1、df,第14讲 几种重要的金属,知识梳理 基础练习 能力提升,知识梳理,一、铝及其化合物 二、铁和铁的化合物,一、铝及其化合物,（一）铝的化学性质,1、与非金属单质发生反应：,2Al3S Al2S3,2、与水发生反应：Al与冷水几乎不反应，与热水反应微弱。,4Al3O2=2Al2O3,2Al6H2O(沸水) 2Al(OH)33H2,3、与非氧化性酸发生反应：2Al3H2SO4=Al2(SO4)3+3H22Al6HCl=2AlCl3+3H2,4、与强氧化性酸发生反应：2Al6H2SO4(浓)=Al2(SO4)33SO26H2OAl6HNO3(浓)= Al(NO3)33NO23H2OAl+4HNO
2、3(稀)=Al(NO3)3+NO2H2O常温下浓H2SO4、浓HNO3使Al表面发生“钝化”，不产生气体，只有在加热条件下才发生以上反应。,5、与强碱溶液发生反应：2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2,注意：此反应的实质2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2Al（OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,常用于区别铝和不溶于强碱的金属如镁等。,6、铝与Fe2O3的反应：,铝热剂:氧化铁（或难熔金属的氧化物，如V2O5、MnO2、Cr2O3）与铝粉的混合物,铝热反应,镁条和氯酸钾是引燃剂,7、铝的冶炼工业上采用电解方法制铝，用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，使氧化铝在1000
3、左右，溶解在液态的冰晶石里，成为冰晶石和氧化铝的熔融体。然后电解。,返回,（二）氧化铝(Al2O3)1、物理性质，Al2O3是白色固体，其天然晶体叫刚玉，硬度大，熔点高(为2072)，是很好的耐火材料。2、化学性质氧化铝是典型的两性氧化物，新制的氧化铝既能跟酸起反应生成铝盐，又能跟碱起反应生成偏铝酸盐。Al2O36HCl2AlCl33H2OAl2O32NaOH=2NaAlO2H2O3、用途：作耐火材料，制耐火管，坩埚等；作冶炼铝的原料；红、蓝宝石。,返回,（三）氢氧化铝（Al(OH)3）1、物理性质：Al(OH)3是白色固体，难溶于水，若溶液中生成，Al(OH)3为白色胶状物，且有吸附水中悬浮
4、物和色素的能力。2、化学性质：与酸反应：Al(OH)33HCl=AlCl33H2O与碱反应：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O,3、制备方法：制取Al(OH)3可有下列四个途径：Al3+盐和NaOH反应Al33OH-=Al(OH)3，碱过量，继续发生如下反应：Al(OH)3OH-=AlO2-2H2O,Al3+盐和氨水(NH3H2O)反应Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+Al(OH)3不溶于过量氨水(NH3H2O),AlO2-盐和强酸(HCl、H2SO4等)反应AlO2-H+H2O=Al(OH)3，强酸过量，继续发生如下反应：Al(OH)33H+=Al3+3H2O Al
5、(OH)3溶于过量强酸溶液。,AlO2-盐和弱酸性的CO2反应 AlO2-CO22H2O=Al(OH)3HCO3-(CO2过量) 或2AlO2-CO23H2O=2Al(OH)3CO32-(CO2适量),从以上四种情况可看出：一般制取Al(OH)3采用可溶性铝盐和氨水反应。,返回,（四）铝盐和偏铝酸盐铝盐：硫酸铝Al2(SO4)3、氯化铝AlCl3和明矾KAl(SO4)212H2O即十二结晶水硫酸铝钾(复盐)等。偏铝酸盐：NaAlO2等。,1、铝盐性质：铝盐溶液发生水解反应，使溶液呈酸性。Al3+3H2O =Al(OH)3(胶体) 3H+ 水解后，生成胶状物Al(OH)3，Al(OH)3胶体中胶
