高中化学第三章铁金属材料本章整合课件新人教版必修1

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第三章2021内容索引知识网络重难突破知识网络一、从物质分类(单质、氧化物、酸、碱、盐)及转化角度认识铁、铝及其化合物1.铁及其化合物2.铝及其化合物二、从分类和应用的角度认识金属材料 重难突破典例1已知A为常见的金属单质,根据下图所示的关系: (1)确定A、B、C、D、E、F的化学式,A为　　　　　,B为　　　　　,C为　　　　　,D为　　　　　,E为　　　　　,F为　　　　　。 (2)写出④⑤的离子方程式,⑧的化学方程式。④　 , ⑤　 , ⑧　 。 答案 (1)Fe　Fe3O4　FeCl2　FeCl3 Fe(OH)2　Fe(OH)3　(2)2Fe2++Cl2 === 2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+ === 3Fe2+　4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3解析 本题的“突破口”是“红褐色固体F”,故F是Fe(OH)3。从而得出A为Fe,“黑色晶体B”为Fe3O4,进而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2。反应①:Fe+2HCl === FeCl2+H2↑(或Fe+CuCl2 === Cu+FeCl2等)反应②:2Fe+3Cl2 2FeCl3反应③:Fe3O4+8HCl === FeCl2+2FeCl3+4H2O反应④:2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3反应⑤:Fe+2FeCl3 === 3FeCl2反应⑥:Fe2++2OH- === Fe(OH)2↓反应⑦:Fe3++3OH- === Fe(OH)3↓反应⑧:4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3金属及其化合物推断题中常见的突破点(1)特殊颜色①焰色试验:Na+(黄色)、K+(紫色)。②有色溶液。③有色固体。红色:Cu红棕色:Fe2O3红褐色:Fe(OH)3绿色:Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O黑色:CuO、FeO、MnO2、炭黑、Fe3O4淡黄色:Na2O2、AgBr、S白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2(2)特殊性质①遇SCN-显红色的只有Fe3+。②常见的可溶于强碱溶液的白色沉淀有Al(OH)3,可与强碱溶液反应的金属氧化物有Al2O3。③不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的白色沉淀有BaSO4、AgCl。(3)特征反应①能与强酸反应产生气体的物质:活泼的金属,如Na、Al、Zn等;部分弱酸盐,如碳酸盐、碳酸氢盐等。②能与强碱反应产生气体的物质:单质,如Al等;盐类,如铵盐等。③既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质:金属单质,如Al等;两性氧化物,如Al2O3等;两性氢氧化物,如Al(OH)3等;弱酸的铵盐,如NH4HCO3、(NH4)2CO3等;弱酸的酸式盐,如NaHCO3等。④能与水反应产生气体的物质:活泼的金属单质,如Na、K、Mg(加热)、Fe(红热的铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4)等;金属过氧化物,如Na2O2等。(4)特殊的转换关系①连续转化②三角转化 对点训练1-1在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是(　　)A.Fe B.FeOC.Fe(OH)3 D.Fe2O3答案 D解析 钠与水反应生成NaOH,NaOH与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2易被氧气氧化为Fe(OH)3,灼烧后得到的固体物质是Fe2O3。对点训练1-2下列物质之间有如下反应关系: 已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,过一段时间后又有红褐色物质出现。(1)写出下列物质的化学式:A　　　　　,B　　　　　,D　　　　　, 甲　　　　　,乙　　　　　,丙　　　　　。 (2)写出E→C反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2(或新制氯水等)　NaOH(或KOH等)　KSCN(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3解析 E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,过一段时间后又有红褐色物质出现,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3,A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,B为FeCl3,D为FeCl2,乙为NaOH(或KOH等),由D→B的转化可知,甲为氯气或新制氯水等,由红色溶液可知,丙为KSCN。典例2两种金属混合物共15 g,投入足量的盐酸中,充分反应得11.2 L H2(标准状况),则原混合物组成中肯定不能为下列的(　　)A.Mg、Ag B.Zn、Cu C.Al、Zn D.Mg、Zn答案 B解析 此题可用平均摩尔电子质量(提供1 mol e-所需的质量)法求解。15 g金属混合物可提供1 mol e-,其平均摩尔电子质量为15 g·mol-1。选项中金属Zn的摩尔电子质量为32.5 g·mol-1。若有不能和盐酸反应的金属,则其摩尔电子质量可以看作无穷大。对点训练2-1某合金粉末11 g,加入足量的稀硫酸中,在标准状况下产生的气体体积为11.2 L,此合金可能是(　　)A.Mg-Al合金 B.Cu-Zn合金C.Zn-Fe合金 D.Mg-Zn合金答案 A对点训练2-2已知由两种气体组成的混合气体的平均摩尔质量与一氧化碳的摩尔质量相等,则该混合气体的组成一定不能是(　　)A.N2与C2H4(气体) B.O2与H2C.CO2与O2 D.CO2与CH4(气体)答案 C解析 CO的摩尔质量等于28 g·mol-1。两种气体组成的混合气体的平均摩尔质量等于28 g·mol-1,则其组合可能为①两气体的摩尔质量都等于28 g·mol-1;②一种气体的摩尔质量大于28 g·mol-1,另一气体的摩尔质量小于28 g·mol-1。C项,CO2的摩尔质量为44 g·mol-1,O2的摩尔质量为32 g·mol-1,都大于28 g·mol-1,故C项组合不符合混合气体的组成要求。典例3O2、CO、CO2的混合气体共18 mL,点燃爆炸后恢复到原来温度,体积减小了2 mL,再通过足量石灰水,气体体积又减少了10 mL。则原混合气体中O2、CO、CO2的体积比可能为多少?答案 根据混合气体间发生的反应分析反应前后的体积之差。本题要对反应物过量问题进行分析讨论。设参加反应的CO、O2和生成的CO2的体积分别为a、b、c。2CO+ O2 2CO2　体积减小量ΔV2 1 2 (2+1)-2=1a b c 2 mLa=4 mL,b=2 mL,c=4 mL。因为石灰水只与CO2反应,所以CO2总共10 mL,除去反应生成的4 mL,原有CO2的体积为(10-4) mL=6 mL,原CO、O2共(18-6) mL=12 mL,比参加反应的CO、O2总体积(4+2) mL多,说明CO、O2中必有一种气体剩余,剩余气体体积为(12-6) mL=6 mL。讨论:答:O2、CO、CO2的体积比为1∶5∶3或4∶2∶3。1.极值法(平均值法)极值法就是先将思路引向极端状况,使问题简化以顺利得出结论,常用来判断混合物的组成。实际计算时常根据题目给出的条件求出混合物中某个物理量的平均值。混合物的两个成分中肯定有一个大于平均值,一个小于平均值,才能符合条件,从而可判断出混合物的可能组成。2.差量法不考虑变化过程,利用最终态(生成物)与最初态(反应物)的量的变化来求解的方法叫差量法。因无须考虑变化的过程,所以可使问题简化。但应注意,只有当差值与始态量或终态量存在比例关系,且化学计量的差值必须是同一物理量时,才能用差量法。其关键是分析出引起差量的原因。(1)差量法是根据题中的相关量或对应量的差量求解的方法。(2)差量法是把化学变化过程中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端,作为已知量或未知量,利用各对应量成正比求解。(3)差量可以是物质的量的差,对固体、液体而言,差量可以是质量差、粒子个数差;对气体,差量还可以是同温、同压下的体积差。因此这个差量(Δm)可作为一种量应用于根据化学方程式的计算中。差量法给许多化学计算提供了很大的方便,甚至有的化学计算必须用差量法才能解决。差量法是高考化学计算中的热点之一。对点训练3-1将23 g钠投入m1 g足量水中得a g溶液,将24 g镁投入m2 g足量盐酸中得到b g溶液。若m1=m2,则a与b的关系是(　　)A.a>b B.a