几种重要的金属MgAlFe.docx

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几种重要的金属MgAlFe

第四章几种重要的金属（Mg、Al、Fe）

Ⅰ教材知识点（重点与难点：

Al的两性、Fe的变价）

1、金属元素有种，大约占总元素的。

2、金属元素位于周期表的。

3、金属的物理通性：

（1）大多数金属呈色，不透明，整块金属具有光泽。

（2）有性。

（3）能导，导（自由电子的运动）。

4、金属的化学性质：

金属容易（得、失）去最外层电子，表现出性。

不同的金属有不同的结构，因而在化学反应中表现的性强弱不同。

第一节镁和铝

一、镁和铝的物理性质：

1、镁：

银白色，密度1.74g·cm－3，轻金属，硬度较小，熔沸点较低

2、铝：

银白色，密度2.70g·cm－3，硬度较小，熔沸点较低

二、镁和铝的化学性质：

总述：

镁原子结构示意图，铝原子结构示意图。

1、与非金属反应：

P71■<1>Al+O2

<6>Mg+O2

<2>Al+S

<7>Mg+N2

<3>Al+Cl2

<8>Mg+Cl2

<4>Al+Br2

<9>Mg+S

<5>Al+I2

2、与酸反应：

P71■<1>Mg+H+=<6>Mg+H2SO4（浓）

P71■<2>Al+H+=<7>Mg+HNO3（浓足）

<3>Na+H2O=<8>Mg+HNO3（稀足）

<4>Mg+H2O

<9>Al+H2SO4（浓）

<5>Al+H2O=<10>Al+HNO3（浓足）

<11>Al+HNO3（稀足）

3、与碱反应：

镁不能与碱反应。

P72■<1>Al+NaOH+H2O==<3>P+NaOH+H2O=

<2>Si+NaOH+H2O=<4>S+NaOH=

<5>Cl2+NaOH=

4、与某些氧化物反应

P72■<1>Mg+CO2

<5>Mg+SO2

P72■<2>Al+Fe2O3

P72■<6>Al+MnO2

<3>Al+Fe3O4

<7>Al+V2O5

<4>Al+Cr2O5

<8>Al+CuO

三、铝的重要化合物

1、氧化铝

P73■<1>Al2O3+H+=P73■<2>Al2O3+OH--=

2、氢氧化铝（几乎不溶于水的白色胶状物质、）

P73■<1>Al（OH）3

<4>Al+NaOH+H2O=

<2>Cu（OH）2

<5>Al+H2SO4（稀）=

<3>Fe（OH）3

P74■<6>

Al（OH）3

P73■<7>Al（OH）3+H+=P73■<8>Al（OH）3+OH--=

<9>AlO2--+H+少量）=<10>Al3++OH--（少量）=

<11>AlO2--+H+（过量）=<12>Al3++OH--（过量）=

<13>AlO2--+CO2+H2O=<14>Al3++NH3+H20=

3、硫酸铝钾

P74■<1>KAl（SO4）2=

第二节铁和铁的化合物

一、铁

　　1．存在

　　①游离态：

少量存在于陨石中②化合态：

赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿

　　2．单质物理性质：

银白色，ρ=7.86g·cm－3，熔点1535℃；纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化

　3．铁原子结构示意图：

（最外层有个电子，易失去个电子，而呈价；它还可以失去次外层的一个电子，呈价）

　　4．在周期表中位置：

第周期族，属过渡元素。

　二、单质铁的化学性质

1、与非金属反应

P78■<1>Fe+Cl2

<4>Fe+F2

P78■<2>Fe+S

<5>Fe+Br2

<3>Fe+O2

<6>Fe+I2

2、与水反应

P78■<1>Fe+H2O

3与酸反应

P78■<1>Fe+H+=

<2>Fe+H2SO4（浓）

<3>Fe+HNO3（浓足）

<4>Fe+HNO3（稀足）

4与盐溶液反应

P79■<1>Fe+Cu2+=

<2>Fe+Fe2（SO4）3=<3>Cu+Fe2（SO4）3=

三、铁的重要化合物

1、氧化物：

FeO（色粉末）、Fe2O3（色粉末，俗称）、Fe3O4（色晶体，俗称）

铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应。

P79■<1>FeO+H+==P79■<2>Fe2O3+H+==

2、氢氧化物：

Fe（OH）2（色沉淀）、Fe（OH）3（色沉淀）

　P79■<1>Fe3++OH—==P80■<5>Fe（OH）3+H+=

P80■<2>Fe2++OH—==P80■<6>Fe（OH）2+H+=

P80■<3>Fe（OH）2+O2+H2O==