6、粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的，所以常用作净水剂。,铝盐与碱溶液反应与强碱溶液发生反应：与弱碱氨水反应： Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+,偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性。,与弱酸H2CO3发生反应：即通入CO2气,偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应,2、偏铝酸盐性质：,铝盐与偏铝酸盐溶液互促水解反应：Al3+3AlO2-6H2O4Al(OH)3 ,另：KAl（SO4）212H2O十二水合硫酸铝钾，俗名叫明矾，无色晶体。用途：明矾溶于水时有胶状氢氧化物Al(OH)3生成，可以吸附水中的悬浮杂质形成沉淀，因而明矾具有净水作用。,KAl（SO4
7、）2= K十+Al3十+2SO42,Al3十+3H2O =Al（OH）3+3H+ 有吸附性，作净水剂,返回,Al3十与OH不共存，AlO2与H十不共存 。,Al(OH)3只溶于强酸强碱中，不溶于弱酸弱碱中。,Al3+与AlO2-、HCO3-、 CO3 2 - 、S2 - 、 HS- 双水解而不能共存。,对应几个重要的离子反应：,返回,1、铝及其化合物性质题,例1：不用任何试剂,没法鉴别的是( ) A、Al2(SO4)3和NaOH B、MgCl2和KOH C、KAlO2和HNO3 D、 Na2 CO3和HCl,答案：B,常见题型：,例2：下列物质后面的括号中为杂质,最后一种为除杂试剂,其中正确的
8、是( ) A、MgO ( Al2O3 ), NaOH溶液 B、Mg(OH)2 ( Al(OH)3 ), 稀HCl C、Al ( Si ), KOH溶液 D、Cu ( Mg ), NaOH溶液,答案：A,例3：铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为 ( )A.11 B.21 C.31 D.13,答案：C,返回,2、离子共存问题,例1：下列各离子加入强酸或强碱后，都能使其离子浓度降低的是（ ） A.Al3+ B.AlO2 C.HCO3 D.Mg2+,答案：C,例2：下列各组离子在溶液中能大量共存,且能与铝反应放
9、出H2的是( ) A、Na+、H+、Ba2+、 NO3 B、 K+、Na+ 、HCO3 、OH C、H+、Mg2+、 HCO3、SO42 D、Ba2+、 Cl、 NO3 、OH,答案：D,例3：将铁和铝的混和粉未溶于过量盐酸中,通入足量氯气,再加入过量的NaOH溶液,最后溶液中大量存在的离子是（ ）A、Na+ Fe2+ Cl AlO2 B、Na+ Fe3+ Cl OH C、Na+ Fe3+ Cl AlO2 D、 Na+ Cl OH AlO2,答案：D,返回,3、图象类型题,例：在Al2（SO4）3和MgSO4混合溶液中滴入NaOH溶液，生成沉淀量与滴入的NaOH溶液体积关系如图所示，则原溶液中
10、Al2（SO4）3和MgSO4的物质的量之比为（A）1 : 2 （B）2 : 1 （C）3 : 1 （D）6 : 1,解析：根据“Al3+Al（OH）3AlO2-”中（1）和（2）所耗NaOH溶液体积比为3 : 1的关系可知，完全沉淀Al3+所耗NaOH溶液体积为30mL，沉淀Mg2+所耗NaOH溶液体积为20mL。因此，溶液中Al3+与 Mg2+的物质的量之比为1 : 1，则Al2（SO4）3和MgSO4的物质的量之比为1 : 2，答案为（A）。,答案：A,返回,返回目录,二、铁和铁的化合物,（一）铁三角的转化：,1、铁是第26号元素，位于周期表中第四周期族。常见化合价有0、+2、+3 。,
11、还原性,氧化性、还原性（以还原性为主）,氧化性,3、 各价态铁之间的转化关系（从氧化还原角度分析）,S、H+、Cu2+、I2、Fe3+等,Fe、Cu、I、SO32- 、 S2-等(将Fe3+还原为Fe2+) C、CO、H2、Al等(将Fe3+、 Fe2+还原为Fe),弱氧化剂,强氧化剂,Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3 、酸性KMnO4、 HClO、 Na2O2、H2O2等,强氧化剂,还原剂,还原剂,还原剂,足量,少量强氧化剂,（二）铁及其化合物的性质,思考：研究金属元素性质的一般思路是什么？,单质氧化物氢氧化物盐,1、铁单质的性质,研究金属单质一般研究哪些方面的性质？,物理性质化
