高中化学必修一 第三章 铁 金属材料【复习课件】20202021学年新

1、 第三章 铁 金属材料单元复习一遍过人教版2019 必修第一册【考纲要求】1.了解铁元素在自然界中的存在形态；2.了解铁的物理性质，掌握铁的主要化学性质；了解铁单质的冶炼方法。3.了解铁的常见氧化物的性质；了解铁的氢氧化物的性质；4.了解铁盐、亚铁盐的性质及相互转化；了解Fe2+ 、Fe3+的检验方法。5.认识金属单质与合金在性能上的主要差异；6.知道铁合金的主要成分及性能；7.了解金属铝的性质及铝合金的应用；8.了解新型合金应用。9.基于物质的量认识化学变化；10.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。考点一：铁的单质考点二：铁的重要化合物考点三：金属材料考点四：物质的量在化学方程式 计算中

2、的应用考点一：铁的单质知识复习一铁元素在自然界中的存在形态1.人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。2.存在形态(1)可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在。(2)主要是以2价和3价化合物的形态存在于矿石中； 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。春秋初年，我国已经掌握了冶铁技术二铁单质的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。三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。铁单质只有还原性，一般遇弱氧化剂被氧化为2价，遇强氧化剂被氧化为3价。1.与非金属单质反应(1)与O2反应点燃(化学方程式)：3Fe

3、2O2=Fe3O4； 现象：剧烈燃烧，火星四射。常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3xH2O。点燃(2)与Cl2反应(化学方程式)：2Fe3Cl2=2FeCl3现象：剧烈燃烧，棕红色烟。注意：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl3，与反应物量比无关。(3)与S反应(化学方程式)：FeS=FeS氧化性：Cl2 S，铁与Cl2反应被氧化为3价，与S反应被氧化为2价。2.与水反应常温下，铁与水是不反应的。但高温下可与水蒸气反应(化学方程式)：3Fe4H2O(g) =Fe3O44H2高温3.与酸反应与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应离子方程式：Fe2H=Fe2H24.与盐溶液反应(

4、1)置换反应与CuSO4溶液反应(离子方程式)：FeCu2=Fe2Cu(2)与FeCl3溶液反应(离子方程式)：Fe2Fe3=3Fe2四铁单质的冶炼铁单质冶炼的原理就是利用还原剂将铁从矿石中还原出来。如高炉炼铁：(1)设备：炼铁高炉；原料：铁矿石、焦炭、空气等。(2)主要反应还原剂的生成。a生成CO2：CO2=CO2b生成CO：CO2C=2CO铁的生成：Fe2O33CO=2Fe3CO2【总结】在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应。(1)铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成2价铁的化合物。(2)铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原

5、子则失去3个电子生成3价铁的化合物。(3)红热的铁能与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和氢气。题点呈现1.下列关于铁的叙述，错误的是()A纯净的铁是光亮的银白色金属B铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身能产生磁场C铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态 也有化合态D纯铁的抗腐蚀能力强，在干燥空气中不易被氧化【答案】C2.某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是()A甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水， 加热也可实现该反应C乙同学认为试管a中生成黑色固体可能为四氧化三铁D丁同学认为用盐酸

6、溶解固体生成所得溶液有颜色B3把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2和Fe3的浓度恰好相等。则已反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量之比为（ ）A11 B21 C23 D32【答案】C4下列物质反应后一定有3价铁生成的是（ ）过量的Fe与Cl2反应 Fe与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中通入少量Cl2 Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A只有 B只有C只有 D全部【答案】B考点二：铁的重要化合物知识复习一铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4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(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁元素的化合价232，3稳定性不稳定

7、稳定稳定类别碱性氧化物碱性氧化物特殊氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4它们均可溶于强酸FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O二铁的氢氧化物1.FeCl3和NaOH溶液现象： 化学方程式： 离子方程式： 2.FeSO4和NaOH溶液现象： 化学方程式： 产生红褐色沉淀 FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl Fe33OH=Fe(OH)3 生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色FeSO42NaOH=Fe(OH)2Na2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 3.Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性弱碱，可以

8、和酸反应。Fe(OH)2非常容易被氧化为Fe(OH)3，加热Fe(OH)3时，失水生成红棕色的Fe2O3粉末。反应方程式： 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解制备可溶性亚铁盐与碱反应：可溶性铁盐与碱反应：二者的关系2Fe(OH)3=Fe2O33H2O Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应化学方程式为4Fe(O

9、H)2O22H2O=4Fe(OH)3三铁盐和亚铁盐常见的铁盐有 等，常见的亚铁盐有 等。FeCl3、Fe2(SO4)3 FeCl2、FeSO41.Fe3+的检验 【实验3-2】观察实验，填写下表： 滴入KSCN溶液的现象解 释（用离子方程式）结论与应用FeCl3溶液FeCl2溶液 Fe3+3SCN=Fe(SCN)3溶液变红色没有明显现象可用来检验Fe3+由实验3-2得知，Fe3+和Fe2+可以相互转化， Fe3+ Fe2+。还原剂氧化剂3.Fe3+的氧化性含有Fe3的溶液呈黄色，Fe3处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现氧化性。(1)Fe3与S2、I、HS、SO32等具有较强还原

