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专题03 金属及其化合物(二)
目 录 实验1 氢氧化亚铁的制备 实验2 铁及其化合物的性质 实验3 铝及其化合物的性质
实验1 氢氧化亚铁的制备
实验装置
实验原理 Fe3+3OH-===Fe(OH)3 ↓；Fe2+＋2OH-=== Fe(OH)2 ↓(白色)、____________________==4Fe(OH)3
实验用品 FeCl3 溶液、FeSO4 溶液、NaOH 溶液；试管、长胶头滴管。
实验步骤 在2支试管里分别加入少量 FeCl3和 FeSO4 溶液，然后滴入NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。
实验现象 ①试管中有________色沉淀产生。②试管中先生成________沉淀，迅速变成________色，最后变成红褐色。
实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与________隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以 FeSO4溶液要现用现配，且配制FeSO4溶液的蒸馏水要________除去氧气。③为了防止NaOH 溶液加入时带入空气，可将吸有 NaOH 溶液的长胶头滴管________到 FeSO4 液面下，再挤出NaOH溶液。
考点1 防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水________，排出溶解的________气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加________，例如苯或植物油等。
(4)充入________，如氢气、氮气、稀有气体等。
(5)用铁作________极，石墨作________极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生________，防止________氧化。
考点2 铁的氢氧化物
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
颜色、状态 ________色固体 ________色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
受热不稳定 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O Fe(OH)2FeO＋H2O
与酸反应 (如盐酸) Fe(OH)3＋3HCl=== ________ Fe(OH)2＋2HCl=== _______________
与氧气反应 不反应 反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 现象：________色沉淀→________色沉淀→________色沉淀
制备 Fe3＋＋3OH－==________ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为：__________________。
变式1 变装置
几种典型的制备方法
方法 装置 说明
隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
电解法 利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨
【例1】下图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤
【强化训练1-1】在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是( )
A． B． C． D．
【强化训练1-2】下列不能较长时间看到白色沉淀的是( )
A．B． C． D．
变式2 变考法
采用如图所示装置制备Fe(OH)2
实验开始前，应检查装置气密性，为了制备较纯的Fe(OH)2，应打开K1，关闭K2，将装置内的气体尽可能赶出去
【例2】某化学实验小组拟用铁粉、0.2 mol·L-1稀硫酸、1 mol·L-1氢氧化钠溶液和如图所示的装置来制备氢氧化亚铁，下列说法不正确的是( )
A．装置甲中放入铁粉、稀硫酸，装置乙中盛放氢氧化钠溶液
B．装置甲中铁粉应稍过量，以防止Fe2+被氧化
C．实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开
D．一段时间后，关闭弹簧夹K1和K2，在乙中生成大量白色絮状沉淀
【强化训练2-1】某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1) 仪器1的名称________。装置5的作用________。
(2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。
(3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。
【强化训练2-2】下图所示装置，可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸，其他试剂任选。
(1)实验开始时应先将活塞a (填“打开”或“关闭”)。
(2)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为 。
(3)下图中 装置能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀(填装置序号)。
实验2 铁及其化合物的性质
1．铁与水蒸气的反应
实验装置
实验原理 3Fe＋4H2O(g) ________________
实验用品 还原铁粉、肥皂水；湿棉花、试管、酒精灯、导管、蒸发皿、铁架台、镊子。
实验步骤 用镊子将一湿棉花团塞入试管底部，用药匙向试管中部加入适量还原铁粉，塞紧带导管的橡皮塞， 将导管浸入肥皂水液面下，加热试管，一段时间后用火柴点燃肥皂泡，观察现象。
实验现象 红热的铁粉与水蒸气反应产生________，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到________声，反应后试管内的固体仍为________色。
实验结论 铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，生成________气。
实验说明 ①酒精灯上加一个金属网罩是为了集中加热，提高温度，也可以使用酒精喷灯代替酒精灯。 ②实验结束时，先将导管从肥皂水中取出，再熄灭酒精灯。
2．三价铁离子的检验
实验装置
实验原理 Fe3+＋3SCN-=== ________________
实验用品 FeCl2 溶液、FeCl3 溶液、KSCN 溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 在 2 支试管里分别加入 5mL FeCl2 溶液和 5mL FeCl3 溶液，各滴入几滴 KSCN 溶液。观察现象。
实验现象 FeCl2 溶液无明显变化，FeCl3 溶液变为________色。
实验说明 ①Fe2+的检验方法：碱液法；KSCN+氧化剂法；________法；________法。 ②Fe3+的检验方法：碱液法；________ 法；________法。
3．三价铁离子和亚铁离子的转化
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Fe===________，2Fe2+＋Cl2===________，Fe3+＋3SCN==________________