12、学性质制法用途,请从这几个方面总结铁单质的性质,物理性质：银白色，熔沸点高，具有金属的一般物理性质，能被磁铁吸引。,返回,2、铁的氧化物（物理性质化学性质制法用途）,返回,3、铁的氢氧化物（物理性质化学性质制法）,1、使用新制的FeSO4（或加入少量铁粉）,4、有时可以采用液封（有机溶剂）,我们可以采取哪些措施？,思考：如何改进实验装置？,2、用加热煮沸法除去氢氧化钠溶液中的氧气,3、滴管末端伸入液面以下,关于Fe(OH)2的制备的讨论,A.电解法,（1）请书写电极反应方程式？,（2）液面上加苯的原因是什么？,阳极：Fe -2e- = Fe2+ 阴极：2H+ 2e- = H2 ,隔绝空气，防止
13、被氧化,B.特殊装置,思考：如何操作止水夹，才能得到Fe(OH)2沉淀，并保存较长时间？,在试管I和中加入试剂，打开止水夹，通一段时间氢气，当氢气纯净时，夹上止水夹，即可得Fe(OH)2沉淀。,返回,4、Fe2+、Fe3+盐（物理性质化学性质检验方法）,返回,（三）常见题型,题型1、铁及其化合物的性质及应用,例：在含有Fe3、Fe2、Al3+、NH4的稀溶液中，加入足量的Na2O2固体，充分反应后，再加入过量的稀盐酸，完全反应后，离子数目几乎没有变化的是( ) AFe3 BAl3+ CNH4 DFe2,答案：B,例：下列各组离子一定能大量共存的是（ ） A、Fe3、Na+、HCO3、Cl、SC
14、N B、PH=1的无色溶液中：Fe2、Mg2+、NO3、SO42-、ClO C、K+、Fe3、SO42-、S2- D、NH4、Fe2+ 、K、I、SO42-,题型1、铁及其化合物的性质及应用,答案：D,解析：关于铁的离子共存问题需注意：氧化还原反应、双水解反应、和SCN的络合反应、以及溶液颜色问题。,返回,题型2、铁及其化合物的实验题,例：实验室用久置的绿矾(已部分氧化变质)配制纯净的FeSO4溶液。可选用的试剂有：蒸馏水、铁粉、稀硫酸。回答下列问题： (1)写出绿矾中FeSO4变质的化学反应方程式： _。 (2)铁粉、稀硫酸的作用分别是： 铁粉_ 稀硫酸_。 (3)配制过程中试剂的加入顺序是
15、_。,12FeSO4+3O2 +6H2O=4Fe2(SO4)3 +4Fe(OH)3,将Fe3转化成Fe2,溶解变质生成的Fe(OH)3、抑制Fe2的水解,绿矾、水、稀硫酸、铁粉,返回,题型3、有关铁及其化合物的综合推断题,例:结合图示有关转化关系回答以下问题：,（1）液态F是否导电_（填是或否）,否,(2)A是一种重要的工业产品。据统计，地球上每年由于被腐蚀而消耗的A约占每年总产量的10%。A发生腐蚀的主要原因是_ A.直接与氧气发生化学腐蚀 B.通过原电池反应发生电化学腐蚀 C.因溶于水而消耗掉 若你选定选项A或C，请写出相应的化学方程式_ 若你选定选项B，请写出负极的电极方程式_ (3)气
16、体y的密度是空气密度的1.1倍，则沉淀x的化学式是_,HCl,O2,Fe,H2,FeCl2,Cl2,FeCl3,NaOH,Na2O2,B,Fe - 2e- = Fe2+,Fe(OH)3,Fe(OH)3,基础练习,解析：有些不锈钢中还含有碳或硅元素，故A选项错误；我国流通的硬币是一种合金；合金的硬度和强度等机械性能要好于成分金属；铝在海洋中很容易被腐蚀。因此正确选项为C。,答案：C,解析：铝是一种较活泼金属单质，在常温可以与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜附着在金属表面，起保护作用；在一定条件下也可以与其他的非金属反应，铝既能溶于酸，又能溶于碱，且均反应放出氢气；氧化铝和氢氧化铝均是两性
17、化合物。,答案：C,解析： m（Al）：m（NaOH）=27：40； m（Al（OH）3）：m（NaOH）=75：40； m（AlCl3）：m（NaOH）=33.375：40； m（Al2O3）：m（NaOH）=51：40； 所以相同质量的物质，消耗碱量最多的是Al。故选A。,答案：A,解析：本题考查了常见金属铁及其合金，金属腐蚀的有关知识。铁是一种较活波的金属单质，在高温的条件下可以与水蒸气反应，A为正确选项，不锈钢是由普通钢中加入铬、镍等多种元素炼成的钢材，里面含有C元素，B是错项。C项铁在氢的前面，能与盐酸反应，铁合金主要成分是铁，能与盐酸反应，是错项，很多同学误选这项，只看了前面的内容
