铁和铝的知识总结

铁和铝的知识总结

铝及其化合物

一. 金属铝

1. 铝的原子结构及其对化学性质的影响

核内质子数：13；核外电子数：13；核电核数：13；最外层电子数：3

化学性质较稳定，不易失最外层电子。

2. 铝的主要物理性质

一种金属元素，符号AI ，银白色，有光泽，质地坚韧而轻，有延展性。 3. 铝的主要化学性质

和氧气反应：铝粉可燃铙4Al+3O 2→2Al2O3（发强白光）

和非金属反应：2Al+3S →Al2S3

和热水反应：2Al+6H2O →2Al(OH)3+3H2↑（反应缓慢）

和较不活动金属氧化物反应：3Fe3O4+8A l →9Fe+4Al2O3

和酸反应：在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应，生成盐并放出氢气。

2Al+6H2O →2AlCl3+3H2↑

2Al+3H2SO4(稀)→Al2(SO4)3+3H2↑

和盐溶液反应：2Al+3Hg(NO3)2

→3Hg+2Al(NO3)3

和碱溶液反应：主要和NaOH 、KOH 强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH →2NaAlO2+H2O

铝和水发生置换反应：

2Al+6H2O →2Al(OH)3+3H2↑

Al(OH)3溶解在强碱溶液中，

Al(OH)3+NaOH →NaAlO2+2H2O

一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应

2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑

2Al+2OH- +2H2O →2AlO2- +3H2↑

4. 铝的冶炼

以铝土矿为基本原料制铝的基本过程及相关反应方程式

5. 铝的用途

铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。其合金质轻而坚韧，是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。

二. 氧化铝

1. 氧化铝在自然界中的存在

铝土矿、刚玉、红宝石等，纯氧化铝为白色固体。

2. 氧化铝的主要化学性质

属于两性氧化物

(1)不与水化合

无

(2)与盐酸反应

Al2O3+6H+→2Al3++3H2O

(3)与NaOH溶液反应

Al2O3+2OH-→2AlO2-+H2O

三. 氢氧化铝

1. 颜色和状态

白色固体，不溶于水。

2. 主要化学性质

表现有两性，在水中的电离方程式：

1.Al(OH)3→Al3+ + 3OH-（碱式电离）

2.Al(OH)3→AlO2- + H+ + H2O （酸式电离）

(1) 两性

与盐酸反应：Al(OH)3+3HCl→→AlCl3+3H2O Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O

与NaOH溶液反应：Al(OH)3＋OH-＝AlO2-＋2H2O

【说明】氢氧化铝不溶于过量氨水（或CO2）

(2)受热分解（方程式）2Al(OH)3→加热→Al2O3+3H2O

3. 氢氧化铝的用途

氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。

四. 铝盐和偏铝酸盐

1. 铝盐

明矾（化学式：KAl(SO4)2•12H2O）

明矾净水的作用原理：

明矾在水中可以电离出两种金属离子：

KAl(SO4)2→K+ + Al3+ + 2SO4 2-

而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：

Al3+ + 3H2O →Al(OH)3+ 3H+ （可逆）

氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。

泡沫灭火器原理（相关方程式）

Al2(SO4)3+6NaHCO3→→3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑

向硫酸铝溶液中滴加过量NaOH溶液的现象及离子方程式：

Al3+ +3OH-→Al(OH)3沉淀；Al+4OH-→AlO2-+2H2O

1 硫酸铝滴加氢氧化钠先生成Al(OH)3沉淀

后Al(OH)3沉淀被过量的OH-溶解。故澄清

2. 偏铝酸盐

偏铝酸盐通常由铝、氧化铝、氢氧化铝、铝盐在强碱性条件下形成。

向NaAlO2溶液中缓缓通入过量CO2的现象及方程式。

有氢氧化铝沉淀，CO2过量氢氧化铝不会溶解，溶液中最终是碳酸氢钠

CO2过量：NaAlO2+2H2O+CO2→NaHCO3+Al(OH)3

铁及其化合物

一. 金属铁 1. 铁的原子结构及其对化学性质的影响

铁的电子构型为(Ar)3d64s2，氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼，为强还原剂，在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢，在500℃以上反应速率增高： 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2

分析：铁在化合物中有多种变价的原因

2. 铁的主要物理性质

铁的熔点 1535°C,沸点 2750°C ，银白色，固体，质软 密度 7.8g/cm3 延展性良好 传导性好

纯铁的熔点应该是1534℃，不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁，熔点会改变 3. 铁的主要化学性质

原子序数26，相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体，如铁、铁、铁、铁等。铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，在高温时，则剧烈反应。铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。

铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中，生成二价铁盐，并放

出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元素，常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子，成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应，则被氧化成Fe3+。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3，其中有1／3的Fe

为+2价，另

2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。

铁在干燥空气中很难与氧发生作用，但在潮湿空气中很易腐蚀，若含有酸性气或卤素蒸气时，腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子，如：