10、性的离子不能大量共存。(2)Fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式 Cu2Fe3=Cu22Fe2 4.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，以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO3(H)等均表现还原性。Fe2的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O5.应用(1)判断离子共存Fe2与氧化性离子NO3(H)、ClO、MnO4；Fe3与还原性离子S2、I、SO32；因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FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加足量氯

11、水或H2O2溶液FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤【思考】为什么实验室配制FeSO4溶液常加入少量铁粉？防止亚铁离子被氧化，2Fe3+Fe=3Fe2【小结】Fe3+、Fe2+的检验方法：1用KSCN溶液和氯水2用NaOH溶液3含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe2、Fe3的检验混合溶液滴加KSCN溶液变红色，说明含有Fe3混合溶液滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2题点呈现1关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是()A铁元素化合价不完全相同B氧元素的化合价完全相同C氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体【答案】C2铁是生活中应用最广泛

12、的金属，下列有关铁元素的说法正确的是（ ）AFe3+水溶液呈红褐色，Fe2+水溶液呈浅绿色BFe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液，立即出现红色沉淀CFe3+具有氧化性，Fe2+具有还原性D铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe2O3【答案】C3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（）加入适量氯水加入足量的KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液ABCD【答案】C4向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量的铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是（ ）AFe2+、Fe3+ BFe2+、Cu2+ CFe3+、Cu2+ DCu+、Cu2+【答案】B考点三：金属材料知识复习

13、一合金金属材料包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。1.合金的概念由纯金属(或金属与非金属)制得的金属材料。2.合金的一般性质（1）硬度：合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属。（2）熔点：合金的熔点一般低于各成分金属。二铁合金铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。1.生铁生铁的含碳量为2%4.3%。性能及用途生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。2.钢钢的含碳量为0.03%2%。性能及用途钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。分类钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢组成元素Fe和CFe、C、Cr、M

14、n、W、Ni、Mo、Co、Si含碳量低于0.3%0.3%-0.6%高于0.6% 性能 韧性、焊接性好，但强度低强度高、韧性及加工性好硬而脆，热处理后弹性好种类多，性能差别大 用途用于制造钢板、钢丝、钢管等用于制造钢轨、车轮、建材等用于制造器械、弹簧、刀具等常用合金钢a不锈钢合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni)。性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。b超级钢合金元素：Mn、C、Al、V。性能：强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。用途：汽车、航空和航天等领域。三铝和铝合金1铝与氧化铝(铝是地壳中含量最多的金属元素)(1)A

15、l与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层 。其反应方程式为： 。致密的氧化铝薄膜4Al3O2=2Al2O3(2)Al、Al2O3与酸反应将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又放出气体，有关反应的化学方程式为：Al2O36HCl=2AlCl33H2O, 2Al6HCl=2AlCl33H2 。铝表面存在一层致密的氧化铝薄膜2铝合金目前用途广泛的合金之一（1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。（2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性（3）主要用途：

16、用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。【思考】铝制餐具不宜长期存放酸、碱性食物原因是什么？Al和Al2O3均易与酸、碱反应。四新型合金新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。此外，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。题点呈现1.关于合金性质的说法中，错误的是 （ ）A多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同 D合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同【答案】D2.工业生产中

17、常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其它条件均已满足），判断哪种金属不易跟其它金属制得合金_（填代号，双选）。 A.Zn B.Fe C.W D.Ag 【答案】AC金属FeCuZnAgAuW熔点（5960.810633380沸点（）300025959072212270756373为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是()AKOH溶液B氨水 C稀盐酸 D稀醋酸【答案】A4在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加

18、入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后()A天平保持平衡B左高右低C左低右高 D无法确定【答案】A考点四：物质的量在化学方程式计算中的应用知识复习一物质的量在化学方程式中的应用物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是粒子按照一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量系数可以明确表示出化学反应中粒子之间数目关系。 2Na 2H2O = 2NaOH H2化学计量系数 2 2 2 1扩大倍2NA倍 2NA 2NA 2NA 1NA物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol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，对于有

19、气体参与的反应还等于体积之比。二以物质的量为中心的相关计算【例题】250 mL 2 molL1的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：(1)参加反应的铁屑的物质的量；(2)生成的H2的体积(标准状况)。【答案】(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.50mol；(2)生成的H2的体积在标准状况下为11.2L。三化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系1物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤转：将已知物理量转化为物质的量设：设所求物质的物质的量为n（B）写：写出相关的化学方程式标：在相关物质化学式下面标出已知量和未知量列：列出比例式解：根据比例式求解答：简明的写出答案2计算过程中的注意事项(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据运算要公式化并带单位。(2)单位运用对应化：根据化学方程式