人教版高中化學必修第一冊第三章鐵金屬材料階段提升課學案

PAGE階段提升課思維脈絡體系建構高考感知素養聚焦命題點考查頻次素養探源1.合金、金屬材料★★★★☆核心素養:證據推理與模型認知、科學探究與創新意識考查途徑:結合真實情境,考查學生對鐵、鋁、合金在生活中的應用及與性質的關系的掌握,能通過實驗探究它們的性質,建構金屬及其化合物認知模型,并會應用模型解決相關問題2.鐵及其化合物的性質與用途★★★★☆3.Fe3+、Fe2+的檢驗及性質探究★★★☆☆4.鋁及其化合物的性質與用途★★★☆☆考點1合金、金屬材料[例1](2025·廣東高考·1)中華傳統技藝,凸顯人民智慧。下列選項所涉及材料的主要成分屬于合金的是()A.紙哪吒B.石印章C.木活字D.不銹鋼針【解析】選D。紙的主要成分是纖維素(有機化合物),不屬于合金,A不符合題意;石印章的材料通常是天然礦物(如壽山石、大理石等),主要成分為硅酸鹽或碳酸鹽,不屬于合金,B不符合題意;木活字的材料是木材,主要成分為纖維素(有機化合物),不屬于合金,C不符合題意;不銹鋼是鐵(Fe)與鉻(Cr)、鎳(Ni)等金屬形成的合金,D符合題意。[例2](2025·晉陜青寧高考·1)“國之重器”是我國科技綜合實力的結晶。下述材料屬于金屬材料的是()A.“C919”大飛機用的氮化硅涂層B.“夢想”號鉆探船鉆頭用的合金C.“望宇”登月服用的聚酰亞胺隔熱層D.“雪龍2”號破冰船制淡水用的反滲透膜【解析】選B。氮化硅涂層屬于新型陶瓷材料,屬于無機非金屬材料,A不符合題意;合金是金屬與其他元素熔合而成的材料,屬于金屬材料,B符合題意;聚酰亞胺是有機高分子材料,不屬于金屬材料,C不符合題意;反滲透膜通常由高分子聚合物制成,屬于有機材料,D不符合題意。考點2鐵及其化合物的性質與用途[例3][高考組合題]判斷下列說法的正誤。(1)(2024·安徽選擇考·4C)下列物質能按圖示路徑在自然界中轉化。且甲和水可以直接生成乙。()甲乙丙Fe2O3Fe(OH)3FeCl3(2)(2023·新課標全國卷·7D)古壁畫顏料中所用的鐵紅,其成分為Fe2O3。()(3)(2022·廣東選擇考·6C)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水,相關聯的化學知識為鐵與H2O高溫下會反應。()(4)(2021·湖南選擇考·2B)FeO粉末在空氣中受熱,迅速被氧化成Fe3O4。()【解析】(1)氧化鐵與水不反應,不能生成氫氧化鐵沉淀,錯誤;(2)Fe2O3為紅棕色粉末,常被用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料,俗稱鐵紅,正確;(3)金屬鐵與水蒸氣在高溫條件下反應生成Fe3O4和H2,所以工人將模具干燥后再注入熔融鋼水,正確;(4)氧化亞鐵具有較強的還原性,在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩定的四氧化三鐵,正確。答案:(1)×(2)√(3)√(4)√考點3Fe3+、Fe2+的檢驗及性質探究[例4][高考組合題]判斷下列說法的正誤。(1)(2024·全國甲卷·8B)用三氯化鐵溶液刻制覆銅電路板:2Fe3++3Cu===3Cu2++2Fe。()(2)(2023·全國乙卷·11A)硫酸亞鐵溶液出現棕黃色沉淀的原因為6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓。()(3)(2023·遼寧選擇考·4B)用KSCN溶液檢驗FeSO4是否變質。()(4)(2022·江蘇選擇考·11A)向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,觀察溶液顏色變化,可證明Fe2+具有還原性。()【解析】(1)Fe3+可以將Cu氧化成Cu2+,Fe3+被還原成Fe2+,用三氯化鐵溶液刻制覆銅電路板時反應的離子方程式為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,錯誤;(2)溶液出現棕黃色沉淀是產生了Fe3+和Fe(OH)3,化學方程式為12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,錯誤;(3)Fe2+變質后會生成Fe3+,可以利用KSCN溶液檢驗,現象為溶液變成紅色,正確;(4)向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液,無現象,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,溶液變為紅色,亞鐵離子被新制氯水氧化,說明Fe2+具有還原性,正確。答案:(1)×(2)×(3)√(4)√[例5](2023·江蘇選擇考·11改編)室溫下,探究0.1mol·L-1FeSO4溶液的性質及用途,下列實驗方案能達到探究目的的是()選項探究目的實驗方案A溶液中是否含有Fe3+向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,觀察溶液顏色變化BFe2+是否有還原性向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴酸性KMnO4溶液,觀察溶液顏色變化C制備Fe(OH)2FeCl2溶液中滴加煮沸過的NaOH溶液,在空氣中過濾DFe2+能否催化H2O2分解向2mL5%H2O2溶液中滴加幾滴FeSO4溶液,觀察氣泡產生情況【解析】選B。檢驗溶液中是否含有Fe3+應直接向待測液中滴加KSCN溶液,向待測液中滴加氯水會將Fe2+氧化為Fe3+干擾實驗,A錯誤;向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴酸性KMnO4溶液,若觀察到溶液紫色褪去,說明Fe2+有還原性,B正確;FeSO4溶液中滴加煮沸過的NaOH溶液,在空氣中過濾,生成的Fe(OH)2易被氧化為Fe(OH)3,C錯誤;向2mL5%H2O2溶液中滴加幾滴FeSO4溶液,若產生氣泡有可能是Fe2+氧化生成或Fe3+或SO4考點4鋁及其化合物的性質與用途[例6][高考組合題]判斷下列說法的正誤。(1)(2023·浙江6月選考·4A)鋁有強還原性,所以可用于制作門窗框架。()(2)(2022·廣東選擇考·6D)技術人員開發高端耐腐蝕鍍鋁鋼板,因為鋁能形成致密氧化膜。()(3)(2022·浙江6月選考·8C)氧化鋁熔點高,常用于制造耐高溫材料。()(4)(2020·江蘇高考·3A)鋁的金屬活潑性強,可用于制作鋁金屬制品。()(5)(2023·浙江6月選考·2A)Al(OH)3呈兩性,不能用于治療胃酸過多。()【解析】(1)鋁用于制作門窗框架,利用了鋁的硬度大、密度小、抗腐蝕等性質,而不是利用它的還原性,錯誤;(2)鋁為活潑金屬,易被O2氧化生成Al2O3,鋁能形成致密Al2O3薄膜,所以技術人員開發高端耐腐蝕鍍鋁鋼板,正確;(3)耐高溫材料應具有高熔點的性質,氧化鋁熔點高,可用作耐高溫材料,正確;(4)鋁的表面易形成氧化膜,從而保護內部的鋁不被腐蝕,錯誤;(5)Al(OH)3呈兩性,不溶于水,但可以與胃酸反應生成無毒物質,因此其能用于治療胃酸過多,錯誤。答案:(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×情境命題解法指導【資料?常識】α-Fe2O3粉體粒子具有巨大的比表面積,表面效應顯著,是一種很好的催化劑。用納米α-Fe2O3粒子制成的催化劑的活性、選擇性都高于普通的催化劑,且壽命長、易操作。當其用于石油提煉時可使裂解速率提高1~5倍,以其作為固體燃燒劑的催化劑可使燃燒速率較普通燃燒劑的燃燒速率提高1~10倍。(2020·江蘇高考節選改編)實驗室由煉鋼污泥(簡稱鐵泥,主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3。其主要實驗流程如下:鐵泥→酸浸→還原→除雜→沉鐵α-Fe2O3(1)酸浸。用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變,實驗中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有________(填序號)。