实验用品 FeCl3 溶液、铁粉、KSCN 溶液、氯水；试管、胶头滴管。
实验步骤 在盛有2mL FeCl3溶液的试管中，加入适量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴 KSCN 溶液， 观察现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水，又发生了什么变化？
实验现象 溶液先变红后________色，加入几滴氯水，溶液又变为________色。
实验结论 Fe3+与 Fe2+在适当的还原剂、氧化剂作用下可以相互转化。
实验说明 KSCN+氧化剂法检验 Fe2+时，先加入________溶液，无明显变化后，再加入新制________等氧化剂，试剂加入的顺序不能颠倒。
4．印刷线路版制作
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Cu===________________
实验用品 FeCl3 溶液、覆铜板；烧杯。
实验步骤 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图——化学，然后浸入盛有FeCl3溶液的小杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
实验现象 在覆铜板上留下了铜红色的化学两字。
实验结论 FeCl3 溶液能腐蚀铜。
实验说明 电子工业中常用覆铜板(以绝板为基材，一面或两面覆以铜箔，热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电視机、计算机、手机等电子产品中。用铜板制作印电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀;
考点1 铁盐的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈________色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO32-等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为_______________________。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入________中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2O_______________________。
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
④Fe3＋与HCO3-、[Al(OH)4]－、CO32-、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
考点2 Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1．Fe2＋的检验
(1)取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入________，若变成________色溶液，说明有Fe2＋存在(验证时不能先通氯气)。
反应方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－==___________ (血红色)。
(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生________色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成________色，最终变为________色，证明有Fe2＋存在。
反应方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(________色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(________色沉淀)。
2．Fe3＋的检验
(1)取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈________色，证明有Fe3＋存在。
反应方程式：Fe3＋＋3SCN－==___________ (血红色)。
(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生________色沉淀，证明有Fe3＋存在。
反应方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(________色沉淀)。
3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
溶液变________色，说明含有Fe3＋。
KMnO4溶液________色退去，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=== _____________。
变式1 变装置
实验装置 产物验证 实验结论
用火柴点燃收集到的气体，听到爆鸣声，证明生成了H2；试管内产物冷却后为黑色晶体。 铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
【例1】9．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度
【强化训练1-1】实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是( )
A．该试验装置必须在试管口放置棉花，防止铁粉阻塞导气管
B．检验充分反应(铁粉无剩余)后，生成的固体产物中铁的化合价，还需用到的药品有：稀盐酸、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，说明氢气燃烧，焰色为黄色
D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
【强化训练1-2】红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是
A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体
B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色
C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝
D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应
变式2 变方法
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。
(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。
(3)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
(4)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。
②检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。
【例2】为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，下列结论正确的是( )
