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金属元素. 内容提要 一、碱金属元素 二、镁 铝 三、铁及过渡金属 四、金属元素知识规律. Na 2 O 2. CO 2. Na 2 O. Na 2 CO 3. O 2. H 2 O. H 2 O. NaOH. Na. CO 2. H 2 O. CO 2. △. NaHCO 3. Na Cl. Cl 2 ,HCl 等. 一、碱金属元素. 1 .知识网络与重点物质(即框内物质). 2 .重点知识的专题讨论. △ 金属钠 ①物理性质:银白色、光泽、硬度小、密度小、熔点低、易传热导电
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金属元素 内容提要 一、碱金属元素 二、镁 铝 三、铁及过渡金属 四、金属元素知识规律
Na2O2 CO2 Na2O Na2CO3 O2 H2O H2O NaOH Na CO2 H2O CO2 △ NaHCO3 Na Cl Cl2,HCl等 一、碱金属元素 1.知识网络与重点物质(即框内物质)
2.重点知识的专题讨论 △金属钠 ①物理性质:银白色、光泽、硬度小、密度小、熔点低、易传热导电 ②不同条件下与O2(或空气)反应的现象,产物的结构,稳定性 ③钠与水反应的现象及解释(“浮、熔、游、响、红”——表明:比水轻,反应放热,钠易熔,反应激烈生成H2和碱)
④钠与酸、盐溶液的反应 钠与水或酸溶液反应实际上是与电离出的H+的反应,H+浓度不同反应激烈程度不同。 钠在盐溶液中首先是与水的反应,然后再考虑NaOH与盐的复分解反应(注意铝盐的量的问题)。 ⑤保存:密封保存,通常保存煤油中 ⑥钠露置空气中的变化: Na→Na2O(含少量Na2O2)→NaOH ↓ Na2CO3 Na2CO3·10H2O(结晶) 风化 Na2CO3
△氢氧化钠 ①俗名:烧碱、火碱、苛性钠 ②物理性质:白色固体,易溶于水且放热,易潮解(要密封保存,可作干燥剂),一般将氢氧化钠与生石灰按一定比例熔合制成碱石灰。 ③化学性质:a.具有碱的通性(包括与羧酸、酚等酸性有机物反应);b,提供碱性环境使某些有机物发生反应(如卤代烃水解、消去反应,酯类水解,油脂皂化等)
④制法:电解食盐水法 石灰纯碱法(土法): Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ⑤保存:密封保存,不能存放在敞口容器里(易潮解、易与空气中CO2反应) 盛NaOH溶液试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡皮塞。原因: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,生成的Na2SiO3使玻璃塞与瓶口粘结。
碳酸盐的水溶性规律:大部分碳酸盐难溶,酸式盐的溶解度比相应正盐大,如碳酸盐的水溶性规律:大部分碳酸盐难溶,酸式盐的溶解度比相应正盐大,如 Ca(HCO3)2>CaCO3,但钾、钠、铵盐的酸式碳酸盐溶解度比相应正盐的小,如KHCO3<K2CO3, NaHCO3<Na2CO3,故向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2有NaHCO3晶体析出: Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓
△焰色反应 焰色反应虽称之为“反应”,但一般没有新物质生成,属于物理变化。 材料:用铂丝或铁、铬、镍、钨丝等,因为它们在火焰上灼烧时无焰色。 操作步骤:可归结为六个字(三步),即:洗→烧→蘸,烧→洗→烧。 洗涤铂丝用盐酸,因金属氯化物在灼烧时易汽化而挥发 作用:