铝铁及其化合物及习题详解

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1、一、铝的重要化合物1、Al2。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塔锅、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Al2Q被电解生成铝和氧气。化学性质：Al2Q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+3H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2Ob、与强碱反应(NaOH):Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O2、氢氧化铝Al(O

2、H)3Al(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(SQ)3+6NHH2O=3(NH)2SQ+2Al(OH)3JAl3+3NH-H2O=3NH+Al(OH)3J反应现象为：溶液中形成白色胶状沉淀Al(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。仙Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlQ+2H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2OAl(OH)3受热易分解成AlzQ:2Al(OH)3=Al2Q+3H2O硫酸铝钾K

3、Al(SO4)2(1)复盐：有两种不同的金属离子(或俊根离子)和一种酸根离子组成的盐(2)电离方程式：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO2-十二水硫酸铝钾KAl(SO4)212HO俗称明矶，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。3、“铝三角”及其之间的相互转化 .Al3+一Al(OH)3,可溶性铝盐与少量NaOHB液反应:Al3+30H-(少量产Al(OH)3,(2)可溶性铝盐与氨水反应：Al3+3NH-H20=Al(OH)3J+3NH+ .Al(OH)3-Al3+Al(OH)3

4、溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H=Al+3H2O .Al3+一AlO2-可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3+40H(过量)=AlO2-+2H20 .A1O2-A13+偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：AlO2-+4H+=Al3+2H20 .A102fAl(OH)3,(1)偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：A102-+/(少量)+H20=A1(OH)3J(2)偏铝酸钠溶?中通入CQ:2-2A102+CC2(少量)+3H20=2A1(OH)3J+CQA102-+C。(过量)+2H20=Al(OH)3J+HCC-.Al(OH)3一AlO2-Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+CH=AIO2-+2H2

5、CH2C0等)、弱碱(如 NH H20特别提醒Al(OH)3易跟强酸、强碱反应，但不能跟弱酸(如等)反应。4、有关计算.有关Al(0H)3,沉淀的图象分析愧祚人仁七僻曾中霜1咚NdAK.1：帼帔中现象0)先产生门色M：急口先产生I I色所底白也沅觉髭蒂蕾螭 内邑洱茂理新第理反应1* 4tl-rWCHAKOH? t y 2 Ai(onia cnrAlt kFT 卜 A11a ? IE*Q Al+AlOiAF-+AKOHh;yA10=m_jos4MWi(2)向1L1mol/L的NaAlQ溶液中滴加稀盐酸Al(OHh+AJbIAlgAWHh17?Ap01、一f4iUOHb特别提醒向AlCl3溶液中加

6、NaOH液和向NaAlQ溶液中加盐酸，计算生成amolAl(OH)3沉淀时，有两种情况，即碱(酸)不足和碱(酸)过量。计算时要注意讨论分析。二、铁的重要化合物1、铁的氧化物FeOFeQFe3O4铁兀素化合价+2+3+2、+3颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名一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+3+Fe2O3+6H=2Fe+3H2O+3+Fe3O4+8H=2Fe2+Fe+4H2O与还原剂反应FeO+COFe+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO23Fe3O4+8AllL9Fe+4Al2O3用途-红色油漆和涂料；赤铁矿是炼

7、铁原料_-一注：3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NOT+5H2O2.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中带入空气，可将吸收NaOH勺长滴管伸入FeSQ溶液液面下，再挤出NaOH液。Fe(OH)3受热分解：2Fe(OH)3=Fe2c3+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+HSO=FeSO+2HOFe(

8、OH)2+2H+=Fe2+2H2O2Fe(OH)3+3H2SQ=Fe(SO4)3+6H2OFe(OH)3+3H=Fe3+3H2O与硝酸的反应3Fe(OH)2+10HN&稀尸3Fe(NQ)3+NO?+8H2O3Fe(OH)2+10H+NQ-=3Fe3+NOT+8H2OFe(OH)3+3HN(3(稀)=Fe(NO3)3+3H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O与还原性悭的反应:Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2OFe(OH)2+2H+=Fe2+2HO2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+6HO+I22Fe(OH)3+6H+2I-=2Fe2+6HO+I：热稳定性分解产物复杂Al2Fe(

9、OH)3-Fe2O3+3H2O(3)Fe3+、Fe2+的检验：Fe3+的检验：向Fe3+盐溶液中滴加KSCNO(现象：溶液变红色，FeCl3+3KSCN=Fe(SCN+3KCl;Fe3+3SCN=Fe(SCN)3(红色)向Fe3+盐溶液中滴加NaOH(现象：有红褐色沉淀，FeCl3+3NaOH=Fe(OH)J+3NaCl;Fe3+3OH=Fe(OH)3(红褐色Fe2+的检验：向Fe2+盐溶液中滴加KSCN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=2FeCl3FeCl3+3KSCN=Fe(SCN+3KCl向Fe3+盐溶液中滴加NaOH(现象：产生白色沉淀

