2020學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料微專題大素養(yǎng)（三）教案新人教版必修第一冊(2021-2022學(xué)年)

1、微專題大素養(yǎng)(三）章末共享授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書45頁微專題一 鐵、鋁及其重要化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用1鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系2.鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系3.常見物質(zhì)的特征顏色(）有色固體:紅色:cu；磚紅色:u2o；紅棕色：fe2o3;紅褐色：fe（h）;淡黃色：或n2o2;藍色：c(oh）2；紫黑色:ko4、i；黑色：炭粉、uo、feo；白色沉淀:fe（oh)2、mg（oh）2、caco3、aso、agc、bao3;（2）有色溶液:fe2+(淺綠色)、e3(棕黃色)、cu2（藍色)、mno(紫紅色）、fe（sc)(紅色)。4.常見的特征反應(yīng)現(xiàn)象(1)焰色反應(yīng):n+(黃色)、+(紫色

2、)。（2）白色沉淀fe(oh)2紅褐色f（)（由白色灰綠色紅褐色)。(）單質(zhì)與堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體。2al+2aoh+2h2o=2naalo23h2微訓(xùn)練一1已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化:試回答下列問題:（1）寫出的化學(xué)式：_,的化學(xué)式:_。（2)寫出由e轉(zhuǎn)變成f的化學(xué)方程式：_(3）寫出用kscn鑒別溶液的離子方程式:_;向g溶液中加入a的有關(guān)反應(yīng)離子方程式為_。解析：解題的突破口是白色沉淀紅褐色沉淀g溶液，即為fe(oh)2fe(h）fel3。答案:（1）feccl(2)4e(h）2o22h2=4fe（o)3（3)fe3+3cn-=e（scn)3f3+fe=3fe2+2根據(jù)下列實驗裝置和操作，回答有關(guān)

3、問題。按圖中所示裝置，用兩種不同的操作分別進行實驗,觀察b容器中的現(xiàn)象。（)先夾緊止水夾a，再使a容器中開始反應(yīng)。實驗中b容器中觀察到的現(xiàn)象是_；b容器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_.(2）打開止水夾a,使a容器開始反應(yīng)一段時間后再夾緊止水夾a，實驗中觀察到的現(xiàn)象是_。b容器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_.解析:此題是一道關(guān)于制備fe(oh）的創(chuàng)新實驗題。制備fe（oh）2可有多種不同的方法，但有一共同的特點就是在操作時防止與空氣接觸，這樣才能得到白色的(oh）沉淀。本題中當(dāng)nah中空氣未排盡時，naoh與feso4反應(yīng)的產(chǎn)物fe(）2只能短暫存在，但當(dāng)通入h2一段時間后,即認為空氣已排凈,生成的e（

4、oh)2能較長時間存在。答案：（1)容器a中的溶液進入b容器中，有白色沉淀生成,沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色 oh+fe2=fe（oh)2、e（oh)2+o2+2h2o=fe（oh)3（2)a打開時,觀察到容器中導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生,再夾緊a時,溶液進入容器中產(chǎn)生白色沉淀，且長時間不變色 2oh-+fe=fe（oh）3電子工業(yè)常用30%的fecl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。(1）檢驗溶液中e3+存在的試劑是_,證明fe3+存在的現(xiàn)象是_。（2）寫出fcl3溶液與金屬銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。(3）某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得fecl3溶液，準(zhǔn)備采用下

5、列步驟：.請寫出上述實驗中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式。_，_,_,_，_。b請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。_,_,_，_解析：從腐蝕銅的廢液中回收銅。答案：（）kn溶液溶液變成血紅色(2)cl3cu=2fec2+ccl2（3）a.fe fecl fe和cuhl cl2b.2fcl3f=ecl cuc2+e=fel2cuf+2hcl=fec2h2feclcl2=2fcl4已知為feo3和cuo的混合物，且氧化性強弱順序:fe3+u2+hfe2+。x樣品可發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:（1）寫出步驟可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_（共有個)。（2)若溶液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

