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化学
第三章 铁 金属材料
章末复习
学习目标
1.从物质的类别看,研究铁、铝及其化合物的共性及特殊性;从化合价的角度看,分析不同价态的含铁物质的氧化性和还原性,并能推导相关物质的性质及用途。
2.了解常见的化学计算类型和技巧。
了解化学计算中的常用方法。
氢氧化亚铁的制备；铁离子、亚铁离子的检验；铁离子的氧化性；亚铁　　离子的氧化性及还原性；Fe、Fe2+、Fe3+之间的转化关系。
重点、难点：
学习重难点
金属光泽：多数金属呈银白色，如铁、镁等，但铜呈紫红色，金呈黄色。金属光泽是因为金属中的自由电子能够吸收并反射可见光。
导电性：金属内部存在大量自由电子，在电场作用下，这些自由电子会定向移动，形成电流，所以金属是良好的导体，如铜、铝常被用于制作电线。
1.金属在物理性质方面有哪些通性？
自主学习
导热性：自由电子在受热时，能量增加，运动速度加快，与金属离子碰撞传递热量，使金属有良好的导热性，例如生活中用的铁锅。
延展性：金属原子之间是金属键，在外力作用下，金属原子层之间可以相对滑动，而金属键不会被破坏，使金属能被拉伸成丝（延性）或压成薄片（展性），像金可以被制成很薄的金箔。
自主学习
1.金属在物理性质方面有哪些通性？
金属与非金属反应，如金属钠和氯气反应生成氯化钠：2Na + Cl2===2NaCl。
金属与酸反应（金属活动性顺序中氢之前的金属），例如锌和稀硫酸反应：Zn + H2SO4=ZnSO4+H2↑。
金属与盐反应（活泼金属置换不活泼金属），比如铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4=FeSO4+Cu。
自主学习
2.金属在化学性质方面有哪些通性？
强还原性：铝原子最外层电子数为3，易失去电子，是一种活泼金属。在化学反应中常体现强还原性，例如铝热反应2Al + Fe2O3====== Al2O3+2Fe，此反应中铝能将氧化铁中的铁置换出来。
与碱反应产生氢气：铝能与强碱溶液反应，这是它区别于大多数金属的特性，如2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH )4]+3H2↑。
自主学习
①铝单质的特性：
3.铝的单质和氧化物有哪些特性？
高温
两性氧化物：既能与酸反应，如Al2O3+6HCl = 2AlCl3+3H2O；又能与碱反应，如Al2O3+2NaOH+4H2O = 2Na[Al(OH )4]+H2O。这是氧化铝区别于其他普通金属氧化物（如氧化铁、氧化铜等碱性氧化物）的重要特性。
自主学习
3.铝的单质和氧化物有哪些特性？
②氧化铝的特性：
在化学方程式中，化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
例如，对于化学方程式2H2+O2=====2H2O，H2、O2、H2O的化学计量数之比 为21：2。这意味着，当反应按照这个化学方程式进行时，参加反应的氢气、氧气和生成的水的物质的量之比也是2∶1∶2。
如果已知一种物质的物质的量，就可以根据化学计量数之比求出其他物质的物质的量。比如，若有4mol氢气完全反应，根据H2、O2的化学计量数之比为2∶1，可以算出消耗氧气的物质的量是2mol。
自主学习
4.化学方程式中的化学计量数与物质的量有什么联系？
点燃
课堂探究
一、铁及其化合物
铁和稀盐酸反应的实验视频
与氧化性物质反应,单质铁体现还原性。
【问题1-1】从化合价角度，分析单质铁能和哪些物质反应？
一、铁及其化合物
课堂探究
Fe2+既有氧化性,也有还原性,Fe2+既可以和氧化性物质反应,也可以和还原性物质反应。
课堂探究
一、铁及其化合物
【问题1-2】从化合价角度，分析Fe2+具有什么性质？可以与哪类物质反应？
Fe3+只有氧化性,只能与还原性物质反应。
课堂探究
一、铁及其化合物
【问题1-3】从化合价角度,分析Fe3+具有什么性质 可以与哪类物质反应
课堂探究
一、铁及其化合物
【问题1-4】在下面框图上完成下列物质之间的转化:
课堂探究
已知有以下物质相互转化，试回答下列问题：
(1)写出B的化学式：　　　　　　，D的化学式：　　　　　　。
(2)写出由E转变成F的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　
(3)写出用KSCN溶液鉴别G溶液的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　向G溶液中加入A，发生反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　。
一、铁及其化合物
FeCl2
KCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
Fe3++3SCN-==Fe (SCN)3
2Fe3++Fe==3Fe2+
常见物质的特征颜色有哪些？
(1)有色固体
红色：Cu；砖红色：Cu2O；红棕色：Fe2O3；红褐色：Fe(OH)3；淡黄色：S或Na2O2；蓝色：Cu(OH)2；紫黑色：KMnO4、I2；黑色：炭粉、CuO、FeO；白色沉淀：Fe(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。
(2)有色溶液
Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)、Fe(SCN)3(红色)。
课堂探究
一、铁及其化合物
【练习2】根据下列实验装置和操作，回答有关问题。按图中所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B装置中的现象。
课堂探究
一、铁及其化合物
(1)先夹紧止水夹a，再使A装置中开始反应。实验中B装置中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　 。B装置中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)打开止水夹a，使A装置开始反应一段时间后，再夹紧止水夹a，实验中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B装置中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
课堂探究
一、铁及其化合物
有白色沉淀生成，并迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
2OH +Fe2+===Fe(OH)2↓ 、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
a打开时，观察到B容器中管口有气泡产生，
再夹紧a时，溶液进入B容器产生白色沉淀，且长时间不变
2OH-+Fe2+===Fe(OH)2
【思考】氢氧化亚铁制备时的注意事项有哪些
制备Fe(OH)2时,在操作中要防止与空气接触,这样才能得到白色的Fe(OH)2沉淀。
【练习3】电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
课堂探究
一、铁及其化合物
(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是　　　　　　　　　　　　,证明Fe3+存在的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
KSCN溶液
溶液变成红色
