第九章铝、铁及其化合物

1、第九章 铝 铁 金属在工农业和日常生活中应用十分广泛。铝、铁在国民经济建设中作用更为重要。第一节 金属通性第二节 铝第三节 铁第九章 铝 铁第一节金属通论 1. 了解金属元素在周期表中的分布及一般分类。 2. 了解金属键的定义。能运用金属键的知识解释金属的物理性质。 3. 运用氧化-还原观点，掌握、分析金属与水、酸、盐的反应。 4. 了解金属的存在和冶炼方法。学习要求学习要求第九章 铝 铁 在人们已发现的元素中，大约有五分之四是金属元素。它们位于元素周期表的左下方。 金属的分类如下：冶金工业中：黑色金属、有色金属。 按密度分：轻金属( 4. 5 g/cm3)其他分类方法：常见金属、稀有金属、贵

2、金属。我国金属矿藏种类繁多，储量丰富。钨、锑等居世界首位。第一节金属通论第九章 铝 铁一、金属键 金属原子结构的特点：价电子较少，容易失去电子成为金属阳离子。自由电子：金属晶体中的价电子。 金属键：依靠自由电子使金属原子和阳离子相互结合在一起的化学键。 【思考】金属有哪些共同的物理特征？为什么？第一节金属通论第九章 铝 铁二、金属的物理性质 常温下金属是具有特殊金属光泽的固体(除汞外)。 金属具有良好的导电性、导热性和延展性。 金属具有良好的导电性、导热性和延展性的根本原因是由于金属晶体中存在着自由电子。第一节金属通论第九章 铝 铁金属大多数熔点、沸点较高，密度较大。【练习】根据上述金属的物理

3、性质，谈谈金属的用途。【思考】金属具有哪些化学通性？为什么？二、金属的物理性质第一节金属通论第九章 铝 铁 三、金属的化学性质 金属元素的原子最外层电子数少，在化学反应中容易失去电子。金属化学性质与金属活动顺序关系密切。第一节金属通论第九章 铝 铁金属化学性质和金属活动顺序的关系 三、金属的化学性质第一节金属通论 Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au金属活动顺序原子失去电子的能力离子获得电子的能力渐弱渐强在空气中与氧作用易氧化常温时能被氧化加热时能被氧化不能被氧化与水作用常温时能置换水中氢加热时能置换水中氢不能置换水中氢与酸作用能置

4、换出盐酸或稀硫酸中的氢不能置换稀酸中的氢自然界中存在的状态仅呈化合状态存在呈游离态和化合状态存在呈游离态存在从矿石中提炼金属的一般方法电解熔融化合物用碳还原或铝热法加热或其他方法第九章 铝 铁例1 分别写出镁与氧气、铜与氧气反应的化学方程式，并指出金属在反应中失去电子的情况。解： 2Mg + O2 2MgO失去4e-失去2e- Cu + Cl2 CuCl2点燃第一节金属通论 三、金属的化学性质第九章 铝 铁 例2 分别写出钾与水、铁与稀硫酸、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。解：2e-2K + H 2O 2KOH + H2 2e-2e-第一节金属通论 三、金属的化学性

5、质Fe + H2SO 4 Fe SO 4 + H2Cu + AgNO3 Cu(NO3 )2 + 2Ag第九章 铝 铁 金属在不同条件下可与氧气及其他非金属发生化合反应，又可与水、酸、盐溶液发生置换反应。 在化学反应中，金属原子总是失去电子变成阳离子，显示还原性，作还原剂。氧化性：K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+H+CaNaMgAlZnFeHCu第一节金属通论 三、金属的化学性质第九章 铝 铁四、金属的存在与冶炼方法 金属的活动性决定了它在自然界里的存在状态及冶炼方法。 【练习】将A、B、C、D四种金属放入冷水中，B立即剧烈反应，其他金属无现象。如将A和C的金属片插入稀硫酸，用

6、导线连接，则C溶解，A极上有氢气放出。若将A放入D的硝酸盐溶液中，则有D析出。排出A、B、C、D金属性由强到弱的顺序。答：B C A D。第一节金属通论第九章 铝 铁小结1. 在金属晶体中，依靠流动的自由电子使金属原子和阳离子互相连接在一起的化学键叫做金属键。自由电子为金属离子所共有。2. 金属的导电性、导热性和延展性均与自由电子的存在有关。3. 金属原子最外层电子数较少，在化学反应中易失去电子变成阳离子，显示还原性。金属越活泼，越易失电子，还原性越强；相反，其离子越难得电子，氧化性越弱。第一节金属通论第九章 铝 铁学学 习习 要要 求求1. 了解铝的物理性质及用途。2. 理解铝的化学性质(与