6、子,則一定是_。（3)若d固體是純凈物，該固體是_（填化學(xué)式）.（4)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復(fù)合而成的，可用fcl3溶液作“腐蝕劑”刻制印刷電路板，該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。解析：（1）步中的反應(yīng)為cuo+2hc=clh2o、fo+hcl=2fcl33h2o,所得溶液為fl3、ccl2及過量的hcl的混合溶液;步驟得到的固體有銅、鐵兩種,若b是銅,根據(jù)題給的氧化性順序可知,只有一個反應(yīng)，不符合個反應(yīng)的要求,故應(yīng)是鐵.(2)若溶液e中只有一種金屬離子,則必然是氧化性最弱的e;若溶液中含有兩種金屬離子,則為fe2+、cu2.(4)根據(jù)氧化性fe3cu2+可知，腐蝕電路板的反應(yīng)為2f3

7、+cu=2fe2+cu2.答案:(1)2f3+f=e2+、cufe=fe+u、2+f=fe22（2)fe2+ fe2+、cu2+（）cu(4)2f+u=2f+cu2+應(yīng)用提示印制電路板制作流程簡介上圖是工業(yè)印刷電路板的制作流程圖，其中“蝕刻”這一步用的就是fecl3溶液，其反應(yīng)機理：2l+cu=2fec2+cucl2微專題二 三種常用的化學(xué)計算類型與技巧一、三種計算類型1基本計算：已知一種反應(yīng)物(或生成物）的量求解其他物質(zhì)的有關(guān)量，此時,只要按照化學(xué)方程式的量的關(guān)系,列出已知物質(zhì)和待求物質(zhì)的比例式計算便可。2.混合物反應(yīng)的計算:設(shè)混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為x、y、，按照化學(xué)方程式的量的關(guān)系

8、，并用x、y、z表示，列出方程組解答。3.過量計算:給出了兩種反應(yīng)物的量,求解某生成物的量。方法：按照化學(xué)方程式的量的關(guān)系進行判斷,哪一種物質(zhì)過量,然后根據(jù)不足的物質(zhì)的量進行求解。二、三種方法技巧1.關(guān)系式法當(dāng)已知物和未知物之間是靠多個反應(yīng)來聯(lián)系時,只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系即“關(guān)系式，就可求得未知量。例如，把co還原fe2o生成的c通入到澄清的石灰水中,求生成沉淀的量,根據(jù)化學(xué)方程式知：3co3co3cco3。2守恒法化學(xué)反應(yīng)中的守恒關(guān)系有:質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒(1）質(zhì)量守恒宏觀特征:反應(yīng)前后質(zhì)量守恒；微觀特征：反應(yīng)前后各元素的原子個數(shù)守恒.(2)得失電子守恒氧化還

9、原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù).(3)電荷守恒電解質(zhì)溶液中,陰離子所帶負電荷總數(shù)等于陽離子所帶正電荷總數(shù);離子方程式中,反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相等且電性相同。3.差量法根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量的差、氣體體積差等。該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。微訓(xùn)練二.有兩份質(zhì)量相同的ahco3固體,向第一份中加入鹽酸使其充分反應(yīng);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(yīng),則它們所耗用的鹽酸的體積比為( ）a.2:1 b1:1c1：2 d.4:

10、1解析：本題可從na守恒角度考慮.無論nco是直接與鹽酸反應(yīng),還是先加熱分解后再與鹽酸反應(yīng)，a的量不變，生成的nc的量相等,則消耗鹽酸的量相等。答案：b2現(xiàn)加熱5 g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,使碳酸氫鈉完全分解，混合物質(zhì)量減少了0。3 ，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為( ）a.3.38 b.4.58 gc.4.16 g d.4。41g解析:碳酸鈉較穩(wěn)定，加熱不分解,只有碳酸氫鈉分解，設(shè)混合物中含有x gnhco3,則2o3na2co3+co2+h224 g 6 x 0.3g解之得：x0。84,所以m(na2co3) -m(ao3）= -084g=。1 。答案:c.甲、乙兩燒杯中各盛有100 ml

11、3 moll-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為1：2，則加入的鋁粉質(zhì)量為(）a5。4g .3.6 c7 1。8 g解析：由cl+2a=2acl3+3h2和2oha22o=2naalo23h2可知，兩份等質(zhì)量的l都完全反應(yīng)時，生成的h2也等量,消耗的hcl與nao不等量。實際上h、na都為03mol,且生成h2的體積比為1：2,則甲中hcl不足，al過量；乙中naoh過量，l不足.生成h的物質(zhì)的量之比為1：2,反應(yīng)的al的物質(zhì)的量之比也為1：2。與0.3mol hcl反應(yīng)的al為2。7g,則與no溶液反應(yīng)的l為。 g,則加入的鋁粉質(zhì)量為5.

