鐵和鋁的物理化學性質

2024年3月28日發(作者：阿爾卑斯滑雪場)

學習基礎知識與技能

金屬鍵和金屬晶體

1.金屬鍵：金屬陽離子和自由電子之間所形成的強作用力就是金屬鍵。

2.金屬晶體：通過金屬鍵所形成的晶體叫金屬晶體。

（1）構成微粒：金屬陽離子和自由電子

（2）元素種類：金屬

（3）微粒子作用力：金屬鍵

（4）熔沸點：一般較高

（5）典型實例：Cu、Fe等金屬以及合金

3.金屬的物理通性

（1）金屬表面一般都有光澤，黃金、白銀、鉑金等飾品就是利用了這一性質

（2）金屬具有導電性。在外加電場條件下，金屬晶體中的自由電子發生定向移動，形成電

流。利用此性質制成銅、鋁等電線、電纜，為我們的生活帶來了方便。

（3）金屬具有導熱性。

（4）金屬具有良好的延展性。

鐵單質的物理性質及化學性質

1.物理性質

純凈的鐵是銀白色金屬，密度7.86g/cm

3

，熔點1535℃，沸點2750℃，具有良好的導電、傳

熱、延展性；有雜質的鐵易生銹。

2.化學性質

1) 鐵在一定條件下能跟非金屬反應

???2FeCl

4

3Fe?2O

2

?

點燃

???Fe

3

O

4

;

2Fe?3Cl

2

?

點燃

Fe?S???FeS

（鐵與弱氧化性物質反應生成低價鐵的化合物）

2) 與鹽酸、稀硫酸的置換反應

Fe+2HCl →FeCl

2

+H

2

↑

Fe+H

2

SO

4

(稀)→FeSO

4

+H

2

↑

3) 與強氧化性酸反應

① 鐵的鈍化：鐵在冷的濃H

2

SO

4

、濃HNO

3

中，表面會形成一層致密的氧化膜，發

生鈍化現象。

② Fe與稀HNO

3

的反應：

③ Fe與濃H

2

SO

4

、濃HNO

3

在加熱下的反應的反應

鐵的重要化合物

1.鐵的氧化物

俗名

色態

化合價

HCl

HNO

3

HI

氧化亞鐵

/

黑色粉末

氧化鐵

鐵紅

紅棕色粉末

四氧化三鐵

磁性氧化鐵

黑色晶體

?

與酸

反應

與還原劑反應

穩定性

2.鐵的氫氧化物

化學式

色態

溶解度

與非氧化性強

酸反應

不穩定性

制法

不穩定

氫氧化亞鐵

Fe(OH)

2

白色固體

不溶于水

穩定

穩定

氫氧化鐵

Fe(OH)

3

紅褐色固體

不溶于水

白色沉淀→灰綠色沉淀→紅褐色沉

淀

鐵鹽和亞鐵鹽

2+

與Fe

3+

比較

依據

特征顏色

顯色反應

鐵的化合物顏色

試劑

/

KSCN溶液

NaOH溶液

銅片

Fe

3+

的氧化性

淀粉KI試紙

Na

2

S溶液

SO

2

Fe

2+

的還原性

KMnO

4

溴水

Fe

2+

淺綠色

無明顯現象

白色沉淀→灰綠色→

紅褐色

無明顯現象

無明顯現象

黑色沉淀

無現象

KMnO

4

紫色褪去

溴水褪色

Fe

3+

棕黃色

溶液變紅

紅褐色沉淀

銅片被腐蝕，溶液變

藍

試劑變藍

淡黃色沉淀

棕黃色→淺綠色

無明顯現象

無明顯現象

2.“鐵三角”的轉化關系及舉例

2+

與Fe

3+

的檢驗

1) Fe

3+

的檢驗

① 滴加KSCN（或NH

4

SCN)無色溶液，溶液變成紅色。

② 滴加NaOH溶液，產生紅褐色沉淀。

2) Fe

2+

的檢驗

① 先滴加KSCN溶液，無明顯現象，再加入新制氯水，溶液立即變成紅色。

② 滴加NaOH溶液，產生白色沉淀，隨后沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

鐵合金及其應用

1.合金：用兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）溶合形成的均勻而具有金屬特性的物

質就是合金。

2.合金的特點

1) 硬度一般比其各成分金屬的大；

2) 多數合金的熔點一般比其各成分金屬的低；

3) 機械性能優于各成分金屬。

3.集中常見的合金的組成、性質和用途：

合金名稱 組成 主要性質 主要用途

生鐵

普通鋼

美鋁合金

硬鋁

含碳、硫、磷在

2.11%~4.3%之間

含碳、硫、磷在

0.03%~2.11%之間

含有10%~30%的鎂

含銅4%、鎂0.5%、錳

0.5%、硅0.7%

加入硅、錳、鉻、鎳、

鉬、鎢、釩、鈦、銅、

稀土元素等

含錳9%~14%

硬而脆

硬而韌，有彈性

強度和硬度都比純鋁

和純鎂大

強度和硬度都比純鋁

大

多種優良性能

用途廣泛

用途廣泛

火箭、飛機、輪船等制

造業

火箭、飛機、輪船等制

造業

用途廣泛

制造粉碎機、球磨機、

鋼軌

合金鋼

錳鋼 硬度和強度都很大

鋁和鋁合金的崛起

鋁的物理性質及用途

物理性質

導熱性

導電性

對光良好的反射性

密度小，硬度大

不會破壞Vc

用途

熱交換器、炊具

電纜（特別是空中電纜）

反射鏡

制成合金，用在飛機等航天器上

鋁膜用作食品包裝內襯

鋁的化學性質

1. 鋁是比較活潑的金屬，在化學反應中較容易失去3個電子變成帶3個單位正電荷的陽離

子。

2. 鋁原子結構示意圖：

3. 鋁的氧化反應

4. 鋁與其他非金屬單質反應：

5. 鋁熱反應：

6. 鋁與熱水反應

7. 鋁與鹽酸、稀硫酸反應

8. 鋁與堿反應：

Al(OH)

3

的弱酸性和弱堿性

1. Al(OH)

3

能跟強酸和強堿溶液反應，具有兩性。

2. Al(OH)

3

溶于強酸強堿，而不用于弱酸弱堿，所以在反應中可把Al(OH)

3

認為是一元弱酸或

三元弱堿。

3. 鋁鹽

“鋁三角”及其應用

1. “鋁三角”是Al

3+

、Al(OH)

3

、AlO

2

-

指相互依存的三角關系，如右圖所示。有關離子方程式

為：

2. “鋁三角”的應用

1) 制取Al(OH)

3

：

2) Al

3+

的水解：

3) 離子共存問題：Al

3+

與OH

-

、S

2-

、AlO

2

-

、HCO

3

-

、CO

3

2-

因生成沉淀或發生雙水解反應而不

能大量共存；與、、、、等不能大量共存。