專題03金屬及其化合物(二)

目錄

實驗1氫氧化亞鐵的制備

實驗2鐵及其化合物的性質(zhì)

實驗3鋁及其化合物的性質(zhì)

實驗1氫氧化亞鐵的制備

實驗梳理

NaOH|

1「■溶液NaOH

實驗裝置|溶液

RSO.

1T溶液F溶液

3+

實驗原理Fe3OH===Fe(OH)31；Fe2++2OH===Fe(OH”1(白色)、_________________==4Fe(OH)3

實驗用品FeCh溶液、FeSCh溶液、NaOH溶液；試管、長膠頭滴管。

在2支試管里分別加入少量FeCb和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的

實驗步驟

現(xiàn)象。

①試管中有_______色沉淀產(chǎn)生。②試管中先生成______沉淀，迅速變成_______色，最后變成

實驗現(xiàn)象

紅褐色。

①氫氧化亞鐵制備的核心問題：一是溶液中的溶解氧必須除去，二是反應(yīng)過程必須馬_______

隔絕。

實驗說明②Fe?+易被氧化，所以FeSCh溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配，且配制FeSO4溶液的蒸儲水要______除去氧

氣。③為了防止NaOH溶液加入時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長膠頭滴管_______到

FeSO,液面下，再擠出NaOH溶液。

核心考點

考點1防止Fe(OH〃氧化的方法

(1)將配制溶液的蒸儲水,排出溶解的氣。

(2)將盛有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管尖端插入試管里的亞鐵鹽溶液液面下，再慢慢擠出NaOH溶液。

(3)在亞鐵鹽溶液上面加,例如苯或植物油等。

(4)充入,如氫氣、氮氣、稀有氣體等。

(5)用鐵作極，石墨作極，電解NaOH溶液或NaQ溶液；利用新產(chǎn)生的Fe?+與OH

反應(yīng)制取Fe(OH)2,陰極產(chǎn)生,防止氧化。

考點2鐵的氫氧化物

氫氧化物

Fe(OH)3Fe(OH)2

顏色、狀態(tài)________色固體________色固體

溶解性不溶于水不溶于水

酸堿性弱堿性弱堿性

AFe(OH)Pl^^=^FeO+HO

受熱不穩(wěn)定22

2Fc(OH)3=Fe2O3+3H2O

與酸反應(yīng)

Fe(OH)34-3HCl=________Fe(OH)2+2HCI=________________

(如鹽酸)

反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

與氧氣反應(yīng)不反應(yīng)現(xiàn)象：________色沉淀-________色沉淀

一________色沉淀

制備Fe3+4-3OH==_Fe2++2OH=Fe(OH)21

在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速J地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色絮狀沉

二者的關(guān)系

淀迅速變成灰綠色，最后變成紅蒞3色，反應(yīng)方程式為：__________________o

變式實驗

變式1變裝置

幾種典型的制備方法

方法裝置說明

1

-1NaOH

1卜溶液

用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含02的蒸餡水配制

隔絕空氣米禁

的NaOH溶液反應(yīng)制備

LFeSO4

J溶液

止水n

先打開止水夾，生成的氫氣排盡裝置中的空氣，關(guān)閉

氫氣氛圍中篩硫酸由％ttNaOH

(適發(fā)嘴呼溶液止水夾，生成的硫酸亞鐵被壓入氫氧化鈉溶液

(過

石

Fe墨利用電解實驗可以制得純凈的

油

電解法煤

心Fe(OH)2白色沉淀，陽極為鐵，陰極為石墨

Na液

溶

【例1】下圖中能較長時間看到FC(OH)2白色沉淀的是()

I

由■貨物油

LFeSO.

_「虐液

⑤

A.①②⑤B.①③④C.②④⑤D.①②③④⑤

【強(qiáng)化訓(xùn)練在實驗室里用以下方法制備并較長時間保存Fe(OH)2,能成功的是()

￡NaOH溶液

桶改酸NaOH溶液

NaOH溶液,NaOH溶液

A.B.

汽油,FcSO,溶液、/

/梢物油

FeCI蠲液鐵粉.

