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單元考點串講
第三章 鐵 金屬材料
第三章
鐵 金屬材料
鐵及其化合物
金屬材料
鐵的單質
鐵的氧化物
鐵的氫氧化物
鐵鹽和亞鐵鹽
合金
鐵合金
鋁和鋁合金
新型合金
物質的量在化學方程式計算中的應用
考點一
鐵及其化合物
顏色、狀態 熔點 沸點
銀白色、具有金屬光澤的固體 1 535 ℃ 2 750 ℃
密度 硬度 導電性、導熱性
7.86 g/cm3 較大 良好
考點一 鐵及其化合物
1.鐵的物理性質
鐵的單質
鐵
鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為+2價和+3價
考點一 鐵及其化合物
2.鐵的化學性質
鐵的單質
Fe與非金屬單質反應
2Fe＋3Cl2 2FeCl3
加熱
3Fe＋2O2 Fe3O4
點燃
Fe＋S FeS
加熱
Fe與非氧化性酸反應
Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑
Fe與鹽溶液反應
Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4
鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為+2價和+3價
考點一 鐵及其化合物
2.鐵的化學性質
鐵的單質
鐵粉與水蒸氣反應
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
高溫
(1)反應開始時，應先點燃___處的酒精燈，其目的是___________________________，若點燃順序反了，可能有什么后果？
1.利用如圖裝置也可以實現Fe與水蒸氣的反應
b
用水蒸氣排裝置內的空氣
答案：①Fe與O2生成了Fe3O4，無法與水蒸氣反應；
②Fe與水蒸氣反應生成H2，在高溫下與空氣中的O2反應可能發生爆炸。
(2)此裝置如何檢驗Fe與水蒸氣反應生成的氣體產物？
答案：用小試管收集一試管氣體，點燃，聽到輕微噗聲，證明生成了H2。
FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 — 鐵紅 磁性氧化鐵
顏色和狀態 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體
鐵的價態 +2價 +3價 +2價、+3價
水溶性 不溶 不溶 不溶
與鹽酸反應 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
與CO的反應 FexOy+yCO xFe+yCO2
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料等的紅色顏料，赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料
考點一 鐵及其化合物
鐵的氧化物
高溫
2．(2023上·河北石家莊·高三石家莊精英中學階段練習)鐵元素化合物種類繁多，下列說法正確的是
A．FeCl3溶液中通入少量H2S氣體可得到Fe2+
B．FeO不穩定，在空氣里受熱，能迅速被氧化成Fe2O3
C．若待測液中滴加2滴KSCN溶液出現紅色沉淀，則待測液中含有Fe3+離子
D．Fe3O4可改寫為FeO Fe2O3從分類角度來看Fe3O4屬于混合物
【答案】A
【詳解】A. Fe3+與硫離子發生氧化還原反應，Fe3+作氧化劑，生成Fe2+，故A正確；
B. FeO不穩定，在空氣里受熱，能被氧化成Fe3O4，故B錯誤；
C. Fe3+離子與KSCN溶液反應現象為溶液變為血紅色，不會出現紅色沉淀，故C錯誤；
D. Fe3O4屬于氧化物，故D錯誤；
故選A。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
顏色 白色固體 紅褐色固體
溶解性 難溶 難溶
穩定性 在空氣中易轉化為Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
與鹽酸反應 Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
制備 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
制備時現象 生成白色沉淀 生成紅褐色沉淀
轉化 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
轉化時現象 白色沉淀迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色
考點一 鐵及其化合物
鐵的氫氧化物
加熱
3．(2023上·河北邢臺·高一邢臺市第二中學校聯考階段練習)某化學興趣小組按如圖裝置進行實驗，反應開始時打開彈簧夾，當點燃從a口出來的氣體無爆鳴聲時關閉彈簧夾，此時剩余少量的鈉，下列說法錯誤的是
A．橡皮管能起到平衡氣壓的作用
B．關閉彈簧夾后，打開分液漏斗活塞，剩余的少量鈉能置換出單質鐵
C．關閉彈簧夾后，打開分液漏斗活塞，錐形瓶內能觀察到白色絮狀沉淀
D．反應結束后，打開錐形瓶的橡膠塞，能觀察到有紅褐色沉淀產生
【答案】B
【詳解】A．鈉與水反應生成氫氣，造成錐形瓶內壓強過大，為了維持壓強平衡，連接橡皮管，A正確；
B．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，生成的氫氧化鈉與氯化亞鐵反應生成氫氧化亞鐵沉淀，B錯誤；