18、，后面不看。金属的腐蚀与金属的活波性有关，越活波，越易被腐蚀,因此D为错项。,答案：A,解析：S与O2生成SO2，再与H2O生成H2SO3，可以与NaOH生成Na2SO3，B项正确。A项，SiO2不与水反应，错；C项中CuO，D项中Fe3O4均不与H2O反应，故错。,答案：B,解析：制备氢氧化亚铁沉淀时，应将滴管伸入溶液中，以防止在液体滴落的过程中代入氧气氧化氢氧化亚铁，因此A选项错误。氧气难溶于水，可以用排水法收集，因此B选项正确。C选项中产生的气体为可燃性氢气，应验纯后在点燃，以防止爆炸，故C选项错误。稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中，因此D选项错误。,答案：B,解析：除去CO2中混有的CO
19、应用点燃的方法，若用澄清石灰水洗气只会吸收主要气体CO2，对杂质没有影响，因此A选项错误。加过量盐酸后会溶解主要成分BaCO3，对杂质没有作用，故B选项错误。C选项中加入过量铁粉后会发生Fe2FeCl3=3FeCl3反应而除去杂质FeCl3，故C选项正确。D选项中加稀硝酸后，Cu和CuO都会溶解，因此D选项也是错误的。,答案：C,解析：A正确，符合3个守恒；B错误，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态，正确应该为：Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；C错误，得失电子不守恒，电荷不守恒；正确的应为：3Fe2NO34H=3Fe3NO2H2O；D错误，不符合客观实际，反应后铁只能产生Fe2和H
20、2；,答案：A,解析：A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存；B中H+和HCO3-离子生成气体不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。,答案：C,返回目录,能力提升,解析：反应2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2，1molO2在反应中得到4mol电子，同样在反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2，而且两个反应中氧气的系数都是1，因此得到的电子均是4mol，故A选项正确B选项错误。钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池，其中钢质水管做负极被腐蚀，故C选项错误。钢铁在潮湿的空气中容易发生电化
21、学腐蚀，而且主要是发生吸氧腐蚀，因此D选项错误。,答案：A,答案：B,答案：B,解析：此题考查了离子方程式的正误判断。苯酚是一种具有弱酸性的有机物，故其在离子方程式中应保留化学式，生成的苯酚钠是强电解质，离子方程式正确，A对；等体积等浓度的碳酸氢钙和氢氧化钠溶液混合时，氢氧化钠不足量，离子方程式为：OH-+HCO3-+Ca2+=H2O+CaCO3，B错；反应前后的电荷不守恒，C错；空气中的氧气可以氧化I-为I2，其遇淀粉变蓝，D对。,答案：AD,解析：本题主要考查的是离子共存问题。A项，由于H+、NO3-与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存；B项，抑制了水的电离，溶液中存在大量的H+或OH
22、-，但都不能与HCO3-共存；C项，溶液中的c(H+)=0.1mol/L,能与本组离子共存；D项，Fe3+能与SCN-发生络合反应。综上分析可知，本题选C项。,答案：C,答案：A,解析：首先用过量铁屑将H+、Fe3+、Cu2+、Au3+等离子还原成H2、Fe2+、Cu、Au，发生4个反应，E中应为Fe2+，因为后面生成铁红，故为碱液氢氧化钠，试剂是将过量铁屑溶解，试剂是将Cu、Au分离应为稀硝酸，从C中的Cu2+到氧化铜，也应为碱液氢氧化钠。,解析：Fe在Cl2中燃烧的产物与Fe和Cl2的用量无关，其产物只有FeCl3。,答案：B,解析：D是淡黄色的固体化合物是本题的突破口，根据中学化学知识基本锁定Na2O2，能与水和CO2反应，但是题目另一信息C是常见的无色无味液体说明C是水，则G为CO2；再依据K能溶于水，说明K为Na2CO3 ，F为O2； 题给信息黑色单质B与氧气（F）反应得到G（CO2），说明B为C（碳）；依据F（O2）与E反应生成C(水)可知E为氢气，再根据金属A与碱性溶液反应产生氢气，可得到A为Al.,返回目录,