12、 g。答案：a4將5.0g某金屬合金放入足量的稀鹽酸中,共收集氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24,則該金屬合金可能是（）agal合金bfe。al合金fezn合金 d.c。z合金解析：由題意知,(h2)=。1 ol，即產(chǎn)生.1mol h消耗金屬合金為5.0 g,產(chǎn)生1moh2消耗金屬合金為50 g，滿足此條件的要求是產(chǎn)生1 mol h2時消耗一種金屬質(zhì)量大于50 g,一種金屬質(zhì)量小于50 .對于給出的金屬，產(chǎn)生1 mol h2時消耗金屬的質(zhì)量分別為m(m）=4 ,(l)=18 g,m（fe)56 g，m(n)5g。cu與稀鹽酸不反應(yīng),故選b。答案：b5.甲、乙兩個燒杯中分別盛有100 m 4.0

13、mol-1的鹽酸和 ml .0 ml1naoh溶液，向兩個燒杯中均加入54 g鋁粉，在相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積比為（）a.1：1 2:3.3：2 d.3:1解析:鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2a6hl=2cl3h2、2l+2ao2h2o=nlo2h2,而今,n(hcl）.4 ml，n(aoh)=0.4ml，n(）.2 mo，因此,甲燒杯中鹽酸不足,鋁過量，乙燒杯中鋁不足，氫氧化鈉過量,甲燒杯中產(chǎn)生氫氣0.mol，乙燒杯中產(chǎn)生氫氣。3 mol,故選b。答案：b將鈉和鋁的混合物0。2ml溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生3 16l(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氫氣，則鈉和鋁的物質(zhì)的量之比為(）： b.3:1c

14、.：1 d.1:4解析：313m標(biāo)準(zhǔn)狀況下2的物質(zhì)的量為0.4 ml.設(shè)混合物中鈉和鋁的物質(zhì)的量分別為x、2ah2=2naohh22al+hcl=2al3+則,解得故na和al的物質(zhì)的量之比為4:1。答案:c綜合素養(yǎng)測評（三）(時間:45分鐘 滿分：100分）授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書頁一、選擇題（本題包括12小題，每小題4分,共48分,每小題只有一個選項符合題意.）1.“神八與“天宮”一號的成功對接，標(biāo)志著中國的航空鋁材處于世界領(lǐng)先行列。下面關(guān)于鋁合金的說法中,錯誤的是( )a鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點低b高溫鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉c.鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿（nao

15、h）腐蝕d.鎂鋁合金在鹽酸中無法溶解解析:a項，合金均為混合物，一般來說，合金的熔點比成分金屬的熔點低；b項,在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣,防止高溫鋁液被氧化；c項,鎂鋁合金中的鋁能與na溶液反應(yīng);項,合金中的mg、al均能與鹽酸反應(yīng)。答案:d2.下列關(guān)于鋁的敘述中,不正確的是()鋁是地殼里含量最多的金屬元素b在常溫下,鋁不能與氧氣反應(yīng)c.鋁是一種比較活潑的金屬d在化學(xué)反應(yīng)中,鋁容易失去電子，是還原劑答案：b3.下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是（)a n c.fe d.a解析:鉀屬于活潑金屬,與氧氣發(fā)生劇烈的反應(yīng)，a項錯誤;鈉屬于活潑金屬，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)

