铁和铝的物理化学性质
发布时间:2020-07-21 09:07:31
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学习基础知识与技能
金属键和金属晶体
1.金属键:金属阳离子和自由电子之间所形成的强作用力就是金属键。
2.金属晶体:通过金属键所形成的晶体叫金属晶体。
(1)构成微粒:金属阳离子和自由电子
(2)元素种类:金属
(3)微粒子作用力:金属键
(4)熔沸点:一般较高
(5)典型实例:Cu、Fe等金属以及合金
3.金属的物理通性
(1)金属表面一般都有光泽,黄金、白银、铂金等饰品就是利用了这一性质
(2)金属具有导电性。在外加电场条件下,金属晶体中的自由电子发生定向移动,形成电流。利用此性质制成铜、铝等电线、电缆,为我们的生活带来了方便。
(3)金属具有导热性。
(4)金属具有良好的延展性。
铁单质的物理性质及化学性质
1.物理性质
纯净的铁是银白色金属,密度7.86g/cm3,熔点1535℃,沸点2750℃,具有良好的导电、传热、延展性;有杂质的铁易生锈。
2.化学性质
1) 铁在一定条件下能跟非金属反应
;
(铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物)
2) 与盐酸、稀硫酸的置换反应
Fe+2HCl →FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4 (稀)→FeSO4+H2↑
3) 与强氧化性酸反应
1 铁的钝化:铁在冷的浓H2SO4 、浓HNO3中,表面会形成一层致密的氧化膜,发生钝化现象。
2 Fe与稀HNO3的反应:
3 Fe与浓H2SO4 、浓HNO3在加热下的反应的反应
铁的重要化合物
1.铁的氧化物
氧化亚铁 | 氧化铁 | 四氧化三铁 | ||
俗名 | / | 铁红 | 磁性氧化铁 | |
色态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 | |
化合价 | ||||
与酸反应 | HCl | |||
HNO3 | ||||
HI | ||||
与还原剂反应 | ||||
稳定性 | 不稳定 | 稳定 | 稳定 | |
2.铁的氢氧化物
氢氧化亚铁 | 氢氧化铁 | |
化学式 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
色态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
溶解度 | 不溶于水 | 不溶于水 |
与非氧化性强酸反应 | ||
不稳定性 | 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 | |
制法 | ||
铁盐和亚铁盐
1.Fe2+与Fe3+比较
依据 | 试剂 | Fe2+ | Fe3+ |
特征颜色 | / | 浅绿色 | 棕黄色 |
显色反应 | KSCN溶液 | 无明显现象 | 溶液变红 |
铁的化合物颜色 | NaOH溶液 | 白色沉淀→灰绿色→红褐色 | 红褐色沉淀 |
Fe3+的氧化性 | 铜片 | 无明显现象 | 铜片被腐蚀,溶液变蓝 |
淀粉KI试纸 | 无明显现象 | 试剂变蓝 | |
Na2S溶液 | 黑色沉淀 | 淡黄色沉淀 | |
SO2 | 无现象 | 棕黄色→浅绿色 | |
Fe2+的还原性 | KMnO4 | KMnO4紫色褪去 | 无明显现象 |
溴水 | 溴水褪色 | 无明显现象 | |
2.“铁三角”的转化关系及举例
3.Fe2+与Fe3+的检验
1) Fe3+的检验
1 滴加KSCN(或NH4SCN)无色溶液,溶液变成红色。
2 滴加NaOH溶液,产生红褐色沉淀。
2) Fe2+的检验
1 先滴加KSCN溶液,无明显现象,再加入新制氯水,溶液立即变成红色。
2 滴加NaOH溶液,产生白色沉淀,随后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
铁合金及其应用
1.合金:用两种或两种以上的金属(或金属与非金属)溶合形成的均匀而具有金属特性的物质就是合金。
2.合金的特点
1) 硬度一般比其各成分金属的大;
2) 多数合金的熔点一般比其各成分金属的低;
3) 机械性能优于各成分金属。
3.集中常见的合金的组成、性质和用途:
合金名称 | 组成 | 主要性质 | 主要用途 |
生铁 | 含碳、硫、磷在2.11%~4.3%之间 | 硬而脆 | 用途广泛 |
普通钢 | 含碳、硫、磷在0.03%~2.11%之间 | 硬而韧,有弹性 | 用途广泛 |
美铝合金 | 含有10%~30%的镁 | 强度和硬度都比纯铝和纯镁大 | 火箭、飞机、轮船等制造业 |
硬铝 | 含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7% | 强度和硬度都比纯铝大 | 火箭、飞机、轮船等制造业 |
合金钢 | 加入硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铜、稀土元素等 | 多种优良性能 | 用途广泛 |
锰钢 | 含锰9%~14% | 硬度和强度都很大 | 制造粉碎机、球磨机、钢轨 |
铝和铝合金的崛起
铝的物理性质及用途
物理性质 | 用途 |
导热性 | 热交换器、炊具 |
导电性 | 电缆(特别是空中电缆) |
对光良好的反射性 | 反射镜 |
密度小,硬度大 | 制成合金,用在飞机等航天器上 |
不会破坏Vc | 铝膜用作食品包装内衬 |
铝的化学性质
1. 铝是比较活泼的金属,在化学反应中较容易失去3个电子变成带3个单位正电荷的阳离子。
2. 铝原子结构示意图:
3. 铝的氧化反应
4. 铝与其他非金属单质反应:
5. 铝热反应:
6. 铝与热水反应
7. 铝与盐酸、稀硫酸反应
8. 铝与碱反应:
Al(OH)3的弱酸性和弱碱性
1. Al(OH)3能跟强酸和强碱溶液反应,具有两性。
2. Al(OH)3溶于强酸强碱,而不用于弱酸弱碱,所以在反应中可把Al(OH)3认为是一元弱酸或三元弱碱。
3. 铝盐
“铝三角”及其应用
1. “铝三角”是Al3+、Al(OH)3、AlO2-指相互依存的三角关系,如右图所示。有关离子方程式为:
2. “铝三角”的应用
1) 制取Al(OH)3:
2) Al3+的水解:
3) 离子共存问题:Al3+与OH-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因生成沉淀或发生双水解反应而不能大量共存;与、、、、等不能大量共存。
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