A．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉没有变质
B．若加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明铁粉已经变质
C．若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉部分变质
D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质
【强化训练2-1】证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．只需滴加KSCN溶液
B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀
【强化训练2-2】向盛有一定量铁粉的硬质玻璃管中通入氯气，在加热条件下反应一段时间，为探究反应后固体的成分，进行如图所示实验探究。下列有关说法不正确的是( )
A．实验中稀盐酸可以用稀硫酸代替
B．试剂X中溶质的化学式可能为KSCN
C．新制氯水能将Fe2+氧化为Fe3+
D．固体产物的成分为Fe、FeCl2和FeCl3
实验3 铝及其化合物的性质
1．铝与氢氧化钠溶液反应
实验装置
实验原理 2Al＋6HCl===________________；2Al＋2NaOH＋6H2O==________________________________
实验用品 NaOH 溶液、铝片；小试管、酒精灯、木条。
实验步骤 在 2 支小试管里分别加入 5mL NaOH 溶液，再分别放入一小段铝片和打磨过的一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放入 2 支试管口，你看到什么现象？
实验现象 放入打磨过的铝片的试管中立即产生________；而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后オ产生________；将点燃的木条放在试管口时发出________声。
实验结论 打磨过铝片和未打磨过的铝片都能与NaOH溶液发生反应，且都能产生________。
实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
2．氧化铝、铝与盐酸反应
实验装置
实验原理 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
实验用品 盐酸、铝片；小试管、酒精灯、木条。
实验步骤 在 1支小试管里分别加入 5mL 盐酸，再放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放入 试管口，你看到什么现象？
实验现象 试管中有气泡冒出，铝片逐渐溶解，铝片刚开始反应较慢，后来渐渐加快；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。
实验结论 氧化铝和铝都能与盐酸发生反应，铝能产生H2。
实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
考点1 铝的化学性质
通性 非金属单质反应 4Al＋3O22Al2O3 致密氧化铝薄膜，可保护________金属
非氧化性酸反应 2Al＋6H＋＝_______________
盐反应 2Al＋3Cu2＋＝________________
水反应 2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性 钝化 室温下，铝在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的________不再与酸反应
与碱反应 2Al＋2NaOH＋6H2O＝_______________________ 2Al＋2OH－＋6H2O＝_______________________
考点2 氧化铝和氢氧化铝
化合物 氧化铝(Al2O3) 氢氧化铝[Al(OH)3]
物理性质 ________色固体，难溶于水，具有很高的________ 白色胶状不溶于水的固体，有较强的________性
化 学 性 质 与酸反应 Al2O3+6H+==Al3++3H2O Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
与碱反应 Al2O3+2OH-+3H2O==_______________________ Al(OH)3+OH-=________________
加热 不反应 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
制备方法 Al(OH)3加热分解： 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (1)向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式： Al3++3NH3·H2O=_______________________； (2)向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式：[Al(OH)4]- +CO2==_______________________； (3)Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合，离子方程式：3 [Al(OH)4]- +Al3+=________________
主要用途 做耐火材料、冶炼铝的原料 制药、净水
变式1 变考法
由废易拉罐制取Al2O3的实验原理与装置如下：
溶解废易拉罐细屑→过滤得到Na[Al(OH)4]溶液→制取Al(OH)3沉淀→灼烧Al(OH)3制取Al2O3。
【例1】学习小组用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾，并测定明矾中结晶水的含量。
上述实验中不需要用到的操作是( )
A． B． C． D．
【强化训练1-1】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A．①中反应的离子方程式是2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑
B．③中反应的离子方程式是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：Al3+水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【强化训练1-1】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在工业上用作印染媒染剂和净水剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成，探究明矾净水的影响因素。
(1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为 。(用离子反应方程式表示)
(2)溶液Ⅰ加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。
(3)上述流程中“系列操作”具体指“加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和烘干”。明矾晶体受热易脱去结晶水。在下列各图中，一定不需要用到的实验操作是 。(填编号)
A． B． C．
(4)为测定该明矾晶体样品中SO42-的含量，该实验小组称取ag明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入足量BaCl2溶液，使SO42-完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至恒重，测得质量为cg。(已知BaSO4的摩尔质量为233g/mol)