C．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，生成的氫氧化鈉與氯化亞鐵反應生成氫氧化亞鐵為白色絮狀物，C正確；
D．白色氫氧化亞鐵不穩定，遇到空氣與空氣中氧氣結合生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，D正確；
考點一 鐵及其化合物
Fe(OH)2的制備
1.制備原理
(1)可溶性亞鐵鹽(如FeSO4)與強堿(如NaOH)溶液反應：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。
(2)白色沉淀Fe(OH)2很容易被O2氧化為紅褐色的Fe(OH)3。因此實驗過程中一定要防止生成的Fe(OH)2被氧化，應與O2隔絕。
2.防止Fe(OH)2被氧化的措施
(1)將用于配制溶液的蒸餾水煮沸，使O2逸出。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖嘴插入試管中亞鐵鹽溶液底部(不接觸試管底)，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在試管中亞鐵鹽溶液的上方充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在試管中亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯(密度小于水,與水不互溶)、植物油等。
3.常見實驗裝置
考點一 鐵及其化合物
Fe(OH)2的制備
4．(2022上·山西太原·高一統考期末)在實驗室里用以下方法制備并較長時間保存Fe(OH)2，能成功的是
A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】A．NaOH溶液加入時會帶入氧氣，會氧化氫氧化亞鐵變為氫氧化鐵，不能成功得到氫氧化亞鐵，故A不符合題意；
B．氯化鐵和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鐵沉淀，不能得到氫氧化亞鐵沉淀，故B不符合題意；
C．裝置是利用鐵和稀硫酸現制FeSO4，并用產生的H2趕走試管和溶液中的氧氣，故C符合題意；
D．氯化亞鐵和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化亞鐵沉淀，膠頭滴管伸入到液面以下，暫時隔絕氧氣，但是不能較長時間保存Fe(OH)2，故D不符合題意。
1.Fe2+、Fe3+的檢驗方法
考點一 鐵及其化合物
鐵鹽和亞鐵鹽
Fe3+的檢驗方法
Fe2+的檢驗方法
產生紅褐色沉淀
含有Fe3+
溶液呈紅色
NaOH溶液
KSCN溶液
未知
溶液
產生白色沉淀，然后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
含有Fe2+
溶液不變紅
NaOH溶液
KSCN溶液
未知
溶液
K3[Fe(CN)6]溶液
氯水
溶液呈紅色
有藍色沉淀生成
1.Fe2+、Fe3+的檢驗方法
考點一 鐵及其化合物
鐵鹽和亞鐵鹽
同時含有Fe2+、Fe3+的檢驗方法
溶液變紅色
含有Fe3+
溶液紫色褪去
KSCN溶液
酸性高錳酸鉀溶液
未知
溶液
K3[Fe(CN)6]溶液
有藍色沉淀生成
含有Fe2+
含有Fe2+
注意Cl-的干擾
5．(2022上·江蘇無錫·高一統考期末)一定條件下，將一定量Fe3O4溶于過量鹽酸生成FeCl2和FeCl3， 分別取少量反應后的溶液進行以下實驗，有關實驗描述正確的是
A．滴加KSCN溶液，若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3+
B．加入5.6g鐵粉恰好完全反應，則Fe3O4的質量為23.2g
C．用溶液在銅片上寫字，一段時間后洗去溶液，觀察到銅片表面無明顯現象
D．先向溶液中通入氯氣，再滴加KSCN溶液，若變紅色證明溶液中含有Fe2+
【答案】A
【詳解】A．三價鐵遇到硫氰化鉀后溶液會變成紅色，故滴加KSCN溶液，若溶液變紅色證明溶液中含有Fe3+，A正確；
B．原溶液中鹽酸有剩余，加入鐵粉后會和鹽酸反應，故無法通過鐵的量計算四氧化三鐵的量，B錯誤；；
C．溶液中有三價鐵離子，可以和銅單質反應，故用溶液在銅片上寫字，一段時間后洗去溶液，會發現有銅被溶解，C錯誤；
D．溶液變紅也可能是原來溶液中就有三價鐵而使溶液變紅，D錯誤；
2.Fe2+與Fe3+的轉化
實驗操作
現象 溶液由棕黃色變為淺綠色 溶液無明顯變化 溶液變成紅色
離子反應 2Fe3++Fe=3Fe2+，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
結論 Fe3+ Fe2+
考點一 鐵及其化合物
鐵鹽和亞鐵鹽
KSCN溶液
氯水
6．（2021上·河南濮陽·高一范縣第一中學校考階段練習）某同學進行下列實驗，其中X、Y可能為
A．氯水、銅粉
B．過氧化氫溶液、鐵粉
C．高錳酸鉀溶液、氫氣
D．氫氧化鈉溶液、硫氫化鉀溶液
實驗編號 實驗目的 選用試劑
1 除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質 試劑X
2 除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質 試劑Y
【答案】B
【詳解】A．銅與氯化鐵反應生成氯化亞鐵和氯化銅，會引入氯化銅雜質，A錯誤；
