1、微专题大素养(三)章末共享授课提示：对应学生用书45页微专题一铁、铝及其重要化合物的转化与应用1铁及其重要化合物之间的转化关系2铝及其重要化合物之间的转化关系3常见物质的特征颜色(1)有色固体：红色：Cu；砖红色：Cu2O；红棕色：Fe2O3；红褐色：Fe(OH)3；淡黄色：S或Na2O2；蓝色：Cu(OH)2；紫黑色：KMnO4、I2；黑色：炭粉、CuO、FeO；白色沉淀：Fe(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3；(2)有色溶液：Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、Cu2(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe(SCN)3(红色)。4常见的特征反应现象(1)焰色反
2、应：Na(黄色)、K(紫色)。(2)白色沉淀Fe(OH)2红褐色Fe(OH)3(由白色灰绿色红褐色)。(3)单质与碱反应产生气体。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2微训练一1已知有以下物质相互转化：试回答下列问题：(1)写出B的化学式：_，D的化学式：_。(2)写出由E转变成F的化学方程式：_(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：_；向G溶液中加入A的有关反应离子方程式为_。解析：解题的突破口是白色沉淀红褐色沉淀G溶液，即为Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3。答案：(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)Fe33SCN=Fe(SCN
3、)32Fe3Fe=3Fe22根据下列实验装置和操作，回答有关问题。按图中所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B容器中的现象。(1)先夹紧止水夹a，再使A容器中开始反应。实验中B容器中观察到的现象是_；B容器中发生反应的离子方程式是_。(2)打开止水夹a，使A容器开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中观察到的现象是_。B容器中发生反应的离子方程式是_。解析：此题是一道关于制备Fe(OH)2的创新实验题。制备Fe(OH)2可有多种不同的方法，但有一共同的特点就是在操作时防止与空气接触，这样才能得到白色的Fe(OH)2沉淀。本题中当NaOH中空气未排尽时，NaOH与FeSO4反应的产物Fe
4、(OH)2只能短暂存在，但当通入H2一段时间后，即认为空气已排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。答案：(1)容器A中的溶液进入B容器中，有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色2OHFe2=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)a打开时，观察到B容器中导管口有气泡产生，再夹紧a时，溶液进入B容器中产生白色沉淀，且长时间不变色2OHFe2=Fe(OH)23电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3存在的试剂是_，证明Fe3存在的现象是_。(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：_。(
5、3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：A请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。_，_，_，_，_。B请写出相关反应的化学方程式。_，_，_，_。解析：从腐蚀铜的废液中回收铜。答案：(1)KSCN溶液溶液变成血红色(2)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2(3)A.FeFeCl2Fe和CuHClCl2B2FeCl3Fe=3FeCl2CuCl2Fe=FeCl2CuFe2HCl=FeCl2H22FeCl2Cl2=2FeCl34已知X为Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性强弱顺序：Fe3Cu2HFe2。X样品可发生如图所示的转化关系：(1)
6、写出步骤可能发生反应的离子方程式_(共有3个)。(2)若溶液E中只有一种金属离子，则一定是_；若溶液E中含有两种金属离子，则一定是_。(3)若D固体是纯净物，该固体是_(填化学式)。(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的，可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板，该过程发生反应的离子方程式为_。解析：(1)步中的反应为CuO2HCl=CuCl2H2O、Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液；步骤得到的固体有铜、铁两种，若B是铜，根据题给的氧化性顺序可知，只有一个反应，不符合3个反应的要求，故B应是铁。(2)若溶液E中只有一
7、种金属离子，则必然是氧化性最弱的Fe2；若溶液E中含有两种金属离子，则为Fe2、Cu2。(4)根据氧化性Fe3Cu2可知，腐蚀电路板的反应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。答案：(1)2Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=Fe2Cu、2HFe=Fe2H2(2)Fe2Fe2、Cu2(3)Cu(4)2Fe3Cu=2Fe2Cu2应用提示印制电路板制作流程简介上图是工业印刷电路板的制作流程图，其中“蚀刻”这一步用的就是FeCl3溶液，其反应机理：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2微专题二三种常用的化学计算类型与技巧一、三种计算类型1基本计算：已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，
8、只要按照化学方程式的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。2混合物反应的计算：设混合物中各物质的物质的量分别为x、y、z，按照化学方程式的量的关系，并用x、y、z表示，列出方程组解答。3过量计算：给出了两种反应物的量，求解某生成物的量。方法：按照化学方程式的量的关系进行判断，哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。二、三种方法技巧1关系式法当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”，就可求得未知量。例如，把CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清的石灰水中，求生成沉淀的量，根据化学方程式知：3CO3CO23CaCO3。2守
9、恒法化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。(1)质量守恒宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。(2)得失电子守恒氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。(3)电荷守恒电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。3差量法根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量的差、气体体积差等。该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。微训练二1有两份质量相同的NaHCO3固体，向第一