①过滤前判断溶液中SO42-已经完全沉淀的实验操作和现象是 。
②该明矾晶体样品中SO42-的含量为 mol/g。(即每克明矾晶体中的物质的量)
变式2 变物质
既然铝和铍的性质十分相似，那么铝具有的性质，铍也具有。氢氧化铝是两性氢氧化物，能和强酸、强碱反应，所以氢氧化铍也和强酸、强碱都反应。氧化铝是两性氧化物，能和强酸、强碱反应，所以氧化铍也和强酸、强碱都反应。铍属于第ⅡA，最高价是＋2价，氧化物的化学式为BeO，则氯化铍化学式为BeCl2，偏铍酸根为BeO22－
【例2】铍的性质类似于铝，下列有关铍性质的推断中，正确的是( )
A．铍能与冷水反应
B．氢氧化铍既可以与盐酸反应又可与NaOH溶液反应
C．氧化铍的化学式为Be2O3
D．氧化铍只溶于强酸溶液，不溶于强碱溶液
【强化训练2-1】铝和铍的性质十分相似，下列关于铍的性质推断不正确的是( )
A．铍能与盐酸或氢氧化钠反应 B．氢氧化铍难溶于水
C．氧化铍的化学式为Be2O3 D．氯化铍溶液和铍酸钠溶液混合会有沉淀
【强化训练2-2】已知铍(Be)原子与镁原子最外层电子数都为2，而铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似。下列关于铍的化合物的推断中不正确的是( )
A．氯化铍的化学式为BeCl2
B．BeO、Be(OH)2均难溶于水
C．氢氧化铍与与强碱反应的离子方程式：Be(OH)2+OH－= BeO2－+ H2O
D．氧化铍与稀硫酸反应的化学方程式为：BeO+H2SO4 = BeSO4+H2O
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题03 金属及其化合物(二)
目 录 实验1 氢氧化亚铁的制备 实验2 铁及其化合物的性质 实验3 铝及其化合物的性质
实验1 氢氧化亚铁的制备
实验装置
实验原理 Fe3+3OH-===Fe(OH)3 ↓；Fe2+＋2OH-=== Fe(OH)2 ↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验用品 FeCl3 溶液、FeSO4 溶液、NaOH 溶液；试管、长胶头滴管。
实验步骤 在2支试管里分别加入少量 FeCl3和 FeSO4 溶液，然后滴入NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。
实验现象 ①试管中有红褐色沉淀产生。②试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
实验说明 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以 FeSO4溶液要现用现配，且配制FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气。③为了防止NaOH 溶液加入时带入空气，可将吸有 NaOH 溶液的长胶头滴管伸入到 FeSO4 液面下，再挤出NaOH溶液。
考点1 防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。
(4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。
(5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。
考点2 铁的氢氧化物
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
颜色、状态 红褐色固体 白色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
受热不稳定 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O Fe(OH)2FeO＋H2O
与酸反应 (如盐酸) Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O
与氧气反应 不反应 反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 现象：白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
制备 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
变式1 变装置
几种典型的制备方法
方法 装置 说明
隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
电解法 利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨
【例1】下图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】Fe(OH)2容易被氧气，所以若要较长时间看到Fe(OH)2的白色，需要将Fe(OH)2和氧气隔离。①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；③生成的氢氧化亚铁会迅速与空气中氧气发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，白色沉淀会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，不能长时间观察到氢氧化亚铁的白色，不符合题意；④将吸取NaOH溶液的导管伸入到FeSO4溶液的液面下，Fe(OH)2在液面下生成，能起到一定的隔绝空气的作用，但氧气会溶解到溶液中，不能较长时间看到白色沉淀，不符合题意；⑤植物油隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；①②⑤符合题意，故选A项。
【强化训练1-1】在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A项，NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意；B项，氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意；C项，装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意；D项，氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。故选C。
【强化训练1-2】下列不能较长时间看到白色沉淀的是( )
A．B． C． D．
【答案】C
【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀，C项符合题意，故选C。
变式2 变考法
采用如图所示装置制备Fe(OH)2
实验开始前，应检查装置气密性，为了制备较纯的Fe(OH)2，应打开K1，关闭K2，将装置内的气体尽可能赶出去
【例2】某化学实验小组拟用铁粉、0.2 mol·L-1稀硫酸、1 mol·L-1氢氧化钠溶液和如图所示的装置来制备氢氧化亚铁，下列说法不正确的是( )
A．装置甲中放入铁粉、稀硫酸，装置乙中盛放氢氧化钠溶液
B．装置甲中铁粉应稍过量，以防止Fe2+被氧化
C．实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开
D．一段时间后，关闭弹簧夹K1和K2，在乙中生成大量白色絮状沉淀
【答案】D