10、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(OH2J+2NaCl;4Fe(OH)2+O+2HO=4Fe(OH)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SCuf+、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+,如Fe+S=FeSFe+Ci3+=Fe2+Cu。(2)与强氧化剂反应Fe能被Cl2、HNG等强氧化剂氧化为Fe3+,如：2Fe+3C%=2FeCl3b. 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、HN0、KMn0)时，被氧化为Fe3+,2Fe2+Cl2=2F

11、e3+2CT。(2)与强还原剂反应当Fe2+遇至ijC、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+3CO、Fe2Q3+2A1=2Fe+Al203o(2)Fe3+被弱还原剂Fe、Cu.等还原为Fe2+,如：2Fe3+Cu=2F8+Cu2+。特别提醒(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。(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。铁、铝等重要金属及其化合物测

12、试题可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16Cu64一、选择题（每小题只有一个正确答案符合题意，每小题1 .下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（A.铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应C.铝既能溶于酸，又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应Na 23 Mg 24 Al 27 Fe 56 Cl 35.53分，共48分）太空，开始了宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作，用你所学的知识推测用2.1998年6月，我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪，随着美国发现号航天飞机升入于制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是（A. FeOB. Fe3O43.下列物质不能通过化合反应制得

13、的是（A . Fe(OH)3B. Fe(OH)2C. Fe2O3)C. CaSiO3D. Fe3c4.将一定质量的 Mg、Al、Fe混合物与足量稀硫酸反应，生成D. Fe(NO3)2H22.8L(标准犬况),则原混合物的质量可能是（）A.2 gB.4 g5.若1.8g某金属跟足量盐酸充分反应,A.AlB.MgC.7.5 g放出2.24L (标准状况)C. FeD.8 g氢气，则该金属是（）D. Zn6.等量镁铝合金粉末分别与下列 4种过量的溶液充分应,A.2 mol LC.6 mol L-i-iH2SO4溶液KOH溶液B.18 molD.3 mol 放出氢气最多的是（ - L-1 H2SO4

14、溶液L-1 HNO3 溶液7,把Ba（OH）2溶液滴入明矶溶液中, 要存在形式是（）使SO42-全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主3+A.AlB.Al(OH) 3C.A1O 2D.Al3+和 Al (OH) 38.类推的思维方法在化学学习和研究中常会产生错误的结论，因此类推出的结论最终A.Mg失火不能用CO2灭火；Na失火也不能用 CO2灭火 B.Fe3O4 可写成 FeO - Fe2O3； Pb3O4也可写成 PbO - Pb2O3 C.不能用电解熔融 AlCl 3来制取金属铝；但能用电解熔融 D.Fe与S直接化合生成FeS; Al与S直接化合也可以得到 9.两份等体积、等浓度的NaO

15、H溶液，分别与体积相等的要经过实践的检验才能决定其正确与否。下列几种类推结论中不正确的是（MgCl2来制取金属镁Al2S3MgCl2、AlCl3溶液混合，充分反应后,Mg2+、Al3+均恰好形成沉淀，则原MgCl2AlCl3溶液中C浓度之比为（）A.1:1B.1:2C.2:3D.3:210,向一定量Fe、F及O3的混合物中加入2mo1LHNO3溶液250mL,反应完成后生成NO1.12L（标准状况下），再向反应后溶液中加入1mo1-L1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液的体积最少是（）A.450mLB.500mLC.400mLD.不能确定11 .离子方程式：A13+3A1

16、O2+6H2O=4A1（OH）3J,不能表示下列实验中某一过程的是（）A.向铝盐溶液中不断加入偏铝酸钠溶液B.向盐酸中不断加入偏铝酸钠溶液C.向氢氧化钠溶液中加铝盐溶液D.向偏铝酸盐中下断加入盐酸12 .下列反应所得溶液中一定只含一种溶质的是（）A.向铁粉中加入稀硝酸13 向稀盐酸中滴入少量的NaAIO2溶液C.向NaOH溶液中通入CO2气体D.向MgSO4、H2SO4的混合液中滴入过量的Ba（OH）2溶液13 .在含.FeCl3、FeC12、A1C13、NaC1的溶液中，加入足量的Na2。固体，在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目变化最小的是（）首先置换出的是（）A.Na

17、+B.A13+C.Fe3+D.Fe2+14 .在含有Cu（NO3）2、Fe（NO3”和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,A. FeB. CuC. AgD. H215 .铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（）A.1：1B.2：1C.3：1D.1：316 .向某稀HNO3溶液中加入过量的铁粉，充分反应后溶器的底部尚有少量固体，现向容器中加入足量的稀H2SO4,下列说法正确的是（）A.金属溶解，产生H217 金属溶解，溶液变黄色，产生无色气体，无色气体在空气中变红C.金属溶解，溶液仍为浅绿色D.金属不溶解，溶液

