杨浦区暑假补习班 新王牌补习 高中化学 应用广泛的金属材料Word下载.docx
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_________________________________________
现象:
____________________________________
注意:
Fe3O4中的铁元素的价态为___________________
和非金属单质(硫)反应
FeS中的铁元素的价态为___________________
和非金属单质(氯气)
FeCl3中的铁元素的价态为___________________
从铁和上述单质反应产物中的价态可以得出,氧化性:
Cl2___S
②跟水反应
常温下,铁和水不反应,但红热的铁能和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
__________________________________
反应条件__________
产物是_____,而不是Fe2O3
③跟酸反应
跟氧化性不强的酸(如稀硫酸、盐酸等)反应:
书写离子方程式__________________________________________
跟冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化。
(与稀硝酸的反应,高二不学)
什么叫钝化___________________________________
钝化___(是/不是)化学反应。
利用钝化,冷浓硫酸/浓硝酸可以盛放在____制器皿中。
④跟某些盐溶液反应
Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
5合金的性质
硬度:
合金比构成合金的纯金属___
熔点:
6碳铁合金——钢铁的冶炼
炼铁
(1)原料及其作用:
铁矿石——铁来源
焦炭、空气——产生热能和还原剂一氧化碳
石灰石——熔剂、除脉石(SiO2)
常见铁矿石:
磁铁矿——Fe3O4
赤铁矿——Fe2O3
褐铁矿——2Fe2O3.3H2O(知道)
菱铁矿——FeCO3(知道)
(2)主要反应原理:
________________________________________________(文字)
(3)主要化学反应:
还原剂的生成____________________
____________________
铁的还原__________________________
炉渣的生成_________________________(知道)
__________________________(知道)
(4)尾气:
高炉煤气(CO、CO2、N2)
(5)设施:
高炉
炼钢
(1)适当降低生铁中的含炭量,并除去大部分硫、磷等杂质,调整钢中合金元素含量到规定的范围之内
_______________________________________________________(文字)
3、铁的化合物
(1)铁的氧化物的性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁的化合价
名称
状态和颜色
碱性
用途
略
(2)铁的氢氧化物
氢氧化亚铁
氢氧化铁
颜色与状态
跟酸反应
跟氧气反应
受热分解
【整合拓展】
Fe(OH)2制备实验探究。
Ⅰ、Fe(OH)2制备实验探究。
1、实验原理:
2、实验现象:
3、要制得白色的Fe(OH)2沉淀,注意的问题
①___________________________________________________________。
②___________________________________________________________
③___________________________________________________________
4、制备方案探究
(1)__________________________________________________________
(2)用右图装置
该装置如何做到延长观察Fe(OH)2的时间
_______________________________________________________
(3)Fe2+、Fe3+性质的比较(重点、难点)
Fe2+
Fe3+
溶液的颜色
氧化还原性
水解性
与碱反应
现象
反应方程式
加入KSCN溶液(写出反应现象及方程式
相互转化
保存方法
溶液配置
1、Fe、Fe2+、Fe3+三者之间的转化关系
1Fe→Fe2+
② Fe2+→Fe
③ Fe→Fe3+
④ Fe3+→Fe
⑤Fe2+→Fe3+
⑥Fe3+→Fe2+
2主要应用
①离子共存
Fe2+与MnO4-、NO3—(H+)、ClO—等因发生反应而不共存;
Fe2+与OH—、S2—、CO32—等因发生反应而不共存;
Fe3+与S2—、I—、SO32—等因发生反应而不共存;
Fe3+与SCN—因发生反应而不共存;
Fe3+与OH—因发生反应而不共存;
②盐溶液的存放
Fe2+的盐溶液:
_______________________________________________________________
Fe3+的盐溶液:
③除杂方法
a、Fe2+(Fe3+)
b、Cu2+(Fe2+、Fe3+)
④FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
______________________________________________________________________________
(4)Fe2+和Fe3+的检验
Fe2+的检验:
__________________________________________________
为什么氯气和KSCN的顺序不能互换____________________________________
Fe3+的检验:
________________________________________________,一般不用NaOH。
(5)铁及其化合物相互关系
16
13
6
2
7
10
5
4
1
9
8
3
14
11
书写上述方程
12
15
三金属的腐蚀和防护
1金属腐蚀:
金属或合金和周围的气体液体发生化学反应而被侵蚀的过程.
