铁三角_铝三角_金属钠

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