2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
【思考】Fe2+和Fe3+的效验方法有哪些
鉴别方法 Fe2+ Fe3+
直接观察颜色 浅绿色 棕黄色
利用显色反应 (与KSCN溶 液的反应) 加入KSCN溶液后不变红，再滴入几滴氯水，溶液变红 加入KSCN溶液后变为红色
与NaOH反应产生的沉淀颜色 产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色 立即产生红褐色沉淀
课堂探究
一、铁及其化合物
课堂探究
铝和盐酸反应的实验视频
二、铝及其化合物
课堂探究
铝三角的转化
二、铝及其化合物
课堂探究
【问题2-1】在下面框图上完成下列物质之间的转化:
二、铝及其化合物
课堂探究
【例题1】
向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)的气体。向所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，混合物中铁元素的质量分数为(　　)
A.81.4%　
B.77.8%　
C.68.6%　
D.无法计算
A
三、常用的化学计算类型与技巧
课堂探究
【练习1】
在硫酸、明矾和硫酸铝组成的混合溶液中，c(Al3+)=0.3 mol·L-1，c(SO2-4)=0.7 mol·L-1，c(H+)=0.1 mol·L-1，则c(K+)为(　　)
A.0.15 mol·L-1　　 　
B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1　　
D.0.4 mol·L-1
D
三、常用的化学计算类型与技巧
(1)质量(元素)守恒。
(2)得失电子守恒。
在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
(3)电荷守恒。
①电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；
②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等，且电性相同。
【总结归纳】守恒法在化学方程式计算中的应用：
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
【例题2】
把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H+与的物质的量浓度之比为
( )
A.1∶4　　
B.2∶7　 　
C.1∶2　　 　
D.3∶8
A
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
【练习2】
把4.48 L(标准状况)CO2通过一定质量的固体Na2O2后，收集到3.36 L(标准状况)气体，则这3.36 L气体的质量是(　　)
A.3.8 g　 　
B.5.6 g 　
C.4.8 g 　　
D.6.0 g
D
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
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。
【总结归纳】差量法在化学方程式计算中的应用：
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
【例题3】
用CO还原10.0 g某磁铁矿石样品(所含的杂质不参加反应)，生成的CO2再与过量的石灰水反应，得到12.8 g沉淀。求该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数是多少？
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
可以得出如下关系式:
Fe3O4~4CO2~4CaCO3
232　　　　　　400
m(Fe3O4)　　　12.8 g
解得m(Fe3O4)=7.424 g,w(Fe3O4)=×100%=74.24%。
答:该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数为74.24%。
Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2、CO2+Ca(OH)2 ==CaCO3+H2O
高温
【练习3】
某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应，消耗的H+和产生的CO2的物质的量之比为6∶5，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为(　　)
A.1∶1　　
B.1∶2　　
C.1∶35　　　
D.1∶4
B
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”，就可求得未知量。
【总结归纳】关系式法在化学方程式计算中的应用：
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
课堂探究
三、常用的化学计算类型与技巧
【练习1】
铁铝合金是一种新型高温结构材料，取一定量的铁铝合金完全溶于盐酸中，然后通入过量的氯气，再加入过量的烧碱溶液，溶液中能够存在较多的阳离子为(　　)
A.Na+、Fe3+、Al3+、H+
B.Na+、Fe2+、Al3+
C.Na+、Fe3+
D.Na+
D
课堂练习
【练习2】
已知铁氰化钾溶液遇Fe2+会生成蓝色沉淀，将一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液，分别进行下列实验，能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是(　　)
选项 操作 现象
A 加入NaOH溶液 生成红褐色沉淀
B 加入Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀
C 加入KMnO4酸性溶液 溶液紫色褪去
D 加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液 生成蓝色沉淀
D
课堂练习
【练习3】
某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量的氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在　　FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是　　 。　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化，FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
　　 　　　　。　　　
(3)乙组同学认为甲组同学的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 　　　 。
课堂练习
防止Fe2+被氧化　
2Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)　
课堂小结
一、铁及其化合物
1.常见物质的特征颜色
2.氢氧化亚铁制备时的注意事项
3.Fe2+和F的检验方法
二、铝及其化合物
三、常用的化学计算类型与技巧
谢谢大家

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