关系式：2Na也Mg-hb,2Al3H2,所以agNa、MgAl生成aaa111H2的体积之比为：=:一。”十八46241823129解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：”ag11XI:ag1X2:今7agI1X3,直接得出答案。23g-mol24g-mol27g-mol(2)0.1mol钠、镁、铝与足量盐酸

14、反应，转移电子数之比为(0.1molX1)：(0.1molX2)：(0.1molX3)=1：2：3,即产生hb体积之比为1：2：3。(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即为金属失去的电子数相等。-111答案(1)西：行：§(2)1：2:3(3)1：1：1(或6：3：2)23：12：923学科素养通过学习金属与酸的反应，提高学生证据推理与模型认识。突破点四守恒法、差量法等在计算题中的应用【典例4现有两种Na2CO与NaHCO勺混合物X和丫。已知N*CO受热难分解，而NaHCO受热易分解：2NaHCO：=N&CO+COT+HQ(1)现取5.00g混合物X,

15、充分加热后混合物质量减少了0.31g,则原混合物中碳酸钠的质量为。(2)现取5.00g混合物Y,充分加热至恒重，把放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成2.00g沉淀，则原混合物中碳酸氢钠的质量分数为。思路启迪(1)切入点：要考虑到两种盐对热稳定性不同，NaHC菠热分解，但N&CO受热不分解。(2)关键点：正确分析混合物受热时固体质量减少量为CO和H2O之和，再依据方程式求解。解析(1)2NaHCQ=N&CO+HO+COTAm2X84g62gn(NaHC0.31g2X84g62g-=mNaHCO0.31g解得mNaHCO)=0.84g,原混合物中N*CO的质量为5.00g-0.8

16、4g=4.16g。(2)2NaHCQ=N*CO+H2O+COT,Ca(OH)2+CO=HO+CaCOj,由此得关系式:2NaHCO-COCaCO2X84100.=_5.00gwNaHCO2.00g解得w(NaHCO)=67.2%。答案(1)4.16g(2)67.2%特别提醒A根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量的差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。针对训练4在2L硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中，加入30g铁粉，最后得到2L0.25molL-的硫酸亚铁溶液及26g固体沉淀物。分别求原混合溶液

17、中硫酸铁和硫酸铜的物质的量浓度。解析设硫酸铁、硫酸铜的物质的量分别为x和y。根据反应前后铁和铜的质量和相等得：56gmol1X2x+64g-mol1xy+30g=2LX0.25mol-L1x56gmol1+26g再由反应前后硫酸根离子的物质的量守恒得：3x+y=2LX0.25mol-L1联立解得x=0.1mol,y=0.2mol。因此硫酸铁、硫酸铜的物质的量浓度分别为：1 10.05mol-L和0.1mol-L。答案0.05mol-L10.1mol-L1学科素养通过学习守恒法、差量法等在计算题中的应用，培养学生利用所学知识解决问题的能力。易错易混排直、铁及其化合物1 .铁的氧化物的物理性质。2

18、 .铁的氢氧化物的制备。3 .易混淆Fe"、Fe3+的检验方法顺序。4 .不清楚铁的化合物之间的相互转化。5 .常见合金和金属材料的选用。判断正误(正确的打，错误的打“X”)(1)Fe2C3难溶于水，也不与水反应，因此无法通过化合反应制取Fe(0H)3()(2)Fe3。中的铁元素有+2价和+3价，Fe3C4是混合物()(3)向某溶液中加入NaOH§液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe”不含有Mc2+()(4)某溶液通氯气后，再加入KSCN溶液，溶液变为红色，可以判断原溶液中一定存在Fe()(5)向FeCl3溶液中滴加KSCN后产生红色沉淀()(6)FeSO4溶液久置后显黄色()(7)青铜比纯铜硬度低()(8)镁铝熔合成合金的过程是化学变化()答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V(7)X(8)X二、铝及氧化铝1 .易混淆铝跟酸、碱反应的产物。2 .铝跟酸、碱反应的氧化还原过程分析不透彻。3 .忽视铝跟酸