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第1页共45页Fe3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+Cu2+==Cu+Fe2+Fe+2Fe3+==3Fe2+Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3(生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2OFe3++3OH-==Fe(OH)3↓2Fe3++3CO32-+3H2O==2Fe(OH)3↓+3CO2↑(双水解)2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2Fe3++2I-==2Fe2++I2Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3(红色溶液,Fe3+离子检验)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+(氢氧化铁胶体制备)FeO+2H+==Fe2++H2OFe2O3+6H+==Fe3++3H2OFe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2OAl2Al+6H+==2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+(明矾净水)Al3++3OH-==Al(OH)3↓Al3++4OH-==AlO2-+2H2OAl3++3NH3.H2O==Al(OH)3↓+3NH4+(实验室制备氢氧化铝,白色胶状沉淀)2Al3++3CO32-+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑(双水解)2Al3++3S2-+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑(双水解)Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓(双水解)2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+CO32-(CO2少量)AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-(CO2过量)Al2O3+6H+==2Al3++3H2OAl2O3+2OH-==2AlO2-+H2OAl(OH)3+3H+==Al3++2H2OAl(OH)3+2OH-==AlO2-+2H2O第2页共45页①过量OH—②过量H+③H+④OH—⑤H+⑥OH—2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe(铝热反应)Al+3O2点燃2Al2O3(纯氧)2Al(OH)3△Al2O3+3H2OFe或Al与H2SO4(浓)或HNO3(浓)室温下钝化Na2H2O+2Na=2Na++2OH-+H2↑4Na+TiCl4(熔融)=4NaCl+Ti2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22NaR+Ca2+=CaR2+2Na+2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+(离子交换法软化水)CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+(再生)NaH+H2O=NaOH+H2↑CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(侯氏制碱法)一、镁、铝的工业制法1、镁的工业制法:(从海水中提取镁)2、铝的工业制法:(以铝土矿为原料)二、铝三角及应用1、三角关系:Al3+、Al(OH)3与AlO2—相互转化的关系Al3+Al(OH)3AlO2—石灰过滤海水Mg(OH)2盐酸MgCl2电解熔融Mg铝土矿除杂质Al2O3熔融、电解冰晶石作熔剂Al第3页共45页有关离子方程式:A、Al3+与AlO2—的相互转化①Al3+→AlO2—:②AlO2—→Al3+:B、AlO2—与Al(OH)3的相互转化③AlO2—→Al(OH)3:④Al(OH)3→AlO2—:C、Al3+与Al(OH)3的相互转化⑤Al(OH)3→Al3+:⑥Al3+→Al(OH)3:2、铝三角的应用①制取Al(OH)3Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+(常用方法)AlO2—+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+CO32—②离子共存问题:a、Al3+与OH—、S2—、AlO2—、HCO3—、CO32—、HSO32—等离子因生成沉淀或双水解而不能大量共存;b、AlO2—与Al3+、H+、NH+、Fe3+等离子因生成沉淀或双水解反应而不能大量共存。三、铝的化合物的有关图象1、向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量(如图①)有关反应:Al3++3OH—==Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—==AlO2—+2H2O现象:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐消失2、向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水至过量(如图②)有关反应:Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+现象:产生白色沉淀,继续加氨水,沉淀不消失。3、向NaOH溶液中逐滴滴入AlCl3溶液至过量(如图③)有关反应:Al3++4OH—==AlO2—+2H2OAl3++3AlO2—+6H2O==4Al(OH)3↓现象:先无白色沉淀,后产生白色沉淀,继续滴加,沉淀不变化。4、向AlCl3溶液中逐滴滴入NaAlO2溶液至过量(如图④)有关反应:Al3++3AlO2—+6H2O==4Al(OH)3↓现象:产生白色沉淀,继续滴加,沉淀不变化。5、向NaAlO2溶液中逐滴滴入AlCl3溶液至过量(如图⑤)有关反应:Al3++3AlO2—+6H2O==4Al(OH)3↓现象:产生白色沉淀,继续滴加,沉淀不变化。Al(OH)3↓(mol)图①NaOH(mol)图②NH3·H2O(mol)Al(OH)3↓(mol)图③AlCl3(mol)Al(OH)3↓(mol)图⑤AlCl3(mol)Al(OH)3↓(mol)图④NaAlO2(mol)Al(OH)3↓(mol)第4页共45页6、向NaAlO2溶液中逐滴滴入盐酸至过量(如图⑥)有关反应:AlO2—+H++H2O==Al(OH)3↓Al(OH)3+H+==Al3++3H2O现象:产生白色沉淀,继续滴加,沉淀消失。