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第三章　铁　金属材料
章末复习
1.能从“价—类”角度认识铁、铝及其化合物的性质(重点)。
2.铁、金属材料在工艺流程中的应用(难点)。
学习目标
目标一　铁、铝及其化合物
目标二　铁、金属材料在化学工艺流程中的应用
内容索引
铁、铝及其化合物
一
1.铁及其化合物
(1)铁元素的存在、铁及其化合物的性质
(2)铁离子、亚铁离子的鉴别、转化和除杂
Fe3＋ Fe2＋
鉴别 ①棕黄色 ②加NaOH，红褐色沉淀 ③加KSCN，红色溶液 ①浅绿色
②加NaOH，沉淀颜色变化：白色→灰绿色→红褐色
③加KSCN无明显变化，加H2O2后变红
转化 Fe3＋ Fe2＋
除杂(括号内为杂质) Fe3＋(Fe2＋)：加Cl2、H2O2等 Fe2＋(Fe3＋)：加入Fe粉
2.铝及其化合物
3.合金
金属材料包括纯金属和它们的合金。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，可以通过添加合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。
应用体验
1.如图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是
选项 M N P Q
A NH3·H2O Ba(OH)2 铜 KSCN
B Na BaCl2 FeO KSCN
C NaOH Ba(NO3)2 锌粉 KSCN
D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN
√
Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，A项错误；
FeO不能还原Fe3＋，B项错误；
MgCl2与Fe2(SO4)3不反应，D项错误。
应用体验
2.下列说法不正确的是
A.向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，
实验现象为棕黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变
B.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
C.向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液
变为红色，说明X溶液中一定含有Fe2＋
D.酸性硫酸亚铁溶液在空气中被氧化：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
√
向FeCl3溶液中加入过量铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液棕黄色逐渐消失，加入KSCN溶液后，溶液颜色不发生变化，A项正确；
将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2，发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，B项正确；
题述实验操作和现象不能得出X溶液中一定含有Fe2＋的结论，应先加KSCN溶液，若无明显现象，可判断溶液中不存在Fe3＋，然后加新制氯水，若溶液变为红色，则可说明X溶液中一定含有Fe2＋，C项错误；
在酸性条件下，Fe2＋可以被O2氧化为Fe3＋，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，D项正确。
应用体验
3.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述不正确的是
A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都低
B.此合金能全部溶解于足量稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中
D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
√
合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，A正确；
镁铝合金的主要成分是镁和铝，Mg和Al均能与稀盐酸反应，则合金能全部溶解于足量稀盐酸中，B正确；
铝能与氢氧化钠溶液反应但镁不能，镁铝合金不能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中，C错误；
合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，D正确。
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铁、金属材料在化学工艺流程中的应用
二
1.工艺流程图的结构
箭头：箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。
规律：①主线主产品；②分支副产品；③回头为循环。
2.工艺流程中常见的操作
常见的操作 目的或方法
原料处理 粉碎(研磨) 将块状或颗粒状物质粉碎，增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸、酸浸、碱浸；固体发生反应或溶解得到金属离子，不溶物通过过滤除去
灼烧(煅烧) 使固体在高温下氧化、分解等
除杂转化 加入氧化剂 如加入绿色氧化剂H2O2将Fe2＋氧化转化为Fe3＋。绿色氧化剂H2O2的优点：不引入新杂质，对环境无污染
物质分离 过滤、蒸发等常规操作
3.分离提纯
(1)过滤：分离沉淀和溶液，若防止某物质降温时会大量析出，采用趁热过滤等方法。
(2)沉淀的洗涤
①沉淀的洗涤：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。
②洗涤沉淀的试剂及洗涤的目的：
水洗——除去表面可溶性杂质。
冰水洗——洗去沉淀表面的杂质离子；减少沉淀溶解损耗。
乙醇洗——洗去沉淀表面的杂质离子；减少沉淀溶解损耗；使沉淀快速干燥。
③判断沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤滤液，滴加试剂，若无沉淀产生，证明已洗涤干净，反之未洗涤干净。
(3)结晶：分离可溶性的溶质，根据溶质溶解性的特点选择合适的结晶方式。
①蒸发结晶：适用于溶解度受温度影响不大，且受热不易分解的可溶性物质的析出。
②蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离提纯，如除去KNO3中的少量NaCl；受热易分解的物质如结晶水合物等。
③蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大的物质的分离提纯，可减少杂质晶体的析出，如除去NaCl中的少量KNO3。趁热过滤时漏斗要预热或用带加热装置的漏斗过滤。
应用体验
某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物：
已知：绿矾为FeSO4·7H2O。
下列说法错误的是
A.焙烧过程中金属单质转
化成了对应的氧化物
B.操作Ⅰ使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗
C.酸浸2发生的反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
D.操作Ⅲ的方法是蒸发浓缩、冷却结晶
√
Fe、Cu、Al在焙烧过程中会生成对应的氧化物，故A正确；
操作Ⅰ是过滤，使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗，故B正确；
酸浸2是Fe、Cu混合物中Fe和硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故C错误；
操作Ⅲ是滤液Ⅱ变为绿矾，其方法是蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确。
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