P79■<4>Fe（OH）3

3、盐：

①亚铁盐：

FeSO4·7H2O（绿矾）②铁盐：

FeCl3、Fe2（SO4）3③络盐：

[Fe（SCN）n]3－n（n=1~6）

4、铁化合物与亚铁化合物相互转化

强还原剂：

金属单质、S2—、I—

P80■<1>Fe3++Fe==<4>Fe3++H2S=

<2>Fe3++Cu==<5>Fe3++SO2+H2O=

<3>Fe3++I--=

强氧化剂：

Cl2、Br2、O2、HNO3、H2SO4

P80■<1>Fe2++Cl2==<2>Fe2++Cl2

<3>Fe2++Br2=

<4>Fe（OH）2+O2+H2O==<5>Fe2++H++NO3--=

<6>Fe2++O2+H2O=<7>Fe2++MnO4--+H+=

<8>Fe2++Cr2O72--+H+=<9>Fe2++H2O2+H+=

<10>Fe2++HNO3（浓）==

五、Fe3+离子的检验（用KSCN溶液来检验）

P80■<1>Fe3++SCN—==<2>Fe2++Cl2==

第三节金属的冶炼

1、热分解法：

P84■<1>HgO==<2>Ag2O==

2、热还原法：

P84■<1>Fe2O3+CO==P84■<2>WO3+H2==

P84■<3>Cr2O3+Al==<4>TiCl4+Na==

3、电解法：

P84■<1>Al2O3==P84■<2>NaCl==

4、金属冶炼分类基本规律：

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

电解法热还原法加热

5、补充：

<1>MgCO3

<3>MgO+H+

<2>Mg（OH）2+H+=<4>Mg（OH）2

Ⅱ创新突破训练

【方程式突破】

1、铝及其化合物的相互转化关系图

2、铁及其化合物相互转化关系图

（一）

3、铁及其化合物相互转化关系图

（二）

【框图推断】5．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可以按下面框图进行反应。

又知E溶液是无色的，请回答：

（1）A是、B是、C是（请填化学式，共6分）。

（2）反应①的化学方程式为：

。

（2分）

（3）反应③的化学方程式为：

。

（2分）

（4）反应④的化学方程式为：

。

（2分）

【框图推断】6.A，B，C是中学化学中常见的单质。

甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。

这些化合物和单质之间的关系如下图所示。

据此推断：

（1）若元素A有可变化合价，则单质A的化学式为____________。

甲的化学式：

________________。

（2）根据金属活动顺序表判断单质A和单质C活动性强弱：

A_____C（填>或<）。

简述甲+C

A+乙反应如何才能充分进行？

____________________。

（3）甲还能与另一种常见金属在一定温度下发生反应，并放出大量热，写出该反应的化学方程式：

__________________________。

【框图推断】7.提示：

某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。

根据以下化学反应框图填空：

（1）单质F是_______________。

（2）写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式）_____________________________________。

（3）溶液I中所含金属离子是_____________________。

（4）由C→E+F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）。

________________________。

【框图推断】8.A、B、C、D为四种单质，常温时A和B是固体，且B可被磁化；C和D是双原子分子的气体，C呈浅绿色气体。

E、F、G、H、I为五种化合物，E不溶于水，F为气体，且极易溶于水得无色酸性溶液；H溶于水后得黄色或棕黄色溶液。

它们之间有如下反应的转化关系：

⑴四种物质的名称：

B________，C_______，H_________，G_________；

⑵物质I溶液的颜色呈_______色，物质H溶液的颜色呈_______色；

⑶B物质在化学反应中，与强氧化剂反应通常生成_____价的化合物，与较弱氧化剂反应通常生成_____价的化合物；

⑷用实验方法鉴别H和I可用__________试剂，现象是_________________，并写出由H制取I的化学方程式_______________________；

