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章末復習
第三章 鐵 金屬材料
1.以鐵及其化合物為例，能建立含變價元素物質的轉化關系。
2.能描述實驗室制備氫氧化亞鐵的實驗方案。
3.能描述鐵離子的檢驗方法。
4.能運用物質的量及相關物理量根據化學方程式進行簡單計算。
知識點一：單質鐵
1.物理性質：
2.化學性質
銀白色有金屬光澤的固體，熔、沸點高，具有磁性。（鐵粉為黑色）
(1)Fe與弱氧化劑（如鹽酸、硫酸銅等）的反應：
鐵失去兩個電子，生成Fe2+
鐵失去三個電子，生成Fe3+
(3)Fe與水的反應：
(2)Fe與強氧化劑（氯氣等）的反應：
知識點二：鐵的氧化物
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
顏色、狀態
鐵的價態
穩定性
與非氧化性強酸反應
是否為堿性氧化物
氧化性
+2
+3
+2、+3
6FeO+O2═2Fe3O4
穩定
穩定
FeO + 2H+ ══ Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ ══ 2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+ ══ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
是
是
否
高溫時，都能與C、CO等反應，被還原生成Fe(煉鐵原理)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
知識點三：鐵的氫氧化物
1.氫氧化鐵與氫氧化亞鐵的性質
Fe(OH)2 Fe(OH)3
制 法
穩定性
與酸反應
Fe2+ + 2OH- ══ Fe(OH)2↓(隔絕空氣)
Fe3+ + 3OH- ══ Fe(OH)3↓
極易被空氣中氧氣氧化
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ══ 4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2H+ ══ Fe2++2H2O
受熱易分解
2Fe(OH)3 ══ Fe2O3 + 3H2O
Δ
Fe(OH)3 + 3H+ ══ Fe3+ + 3H2O
2.氫氧化亞鐵的制備方案
（1）將配制溶液的蒸餾水煮沸，除去其中的氧氣。
（2）將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管內的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
（3）在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
（4）在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如煤油、植物油等。
知識點四：鐵鹽與亞鐵鹽
1.Fe3+與Fe2+的檢驗
Fe3+：
加硫氰化鉀溶液，變為血紅色。
Fe2+：
加硫氰化鉀溶液無現象，再加氯水溶液變為血紅色。
2.Fe、Fe2+、Fe3+的轉化關系
氧化性
還原性
還原性
氧化性
Fe
Fe2+
Fe3+
氧化劑
（ H+、Cu2+等）
還原劑
（C、CO等）
氧化劑
（Cl2、KMnO4 、H2O2等）
還原劑
（Zn、Fe、Cu等）
還原劑
（C、CO等）
氧化劑（Cl2等）
知識點五：鐵合金
1.合金概念：
在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特性的物質，叫做合金。
2.鐵合金
含碳量2%~4.3%
生鐵：
含碳量0.3%~2%
鋼：
碳素鋼
合金鋼
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
韌性、焊接性好，強度低
強度高，韌性、加工性好
硬而脆，熱處理后彈性好
在碳素鋼里加入一種或者多種合金元素，使鋼的組織結構發生變化（元素種類多，性能差異大）
不銹鋼
(特種鋼)
知識點六：鋁和氧化鋁
1.單質鋁的性質
4Al+3O2=2Al2O3
（1）與氧氣反應：
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
（2）與酸反應：
（3）與堿反應：
2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2 ↑
2.氧化鋁的性質
（1）Al2O3是一種白色固體,不溶于水，比較穩定，有較好的耐磨、耐腐蝕性。
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）與酸反應：
（3）與堿反應：
Al2O3+ 2OH- = 2AlO2- + H2O
【考點一】鐵及其化合物的轉化
【例1】已知A為常見的金屬單質,根據下圖所示的關系:
(1)確定A、B、C、D、E、F的化學式,A為　　　　　,B為　　　　　,
C為　　　　　,D為　　　　　,E為　　　　　,F為　　　　　。
(2)寫出④⑤的離子方程式,⑧的化學方程式。
④　 ,
⑤　 ,
⑧　 。
Fe
Fe3O4
FeCl2
FeCl3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe+2Fe3+=3Fe2+
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【技巧點撥】(1)特殊顏色
①有色(紅棕色)溶液：Fe2+(淺綠色)、Fe3+(棕黃色)
②有色固體：Fe2O3(紅棕色)、Fe(OH)3（紅褐色）、FeSO4·7H2O（綠色）
FeO（黑色粉末）、Fe3O4（黑色晶體）、Fe(OH)2（白色）
(2)特殊性質
遇SCN-顯紅色的只有Fe3+。
(3)特殊的轉換關系
練一練
1.在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小塊金屬鈉,反應完全后,濾出沉淀并洗滌,然后在空氣中灼燒沉淀得到的固體物質是(　　)
A.Fe B.FeO
C.Fe(OH)3 D.Fe2O3
D
2.某同學設計如下實驗方案，以分離混合溶液中的AlCl3和FeCl2。
(1)沉淀A的化學式為________。
(2)寫出AlCl3溶液與過量NaOH溶液反應的離子方程式： 。
(3)寫出沉淀A轉化為沉淀B的化學方程式： 。
(4)寫出檢驗溶液A中是否含有Fe2＋的方法：_________ ,
,
。
Fe(OH)2
Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3