2金属腐蚀的类型
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化腐蚀
定义
金属和周围物质直接接触发生化学反应而引起的腐蚀
不纯的金属接触到电解质溶液所引起的腐蚀
例
铁和氯气氧气直接反应而发生的腐蚀
钢铁在潮湿空气中通过原电池反应发生电化腐蚀
3防止金属腐蚀的方法
(1)改变金属内部结构——形成合金|
(2)金属表面覆盖保护层——涂漆、电镀
(3)电化学保护法:
利用原电池原理,和更活泼的金属相连
典型习题
一、合金
例题生铁的熔点使1100度~1200度,纯铁的熔点是
A1055度B1100度C1200度D1535度
二、铁的性质
例题铁在氧气中灼烧后,生成
AFeOBFe2O3CFe3O4DFe(OH)3
例题不能用单质直接化合而生成的盐是
AMgCl2BCu2SCFeSDFeCl2
例题下列化学药品不会腐蚀铁制容器的是
ACuSO4溶液B稀硫酸C浓硫酸D稀硝酸
例题铁元素的原子结构示意图______________
例题:
把铁片投入下列溶液溶液中,铁片溶解,且溶液质量减轻的是
A稀硫酸BFeCl3CCuSO4D稀硝酸
例题8.4g铁粉和3.2g硫粉均匀混合、加热,充分反应后,让得到的固体和过量的盐酸反应,能生成什么气体?
在标准状况下,这些气体的体积是多少?
例题两种金属混合物一共重20.75g,投入过量的盐酸中,得到H211.2L,则混合物可能的组成是
AZn和AgBMg和FeCMg和CuDMg和Al
三、铁的氧化物的性质
例题工业上常用作油漆颜料的是
AFeOBFe3O4CFe2O3DFeCl3
例题在四氧化三铁中,亚铁离子和铁离子的物质的量之比为__________
例题氧化铁_______色粉末,氧化铁是_________色粉末,俗称________。
四氧化铁是________色晶体,俗称________
例题在四氧化铁晶体中,加入过量的盐酸发生的反应是__________________
三、铁的氢氧化物
例题将绿矾晶体溶解于NaOH溶液,先_____________,逐渐______,最后______________,请写出涉及到的化学原理
______________________________
_____________________________________________________________________
氯化铁饱和溶液分别进行下列操作,试回答:
(1)向溶液中滴入石蕊试剂,有何变化?
(2)加热溶液,持续沸腾,蒸干灼烧后,最后得到什么物质?
(3)向溶液中滴入几滴KSCN溶液,有何现象产生?
(4)向溶液中加入足量铁粉,振荡后溶液有何变化?
再滴入足量NaOH溶液可见到哪些变化?
例题怎么样用Fe制备Fe2O3,写出有关化学方程式
例题在FeO、Fe2O3、Fe3O4三种铁的氧化物中,与等质量Fe元素相结合的氧元素的质量比为()
(A)1:
3:
4(B)2:
6(C)6:
9:
8(D)3:
8:
.为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成,称取12.52克样品,将其全部溶于过量稀硝酸后,配成100毫升溶液。
取其一半,加入过量K2SO4溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤,烘干后得4.66克固体。
在余下的50毫升溶液中加入少许KSCN溶液,显红色;
如果加入过量NaOH溶液,则生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20克固体。
(1)计算磁性粉末材料中氧元素的质量百分含量。
(2)确定该材料的化学式。
五、铁离子和亚铁离子的检验
例题五种溶液NaCl、MgCl2、FeCl2、FeCl3只用一种试剂就可以把它们鉴别出来的试剂是
AAgNO3B浓硫酸CNaOH溶液DKSCN溶液
六、亚铁离子和铁离子的相互转换
1下列因为发生氧化-还原反应而不能共存于同一种溶液中的离子是
ANa+、Fe2+、OH-BFe2+、Cl-、NO3-、H+
CK+、HCO3-、OH-DNa+、HCO3-、H+、Cl--
2把金属加入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中,反应后铁有剩余,则溶液中浓度最大的阳离子是
A铜离子B铁离子C亚铁离子D氢离子
3把适量的铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的铁离子和亚铁离子浓度相等,则已经反应的铁离子和未反应的铁离子的物质的量之比
A2:
3B3:
2C1:
2D1:
4浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡:
Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+,若向该溶液中滴加足量盐酸,则溶液的颜色
A变黄B绿色更深C绿色更浅D无变化
5现有Fe和Fe2O3的混合物27.2g,投入过量的稀硫酸中,反应正好完全后,溶液中不再有Fe3+,放出的H2为2.24L(S、T、P),求混合物中Fe和Fe2O3各多少g?
6在200mlFeCl3和FeCl2的混合物中,加入0.56gFe粉恰好完全反应,溶液中无铁离子,取反应的溶液1/10和Cl2反应,溶液中有80%的Fe2+被氧化为铁离子,再滴加过量的AgNO3溶液,得到白色沉淀4.018g,求原混合溶液中FeCl3和FeCl2的物质的量浓度各多少mol/L?
