高中 化学 必修 第一册 第三章 铁 金属材料《章末综合提升》教学设计.docx

章末综合提升

1．铁及其化合物

2．铝及其化合物

3．合金

一、金属与水、酸、碱、盐溶液的反应

1．Na与H2O、酸、碱、盐溶液反应的规律

(1)钠与酸、碱、盐水溶液反应规律：有酸氢离子为先，无酸水分子为先。

(2)分析钠与酸、碱、盐水溶液反应的计算问题时，生成氢气的量按钠的量计算。

(3)求钠与水反应后溶液中溶质的质量分数时，溶液的质量应减去生成氢气的质量。

2．金属与水反应的规律

(1)K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

(2)Mg和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和H2。Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑

(3)Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2。

3Fe＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2

Zn＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(△))ZnO＋H2

(4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。

3．金属与酸的反应规律

根据金属活动性顺序表，排在H前面的金属均能与酸发生置换反应，生成H2。

4．金属与碱的反应

金属铝既能溶于酸，又能溶于碱。反应的离子方程式如下：

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；

2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。

针对练1.将2.3gNa分别放入下列溶液中：

①水100mL②1000mL1mol/LNaCl

③50mL0.5mol/LCuSO4溶液④200mL0.1mol/LHCl⑤300mL1mol/LNaOH溶液。则放出H2的物质的量()

A．②中最多 B．③中最少

C．一样多 D．无法计算

答案：C

解析：Na优先与酸中的H＋反应，若H＋不够再与H2O产生的H＋反应，故只要水满足Na反应需要，Na失去电子给H＋，则产生的H2量相同。

针对练2.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()

A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3

答案：B

解析：根据反应的化学方程式知：

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

3Fe＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2

1molFe与盐酸反应生成1molH2，与水蒸气反应生成eq\f(4,3)molH2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。

二、确定金属混合物成分的解题模型

第1步：计算混合金属的平均摩尔电子质量，即混合金属在反应中转移1mol电子时的质量。

第2步：计算各金属的摩尔电子质量，即各金属在反应中转移1mol电子时的质量。

第3步：比较平均摩尔电子质量与各金属摩尔电子质量的大小，判断确定混合金属的成分。

针对练3.由镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8L，由此得出的结论正确的是()

A．该混合物中一定含有铝

B．该混合物中一定含有铁

C．该混合物一定是由铁和镁组成的

D．该混合物中一定不含铁

答案：B

解析：标准状况下2.8LH2的物质的量为eq\f(2.8L,22.4L/mol)＝0.125mol，则电子物质的量为0.25mol，则提供1mol电子需混合金属的质量为：eq\f(6g×1mol,0.25mol)＝24g，提供1mol电子所需金属的质量分别为：Mg：eq\f(24,2)g＝12g、Al：eq\f(27,3)g＝9g、Fe：eq\f(56,2)g＝28g，故一定有铁，Mg、Al至少含一种。

针对练4.由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生1.0g氢气，则混合物中一定含有的金属是()

A．ZnB．FeC．Al D．Mg

答案：C

解析：该混合物的平均摩尔电子质量＝eq\f(10g,0.5mol×2)＝10g·mol－1，锌、铁、镁、铝的摩尔电子质量分别为32.5g·mol－1、28g·mol－1、12g·mol－1、9g·mol－1，由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，混合物中一定含有金属铝。

三、基于铁元素的工艺流程题

1．要灵活应用元素守恒和物料转化思想

原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意铁元素的变化过程。

2．要做好知识和生产实际的密切