10、份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为()A2:1 B1:1C1:2 D4:1解析：本题可从Na守恒角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应，还是先加热分解后再与盐酸反应，Na的量不变，生成的NaCl的量相等，则消耗盐酸的量相等。答案：B2现加热5 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A3.38 g B4.58 gC4.16 g D4.41 g解析：碳酸钠较稳定，加热不分解，只有碳酸氢钠分解，设混合物中含有x g NaHCO3，则2Na
11、HCO3Na2CO3CO2H2Om284 g62 gx g0.31 g解之得：x0.84，所以m(Na2CO3)5 gm(NaHCO3)5 g0.84 g4.16 g。答案：C3甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1:2，则加入的铝粉质量为()A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g解析：由6HCl2Al=2AlCl33H2和2NaOH2Al2H2O=2NaAlO23H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2也等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH都为0.3
12、 mol，且生成H2的体积比为1:2，则甲中HCl不足，Al过量；乙中NaOH过量，Al不足。生成H2的物质的量之比为1:2，反应的Al的物质的量之比也为1:2。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g，则加入的铝粉质量为5.4 g。答案：A4将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24 L，则该金属合金可能是()AMgAl合金 BFeAl合金CFeZn合金 DCuZn合金解析：由题意知，n(H2)0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗金属合金为5.0 g，产生1 mol H2消耗金属合金为50 g，满足
13、此条件的要求是产生1 mol H2时消耗一种金属质量大于50 g，一种金属质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)24 g，m(Al)18 g，m(Fe)56 g，m(Zn)65 g。Cu与稀盐酸不反应，故选B。答案：B5甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 molL1的盐酸和100 mL 4.0 molL1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为()A1:1 B2:3C3:2 D3:1解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2N
14、aAlO23H2，而今，n(HCl)0.4 mol，n(NaOH)0.4 mol，n(Al)0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足，铝过量，乙烧杯中铝不足，氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，故选B。答案：B6将钠和铝的混合物0.2 mol溶于足量的盐酸中，产生3 136 mL(标准状况下)氢气，则钠和铝的物质的量之比为()A1:3 B3:1 C4:1 D1:4解析：3 136 mL标准状况下H2的物质的量为0.14 mol。设混合物中钠和铝的物质的量分别为x、y2Na2H2O=2NaOHH22Al6HCl=2AlCl33H2则，解得故Na和Al的物质
15、的量之比为4:1。答案：C综合素养测评(三)(时间：45分钟满分：100分)授课提示：对应学生用书99页一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)1“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是()A铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D镁铝合金在盐酸中无法溶解解析：A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝
16、能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。答案：D2下列关于铝的叙述中，不正确的是()A铝是地壳里含量最多的金属元素B在常温下，铝不能与氧气反应C铝是一种比较活泼的金属D在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂答案：B3下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()AK BNa CFe DAl解析：钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，B项错误；铁在空气中形成的氧化物比较疏松，不能保护内层金属，C项错误；在空气中金属铝表面形成致密的Al2O3薄膜，能够保护内层金属不被氧化，D项正确。答案：D4Mg
17、、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是()A三种金属的物质的量相等B三种金属均过量C三种金属的质量相等D盐酸均过量解析：根据反应的化学方程式：Mg2HCl=MgCl2H22Al6HCl=2AlCl33H2Fe2HCl=FeCl2H2等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。答案：B5下列有关金属铝及其化合物的叙述中正确的是()A铝在常温下不能与氧气反应B铝不能与氯气反应C铝既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应答案
18、：C6检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是()ANaOH BKMnO4CKSCN DH2O2解析：若加入NaOH，硫酸亚铁发生复分解反应生成白色的Fe(OH)2会被硫酸铁生成的红褐色Fe(OH)3掩盖，不容易观察，A项错误；KMnO4具有强氧化性，Fe2具有还原性，能使KMnO4的紫红色褪去，B项正确；KSCN能够与Fe3反应使溶液变红色，而FeSO4不能与KSCN产生明显的现象，C项错误；H2O2能够氧化Fe2，但现象不明显，D项错误。答案：B7把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能成立的是()A铁不剩余，Cu剩余 B铁、铜均剩
19、余C铁剩余，含Cu2 D铜剩余，含Fe2解析：因还原性：FeCu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2有以下情况：Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2；只有Cu剩余，溶液中只有Fe2或含Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3恰好反应，溶液中有Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3剩余，溶液中有Fe3、Fe2、Cu2。C项Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2。答案：C8下列各种物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是()AlAlCl3Na2CO3Al2O3NaHCO3ABC D解析：Al与酸反应生成铝盐和H2，
20、与碱反应生成偏铝酸盐和H2；Al2O3显两性；NaHCO3是一个二元弱酸的酸式盐，它与强酸反应生成CO2，与强碱反应生成正盐。答案：D9将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中，充分发生反应后，其结果是()A往溶液中滴入无色的KSCN溶液，不显红色BFe2和Fe3的物质的量比为6:1C反应中氧化产物和还原产物的物质的量比为2:1D铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl的浓度基本保持不变解析：n(Fe)0.02 mol，n(FeCl3)0.025 L2 mol/L0.05 mol，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，剩余n(Fe3)0.01 mol。答案：B10将5.4 g Al投
