【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）

这是一份【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），共7页。试卷主要包含了金属的化学通性，铁及其化合物，铝及其化合物等内容，欢迎下载使用。
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+O2Na2O2②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铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4铁元素价态+2+3+2、+3颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体在水中的溶解性不溶于水，也不和水反应与稀酸的反应(生成相应的盐)FeO+2H+===Fe2+ + H2OFe2O3+6H+===2Fe3++ 3H2OFe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O与CO的反应FexOy + yCOxFe+yCO2存在不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4赤铁矿磁铁矿用途 红色油漆和涂料、炼铁原料炼铁、磁性材料2. Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O稳定性不稳定，分解产物很复杂不稳定，受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4可溶性铁盐与碱反应：FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl转化方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3现象白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 3. 铁的氢氧化物的制备实验操作实验现象结论(用化学方程式表示)试管中有红褐色沉淀产生Fe3++3OH−===Fe(OH)3↓试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3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 Fe2+Fe3+(1)观察法浅绿色棕黄色(2)加碱法(NaOH)①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀②反应：Fe2++2OH−===Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)①现象：红褐色沉淀②反应：Fe3++3OH−=== Fe(OH)3↓(红褐色)(3)加盐法(SCN−)①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液②反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−Fe3++3SCN−=== Fe(SCN)3(红色)①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色②反应：Fe3++3SCN−===Fe(SCN)3(红色)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)3①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)3①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)3①Al3++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。