加入過量鹽酸酸化，先滴入幾滴KSCN溶液，無明顯現象，再滴入適量氯水若溶液變紅，則說明含有Fe2＋，否則不含(其他合理答案均可)
取少量溶液A 于試管中
3.已知X為Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性強弱順序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X樣品可發生如圖所示的轉化關系：
(1)寫出步驟③可能發生反應的離子方程式
____________________________________________________
____________________________________________________(共有3個)。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、
2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑
(2)若溶液E中只有一種金屬離子，則一定是________；若溶液E中含有兩種金屬離子，則一定是 。
(3)若D固體是純凈物，該固體是________(填化學式)。
(4)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復合而成的，可用FeCl3溶液作“腐蝕劑”刻制印刷電路板，該過程發生反應的離子方程式為_________________________________。
3.已知X為Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性強弱順序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X樣品可發生如圖所示的轉化關系：
Fe2＋、Cu2＋
Fe2＋
Cu2
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
【考點二】化學常用的計算方法
1.關系式法
【例1】某二價金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物與足量鹽酸反應，消耗的H＋和產生的CO2的物質的量之比為6∶5，則該混合物中碳酸鹽和碳酸氫鹽的物質的量之比為(　　)
A．1∶1　　 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
B
【例2】Mg、Zn、Al、Fe四種金屬單質分別與足量的稀硫酸反應，放出H2的物質的量與投入金屬的質量的關系如圖所示，則①②③④所表示的金屬分別是(　　)
A．Al、Mg、Fe、Zn B．Fe、Zn、Mg、Al
C．Mg、Al、Zn、Fe D．Zn、Fe、Mg、Al
A
【技巧點撥】
將a mol鈉和a mol鋁一同投入m g足量水中，所得溶液密度為d g cm－3，該溶液中溶質的質量分數為(　　)
練一練
C
2.守恒法
【例1】有兩份質量相同的NaHCO3固體，向第一份中加入鹽酸使其充分反應；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同濃度的鹽酸，充分反應，則它們所耗用的鹽酸的體積比為(　　)
A．2:1 B．1:1
C．1:2 D．4:1
B
【例2】甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol L－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反應結束后測得生成的氣體體積比為1:2，則加入的鋁粉質量為(　　)
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
A
【例3】在硫酸、明礬和硫酸鋁組成的混合溶液中，c(Al3＋)＝0.3mol L－1，c(SO2－4)＝0.7mol L－1，c(H＋)＝0.1mol L－1，則c(K＋)為(　　)
A．0.15mol L－1　　　　　　 B．0.2mol L－1
C．0.3mol L－1 D．0.4mol L－1
D
【例4】已知還原性I->Fe2+>Br-。有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-。其中Cl-、Br- 、I-的個數比為2∶3∶4,向該溶液中通入氯氣,使溶液中Cl-和Br-的個數比為3∶1,則通入氯氣的物質的量與溶液中剩余的Fe2+物質的量之比為 (　　)
A.9∶1　　B.6∶2　　C.7∶3　　D.7∶4
C
【技巧點撥】
1.將3.6g炭粉和29gFe3O4質量分數為80%的磁鐵礦粉混合后，隔絕空氣加強熱，充分反應后收集到的氣體是(　　)
A．CO2
B．CO
C．CO、CO2的混合物，其中CO的體積占1/2
D．CO、CO2的混合物，其中CO的體積占2/3
練一練
D
2.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(標準狀況下)的氣體。所得溶液中加入KSCN溶液無紅色出現，混合物中鐵元素的質量分數為(　　)
A．81.4%　 B．77.8%
C．68.6% D．無法計算
A
3.差量法
【例1】把足量的鐵粉投入硫酸和硫酸銅的混合溶液中，充分反應后，剩余金屬粉末的質量與原加入鐵粉的質量相等，則原溶液中H＋與SO2－4的物質的量濃度之比為(　　)
A．1∶4　　 B．2∶7
C．1∶2 D．3∶8
A
【技巧點撥】
1.把4.48L(標準狀況) CO2通過一定質量的固體Na2O2后，收集到3.36L(標準狀況)氣體，則這3.36L氣體的質量是(　　)
A．3.8g B．5.6g
C．4.8g D．6.0g
D
練一練
2.為了檢驗某含有NaHCO3雜質的Na2CO3樣品的純度，現將w1 g樣品加熱,其質量變為w2 g,則該樣品的純度(質量分數)是(　　)
B
A．
B．
C．
D．
鐵 金屬材料
鐵及其化合物
金屬材料
物質的量在化學方程式計算中的應用
步驟
鐵合金
鐵單質
鐵的氧化物
鐵的氫氧化物
鐵鹽和亞鐵鹽
物理性質
化學性質
氧化鐵
四氧化三鐵
氧化亞鐵
氫氧化鐵
氫氧化亞鐵
制備
鐵鹽
亞鐵鹽
Fe3+只有氧化性
Fe2+既有氧化性又有還原性
生鐵：含碳量2％-4.3％
鋁及鋁合金
新型合金
鋁、氧化鋁的性質
鋼：含碳量0.03％-2％
鋁合金
儲氫合金
鈦合金
耐熱合金
記憶合金
方法
化學計量數之比等于物質的量之比

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