16、生成氧化鈉，b項錯誤；鐵在空氣中形成的氧化物比較疏松，不能保護內(nèi)層金屬，c項錯誤;在空氣中金屬鋁表面形成致密的2o3薄膜,能夠保護內(nèi)層金屬不被氧化，d項正確.答案:4mg、a、e三種金屬分別與同濃度、同體積的稀鹽酸反應(yīng)時，放出h的質(zhì)量相等,則下列說法中正確的是( )a三種金屬的物質(zhì)的量相等b.三種金屬均過量三種金屬的質(zhì)量相等d鹽酸均過量解析：根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式:mg2hcl=mgcl2+h22a+6hcl=2alcl3+2fe+2hcl=fecl2+h2等質(zhì)量的三種金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生2的量不等;等物質(zhì)的量的三種金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生h2的量也不等;若三種金屬均過量,則產(chǎn)生的h的量由鹽酸決定。答案：b

17、下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述中正確的是（ )a.鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng)b鋁不能與氯氣反應(yīng)c鋁既能溶于強酸溶液，又能溶于強堿溶液d氧化鋁只能與酸反應(yīng),不能與堿反應(yīng)答案：6.檢驗用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵,可選用的試劑是（）a.naoh bkmn4.scnh22解析：若加入aoh,硫酸亞鐵發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成白色的fe(h）2會被硫酸鐵生成的紅褐色fe（h）掩蓋，不容易觀察,a項錯誤;kmno具有強氧化性,2+具有還原性,能使kno4的紫紅色褪去，b項正確；kc能夠與f+反應(yīng)使溶液變紅色,而s4不能與kscn產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，c項錯誤；h22能夠氧化f，但現(xiàn)象不明顯,d項錯誤。答案:

18、b7把鐵粉、銅粉置于ecl3溶液中，充分反應(yīng)后加入kscn不顯紅色,下列情況不能成立的是( )鐵不剩余,cu剩余b.鐵、銅均剩余c鐵剩余，含cu2+ d銅剩余，含f2解析：因還原性:c,fcl溶液中加入鐵粉、銅粉時,依次發(fā)生反應(yīng):fef3=3fec2,cu+2ecl=2fel2+cuc2有以下情況：fe、均剩余,溶液中只有fe2+;只有cu剩余，溶液中只有fe2+或含e2+、cu2;fe、cu均不剩余,fe3+恰好反應(yīng),溶液中有f、cu2;f、cu均不剩余，fe3+剩余,溶液中有3+、fe+、c。c項fe剩余,則溶液中不可能含有.答案：.下列各種物質(zhì)既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)的是（)l l

19、cl3 na2c3 lo3 ahc3a. c. d解析：al與酸反應(yīng)生成鋁鹽和h2，與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和2；al顯兩性；naho是一個二元弱酸的酸式鹽，它與強酸反應(yīng)生成c2,與強堿反應(yīng)生成正鹽答案：.將12 g鐵粉加入25l 2 ol/l的ecl3溶液中，充分發(fā)生反應(yīng)后,其結(jié)果是（ )a.往溶液中滴入無色的kcn溶液，不顯紅色bf和3+的物質(zhì)的量比為6:1c反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量比為2：d鐵粉有剩余,溶液呈淺綠色，-的濃度基本保持不變解析：n(f)=0.2mol，n（fecl3)。025 l2 mol/l0。05 mol，發(fā)生反應(yīng)e=3f2+,剩余n（3）。0 ml。答案：b1.

20、將5 g al投入到20 ml2。 ml1的某溶液中有氫氣產(chǎn)生，充分反應(yīng)后有金屬剩余，該溶液可能為( )anao溶液 ba(oh)2溶液ch2o4溶液 hc溶液解析:.4g al的物質(zhì)的量為=0。2mol；0.2 mol l能分別與0.2 mol nah、0 mo a（oh）2、0。mlhso4、. molcl完全反應(yīng)放出2,只有鹽酸的量不足。答案:d1某500 l溶液中含1 fe2、0。2 lfe3+，加入0。2 mo鐵粉,待fe3+完全還原后，溶液中fe2+的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)前后體積不變)（ ）0. mo-1 b0。moll-c.8 ll-1 d. oll-1解析：由e+fe=3f