行，F(xiàn)cSO4溶液‘FeC4溶液

【強(qiáng)化訓(xùn)練1-2］下列不能較長時間看到白色沉淀的是()

HNaOli

NaOH

jz溶液

A.苯

u

?-FCSO

3溶液4

變式2變考法

采用如圖所示裝置制備Fe(OH)2

實驗開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性，為了制備較純的Fe(OH)2,應(yīng)打開Ki,關(guān)閉K2,將裝置內(nèi)的氣體盡

可能趕出去

【例2】某化學(xué)實驗小組擬用鐵粉、0.2molL」稀硫酸、ImolL」氫氧化鈉溶液和如圖所示的裝置來制

備氫氧化亞鐵，下列說法不正確的是()

K,

甲乙

A.裝置甲中放入鐵粉、稀硫酸，裝置乙中盛放氫氧化鈉溶液

B.裝置甲中鐵粉應(yīng)稍過量，以防止Fy被氧化

C.實驗開始階段，應(yīng)把彈簧夾Ki和K2都打開

D.一段時間后，關(guān)閉彈簧夾Ki和K2,在乙中生成大量白色絮狀沉淀

【強(qiáng)化訓(xùn)練2-1］某同學(xué)設(shè)計如圖裝置(氣密性已檢杳)制備Fe(0H)2白色沉淀。

請回答：

(I)儀器1的名稱o裝置5的作用。

(2)實驗開始時，關(guān)閉K2,打開Ki,反應(yīng)一段時間后，再打開K2,關(guān)閉Ki,發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4

中。請為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中。

(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產(chǎn)

生白色沉淀的原因________。

【強(qiáng)化訓(xùn)練2-2】下圖所示裝置，可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(0H)2在空氣中被氧化的顏色變化。實

驗時必須使用鐵屑和6moa】的硫酸，其他試劑任選。

⑴實驗開始時應(yīng)先將活塞a(填“打開”或“關(guān)閉

⑵實驗完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，此時B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(3)卜圖中裝置能較長時間看到Fe(OHh白色沉淀(填裝置序號)。

NaOH

溶液

笨d

稀H、S。1NaOHFeSOj

鐵初一溶液溶液

實驗2鐵及其化合物的性質(zhì)

實驗梳理

1.鐵與水蒸氣的反應(yīng)

還原鐵粉一］

濕棉花-，|

“蟲k

實驗裝置

11

燃砌火柴

3Fe+4HO(g)H_____________

實驗原理2

實驗用品還原鐵粉、肥皂水；濕棉花、試管、酒精燈、導(dǎo)管、蒸發(fā)皿、鐵架臺、鏡子。

用鐐子將一濕棉花團(tuán)塞入試管底部，用藥匙向試管中部加入適量還原鐵粉，塞緊帶導(dǎo)管的橡皮塞,

實驗步驟

將導(dǎo)管浸入肥皂水液面下，加熱試管，一段時間后用火柴點燃肥皂泡，觀察現(xiàn)象。

紅熱的鐵粉與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)牛_______，蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,用火柴點燃肥皂泡,聽到_______

實驗現(xiàn)象

聲，反應(yīng)后試管內(nèi)的固體仍為______色。

實驗結(jié)論鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但能與高溫水蒸氣反應(yīng)，生成_______氣。

①酒精燈上加一個金屬網(wǎng)罩是為了集中加熱，提高溫度，也可以使用酒精噴燈代替酒精燈。

實驗說明

②實驗結(jié)束時，先將導(dǎo)管從肥皂水中取出，再熄滅酒精燈。

2.三價鐵離子的檢驗

:

一KSCN溶液—KSCN溶液

實驗裝置

J-FeCk溶液b

J—FeCh溶液

實驗原理Fe3++3SCN===___________________

實驗用品

FeCl2溶液、FeCh溶液、KSCN溶液；試管、膠頭滴管。

在2支試管里分別加入5mLFeCh溶液和5mLFeCl溶液，各滴入幾滴KSCN溶液。觀察

實驗步驟3

現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象FeCh溶液無明顯變化，F(xiàn)eCh溶液變?yōu)開_____色。

①Fe?+的檢驗方法：堿液法；KSCN+氧化劑法；______法：_______法。

實驗說明

②Fe3+的檢驗方法：堿液法；_______法；________法。

3.三價鐵離子和亞鐵離子的轉(zhuǎn)化

!