⑸G+H→I+A+F的离子方程式_______________________________。

【框图推断】9、根据下述的变化情况，试确定它们的分子式。

ABCDE溶液G

【框图推断】11．某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

　　据此判断：

（1）固体B所含物质的化学式为　　　　　　　　　　。

（2）固体E所含物质的化学式为　　　　　　　　　　。

　　（3）反应①的离子方程式为　　　　　　　　　　。

【方程式推断】14.有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D是含铝元素的化合物，F是一种气体，标准状况下对空气的相对密度这1.103。

且有下列反应：

①A+NaOH→D+H2O②B

A+H2O③C+NaOH（适量）→B+NaCl④E+H2O→NaOH+F⑤C+D+H2O→B。

则A、B、C、D化学式分别为A    ，B     ，C     ，D      。

写出4molC和6molE在水溶液中发生反应的化学方程式：

                。

【方程式推断】15．有4种含有铝元素的化合物A、B、C、D，且能发生下列反应：

①A+NaOH→D+H2O②B

A+H2O③C+NaOH（适量）→B+NaCl④在①溶液中滴入盐酸后有沉淀生成,盐酸过量沉淀又溶解生成C。

则A、B、C、D的化学式分别是A  B CD

【方程式推断】16、有A、B、C、D四种溶液，它们各为K2SO4、K2CO3、NaHSO4、Ba（NO3）2中的一种。

现进行下列实验：

A+C无明显变化；A+D无明显变化；B+D生成溶液及沉淀物E；B+C生成溶液F及沉淀；少量E溶于溶液F中有气体放出，由此可以确定：

　　A是_______B是_______C是_______D是_______E是_______。

【图表推断】18、有下列几个反应：

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液；②向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液；③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液；④向NaAlO2溶液中滴加盐酸。

⑴符合反应①的图象是______，符合反应②的图象是_____，符合反应③的图象是____，符合反应④的图象是_____，写出③步骤中的三个化学方程式___________________、_____________________、____________________。

【图表推断】19．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。

下列表示氢氧化加入量（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系示意图中正确的是（）

【图表推断】20．将3mol/LNaOH溶液滴入到25ml一定浓度的AlCl3溶液中。

下图是整个过程的数学分析曲线。

其中横轴表示加入OH-的物质的量，纵轴表示产生的Al（OH）3沉淀的物质的量。

椐图示回答下列问题：

（1）图中A点表示的意义是：

。

B点表示的意义是：

。

（2）当C点从O点向A点运动时，表示随OH￣的不断加入，沉淀量逐渐。

OA曲线表示的离子反应是：

，由此可得A点的坐标为；当C点从A点向B点运动时，表示：

。

AB曲线表示的离子反应为：

，由此可得B点的坐标为：

。

（3）由上述分析，可求得AlCl3溶液中Al3+离子的浓度为：

mol/L。

【图表推断】21．把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量的水中，有0.58g白色沉淀析出，向所得的浊液里，逐渐加入0.5mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如图所示：

（1）混合物中NaOH的质量是______（g）；AlCl3的质量是______（g）；MgCl2的质量是______（g）。

（2）P点所表示盐酸加入体积是______（mL）。

【实验试题】22.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得铁的氧化物，该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉，这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。

请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。

实验中必须使用普通铁粉、6mol/L盐酸，其它试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。

填写下列空白：

（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是_______________；烧瓶B的作用是______________；烧瓶C的作用是_________________；在试管D中收集得到的是_____________。

（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是______________；长颈漏斗H中应加入_____________。