【解析】根据题干信息，利用左图制备硫酸亚铁，用右图装置制备氢氧化亚铁，则甲中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集K2处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭K1，利用生成的氢气在装置甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置乙的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。A项，结合装置分析可知，甲中药品为：铁粉和稀硫酸，乙中为氢氧化钠溶液，A正确；B项，根据性质：2Fe3++Fe=3Fe2+，则在装置甲中铁粉稍过量时，可以有效防止Fe2+被氧化，B正确；C项，由于Fe2+和Fe(OH)2都易被空气氧化，所以实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，C正确；D项，要生成Fe(OH)2时，需要关闭弹簧夹K1，一段时间后生成的氢气使甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入乙中，反应生成白色Fe(OH)2沉淀，但不能同时关闭弹簧夹K2，防止装置内压强过大发生爆炸产生危险，D错误；故选D。
【强化训练2-1】某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1) 仪器1的名称________。装置5的作用________。
(2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。
(3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。
【答案】(1)滴液漏斗(分液漏斗) 液封，防止空气进入装置4
(2)在装置2、3之间添加控制开关
(3)装置4内的空气没有排尽
【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。
(1)观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
【强化训练2-2】下图所示装置，可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸，其他试剂任选。
(1)实验开始时应先将活塞a (填“打开”或“关闭”)。
(2)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为 。
(3)下图中 装置能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀(填装置序号)。
【答案】(1)打开
(2) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)①②③
【解析】(1)实验开始时应先排尽装置内的空气，所以应将活塞a打开。故选打开；
(2)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
(3)为能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，需要防止在反应前或反应过程中进入空气，①②中都是利用产生的H2先排尽装置内的空气，后发生反应，③是苯在上层可以隔绝空气，故选①②③。
实验2 铁及其化合物的性质
1．铁与水蒸气的反应
实验装置
实验原理 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
实验用品 还原铁粉、肥皂水；湿棉花、试管、酒精灯、导管、蒸发皿、铁架台、镊子。
实验步骤 用镊子将一湿棉花团塞入试管底部，用药匙向试管中部加入适量还原铁粉，塞紧带导管的橡皮塞， 将导管浸入肥皂水液面下，加热试管，一段时间后用火柴点燃肥皂泡，观察现象。
实验现象 红热的铁粉与水蒸气反应产生气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声， 反应后试管内的固体仍为黑色。
实验结论 铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，生成氢气。
实验说明 ①酒精灯上加一个金属网罩是为了集中加热，提高温度，也可以使用酒精喷灯代替酒精灯。 ②实验结束时，先将导管从肥皂水中取出，再熄灭酒精灯。
2．三价铁离子的检验
实验装置
实验原理 Fe3+＋3SCN-===Fe(SCN)3
实验用品 FeCl2 溶液、FeCl3 溶液、KSCN 溶液；试管、胶头滴管。
实验步骤 在 2 支试管里分别加入 5mL FeCl2 溶液和 5mL FeCl3 溶液，各滴入几滴 KSCN 溶液。观察现象。
实验现象 FeCl2 溶液无明显变化，FeCl3 溶液变为红色。
实验说明 ①Fe2+的检验方法：碱液法；KSCN+氧化剂法；酸性高锰酸钾法；铁氰化钾法。 ②Fe3+的检验方法：碱液法；KSCN 法；苯酚法。
3．三价铁离子和亚铁离子的转化
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Fe===3Fe2+，2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl-，Fe3+＋3SCN===Fe(SCN)3
实验用品 FeCl3 溶液、铁粉、KSCN 溶液、氯水；试管、胶头滴管。
实验步骤 在盛有2mL FeCl3溶液的试管中，加入适量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴 KSCN 溶液， 观察现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水，又发生了什么变化？
实验现象 溶液先变红后褪色，加入几滴氯水，溶液又变为红色。
实验结论 Fe3+与 Fe2+在适当的还原剂、氧化剂作用下可以相互转化。
实验说明 KSCN+氧化剂法检验 Fe2+时，先加入KSCN溶液，无明显变化后，再加入新制氯水等氧化剂，试剂加入的顺序不能颠倒。
4．印刷线路版制作
实验装置
实验原理 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
实验用品 FeCl3 溶液、覆铜板；烧杯。
实验步骤 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图——化学，然后浸入盛有FeCl3溶液的小杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
实验现象 在覆铜板上留下了铜红色的化学两字。
实验结论 FeCl3 溶液能腐蚀铜。
实验说明 电子工业中常用覆铜板(以绝板为基材，一面或两面覆以铜箔，热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电視机、计算机、手机等电子产品中。用铜板制作印电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀;
考点1 铁盐的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO32-等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。
④Fe3＋与HCO3-、[Al(OH)4]－、CO32-、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
考点2 Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1．Fe2＋的检验