18、变为黄色二、填空题（共19分）17. 铝是一一种重要的金属。（1）铝在元素周期表中的位置是。（2）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为c（3）铝与NaOH溶液反应的离子方程式为;同温同压下，在浓度和体积均为100mL2mo1L-1的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的A1,产生气体的体积比为5:6,则所加A1的质量为。（4）以下述所得A1C13溶液为原料制取无水A1C13,先制得A1C13-6H2O晶体，主要操作包括,在干燥的HC1气流中加热A1C136H2O晶体,能进一步制取无水A1C13,其原因是（结合离子方程式简要说明）c18 .在CuCl2、FeCl3、ZnCl2

19、的混合溶液中加入铁片，若铁片过剩，则溶液中含有阳离子有;若铁片完全溶解，则溶液中肯定含有的阳离子有,可能含有的阳离子有_。19 .相同质量的镁条分别在氧气中空气中二氧化碳中燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的排列顺序为（填序号）。三、推断题（共14分）20. A、B、C、为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下，A为固体，B为液体，C为气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示（其中某些反应条件和部分反应物已略去）。b(1)写出化学式：A;D;E;X。(2)在反应-中，不属于氧化还原反应的是(填编号)。(3)反

20、应的离子方程式为;(4)反应的化学方程式为;该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子mol。(5)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式：四、实验题(共11分)21.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含。2的蒸储水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。(2)除去蒸储水中溶解。2的常用方法是。(3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含。2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的目的是方法二：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1

21、)在试管I里加入的试剂是。(2)在试管II里加入的试剂是。(3)为了得到Fe(OH)2沉淀，在I和II里加入试剂，打开止水夹、塞紧塞子后的实验步骤是。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由五、计算题(共8分)22.将50mL4mol/L的AlCl3溶液与4mol/L的NaOH溶液反应后得沉淀7.8g,所消耗NaOH溶液的体积为多少mL?参考答案及解析1 .答案：C解析：铝为活泼金属，常温下能与。2反应生成致密的氧化层；加热条件下与C12剧烈反应；Al、Cl2、。3既能与酸又能与碱反应。2 .答案：B解析：在铁的氧化物中，Fe3O4具有磁性，又称磁性氧化铁。3 .答案：B解

22、析：Fe(OH)3可以由反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得。CaSiO3可以由CaO与SiO2在高温下反应制得。Fe(NO3)2可以由反应Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2制得。以上反应均属于化合反应。选Bo4 .答案：B解析：若三种金属分别与稀硫酸反应，生成2.8LH2时，Al消耗的最少，需要2.25g,Fe消耗的最多，需要7g,所以答案应在2.257g之间。5 .答案：A解析：2R+2nH+=2Rn+nH2T四个选项中只有6.答案：A解析：此题考查2M1.8 M=9nA项符合。n0.1Mg、Al与酸的反应性质。Mg、Al都可与稀H2SO4反应放出H2,但与

23、浓H2SO4,Al在常温下发生钝化，Mg虽反应但不产生H2。与KOH只有Al反应。HNO3为强氧化性酸，与HNO3反应，不会产生H2。7 .答案：C解析：明矶为KAl(SO4)2-12H2O,其溶液中Al3+与SO42-的物质的量之为1:2,若沉淀2molSO42-,则需2molBa(OH)2,提供4molOH-,4molOH-恰好把1molAl3+完全转变为AlO2-,所以选Co8 .答案：B解析：Pb3O4中Pb应为+2和+4价，应写成2PbOPbO2。不能用电解熔融AlCl3来制取金属铝是因为AlCl3是共价化合物，而MgCl2是离子化合物。9 .答案：A解析：只要注意充分反应后溶液中溶

24、液中溶质只有NaCl,可知消耗等体积、等浓度的NaOH溶液时，MgCl2AlCl3溶液中Cl-的物质的量相等。10 .答案：A解析：铁元素全部变成沉淀时溶液中的NO3刚好与Na+结合形成NaNO3溶液，溶液中的NO3为：0.25LX2molL-1-12-7=0.45mol,所以V(NaOH尸0.45mo*=0.45L。22.4L*mol1mol*L11 .答案：D解析：D中反应可能有：AlO2+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O12 .答案：D解析：A项可能生成Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或二者的?!合液。B项得到NaCl、AlCl3、HCl三者的混合液