7、非金属、酸、碱及金属氧化物反应)。 3. 了解氧化铝是典型的两性氧化物。4. 理解氢氧化铝的两性(酸式电离和碱式电离)。 5. 了解明矾的特性及用途(净水剂)。【思考】生活中你接触过哪些铝或铝的化合物？ 举例说明铝的用途与其物理性质的关系。第二节 铝第九章 铝 铁一、铝的物理性质二、铝的化学性质铝是较活泼的金属(从周期表位置，原子结构推测)。铝是银白色、较软、有良好的导电性和延展性的轻金属。第二节 铝第九章 铝 铁二、铝的化学性质铝的氧化常温下铝与O2反应，生成致密的氧化物保护膜。1. 铝与氧气和其他非金属反应【练习】写出l与O2、S、Cl2反应的化学方程式。 答： 4Al+3O2 2Al2O

8、3 (铝制焰火)点燃 2Al+3Cl2 2AlCl3 (AlCl3可作催化剂)点燃 2Al+3S Al2S3第二节 铝第九章 铝 铁2. 铝与酸、碱的反应铝盐 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H22Al + 6H 2Al3 + 3H2二、铝的化学性质第二节 铝2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 2Al + 2OH- + 2H2O + 3H2偏铝酸盐2AlO2第九章 铝 铁铝与其他金属不同，能与碱溶液作用放出氢气。 铝可被酸、碱腐蚀，故铝制餐具不宜盛放酸性、碱性较强的食品。但铝制容器常温下可用来盛放或运输浓硫酸、浓硝酸(钝化作用)。二、铝的化学性质第二节

9、铝第九章 铝 铁3. 铝与某些金属氧化物的反应铝热剂实验铝热剂：铝粉和金属氧化物粉的混合物。 铝热法：用铝从金属氧化物中还原出金属的方法。二、铝的化学性质第二节 铝2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3 + Q 高温铝热反应：铝粉和金属氧化物粉末在较高温度下的反应。第九章 铝 铁 4. 氧化铝、氢氧化铝和明矾 (1) 氧化铝 Al2O3氧化铝是一种难溶于水的白色粉末，熔点很高(耐火材料)。 刚玉 天然的无色Al2O3晶体，硬度大。(制砂轮、轴承、钟表、钻石)宝石 含微量铁、钛、铬氧化物的刚玉。(贵重装饰品)二、铝的化学性质第二节 铝第九章 铝 铁氧化铝是典型的两性氧化物：铝盐偏铝酸盐二

10、、铝的化学性质第二节 铝 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2+H2OAl2O3 + 6HCl 2AlCl3+3H2OAl2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH + H2O2AlO2第九章 铝 铁 加OH：平衡向右移动，生成偏铝酸盐。Al(OH)3显酸性。 (2) 氢氧化铝 Al(OH)3氢氧化铝是难溶于水的白色固体，是典型的两性氢氧化物。加H：平衡向左移动，生成铝盐。Al(OH)3显碱性。氢氧化铝的两性二、铝的化学性质第二节 铝 Al3+ +3OH- Al(OH)3或H3AlO3 H+ +AlO2- +H2O碱式电离酸式电离第九章 铝 铁 【练习】写出Al

11、(OH)3与HCl或NaOH反应的化学方程式及离子方程式。铝盐 (中和过多胃酸胃舒平)偏铝酸盐 氢氧化铝溶于强酸、强碱。二、铝的化学性质第二节 铝 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O答 ：Al(OH)3 + 3HCl Al(OH)3 + 3H2O Al(OH)3 + OH 2H2O2AlO第九章 铝 铁 【思考】实验室里以铝盐溶液为原料制取Al(OH)3时，用强碱(NaOH)溶液好还是用弱碱溶液(氨水)好？为什么？ 答：用氨水好。因为生成的Al(OH)3会溶于过量的强碱，但不溶于氨水。氢氧化铝的制备二、铝的化学性质第二节

12、 铝第九章 铝 铁(3) 明矾KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al(SO4)324H2O明矾是一种易溶于水的无色晶体，是常用的净水剂。胶状，较强吸附性Al3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+二、铝的化学性质第二节 铝 KAl(SO4)2 K + Al3 + 224SO第九章 铝 铁 【讨论】某学生做硫酸铝跟氢氧化钠溶液反应的实验。第一次是将硫酸铝溶液滴入氢氧化钠溶液中，他发现滴入时有白色沉淀出现，但振荡后沉淀消失；第二次是将氢氧化钠溶液滴入硫酸铝溶液中，得到白色沉淀，振荡后沉淀不消失。如何解释上述现象？ 答：第一次实验，NaOH过量，生成的Al(OH)3可溶于强碱中。第二次实验

13、，Al2(SO4)3过量，生成的Al(OH)3能存在。二、铝的化学性质第二节 铝第九章 铝 铁 【讨论】怎样将混合液中的MgCl2、AlCl3分离开来？写出简单的实验过程及相关的离子方程式。答：过滤 NaClMgCl2AlCl3过量NaOH过滤Mg(OH)2NaAlO2适量HCl Al(OH)3适量HClAlCl3二、铝的化学性质第二节 铝第九章 铝 铁二、铝的化学性质第二节 铝 Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2Mg(OH)2 + 2H+ Mg2+ + 2H2O Al3+ + 3OH- Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O+ H+ + H2O Al(OH)3

