【期末综合复习】人教版(2019)化学必修第一册 高一上学期期末-专题07 铁、铝及其化合物（知识串讲）

专题07  铁、铝及其化合物

一、金属的化学通性

1. 金属的重要反应规律及其应用

（1）金属与非金属的反应规律

O2、Cl2、S等活泼非金属均可把金属氧化，得到金属氧化物、氯化物、硫化物等。其中对于变价元素Fe、Cu，当氧化剂为Cl2时，生成相应的高价化合物；当氧化剂为S时，生成相应的低价化合物。如2Fe+3Cl22FeCl3，Cu+Cl2CuCl2，Fe+SFeS，2Cu+SCu2S。

（2）金属与氧气反应的多样性

①活泼金属(如Na)在常温下即可反应，加热或点燃所得的产物一般更复杂。

4Na+O2===2Na2O(常温)     2Na+O2Na2O2

②较活泼的金属在高温下一般都能剧烈反应，常温下一般也能反应，但具体情况存在差异。

Mg和Al在加热时均能剧烈反应(Al在纯O2中)，常温下因能形成致密氧化膜而阻止内层金属继续反应，所以Mg、Al虽然较活泼，但常温下在空气中能够稳定存在。

2Mg+O2===2MgO        4Al+3O2===2Al2O3

铁丝在纯O2中剧烈燃烧生成Fe3O4；铁在空气中缓慢氧化，形成的氧化膜(生锈)不致密而能持续反应。

3Fe+2O2Fe3O4      4Fe+3O2===2Fe2O3

(3)不活泼的金属(如Au、Pt)一般不与O2反应。

2. 金属与其他非金属的反应

金属具有还原性，能与非金属(O2、Cl2、S等)反应：

二、铁及其化合物

1. 铁的常见氧化物的性质

2. Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较

3. 铁的氢氧化物的制备

特别提醒

Fe(OH)2的常用制备方法问题分析

因为Fe(OH)2易被氧化，为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色，在实验时常采用以下方法：

(1)使用新制的FeSO4，加热煮沸NaOH溶液赶尽空气，并将盛NaOH溶液的胶头滴管插入液面下挤出NaOH溶液。

(2)采用油层覆盖法，以便隔绝空气。在上述实验方法的基础上，将2 mL苯(或汽油)加入盛FeSO4溶液的试管中，苯(或汽油)可以覆盖在FeSO4溶液表面，防止空气进入，可以较长时间地观察白色沉淀的生成。

(3)在试管上面先充满氢气，保持“还原气氛”，可以有充足的时间观察到白色的Fe(OH)2絮状沉淀生成。如图所示。

4.Fe3+、Fe2+的检验

5. 铁及其化合物之间的转化——“铁三角”

从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。

(1)Fe3+的形成

由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3+，需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。

与Cl2反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl22FeCl3；

与KMnO4反应：5Fe2+++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。

(2)的形成

单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、H2。

Fe2++Zn===Fe+Zn2+；

FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ；

Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。

(3)Fe2+的形成

Fe2+的氧化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe2+，弱氧化剂即可，通常有：S、H+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+→Fe2+，能被Fe3+氧化的还原剂有：Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、。

A．→Fe2+：

Fe+2H+===Fe2++H2↑；

Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜)；

Fe+SFeS。

B．Fe3+→Fe2+：

2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氧化)；

2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。

三、铝及其化合物

1. Al3+、Al(OH)3、之间的转化关系

（1）Al3+―→Al(OH)3

①可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。

②可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3。

（2）Al(OH)3―→Al3+

Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

（3）Al3+―→

可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===+2H2O。

（4）―→Al3+

偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：+4H+===Al3++2H2O。

（5）―→Al(OH)3

①偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：+H+(少量)+H2O===Al(OH)3↓。

②偏铝酸盐溶液中通入CO2：+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+。

（6）Al(OH)3―→

Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===+2H2O。

2．“铝三角”关系的应用

（1）制取Al(OH)3

①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3；

②+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+。

（2）判断离子共存问题

Al3+与OH−等离子不能大量共存；与H+、等离子不能大量共存。

（3）鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

（4）分离提纯

①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。

③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。

3．Al3+、和Al(OH)3间的相互转化及量的关系

（1）在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3++3OH−===Al(OH)3↓；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+OH−===+2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：

（2）在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是+H++H2O===Al(OH)3↓；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O，最终得到的溶液是AlCl3、NaCl混合溶液。

可用图像表示如下：

（3）向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+，最终得到的溶液NaHCO3溶液。可用图像表示如下：

（4）向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式依次为：H++OH−===H2O、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓、AlCl3+3OH−===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH−===+2H2O。出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。