25、。C项可能得到Na2CO3或NaHCO3或二者的混合液。D项溶质只有过量部分Ba(OH)2。13 .答案：B解析：发生的化学变化有：Na2O+H2O=2NaOH;FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl,;3+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O,所以变化最小的是AlAl(OH)3的生成和溶解的方程式略。14 .答案：C解析：根据金属活动性顺序可知，首先置换出银。15 .答案：C解析：Al+3HCl=AlCl+3/2H2TAl+NaOH+H2O=NaAlO2+3/2H2T由两个方程比例关系可知C项正确。16 .答案：B解析

26、：过量的Fe和稀硝酸反应后，溶液中生成Fe(NO3)2,再加入稀H2SO4时，H+和NO3-共同作用，使Fe又被氧化，但不会产生出而产生NO,因原来只剩下少量铁，故过量的稀硝酸又使Fe2+被氧化成Fe3+,溶液变为黄色，故选B项。17 .答案：(1)第3周期，IIIA族(2) 2Al+Fe2O3=A12O3+2Fe(3) 2A1+2OH+2H2O=2AlO2+3出仙2.16g(4)加热浓缩，冷却结晶，过滤；Al3+3H2OMAKOH)3+3H+,在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl36H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到AlCl30解析：2Al+6HCl=2AlCl3+3

27、H2T,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+H2T由上述两个方程式可以看出，当盐酸和NaOH的物质的量相同时，产生的H2体积为1:3,现为5:61:3,故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2mol的HCl需Al的质量为1.8g,对应5份H2,当H2为6份时，Al的质量为2.16g即为所求。18 .答案：Zn2+、Fe2+;Zn2+、Fe2+;Fe3+、Cu2+解析：铁先与Fe3+反应，后与Cu2+反应，不与Zn2+反应，所以若铁片过剩，溶液中肯定无Fe3+和Cu2+,而含有Zn2+、Fe2+;若铁片过剩，溶液中肯定无Fe3+和Cu2+,而含有Zn2+、Fe2+;若铁片溶解完

28、全，则Fe3+与Cu2+,也可能都没有，肯定存在的是Zn2+和Fe2+。解答本题的关键是要认清Fe与Fe3+和Cu2+反应的先后顺序。19 .答案：解析：要分析产物的质量，首先必须准确地写出镁条在各种气体中燃烧的化学方程式：2Mg+O2=2MgO3Mg+N2=Mg3N22Mg+CO2=2MgO+C1molMg在O2中燃烧质量增加16g,在N2中燃烧质量增加9.3g,在CO2中燃烧质量增加22g,对于，镁在空气中燃烧，产物主要是MgO和Mg3N2,显然1molMg在空气中燃烧，质量增加9.3g16g之间。20 .答案：(1)Fe；FeBr3；Fe3O4；HBr(2)(3) Fe3+3SCN=Fe

29、(SCN)3；(4) 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2T；0.8(5) Fe3+3HCO3=Fe(OH)3J+3CO2T解析：依据题意可知，A为金属，B为液澳。A+B2-D,D+右G,说明A是一种有变价的金属，故为铁。铁与C气体反应生成黑色固体可推出C为Q。E+XHD+G+H说明X是HBr。21 .答案：方法一：(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触氧气而被氧化。方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管II出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管I中反应生成的H2充满试管II,且外界空气不容易进入。解析：方法

30、一中配制FeSO4溶液时要加入稀H2SO4和铁屑，加稀H2SO4防止Fe2+水解，力口铁屑的目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+;出去水中溶解的。2可采用加热煮沸的方法；用长滴管伸入到液面以下的目的是防止生成的Fe(OH)2与。2接触。方法二中，在试管I中加铁屑和稀H2SO4,二者反应产生的H2通过导管进入II中，排除II中的空气，待空气排尽后再夹住止水夹，此时产生的H2不能排出，故将I中产生的FeSO4溶液压入到II中，与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2,因II中已无空气，故Fe(OH)2能较长时间保持白色。所以塞紧塞子后的操作应是检验试管II出口处排出H2的纯度，当排出的氢气纯净时，再夹紧

31、止水夹。22.答案：75ml175ml解析：题意可知，若Al3+完全沉淀则可以生成A1(OH)30.2mol,而实际生成的A1(OH)3只有0.1mol,所以加入的NaOH溶液的体积有两种情况：NaOH溶液不足量，Al3+部分沉淀下来，依据反应的比例关系有；AlCl33NaOHAl(OH)33mol1molVNaOHx4mol/L0.1mol解得：VnaOH=75mlNaOH先将Al3+全部沉淀下来生成0.2mol,再溶解0.1mol,依据反应比例关系有：AlCl33NaOHAl(OH)31mol3mol1mol0.2mol0.6mol0.2molAl(OH)3NaOHNaAlO21mol1mol0.1mol0.1mol故需要的NaOH总的物质的量为0.7mol,所需要的体积为VNaOH=175mL