第八章走进精彩纷呈的金属世界
8.1 应用广泛的金属材料——钢铁
1、铁的氧化物
FeO Fe2O3Fe3O4
铁元素化合价+2 +3 +2、+3 颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名铁红磁性氧化铁氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物特殊氧化物
与非氧化性酸
反应FeO+2H + =Fe2+
+H2O
Fe2O3+6H + =2Fe3+
+3H2O
Fe3O4+8H + =2Fe3+
+ Fe2++4H2O
与还原剂反应
FeO+CO
Fe+CO2Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
3Fe3O4+8Al
9Fe+4Al2O3
用途红色油漆和涂料；赤
铁矿是炼铁原料
注：3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
2.铁的氢氧化物
（1）氢氧化铁与氢氧化亚铁的制备
如何能清晰的观察到白色的氢氧化亚铁沉淀：Fe2+容易被氧化,所以要新配制。氢氧化钠溶液应煮沸除去溶解的氧气,FeSO4溶液上加隔氧剂(如苯),为了防止滴加NaOH时带入空气,可将吸收NaOH的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
Fe(OH)3受热分解：2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O
（2）铁的两种氢氧化物的比较
化学式Fe(OH)2Fe(OH)3
色、态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水
与盐酸的反应Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
Fe(OH)2+2H+ =Fe2++2H2O
2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O
Fe(OH)3+3H+ =Fe3+ +3H2O
与硝酸的反应3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=
3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
3Fe(OH)2+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O
Fe(OH)3+3HNO3(稀)=Fe(NO3)3+3H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
与还原性酸的反应Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O
Fe(OH)2+2H+ =Fe2++2H2O
2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+6H2O+I2
2Fe(OH)3+6H+ +2I-=2Fe2++6H2O+I2
热稳定性分解产物复杂2Fe(OH)
3 Fe2O3 +3H2O
(3)Fe3+、Fe2+的检验：
Fe3+的检验: ①向Fe3+盐溶液中滴加KSCN溶液
现象：溶液变红色，FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl；Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3（红
色）
②向Fe3+盐溶液中滴加NaOH溶液
现象：有红褐色沉淀，FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl；Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓
红褐色
Fe2+的检验: ①向Fe2+盐溶液中滴加KSCN溶液，再滴加氯水。
现象：先无现象，加氯水后溶液呈红色
反应方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3
FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl
②向Fe3+盐溶液中滴加NaOH溶液
现象：产生白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀
反应方程式：FeCl2+2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3红
褐色
(4)Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化
a．Fe只具有还原性，可以被氧化剂化 (1)与弱氧化剂反应
Fe能被S、Cu2+、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+，如Fe+S==FeS，Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
(2)与强氧化剂反应
Fe能被Cl2、HN03等强氧化剂氧化为Fe3+，如：2Fe+3C12=2FeCl3
b．Fe2+既具有氧化性又具有还原性
(1)与强氧化剂反应
Fe2+遇到强氧化剂(如Cl2、HN03、KMn04)时，被氧化为Fe3+，
2Fe2++C12=2Fe3++2C1-。
(2)与强还原剂反应
当Fe2+遇到C、Al、Zn、C0等强还原剂时，可以被还原为Fe，Fe2++Zn=Zn2++Fe，
c．Fe3+具有较强氧化性，可被还原为Fe2+或Fe
(1)Fe3+被强还原剂C、C0、Al等还原为Fe，如：Fe203+3CO====2Fe+3C02、Fe203+2A1====2Fe+Al203。
(2)Fe3+被弱还原剂Fe、Cu、I-等还原为Fe2+，如：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
(2)亚．铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量还原铁粉或铁钉。
8.2 铝和铝合金的崛起
一、铝的重要化合物
1、Al2O3
物理性质：氧化铝是一种白色难溶物，其熔点很高，可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。用途：冶炼金属铝的原料，也是良好的耐火材料。自然界中纯净的为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石。熔融的Al2O3被电解生成铝和氧气。
化学性质：Al2O3是两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
a、与酸反应：（硫酸）Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+6H + =2Al3++3H2O
b、与强碱反应（NaOH）：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH- =2AlO2 - +H2O
2、氢氧化铝 Al(OH)3
①Al(OH)3的实验室制法
【实验3-7】往盛有Al2(SO4)3溶液中滴加过量氨水
反应方程式为：Al2(SO4)3+6NH3·H2O=3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓
Al3++3NH3·H2O=3NH4++Al(OH)3↓反应现象为：溶液中形成白色胶状沉淀
②Al(OH)3的两性
两性氢氧化物：既与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O
Al(OH)3受热易分解成Al2O3：2Al(OH)3===Al2O3＋3H2O
③硫酸铝钾KAl(SO4)2
（1）复盐：有两种不同的金属离子（或铵根离子）和一种酸根离子组成的盐
（2）电离方程式：KAl(SO4)2= K++Al3++2SO42-
十二水硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]俗称明矾，它是无色晶体，可溶于水，在天然水中形成Al(OH)3（胶体），Al(OH)3可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，所以可以作净水剂。