B．過氧化氫溶液能將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，鐵能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，B正確；
C．高錳酸鉀溶液能將亞鐵離子氧化為鐵離子，但引入了錳離子、鉀離子，且氫氣不能與氯化鐵反應，C錯誤；
D．氫氧化鈉溶液能與氯化亞鐵反應生成氫氧化亞鐵沉淀、能與氯化鐵反應生成氫氧化鐵沉淀，硫氰化鉀溶液常用于檢驗鐵離子的存在，不做除雜試劑，D錯誤；
從類別角度分析，Fe屬于金屬單質，具有金屬單質的通性；
從價態角度分析，Fe處于最低價態，只有還原性，可以被氧化劑氧化為Fe2+、Fe3+。
考點一 鐵及其化合物
利用“價類二維圖”理解鐵及其化合物之間的轉化
單質
氧化物
堿
鹽
Fe3O4
Fe2O3
FeO
鐵元素化合價
物質類別
Fe
0
+2
+3
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
Fe(OH)2
7．(2022上·四川內江·高一四川省內江市第六中學校考階段練習)圖為鐵及其化合物的“價—類”二維圖。利用如圖可以從不同角度研究含鐵物質的性質及其轉化關系。下列分析結果不正確的是
A．二維圖缺失的類別①應填“單質”，化學式②應填“Fe(OH)3”
B．從物質類別分析，Fe2O3屬于堿性氧化物，可以與稀HCl反應
C．從化合價角度分析，FeCl2具有還原性，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D．從物質轉化角度分析，Fe2O3和FeCl3都可以通過一步反應直接轉化成②
【答案】D
【詳解】A．鐵單質的化合價為0，二維圖缺失的類別①單質；三價鐵形成的氫氧化物是氫氧化鐵，則化學式②Fe(OH)3，故A正確；
B．從物質類別分析，Fe2O3屬于堿性氧化物，可以與稀HCl反應生成氯化鐵和水，故B正確；
C．從化合價角度分析，FeCl2具有還原性，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色發生氧化還原反應，故C正確；
D．氧化鐵是堿性氧化物，不溶于水不能一步反應生成氫氧化鐵，FeCl3可以通過一步反應和氫氧化鈉溶液反應，直接轉化成氫氧化鐵，故D錯誤；
故選：D。
考點二
金屬材料
考點二 金屬材料
合金
在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬制得的具有金屬特征的混合物。
物理變化
故合金中各成分保持各自原有的化學性質
1.定義
2.性能
硬度
合金的硬度一般大于成分金屬
熔點
合金的熔點多數低于成分金屬
其他
性質
合金的性能并不是各成分金屬性能的總和，合金具有許多優良的物理、化學及機械性能
考點二 金屬材料
幾種重要的合金
1.鐵合金
生鐵
鐵、碳(含碳量2%~4.3%)
韌性好，強度低
碳素鋼
強度高，韌性及加工性好
硬而脆，熱處理后彈性好
鋼
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
合金鋼
不銹鋼是最常見的一種合金鋼
含碳量降低
化學成分
在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等元素(種類多，性能差別大)
8．(2023下·河北保定·高二校聯考期末)《天工開物》中記載：“凡治地生物，用鋤、镈之屬，熟鐵鍛成，熔化生鐵淋口，入水淬健，即成剛勁。每鍬、鋤重一斤者，淋生鐵三錢為率。少則不堅，多則過剛而折。”下列說法錯誤的是
A．熟鐵是含碳的鐵合金
B．熟鐵的硬度比生鐵低
C．生鐵質地較硬但是韌性較差
D．生鐵的熔點比熟鐵的高
【答案】D
【詳解】A．熟鐵是含碳的鐵合金，故A正確；
B．生鐵含碳量較高，熟鐵含碳量較低，硬度比生鐵低，故B正確；
C．生鐵含碳量較高，質地較硬但是韌性較差，故C正確；
D．生鐵含碳量較高，熟鐵含碳量較低，生鐵的熔點比熟鐵的低，故D錯誤；
分類 主要組成元素 主要特性 主要用途
硬鋁 Al、Mg、Cu、Si、Mn
等(Mg 0.5%、Cu 4%、
Si 0.7%、Mn 0.5%) 密度小，強度高,具有較強的抗腐蝕能力 用于汽車、飛機、火
箭、輪船等制造業
鎂鋁 合金 Mg、Al 強度和硬度都比純鋁
和純鎂的大 用于火箭、飛機、輪
船等制造業
考點二 金屬材料
幾種重要的合金
2.鋁合金
考點二 金屬材料
幾種重要的合金
3.新型合金
能夠大量吸收氫氣，并與氫氣結合成金屬氫化物
儲氫合金
鈦合金
航空航天、生物工程、電子工業
耐熱合金
形狀記憶合金
儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸氫、放氫速率快
作用
要求
應用
9．(2023·廣東·高三學業考試)2022年10月，長征五號B運載火箭成功將“夢天”實驗艙送入預定軌道。該火箭用到大量鋁合金材料，下列性質與鋁合金材料的航天應用無關的是
A．低密度 B．耐酸蝕 C．耐磨損 D．強韌性
【答案】B
【詳解】A．鋁合金材料的密度比較小，用于航天應用可以減少能源的使用，因此與其低密度的性質有關，A不符合題意；
B．鋁合金與空氣及酸接觸時，會在金屬表面產生一層致密的氧化物保護膜，阻止金屬的進一步氧化，因此具有一定的抗腐蝕能力，其用于制航天器與其耐酸蝕的性質無關，B符合題意；
C．鋁合金材料比其成分金屬具有強的抗腐蝕能力，因此該耐磨損的性質可用于航天事業，C不符合題意；
D．鋁合金材料具有一定的韌性，抗應變能力強，其強韌性可應用于作航天器，D不符合題意；
故合理選項是B。
1.鋁與O2反應
在常溫下Al能與空氣中的O2發生反應:4Al+3O2=2Al2O3
2.鋁與酸、堿的反應
考點二 金屬材料
鋁和氧化鋁
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
鋁與鹽酸反應
鋁與氫氧化鈉溶液反應
Al和NaOH溶液的反應中，Al是還原劑，H2O是氧化劑，其電子轉移可表示為:
10．(2023下·上海黃浦·高一上海市大同中學校考期末)按圖所示方法來收集產生的氣體，需將鈉包好，再放入水中。取相同質量的鈉按下列兩種情況：
①用鋁箔包住鈉、②用銅箔包住鈉。則收集產生的氣體在相同條件下體積的關系是
A．二者收集氣體一樣多
B．①收集氣體體積較大
C．②收集氣體體積較大
D．無法確定
【答案】B
【詳解】Na 和H2O 反應2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，產生H2的同時產生NaOH ，NaOH可以和A1發生反應: ，故用鋁箔包住Na 時產生H2的體積較大，因此①收集氣體體積較大，故選B。
考點二 金屬材料
鋁和氧化鋁
3.鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系
①等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，產生H2的量相等,此時消耗HCl與NaOH的物質的量之比為3∶1
(1)量的關系
定量關系
②足量的鋁分別與等物質的量的HCl和NaOH反應，產生H2的物質的量之比為1∶3，此時消耗鋁的物質的量之比也為1∶3
③一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和NaOH溶液反應，若 < <1，則必定有：鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與NaOH溶液反應時，鋁不足而NaOH過量
11．(2023上·河北張家口·高一統考期末)在航空航天領域，有“一代飛機、一代材料”的說法，新材料的應用是航空技術發展和進步的最重要推動力之一、國產C919飛機上，我國首次大范圍使用第三代鋁鋰合金，助力C919綜合減重7%。足量的鋁分別與等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為1∶2，則消耗鹽酸與氫氧化鈉溶液的體積比為
A．1∶3 B．1∶1 C．2∶3 D．3∶2
【答案】D
【詳解】由化學方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑，足量的鋁分別與等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為1∶2，則消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為3∶2，由于二者濃度相等，故消耗等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液的體積比為3∶2，故選D。
(1)兩性氧化物：既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物
(2)Al2O3與酸、堿的反應 (典型的兩性氧化物)
3.氧化鋁
考點二 金屬材料
鋁和氧化鋁
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH-＋3H2O===2[Al(OH)4]-
氧化鋁與鹽酸反應
氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應
鋁的生產原理
金屬鋁的冶煉
示意圖
鋁土礦
提純
氧化鋁
螢石
制備
冰晶石
石油焦
瀝青焦
制備
碳素電極
電解
液態鋁
鋁錠
氧化鋁的熔點高(2050℃)，加入冰晶石(Na3AlF6)能夠溶解氧化鋁而又能降低其熔點，而且冰晶石在電解溫度下不被分解，并有足夠的流動性，有利于進行電解。
考點二 金屬材料
鋁土礦中提取鋁工藝路線
途徑一
Al2O3
Fe2O3
SiO2
Al3+、Fe3+
Fe(OH)3
AlO2-
Al(OH)3
加HCl后過
濾
SiO2
Al2O3
加NaOH后過
濾
過量
CO2
灼燒
電解
Al
Al2O3+6HCl=
2AlCl3+3H2O
AlCl3+4NaOH=
NaAlO2+3NaCl+2H2O
FeCl3+3NaOH=
Fe(OH)3↓+3NaCl
HCl+NaOH=NaCl+H2O
Fe2O3+6HCl=
2FeCl3+3H2O
Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
NaOH+CO2=NaHCO3
Al(OH)3 Al2O3+3H2O
加熱
Al2O3(熔融) 4Al+3O2
電解
考點二 金屬材料
金屬鋁的冶煉
鋁土礦中提取鋁工藝路線
途徑一
問題探討
不是NaHCO3而是Na2CO3。
不能，原因是Al3+與過量氨水反應生成Al(OH)3沉淀，達不到分離Al3+、Fe3+的目的。
能否用氨水代替NaOH 溶液
探討一
探討二
若將CO 的量改為“少量”，得到的產物還是NaHCO3嗎
考點二 金屬材料
金屬鋁的冶煉
鋁土礦中提取鋁工藝路線
途徑二
Al2O3
Fe2O3
SiO2
AlO2-、SiO3-
H2SiO3
Al3+
Al(OH)3
NH3 H2O
加NaOH后過
濾
Fe2O3
Al2O3
加HCl后過
濾
灼燒
電解
Al
Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]
SiO2+2NaOH
=NaSiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl
=H2SiO3↓+2NaCl
Na[Al(OH)4]+4HCl=NaCl+AlCl3+4H2O
NaOH+HCl=NaCl+H2O
AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H O
Al(OH)3 Al2O3+3H2O
加熱
Al2O3(熔融) 4Al+3O2
電解
考點二 金屬材料
金屬鋁的冶煉
鋁土礦中提取鋁工藝路線
途徑一
問題探討
不合適，因為Al(OH)3能溶于NaOH。
不合適，因為過量CO2與Na[Al(OH)4]、Na2SiO3反應生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，達不到分離SiO2和Al2O3的目的。
能否將將鹽酸改為CO2
探討一
探討二
將氨水改為“NaOH溶液”合適嗎
AlCl3是共價化合物，其熔融狀態不導電，不能電解制鋁。
探討三
冶煉金屬鋁能否用氯化鋁代替氧化鋁
考點二 金屬材料
金屬鋁的冶煉
12．(2023上·廣東中山·高一中山市華僑中學校考階段練習)某廢舊金屬材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有機物，為節約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收Cu、Al、綠礬等。回答下列問題：
【已知：焙燒主要除去可燃性有機物】
(1)灼燒需要的主要儀器有 。操作Ⅲ的名稱是 。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的儀器除燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器是 。
(3)堿浸時發生反應的化學方程式為 、 。
【詳解】（1）灼燒需要的主要儀器有坩堝(酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝鉗)。操作Ⅲ為從溶液得到晶體，名稱是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。
（2）操作Ⅰ、Ⅱ為過濾，使用的儀器除燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器是漏斗。
（3）鋁、氧化鋁均可以和氫氧化鈉反應，則堿浸時發生反應的化學方程式為
12．(2023上·廣東中山·高一中山市華僑中學校考階段練習)某廢舊金屬材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有機物，為節約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收Cu、Al、綠礬等。回答下列問題：
(4)濾液Ⅰ與試劑b發生反應的化學方程式為 。
(5)制取的綠礬在空氣中容易被部分氧化。現取被部分氧化的綠礬晶體8.22g溶于稀鹽酸后，加入足量的BaCl2溶液，過濾得沉淀9.32g；再通入112mL(標準狀況)氯氣恰好將其中的Fe2+完全氧化。推測晶體中n(Fe2+)/ n(Fe3+) 。
（4）濾液Ⅰ與試劑b為偏鋁酸根離子和二氧化碳的反應，發生反應的化學方程式為
2Na　 ＋　 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
物質的量在化學方程式計算中的應用
化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
2
∶
∶
∶
2
2
1
化學計量數之比：
2 mol
物質的量之比：
∶
∶
∶
2 mol
2 mol
1 mol
2 NA
擴大NA倍：
∶
∶
∶
2 NA
2 NA
1 NA
∶
∶
∶
擴大6.02×1023倍：
2×6.02×1023
2×6.02×1023
2×6.02×1023
1×6.02×1023
2 mol
STP氣體體積之比：
∶
∶
∶
2 mol
2 mol
1 mol
考點二 金屬材料
化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其_________之比，等于其__________之比。
粒子數目
物質的量
體積
物質的量在化學方程式計算中的應用
化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比等于其_____之比。
結論
考點二 金屬材料
物質的量在化學方程式計算中的應用
物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
NO.1
NO.2
NO.3
NO.4
設未知量，統一規定符號，如物質的量(n)
寫出反應的化學方程式或離子方程式，注意配平
找出已知量與未知量的關系，并寫在對應物質的正下方
列比例式，求解
NO.5
檢查無誤后，寫出簡明答案
考點二 金屬材料
【例1】5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況的體積是多少？
設：生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2)
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2)
n(H2)＝0.3 mol
答：生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