21、e2知，。2ml fe3與鐵粉反應(yīng)生成0.3o fe2+,則所得溶液中fe+共0.3 o+0。1ml=0。4 mol，c(f2)0。8 moll1.答案:c12.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，含有95的鋁和5%的鎵、銦及錫組成的新型合金與水能快速反應(yīng)制得氫氣，整個反應(yīng)中只消耗鋁，而反應(yīng)生成的l23可回收再利用,這樣不僅降低了制氫氣的成本,而且方便快捷,這一發(fā)現(xiàn)將燃氫汽車的研發(fā)推向新的里程碑。下列有關(guān)說法不正確的是（ )a.此合金一定比純鋁柔軟b鋁作為還原劑,有資源豐富的優(yōu)勢c合金與水反應(yīng)的總反應(yīng)式為l+32o=al2o3+3h2d.合金中的鎵、銦及錫對鋁與水的反應(yīng)可能起催化作用解析:合金的硬度一般比組成合金的各

22、材料的硬度大，a錯誤;鋁是地殼中含量最高的金屬元素，b正確;由題中信息和純鋁在常溫下與水不反應(yīng)知、d正確。答案:二、非選擇題(本題包括4小題，共52分)(12分)合金是建造航空母艦的主體材料。(1)航母升降機可由鋁合金制造。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得,提取過程中通入的氣體為_。al.m合金焊接前用naoh溶液處理l23膜,其化學(xué)方程式為_。焊接過程中使用的保護氣為_(填化學(xué)式).(2)航母螺旋槳主要用銅合金制造80.0 g al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0 g,則合金中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。解析:（1）工業(yè)煉鋁需將鋁土礦與強堿溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽，然后在偏鋁酸鹽溶液

23、中通入過量的c2，發(fā)生反應(yīng)aloco2h2o=al(oh)3+hco,故提取過程中需通入co2氣體。保護氣需性質(zhì)穩(wěn)定,高溫條件下不與l。合金反應(yīng),n2高溫條件下可與mg反應(yīng),可用氬氣作保護氣。(2)白色沉淀為（h），3.0 g al（oh）3中鋁元素為0.5 mol，合金中鋁的質(zhì)量為0。 ml27ml-13.5 g,則銅的質(zhì)量為66。5 ,質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為83。1%。答案:(1)oal2o3noh=2na2h2(其他合理答案均可)（2）3。1%14.（12分)某學(xué)習(xí)小組為認識鐵及其化合物的性質(zhì)、分散系的性質(zhì)做了如下一組綜合實驗，根據(jù)實驗流程回答相關(guān)問題：(1)請寫出fe2與反應(yīng)的離子方程式：_.(

24、2）物質(zhì)為_。（3）請寫出ecl3溶液與鐵粉反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。（)向fel2溶液中滴加naoh溶液最終生成fe（oh)3濁液，該過程的現(xiàn)象為_,此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為_(用化學(xué)方程式表達）.(5)將fec3飽和溶液滴入沸水中,并繼續(xù)煮沸至紅褐色，制得分散系_，它與fecl3溶液、fe（h)3濁液的本質(zhì)區(qū)別是_。解析：（)fe23為堿性氧化物,能夠與鹽酸反應(yīng)生成fel3。(2）el3溶液能夠與堿反應(yīng)生成fe(h)3，該物質(zhì)可以是naoh溶液等（3)f3+具有強氧化性,能夠氧化fe:fe3=3ecl2。(4）fe(h)2是白色沉淀，且具有還原性，會迅速被氧化,固體由白色迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色,

25、最終轉(zhuǎn)化為紅褐色fe（oh)沉淀：e（o)2+o2+2h2=4fe（)。（)飽和氯化鐵溶液滴入沸水中,加熱至呈紅褐色，得到的是(oh)3膠體。膠體與溶液、濁液的本質(zhì)區(qū)別在于分散質(zhì)粒子直徑大小不同。答案:（)fe2o36h=2fe+h2o（2)naoh溶液(其他合理答案也可)（3）feel3=3（4)生成白色沉淀，迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色fe(oh）+o2+2ho=4fe（oh)3(5)fe（o）3膠體 分散質(zhì)粒子直徑大小不同15.（14分)某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。(1）a中試劑為_.(2）中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（)若實驗用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測得氫氣體積為b ml（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），b中剩余固體的質(zhì)量為c g，則鋁的相對原子質(zhì)量為_。()實驗過程中,若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_（