7、向盐酸中逐滴滴入NaAlO2溶液至过量(如图⑦)有关反应:AlO2—+4H+==Al3++2H2OAl3++3AlO2—+6H2O==4Al(OH)3↓现象:先无白色沉淀,后产生白色沉淀,继续滴加,沉淀不变化。8、向NaAlO2溶液中通入过量的CO2(如图⑧)有关反应:2AlO2—+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+CO32—CO32—+CO2+H2O==2HCO3—现象:产生白色沉淀,继续通入CO2,沉淀不消失。9、向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合液中滴加NaOH溶液至过量(如图⑨)有关反应:OH—+H+==H2OMg2++2OH—==Mg(OH)2↓Al3++3OH—==Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—==AlO2—+2H2O现象:开始无沉淀,后产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,沉淀部分溶解。Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验从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,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):FeI2Cl2COFe3+COO2ZnCu2+H2HNO3I-SAlKMnO4Cl2,O,HNO3,KMnO4,H2O2Fe2+—Fe3+Fe、Cu、I-、S2-、H2S(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)图⑥HCl(mol)Al(OH)3↓(mol)图⑦NaAlO2(mol)Al(OH)3↓(mol)图⑧CO2(mol)Al(OH)3↓(mol)图⑨NaOH(mol)Al(OH)3↓(mol)第5页共45页1.学习铁及其化合物的性质要注意:(1)抓价态:从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.(2)想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性质.2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.3.具体反应有:(1)Fe2+→Fe3+①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(亚铁盐溶液在空气中容易变质,如绿矾露置于空气中则是:12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3)③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫红变棕黄。⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(2)Fe3+→Fe2+①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色;如加入过量的Na2S溶液,,则又有黑色沉淀生成(FeS),向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为:2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。②2Fe3++SO32-+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。⑤2Fe3++2I-=2Fe2++I24.Fe2+和Fe3+的检验(1)Fe2+的检验:方法一:滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色。方法二:滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。(2)Fe3+的检验:方法一:滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。方法二:滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。1.Fe2+和Fe3+的相互转化Fe2+有还原性,高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+:MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O--272OCr+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2OH2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O第6页共45页在酸性溶液中,空气中的氧也能把Fe2+氧化:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O在碱性溶液中,Fe2+的还原性更强,它能把NO-3和NO-2还原成NH3,能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性,它能把I-氧化成I2:2Fe3++2I-=2Fe2++I2在无线电工业上,常利用FeCl3溶液来刻蚀铜,制造印刷线路,它们反应的化学方程式是:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+因此,铜在氯化铁溶液中能作还原剂,而FeCl3是氧化剂.Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成Fe2+:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+Fe3+还能被金属铁还原:2Fe3++Fe=3Fe2+在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.铁元素有三种价态:0价、+2价和+3价,这三种价态的铁在一定条件下可相互转化,我们称之为铁三角,现将有关的转化规律分述如下。一、铁三角的相互转化(见下图)1.2Fe与较强氧化剂反应生成3Fe(1)被氯气、溴水氧化:Cl2Fe2ClFe2322(2)被稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸氧化:OH2NOFe3H4NOFe32332(3)被2222ONaOH、氧化:OH2Fe2H2OHFe223222(4)被酸性高锰酸钾、次氯酸氧化:OH4MnFe5H8MnOFe522342第7页共45页2.3Fe与弱还原剂反应生成2Fe(1)被Fe还原:23Fe3FeFe2(2)被SNaSH22、还原:H2SFe2SHFe2223(3)被I这原:223IFe2I2Fe2(4)被2Sn这原
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