少量1

實驗裝置鐵粉-KSCN-氯水

/■7溶液

!-8

________(

三-FeCh溶液E

3+2+3+

實驗原理2Fe+Fe===_________,2Fe+CI2===__________,Fe+3SCN==___________________

實驗用品FeCh溶液、鐵粉、KSCN溶液、氯水；試管、膠頭滴管。

在盛有2mLFeCh溶液的試管中，加入適量鐵粉，振蕩試管。充分反應(yīng)后，滴入幾滴KSCN溶液,

實驗步驟

觀察現(xiàn)象。把上層清液倒入另一試管，再加入幾滴氯水，又發(fā)生了什么變化？

實驗現(xiàn)象溶液先變紅后______色，加入幾滴氯水，溶液又變?yōu)開______色。

實驗結(jié)論Fe3+與Fe?+在適當(dāng)?shù)倪€原劑、氧化劑作用下可以相互轉(zhuǎn)化。

KSCN+氧化劑法檢驗Fe?+時，先加入_______溶液，無明顯變化后，再加入新制_______等氧化

實驗說明

齊IJ,試劑加入的順序不能顛倒。

4.印刷線路版制作

盤銅板FeCh溶液制作的圖案

實驗裝置

化學(xué)T>

15：學(xué)

實驗原理2Fe3+4-Cu===___________________

實驗用品FeCh溶液、覆銅板；燒杯。

取一小塊覆銅板，用油性筆在覆銅板上畫上設(shè)計好的圖——化學(xué)，然后浸入盛有FeCh溶液的

實驗步驟

小杯中。過一段時間后，取出覆銅板并用水清洗干凈。觀察實驗現(xiàn)象，并展示制作的圖案。

實驗現(xiàn)象在覆銅板上留下了銅紅色的化學(xué)兩字。

實驗結(jié)論FeCl3溶液能腐蝕銅。

電子工業(yè)中常用覆銅板(以絕板為基材，一面或兩面覆以銅箔，熱壓而成的一種板狀材料)為基

礎(chǔ)材料制作印刷電路板，印刷電路板廣泛用于電視機(jī)、計算機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。用銅板制

實驗說明

作印電路板的原理是，利用FeCb溶液作為“腐蝕液”，將銅板上不需要的銅腐蝕。即把預(yù)先設(shè)

計好的電路在覆銅板上用蠟或不透水的物料覆蓋，以保護(hù)不被腐蝕；

核心考點

考點1鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用

(1)氧化性：含有Fe3+的溶液呈________色，F(xiàn)e3+處于鐵的高價態(tài)，遇Fe、Cu>HI、H2s等均表現(xiàn)為氯

化性。

①Fe3‘與S2—、廠、HS\SO—等具有較強(qiáng)還原性的離子不能大量共存。

②Fek可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應(yīng)的離子方程式為o

(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而卜論3+極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。

①利用Fe3‘易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCb滴入中制取氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的化學(xué)方程式:

FeCl3+3H2O△o

②利用Fe3+易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。

③利用Fe3+易水解的性質(zhì)，實驗室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再

稀釋至所需濃度。

2

④Fe3+與HCO3\[A1(OH)4]\CO3\CIO一等水解呈堿性的離子不能大量共存。

考點2Fe?+、F/+的檢驗方法

I.Fe2+的檢驗

(1)取出少量被檢驗的溶液，滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入,若變成________色溶液，說

明有FeZ十存在(驗證時不能先通氯氣)。

反應(yīng)方程式：2Fe2++Cb=2Fe3++2Cr,Fe3++3SCN=(血紅色)。

(2)取出少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生________色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成

________色,最終變?yōu)開_______色,證明有Fe?+存在。

2+

反應(yīng)方程式：Fe4-2OH=Fe(OH)21(_______色沉淀)，4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3(

色沉淀)。

2.Fe3+的檢驗

(1)取出少量被檢驗的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈________色，證明有Fe3‘存在。

反應(yīng)方程式：Fe3++3SCN-=(血紅色)。

(2)取出少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生_______色沉淀，證明有Fe3+存在。

反應(yīng)方程式；FC3+-I-3OH-=FC(OH)3U________色沉淀)。

3.含F(xiàn)e?+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe?+的檢驗

混合溶鬧滴加KS。溶遍液變________色，說明含有Fe3;

混合濃滿逾加酸生、

---------IlKMn04溶T潘KMnOa溶液________色退去，說明含有Fe?+。

(4)Fe?+的特征檢驗方法

溶液0E幽邈/產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有Fe?+.3Fe2++2(Fe(CN)6]3-=

變式實驗

變式1變裝置

實驗裝置產(chǎn)物驗證實驗結(jié)論

鐵與冷水、熱水均不能發(fā)生

用火柴點燃收集到的氣體，聽到

反應(yīng)，但在高溫卜.能與水蒸

爆鳴聲，證明生成了出；試管內(nèi)