（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应字母）______________。

（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是_____________。

（5）试管E中发生的化学方程式是___________________。

（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须________________；E管中的反应开始后，在F中处应__________________。

【实验试题】24．用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。

　　方法一：

用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入　　　　　　　。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用　　　　　　　的方法。

　　（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的理由是　　　　　　　。

　方法二：

在如上右图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是　　　　　　　。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是　　　　　　　。

　　（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是　　　　　　　　。

　　（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是　　　　　　　　。

★★★★★五星级提示：

双水解

（1）Al3+与HCO3-、CO32-、S2-、HS-、ClO-、AlO2-等，

（2）Fe3+与HCO3-、CO32-、S2-、HS-、ClO-、AlO2-等，

（3）NH4+与SiO32-、AlO2-等，

【参考答案】

【参考答案】6.

（1）

；

（2）<；该反应一定条件下为可逆反应，不断通入

，导出水蒸气，使反应充分进行。

（3）

【参考答案】7.

（1）

（2）

或：

（3）

（4）

（或

）

【参考答案】10．

（1）H2；

（2）4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O＝4Fe（OH）3↓+8NH4+或Fe2++2NH3·H2O＝Fe（OH）2↓+2NH4+；4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；（3）Al3+和Na+；（4）浓H2SO4、浓HNO3。

　　解析：

鉴于B还可以跟强碱溶液反应，可合理地假定单质B为铝，那么A应是一种不太活泼金属的氧化物，如铁的氧化物。

同时可把红褐色沉淀G作为一个切入点，它应当是氢氧化铁。

由于E通入空气并与氨水反应得到G，可判断E溶液中含有Fe2+。

这样，可推论C一定是单质铁，于是L为盐酸或硫酸，单质F为氢气。

从而进一步推断得出其他结论。

　　如果C→E+F反应中改用浓酸，显然不能选用氧化性酸（浓硫酸、浓硝酸）会产生两个问题：

其一，铁将钝化，不起反应；其二，即使反应，也得不到氢气。

　【参考答案】11．

（1）Al2O3；

（2）（NH4）2SO4、K2SO4；（3）

。

[参考答案]13、K2SO4　Ba（NO3）2　NaHSO4　K2CO3　BaCO3

【参考答案】22

（1）普通铁粉；B作为水蒸气发生器；C防止水倒吸；氢气

（2）碱性固体干燥剂；

（3）A、B、E（4）加快氢气产生的速率（5）

（6）检验

的纯度；点燃

【参考答案】24方法一：

（1）稀H2SO4；铁屑；

（2）煮沸；（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2；

方法二：

（1）稀H2SO4；铁屑；

（2）NaOH溶液；（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。

当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹；（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。

解析：

方法一中根据FeSO4具有易氧化和易水解的特点，在配制其溶液时还需加入稀H2SO4和铁屑；除去蒸馏水中若溶有O2，则会加速Fe（OH）2氧化，因此可采用煮沸法除去。

为避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2，可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液方可达到目的。

　　方法二的原理是利用稀H2SO4和铁屑产生氢气，先赶净装置中空气。

确定赶净空气后再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4压入NaOH溶液中去，从而使产生的白色Fe（OH）2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。

【参考答案】25.

（1）

（2）

（3）

　【参考答案】26．答：

OH－、Cl－、K+；Fe；Ag；Ag+、Fe3+和OH—、Cl—；KNO3。

解析：

甲、乙两厂含有K+、Ag+、Fe3+、Cl—、NO3—、OH—等六种离子的工业废水，直接排放会造成环境污染。

甲厂废水显碱性，则肯定含有OH—，不可能含有Ag+、Fe3+；因此甲厂废水含有的三种离子是OH—、Cl—、K+；则乙厂含有另外三种离子：

Ag+、Fe3+、NO3—。

如果在废水中加入一定量的铁，可回收银。

　如将甲、乙两厂的废水中混合，可使废水中Ag+、Fe3+和OH—、Cl—转化为AgCl和Fe（OH）3沉淀。

经过滤后，水中主要含有KNO3，就可用来浇灌农田。