(1)取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成血红色溶液，说明有Fe2＋存在(验证时不能先通氯气)。
反应方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。
(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。
反应方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。
2．Fe3＋的检验
(1)取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3＋存在。
反应方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。
(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。
反应方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)。
3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋。
KMnO4溶液紫红色退去，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
变式1 变装置
实验装置 产物验证 实验结论
用火柴点燃收集到的气体，听到爆鸣声，证明生成了H2；试管内产物冷却后为黑色晶体。 铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
【例1】9．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度
【答案】B
【解析】A项，装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；B项，Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B错误；C项，氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；D项，氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；故选B。
【强化训练1-1】实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是( )
A．该试验装置必须在试管口放置棉花，防止铁粉阻塞导气管
B．检验充分反应(铁粉无剩余)后，生成的固体产物中铁的化合价，还需用到的药品有：稀盐酸、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，说明氢气燃烧，焰色为黄色
D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
【答案】B
【解析】A项，该试验装置不需在试管口放置棉花，铁粉不易阻塞导气管，A错误；B项，由于该实验中的反应生成Fe3O4，因此要使用稀盐酸先溶解，然后分别用硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液来检验三价铁，二价铁，B正确；C项，用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气，发现火焰为黄色，是因为肥皂里面含有钠元素，焰色反应为黄色，而氢气燃烧的火焰颜色为淡蓝色，C错误；D项，酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，D错误；故选B。
【强化训练1-2】红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是
A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体
B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色
C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝
D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应
【答案】B
【解析】A项，浓硫酸的作用为吸收氢气中混有的水蒸气，防止对后续实验造成干扰，正确；B项，盛有氧化铜的硬质玻璃管中发生反应CuO＋H2Cu＋H2O，黑色的氧化铜被氢气还原为红色的铜，错误；C项，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝，发生反应CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O，正确；D项，CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O为非氧化还原反应，正确。
变式2 变方法
(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。
(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。
(3)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
(4)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。
②检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。
【例2】为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，下列结论正确的是( )
A．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉没有变质
B．若加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明铁粉已经变质
C．若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉部分变质
D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质
【答案】B
【解析】Fe粉变质生成Fe2+或Fe3+，盐酸与单质铁反应，反应生成氢气和亚铁离子，还原铁粉溶于稀盐酸时，溶液中含有Fe2+或Fe3+或二者都有，用KSCN溶液检验Fe3+，Fe2+具有还原性，能被强氧化剂氧化，实验室采用酸性高锰酸钾溶液或者氯水等氧化Fe2+。A项，若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中无Fe3+，但是铁粉有可能被已经变质生成Fe2+，A错误；B项，加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明发生了反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，由于盐酸与铁反应只能生成亚铁，说明铁粉已经变质成了Fe3+，B正确；C．氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故不能确定是部分氧化还是全部氧化还是没有被氧化，C错误；D项，若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中不含铁离子，含有亚铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，D错误；故选B。