氣反應(yīng)：3Fe+4HQ(g)

產(chǎn)物冷卻后為黑色晶體。

量暹FeQ4+4H、。

【例1】9.用如圖所示裝置進(jìn)行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗，下列有關(guān)說法不匹聊的是

A.裝置A的作用是為實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣

B.裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe+3H20高溫Fe2Ch+3H2T

C.裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰

D.點燃D處的氣體前必須檢驗氣體的純度

【強(qiáng)化訓(xùn)練1-1]實驗室中利用如圖裝置驗證鐵與水蒸氣反應(yīng)。下列說法正確的是()

濕棉花鐵粉

Oo

肥電液

A.該試驗裝置必須在試管口放置棉花，防止鐵粉阻塞導(dǎo)氣管

B.檢驗充分反應(yīng)(鐵粉無剩余)后，生成的固體產(chǎn)物中鐵的化合價，還需用到的藥品有：稀鹽酸、硫領(lǐng)

化鉀溶液、鐵氟化鉀溶液

C.用木柴點燃肥皂泡檢驗生成的氫氣，發(fā)現(xiàn)火焰為黃色，說明氫氣燃燒，焰色為黃色

D.酒精燈移至濕棉花下方實驗效果更好

【強(qiáng)化訓(xùn)練1-2】紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)及其部分產(chǎn)物的驗證實驗裝置如圖所示，夾持裝置已略去，下

列有關(guān)該實驗的說法錯誤的是

A.濃硫酸的作用是干燥生成的氣體

B.實驗過程中，可觀察到盛有氧化銅的硬質(zhì)玻璃管中固體顏色由紅色變?yōu)楹谏?/p>

C.實驗過程中，干燥管中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色，是由于氫氣與氧化銅反應(yīng)生成的水使其變藍(lán)

D.該實驗中涉及的反應(yīng)不一宗均為氧化還原反應(yīng)

變式2變方法

(1)檢驗Fe?+時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水

中(新制氯水可以氧化SCN)

(2)當(dāng)溶液濃度較稀時，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗Fe?+和R?+的存在.

(3)Fe3\Fe2\C「同時存在時不能用酸性KMnCh溶液檢驗Fe?(C「能還原酸性KMnO4，有干擾)。

(4)檢驗Fe?+、Fe3+的其他方法

①檢驗F/+最好、最靈敏的試劑是鐵氟化鉀K3[FC(CN)6]：3Fc”十2[FC(CN)6]L=FC3[FC(CN)6]21(藍(lán)色)。

②檢驗Fc產(chǎn)也可用苯酚(C6H5OH),在FeC13溶液中滴加苯酚，溶液顯紫色。

【例2】為探究某食品包裝袋內(nèi)一小包脫氧劑中的還原鐵粉是否變質(zhì)，取少量樣品溶于鹽酸，再進(jìn)行下

列實驗，下列結(jié)論正確的是()

A.若滴加KSCN溶液，溶液未變紅，說明鐵粉沒有變質(zhì)

B.若加入銅粉，充分反應(yīng)后溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明鐵粉已經(jīng)變質(zhì)

C.若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅，說明鐵粉部分變質(zhì)

D.若滴加KSCN溶液，溶液未變紅，再滴加氯水，溶液變紅，說明鐵粉全部變質(zhì)

【強(qiáng)化訓(xùn)練2-1］證明某溶液含有Fe2+而不含有F/+的實驗方法是（）

A.只需滴加KSCN溶液

B.先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色

C.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色

D.滴加氫氧化鈉溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀

【強(qiáng)化訓(xùn)練2?2】向盛有一定量鐵粉的硬質(zhì)玻璃管中通入氯氣，在加熱條件下反應(yīng)一段時間，為探究反

應(yīng)后固體的成分，進(jìn)行如圖所示實驗探究。下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.實驗中稀鹽酸可以用稀硫酸代替

B.試劑X中溶質(zhì)的化學(xué)式可能為KSCN

C.新制氯水能將Fe2+氧化為Fe3+

D.固體產(chǎn)物的成分為Fc、FcCb和FeCh

實驗3鋁及其化合物的性質(zhì)

實驗梳理

1.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)

實驗裝置U:J

的愣上

實驗原理2AI+6HC1===______________：2Al+2NaOH+6H2O==____________________________

實驗用品NaOH溶液、鋁片；小試管、酒精燈、木條。

在2支小試管里分別加入5mLNaOH溶液，再分別放入一小段鋁片和打磨過的一小段鋁片。

實驗步驟

觀察實驗現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條分別放入2支試管口，你看到什么現(xiàn)象？