V(H2)＝n(H2)·Vm
＝0.3 mol×22.4 L·mol－1
＝6.72 L
題型一 已知量、未知量均以物質的量計算
【例2】醫療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出均勻、穩定的熱，使患處保持溫熱狀態。若56 g鐵粉完全氧化成氧化鐵，則需要消耗標況下氧氣的體積為多少？
設：需要消耗標況下氧氣的體積為V(O2)
由反應方程式
4Fe　＋　3O2===2Fe2O3
4×56 g　 3×22.4 L
56 g　 V(O2)
答：需要消耗標況下氧氣的體積為16.8 L。
題型二 已知量、未知量單位不一致的計算
設未知量時不帶單位，已知量和未知量單位統一；
化學方程式要書寫正確。要注意配平、化學方程式的完整(注明反應條件、氣體和沉淀的符號)；
相對分子質量要計算正確，且需乘化學式前面的系數；
已知量和未知量的位置要寫對。
解題步驟規范，過程完整。
注意事項
物質的量在化學方程式計算中的應用
考點二 金屬材料
方法一：關系式法——解答連續反應類型計算題的捷徑
化學計算中的常用方法
當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系，即“關系式”。
根據化學方程式確定關系式
根據原子守恒確定關系式
考點二 金屬材料
【例3】把一定量的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，那么參加反應的CO的質量是 g。
2.8
解析　(1)根據化學方程式確定關系：
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
則關系式為3CO～3CO2～3CaCO3
即CO～CaCO3
(2)利用關系式進行計算
CO　～　CaCO3
28 100
m(CO) 10 g
m(CO)＝2.8 g
常用方法一 關系式法
方法二：守恒法——質量守恒、電荷守恒、電子守恒
化學計算中的常用方法
A
反應前后元素種類、質量、原子個數不變
B
還原劑失電子總數＝氧化劑得電子總數
考點二 金屬材料
【例4】 4.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質量是 g。
10.6
解析　鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數不變，可得關系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
常用方法二 守恒法
【例5】用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10－2 mol的XO4-還原，已知氧化產物為SO42-，則元素X在還原產物中的化合價為 ___。
＋4
解析　氧化還原反應中得失電子總數相等，設元素X在還原產物中的化合價為x，則有：
1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，
解得x＝＋4。
常用方法二 守恒法
方法三：差量法——質量差值法、體積差值法
化學計算中的常用方法
根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應前后的質量差、物質的量差、氣體體積差等，該差量與反應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系求解的方法。
Δm
Δn
ΔV
考點二 金屬材料
【例6】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質量增加了4 g，參加反應的Fe的質量為 。
28 g
解析　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　4 g
常用方法三 差量法
方法四：方程組法——兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量
化學計算中的常用方法
一般方程組法用于解決兩種物質的混合物計算，一般讀題時能找到兩個已知量時，均可以利用二元一次方程組進行求算未知量。
考點二 金屬材料
【例7】把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L－1鹽酸中，反應后鹽酸的濃度變為4.6 mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應中消耗HCl的物質的量。
消耗HCl的物質的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol
(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。
設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　 3x
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol
即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol
Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
常用方法三 方程組法
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