【强化训练2-1】证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．只需滴加KSCN溶液
B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀
【答案】B
【解析】A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3+，无法验证Fe2+存在，A错误；B项，KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，B正确；C项，先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，C错误；D项，滴加氢氧化钠溶液产生Fe(OH)3红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，不能说明溶液中是否含有Fe2＋，D错误；故选B。
【强化训练2-2】向盛有一定量铁粉的硬质玻璃管中通入氯气，在加热条件下反应一段时间，为探究反应后固体的成分，进行如图所示实验探究。下列有关说法不正确的是( )
A．实验中稀盐酸可以用稀硫酸代替
B．试剂X中溶质的化学式可能为KSCN
C．新制氯水能将Fe2+氧化为Fe3+
D．固体产物的成分为Fe、FeCl2和FeCl3
【答案】D
【解析】铁和氯气发生反应：2Fe+3Cl22FeCl3，则固体产物的成分为Fe、FeCl3，加入稀盐酸、少许植物油，Fe与稀盐酸反应生成FeCl2，得到淡黄色溶液，加入试剂X得到淡红色溶液，因硫氰酸钾能与Fe3+反应生成红色的Fe(SCN)3，则试剂X中溶质的化学式可能为KSCN，向淡红色溶液中加入少量新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+浓度增大，得到深红色液体。A项，稀硫酸和稀盐酸都是强酸，都可以与铁粉反应生成相应的亚铁盐，则实验中稀盐酸可以用稀硫酸代替，A正确；B项，硫氰酸钾能与Fe3+反应生成红色的Fe(SCN)3，则试剂X中溶质的化学式可能为KSCN，B正确；C项，氯水具有强氧化性，所以新制氯水能将Fe2+氧化为Fe3+，C正确；D项，在加热条件下，铁粉与氯气反应生成的是FeCl3，而不是FeCl2，则固体产物的成分为Fe、FeCl3，D错误；故选D。
实验3 铝及其化合物的性质
1．铝与氢氧化钠溶液反应
实验装置
实验原理 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
实验用品 NaOH 溶液、铝片；小试管、酒精灯、木条。
实验步骤 在 2 支小试管里分别加入 5mL NaOH 溶液，再分别放入一小段铝片和打磨过的一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放入 2 支试管口，你看到什么现象？
实验现象 放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后オ产生气泡；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。
实验结论 打磨过铝片和未打磨过的铝片都能与NaOH溶液发生反应，且都能产生H2。
实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
2．氧化铝、铝与盐酸反应
实验装置
实验原理 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
实验用品 盐酸、铝片；小试管、酒精灯、木条。
实验步骤 在 1支小试管里分别加入 5mL 盐酸，再放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放入 试管口，你看到什么现象？
实验现象 试管中有气泡冒出，铝片逐渐溶解，铝片刚开始反应较慢，后来渐渐加快；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。
实验结论 氧化铝和铝都能与盐酸发生反应，铝能产生H2。
实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
考点1 铝的化学性质
通性 非金属单质反应 4Al＋3O22Al2O3 致密氧化铝薄膜，可保护内部金属
非氧化性酸反应 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
盐反应 2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
水反应 2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性 钝化 室温下，铝在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应
与碱反应 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O＝2[Al(OH)4]-＋3H2↑
考点2 氧化铝和氢氧化铝
化合物 氧化铝(Al2O3) 氢氧化铝[Al(OH)3]
物理性质 白色固体，难溶于水，具有很高的熔点 白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
化 学 性 质 与酸反应 Al2O3+6H+==Al3++3H2O Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
与碱反应 Al2O3+2OH-+3H2O==2[Al(OH)4]- Al(OH)3+OH-==[Al(OH)4]-
加热 不反应 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
制备方法 Al(OH)3加热分解： 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (1)向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式： Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+； (2)向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式：[Al(OH)4]- +CO2==Al(OH)3↓+HCO3-； (3)Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合，离子方程式：3 [Al(OH)4]- +Al3+==4Al(OH)3↓
主要用途 做耐火材料、冶炼铝的原料 制药、净水
变式1 变考法
由废易拉罐制取Al2O3的实验原理与装置如下：
溶解废易拉罐细屑→过滤得到Na[Al(OH)4]溶液→制取Al(OH)3沉淀→灼烧Al(OH)3制取Al2O3。
【例1】学习小组用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾，并测定明矾中结晶水的含量。
上述实验中不需要用到的操作是( )
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A项，溶液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体，需要用到蒸发皿，故A不符合题意；B项，明矾晶体灼烧得到KAl(SO4)2，则需要在坩埚中加热，故B不符合题意；C项，溶液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体，需要用过滤，故C不符合题意；D项，该流程中没有分液，故D符合题意；故选D。