放入打磨過的鋁片的試管中立即產(chǎn)生______;而放入未打磨過的鋁片的試管中開始沒有氣泡,

實驗現(xiàn)象

一段時間后才產(chǎn)生_______;將點燃的木條放在試管口時發(fā)出______聲。

實驗結(jié)論打磨過鋁片和未打磨過的鋁片都能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，且都能產(chǎn)生______。

酸、堿、鹽等可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜及鋁制品本身，因此鋁制餐具不易用來蒸煮或長時間存放

實驗說明

酸性、堿性或咸的食物。

2.氧化鋁、鋁與鹽酸反應(yīng)

鹽酸q鋁片D

實驗裝置

實驗原理A12O34-6HC1===2AIC13+3H2O；2Al+6HC1===2AIC13+3H2t

實驗用品鹽酸、鋁片；小試管、酒精燈、木條。

在I支小試管里分別加入5mL鹽酸，再放入?小段鋁片。觀察實驗現(xiàn)象。過一段時間后，將

實驗步驟

點燃的木條放入試管口，你看到什么現(xiàn)象？

試管中有氣泡冒出，鋁片逐漸溶解，鋁片剛開始反應(yīng)較慢，后來漸漸加快；將點燃的木條放在

實驗現(xiàn)象

試管口時發(fā)出爆鳴聲。

實驗結(jié)論氧化鋁和鋁都能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，鋁能產(chǎn)生H2。

酸、堿、鹽等可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜及鋁制品本身，因此鋁制餐具不易用來蒸煮或長時間存放

實驗說明

酸性、堿性或咸的食物。

核心考點

考點1鋁的化學(xué)性質(zhì)

非金屬單質(zhì)反應(yīng)4AI+302=422AI2O3致密氧化鋁薄膜，可保護(hù)________金屬

非氧化性酸反應(yīng)2AI+6H+=______________

通性

鹽反應(yīng)2A1+3CU2+=_

水反應(yīng)2A1+6H2()A2A1(OH)3+3H2T

室溫下，鋁在濃硫酸、濃硝酸中，表面形成一層致密的氧化物膜，

鈍化

保護(hù)內(nèi)部的_______不再與酸反應(yīng)

特性

2A1+2Na0H+6H2O=______________________

與堿反應(yīng)

2AH-2OH-+6H2O=______________________

考點2氧化鋁和氫氧化鋁

化合物氧化鋁聞2。3)氫氧化鋁[AI(OH)3]

________色固體，難溶于水，具有很

物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的_______性

高的________

+3++3+

化與酸反應(yīng)A12O3+6H=A1+3H2OA1(OH)34-3H=A1+3H2O

學(xué)AI2O3+2OH+3H2O==_________

與堿反應(yīng)AI(OH)3+OH=_______________

性

質(zhì)加熱不反應(yīng)2A1(OH)3AA12O3+3H2O

制備方法Al(0H)3加熱分解：(1)向鋁鹽溶液中加入氨水，離子方程式：

3+

2A1(OH)3AAi2O3+3H2OA1+3NH3H2O=______________________；

(2)向偏鋁酸鹽溶液中通入足量CO2,離子方程式：

[Al(OH)d+C02==_________________________；

(3)Na[AI(OH)4]溶液與AlCh溶液混合，離子方程

3+

式：3lAl(OH)4]+Al=__________________

主要用途做耐火材料、冶煉鋁的原料制藥、凈水

變式實驗

變式1變考法

由廢易拉罐制取A12O3的實驗原理與裝置如下:

溶解廢易拉罐細(xì)屑一過濾得到Na「AI(0H)4]溶液一制取AI(0H)3沉淀一灼燒A1(OH)3制取A1。。

【例1】學(xué)習(xí)小組用廢棄的鋁制易拉罐按如下流程制備明研，并測定明磯中結(jié)晶水的含量。

廢易拉罐IT隆通3TmH]T明砒晶體

上述實驗中不需要用到的操作是()

【強(qiáng)化訓(xùn)練1?1】明研[KA1(SO4)2/2H2O]可用作凈水劑。某同學(xué)設(shè)計利用廢鋁箔(主要成分為A1，含少

量Mg、Fe等)制備明磯的流程如卜.圖所示。

鋁箔二^髭債甲溶液歌微＞濾—