14、2AlO或Al3 + 4OH + 2H2O2AlOAl(OH)3 + OH + 2H2O2AlO第九章 铝 铁小结Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3 Al(OH)3NaOH + H2OFe2O3O2通直流电NaOHNaOHHClHClH2O( )HCl过量氨水(实验室制法)第二节 铝注意：1. 铝和酸、碱反应均析出氢气。 2. 铝、氧化铝、氢氧化铝与碱反应生成偏铝酸盐。第九章 铝 铁第三节铁 【思考】铁器为什么很早被使用？你了解铁有哪些重要的物理性质和化学性质？学习要求学习要求1. 了解铁的物理性质。3. 了解硬水的概念及软化方法。4. 了解金属的回收和资源保护的重要性及常用方法。2.

15、 理解铁的化学性质以及Fe2+与Fe3+的互变。学会Fe3+的检验。第九章 铝 铁 一、物理性质 纯净的铁是银白色、有良好的延展性、导热性和坚韧性的金属。铁能被磁铁吸引，在一定条件下铁能磁化而有磁性(吸铁石)。第三节铁第九章 铝 铁 二、化学性质 在化学反应中，铁可以失去最外层2个电子，还能失去次外层1个电子，从而显示+2价和+3价。 常温时，铁在干燥的空气中不易与O2、Cl2反应(工业上用钢瓶贮存干燥的O2、Cl2)。在一定条件下铁显示较活泼的金属性。第三节铁Fe 第四周期 族 22+26814第九章 铝 铁 1. Fe与O2及其他非金属反应 【练习】写出Fe与O2、S、Cl2反应的化学方程

16、式，分析产物中Fe的化合价。因为氧化性 Cl2 S点燃3Fe + 2O2 Fe3O4 (FeO、Fe2O3)+2+32Fe + 3Cl2 2FeCl3 点燃 +3 二、化学性质第三节铁答：Fe + S FeS +2第九章 铝 铁 常温时，在潮湿条件下，铁制品在H2O、空气中的O2及CO2的共同作用下易生锈(电化腐蚀)。Fe在置换反应中生成Fe2。 2. 铁与水、酸、盐的反应 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 高温常温时，钢铁制品可以贮运浓HNO3、浓H2SO4。(为什么？) 二、化学性质第三节铁Fe + 2H Fe2 + H2(稀HCl、稀H2SO4) Fe + Cu2 Fe

17、2 + Cu第九章 铝 铁 三、铁的化合物 1. 铁的化合物 (1) 铁的氧化物 Fe2O3 红棕色粉末(铁红)。铁锈主要成分 Fe2O3xH2O。 FeO 黑色晶体，易被氧化成Fe3O4。 Fe3O4 黑色晶体，有磁性，是铁表面致密氧化膜的主要成分。第三节铁第九章 铝 铁 (2) 铁的氢氧化物 演示：新制 FeSO4+NaOH Fe(OH)2白 兰绿色 红褐色。 【O】 【O】硫酸亚铁与氢氧化钠的反应 演示：FeCl3 + NaOH Fe(OH)3红褐色 三、铁的化合物第三节铁第九章 铝 铁 (3) 铁盐 亚铁盐 FeCl2、FeSO47H2O(绿矾) 水溶液呈绿色 铁盐 FeCl3、Fe2

18、(SO4)3 水溶液呈黄色 Fe2存在于血红蛋白中。 缺铁性贫血要补充Fe2。 氢氧化铁胶体溶液的制备 胶状、吸附能力较强(净化剂) 三、铁的化合物第三节铁Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ 第九章 铝 铁 2. 铁盐和亚铁盐的相互转变 铁离子和亚铁离子的转换 三、铁的化合物第三节铁 Fe2+ Fe3+氧化剂(Cl2、O2等) 还原剂(Fe、Cu等)2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl- 2Fe3+ + Fe 3Fe2+ (实验室保存Fe2+的方法)2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+ (制印刷电路)第九章 铝 铁 铁离子的检验 3. Fe3的检验 Fe2遇KSCN不显红色。 三、铁的化合物第三节铁 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl血红色第九章 铝 铁 【讨论】说出下列实验中所观察到的现象，写出有关的化学方程式。 (1) 在少量FeCl2 溶液中滴入Cl2 水，然后滴入KSCN溶液。 (2) 在FeCl3 溶液中加入Fe粉，再滴入KSCN溶液。 三、铁的化合物第三节铁 (2) 溶液由黄色 绿色(或无色) 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 滴入KSCN不变色2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 答：(1) 溶液由绿色 黄色，再由黄色 红色FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3