7向100ml硝酸根离子浓度为3mol/L的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液体中加入10g铁粉,完全反应后过滤,所得到的干燥固体质量为11g,求原混合液体中Fe(NO3)3和Cu(NO3)2浓度
8在500ml0.1mol/L的FeCl2溶液中,通入一定量的氯气后,将溶液稀释到1L,取100ml稀释液,加入足量的AgNO3溶液得到2.009gAgCl沉淀
(1)通过计算来确定溶液中亚铁离子是否完全转化为铁离子
(2)若未完全转化,其转化率是多少?
9在含有amolFe2(SO4)3和bmolCuSO4的混合液中,加入cmolFe,充分反应后,经过测定溶液中含Fe2+和Cu2+的混合液中,,同时溶液中仍有固体物质,则a、b、c的关系一定是
Aa<
c<
a+bBb<
a+bCa+c<
bDa+b<
c
10Fe和稀硝酸的反应
原理:
2Fe+8HNO3→2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O
Fe+2Fe(NO3)3→3Fe(NO3)2
3Fe+8HNO3→3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)将过量的铁粉放入100ml2mol/L的硝酸溶液中,充分反应后,若还原产物只有NO,所能溶解的铁的质量是?
(2)14g铁粉全部溶解于某稀硝酸之中,放出NO气体后称得溶液的质量比稀硝酸增重8g,已知稀硝酸的体积为1L,反应中可以认为体积不变,求溶液中金属离子的浓度。
(3)有一混合溶液含amolFe2(SO4)3和bmolCuSO4,和铁发生的反应可能有
Fe+CuSO4→FeSO4+CuFe+Fe2(SO4)3→3FeSO4
Cu+Fe2(SO4)3→2FeSO4+CuSO4
当其充分反应后,生成FeSO4nmol及溶液中沉淀析出金属粉末质量wg随加Fe粉物质的量mmol而变化,请填写a、b、m、n之间的关系
铁粉m(mol)
FeSO4n(mol)
金属粉末wg
m>
a+b
n=3m
W=64b
七、实验装置的改进
1图为Fe(OH)2制备实验的改进装置,使用该装置将能在较长时间内观察到白色絮状沉淀
(1)如何操作该装置才能得到Fe(OH)2?
___________________________________
(2)为何能在较长时间内观察到白色絮状淀?
________________________________
2实验室制备Fe(OH)2时:
(1)用新制的FeSO4溶液
(2)取用的NaOH溶液要煮沸(3)把吸有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入FeSO4溶液的液面下.请简述以上操作的原因:
(1)___________________
(2)____________________(3)_________________________
3用下列方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀.在下图装置中,用NaOH溶液\铁屑\稀硫酸等试剂制备
(1)在试管I中加入的试剂是______
(2)在试管II中加入的试剂是_____(3)为了制备白色的Fe(OH)2沉淀,在试管I和II中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是__________
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是____________
九除杂(括号内为杂质)
FeCl3(FeCl2)除杂试剂___________离子方程式___________________
FeCl2(FeCl3)除杂试剂___________离子方程式________________________
十、历届高考题
1(在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100毫升2摩/升的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448毫升气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+离子。
则下列判断正确的是
A混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1:
1:
B反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量之比为1:
2
C混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多
D混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多
2下列反应,其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用洒精中
A②③①④ B③②①④ C③①②④ D①②③④
3下列物质中,不属于合金的是
(A)硬铝(B)黄铜(C)钢铁(D)水银
为维持人体内电解质平衡,人在大量出汗后应及时补充的离子是
AMg2+BCa2+CNa+DFe3+
4某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A.0.4mol/LB.0.6mol/LC.0.8mol/LD.1.0mol/L
合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3
(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4︰5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为___________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1︰2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为___________(用小数表示,保留2位小数)。
(3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:
2Fe2O3+C
4FeO+CO2↑。
为制得这种活性最高的催化剂,应向480gFe2O3粉末中加入炭粉的质量为_________g。
5聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe3+。
实验步骤如下:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有。
(a)容量瓶(b)烧杯(c)烧瓶
(2)步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是。
(a)控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比(b)确定下一步还原所需铁的量
(c)确定氧化Fe2+所需NaClO3的量(d)确保铁的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化,则反应方程式如下
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NO↑+4H2O
已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊,利是,弊是。
聚合硫酸铁溶液中SO42¯
与Fe3+物质的量之比不是3:
2。
根据下列供选择的试剂和基本操作,
测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯
与Fe3+物质的量之比。
(4)测定时所需的试剂。
(a)NaOH(b)FeSO4
(c)BaCl2(d)NaClO3
(5)需要测定和的质量(填写化合物的化学式)。
(6)选出测定过程中所需的基本操作(按操作先后顺序列出)。
(a)萃取、分液(b)过滤、洗涤(c)蒸发、结晶
(d)冷却、称量(e)烘
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