【强化训练1-1】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A．①中反应的离子方程式是2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑
B．③中反应的离子方程式是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：Al3+水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾。A项，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑，A正确；B项，③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O，B正确；C项，混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，C错误；D项，明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D正确；故选C。
【强化训练1-1】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在工业上用作印染媒染剂和净水剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成，探究明矾净水的影响因素。
(1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为 。(用离子反应方程式表示)
(2)溶液Ⅰ加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。
(3)上述流程中“系列操作”具体指“加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和烘干”。明矾晶体受热易脱去结晶水。在下列各图中，一定不需要用到的实验操作是 。(填编号)
A． B． C．
(4)为测定该明矾晶体样品中SO42-的含量，该实验小组称取ag明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入足量BaCl2溶液，使SO42-完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至恒重，测得质量为cg。(已知BaSO4的摩尔质量为233g/mol)
①过滤前判断溶液中SO42-已经完全沉淀的实验操作和现象是 。
②该明矾晶体样品中SO42-的含量为 mol/g。(即每克明矾晶体中的物质的量)
【答案】(1) 2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑
(2) Al(OH)3
(3)B
(4) 取上清液，再滴入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则SO42-已经完全沉淀
【解析】(1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液，发生反应离子方程式：2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑；
(2)溶液Ⅰ中含偏铝酸钾，加少量硫酸溶液可观察到生成氢氧化铝白色沉淀，其成分为Al(OH)3；
(3)上述流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，所以不需要用坩埚加热固体，故选B；
(4)①过滤前判断溶液中SO42-是否已经完全沉淀，可静置，取上清液，再滴入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则SO42-已经完全沉淀；②过滤后得到的固体为硫酸钡，其质量为(c-b)g，则，则每克样品中硫酸根离子的含量：。
变式2 变物质
既然铝和铍的性质十分相似，那么铝具有的性质，铍也具有。氢氧化铝是两性氢氧化物，能和强酸、强碱反应，所以氢氧化铍也和强酸、强碱都反应。氧化铝是两性氧化物，能和强酸、强碱反应，所以氧化铍也和强酸、强碱都反应。铍属于第ⅡA，最高价是＋2价，氧化物的化学式为BeO，则氯化铍化学式为BeCl2，偏铍酸根为BeO22－
【例2】铍的性质类似于铝，下列有关铍性质的推断中，正确的是( )
A．铍能与冷水反应
B．氢氧化铍既可以与盐酸反应又可与NaOH溶液反应
C．氧化铍的化学式为Be2O3
D．氧化铍只溶于强酸溶液，不溶于强碱溶液
【答案】B
【解析】A项，Al和冷水不反应，Be的性质和Al类似，所以Be不溶于冷水，A错误；B项，氢氧化铝属于两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱溶液，氢氧化铍与氢氧化铝性质相似，则氢氧化铍能与强酸、强碱溶液反应，B正确；C项，Be最外层有2个电子，在氧化铍中Be为+2价，则氧化铍化学式为BeO，C错误；D项，氧化铍和氧化铝性质相似，氧化铝能溶于强酸、强碱溶液，则BeO也能溶于强酸、强碱溶液，D错误；故选B。
【强化训练2-1】铝和铍的性质十分相似，下列关于铍的性质推断不正确的是( )
A．铍能与盐酸或氢氧化钠反应 B．氢氧化铍难溶于水
C．氧化铍的化学式为Be2O3 D．氯化铍溶液和铍酸钠溶液混合会有沉淀
【答案】C
【解析】A项，因为铝能与盐酸或氢氧化钠反应，所以铍能与盐酸或氢氧化钠反应，正确；B项，因为氢氧化铝难溶于水，所以氢氧化铍难溶于水，正确；C项，氧化铍的化学式为Be2O3，虽然符合类推关系，但价态不同，组成有异，所以应将化学式调整为BeO，错误；D项，氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混合会有氢氧化铝沉淀生成，所以氯化铍溶液和铍酸钠溶液混合会有氢氧化铍沉淀生成，正确。故选C。
【强化训练2-2】已知铍(Be)原子与镁原子最外层电子数都为2，而铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似。下列关于铍的化合物的推断中不正确的是( )
A．氯化铍的化学式为BeCl2
B．BeO、Be(OH)2均难溶于水
C．氢氧化铍与与强碱反应的离子方程式：Be(OH)2+OH－= BeO2－+ H2O
D．氧化铍与稀硫酸反应的化学方程式为：BeO+H2SO4 = BeSO4+H2O
【答案】C
【解析】A项，由铍原子与镁原子最外层电子数都为2可知，铍元素的最高正化合价为+2价，则氯化铍化学式为BeCl2，故A正确；B项，氧化铝和氢氧化铝均难溶于水，由铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似可知，氧化铍与氢氧化铍均难溶于水，故B正确；C项，氢氧化铝与与强碱反应生成偏铝酸盐和水，由铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似可知，氢氧化铍与强碱反应生成偏铍酸盐和水，反应的离子方程式：Be(OH)2+2OH－= BeO22－+2H2O，故C错误；D项，氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，由铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似可知，氧化铍与稀硫酸反应生成硫酸铍和水，反应的化学方程式为：BeO+H2SO4 = BeSO4+H2O，故D正确；故选C。
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