21、入到200 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为()ANaOH溶液 BBa(OH)2溶液CH2SO4溶液 DHCl溶液解析：5.4 g Al的物质的量为0.2 mol；0.2 mol Al能分别与0.2 mol NaOH、0.1 mol Ba(OH)2、0.3 mol H2SO4、0.6 mol HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。答案：D11某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3，加入0.2 mol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)()A0.4 molL1 B0.6 m
22、olL1C0.8 molL1 D1.0 molL1解析：由2Fe3Fe=3Fe2知，0.2 mol Fe3与铁粉反应生成0.3 mol Fe2，则所得溶液中Fe2共0.3 mol0.1 mol0.4 mol，c(Fe2)0.8 molL1。答案：C12经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列有关说法不正确的是()A此合金一定比纯铝柔软B铝作为还原剂，有资源丰富的优势C合金与水反应的总反应式为2Al3H2O=Al2
23、O33H2D合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用解析：合金的硬度一般比组成合金的各材料的硬度大，A错误；铝是地壳中含量最高的金属元素，B正确；由题中信息和纯铝在常温下与水不反应知C、D正确。答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(12分)合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。800 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0
24、 g，则合金中Cu的质量分数为_。解析：(1)工业炼铝需将铝土矿与强碱溶液反应转化成偏铝酸盐，然后在偏铝酸盐溶液中通入过量的CO2，发生反应AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，故提取过程中需通入CO2气体。保护气需性质稳定，高温条件下不与AlMg合金反应，N2高温条件下可与Mg反应，可用氩气作保护气。(2)白色沉淀为Al(OH)3,39.0 g Al(OH)3中铝元素为0.5 mol，合金中铝的质量为0.5 mol27 gmol113.5 g，则铜的质量为66.5 g，质量分数约为83.1%。答案：(1)CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可)(2)83
25、.1%14(12分)某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：(1)请写出Fe2O3与反应的离子方程式：_。(2)物质为_。(3)请写出FeCl3溶液与铁粉反应的化学方程式：_。(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为_，此过程中发生的氧化还原反应为_(用化学方程式表达)。(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系_，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是_。解析：(1)Fe2O3为碱性氧化物，能够与盐酸反应生成FeCl3。(2)FeCl3溶液能够与碱反应生成F
26、e(OH)3，该物质可以是NaOH溶液等。(3)Fe3具有强氧化性，能够氧化Fe：Fe2FeCl3=3FeCl2。(4)Fe(OH)2是白色沉淀，且具有还原性，会迅速被氧化，固体由白色迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色Fe(OH)3沉淀：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(5)饱和氯化铁溶液滴入沸水中，加热至呈红褐色，得到的是Fe(OH)3胶体。胶体与溶液、浊液的本质区别在于分散质粒子直径大小不同。答案：(1)Fe2O36H=2Fe33H2O(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)(3)Fe2FeCl3=3FeCl2(4)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2
27、O22H2O=4Fe(OH)3(5)Fe(OH)3胶体分散质粒子直径大小不同15(14分)某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为_。(2)B中发生反应的化学方程式为_。(3)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_。(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。解析：(1)Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱溶液反应而镁不能，可以用NaOH溶液与Al反应制H2，然后测量H2的体
28、积以计算Al的物质的量。(2)B中发生Al与碱的反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(3)铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为(ac)g，设铝的相对原子质量为M，则2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22M 322 400 mL(ac)g b mL解得M。(4)铝的质量分数100%，实验过程中，若未洗涤过滤不溶物，c值偏大，铝的质量分数将偏小。答案：(1)NaOH溶液(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)(4)偏小16(14分)如图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(耐高温性质稳定)的混合物，加热，并通入水
29、蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点燃。请回答下列问题：(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：_。(2)干燥管C内盛放的药品是_。干燥管的_(填“m”或“n”)端与g导管相连接。(3)玻璃管中石棉绒的作用是_。实验开始时应先点燃_处酒精灯，实验结束时，应先熄灭_处酒精灯。(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象：_。解析：硬质玻璃管的反应是红热的铁与水蒸气反应，化学方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，其中氧化剂是水。干燥管中盛放的是固体干燥剂，通常可以是碱石灰或无水氯化钙，使用干燥管应是粗口进气，细口出气。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。收集氢气可用向下排空气法，检验方法通常是用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2。答案：(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等) n(3)铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积AB(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2