A.適當升高酸浸溫度B.適當加快攪拌速度C.適當縮短酸浸時間(2)還原。向“酸浸”后的濾液中加入過量鐵粉,使Fe3+完全轉化為Fe2+。“還原”過程中除生成Fe2+外,還會生成________________(填化學式);檢驗Fe3+是否還原完全的實驗操作是______________________。

(3)沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應,生成FeCO3沉淀。已知氨水的主要成分為一水合氨(NH3·H2O),NH3·H2O+H+===NH4++H①生成FeCO3沉淀的離子方程式為___________。

②已知Fe(OH)2開始沉淀的pH=6.5,設計以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液為原料,制備FeCO3的實驗方案:

_____________________________。

[FeCO3沉淀需“洗滌完全”]。【情境解讀】本題以制備軟磁性材料α-Fe2O3為背景,考查鐵及其化合物的轉化,考查離子方程式的書寫、離子的檢驗、實驗方案的設計。【解題關鍵】(1)離子方程式的書寫規則。(2)已知信息的分析應用。【思維點撥】【解析】(1)升高溫度、加快攪拌,均可以促進鐵泥的溶解,即提高鐵元素的浸出率。(2)酸浸時,H2SO4過量,加入過量鐵粉,則會產生H2。Fe3+與KSCN會生成紅色溶液,當加入KSCN觀察不到紅色,則說明Fe3+已完全被還原為Fe2+。(3)①Fe2+與HCO3-反應生成FeCO3沉淀,HCO3-電離出的H+與NH3·H2O結合生成NH4+,則離子方程式可以寫成Fe2++HCO3-+NH3·H2O===FeCO3↓+NH4++H2O。②用FeSO4和氨水-NH4HCO3混合溶液反應生成FeCO3,若pH大于6.5,則會生成Fe(OH)答案: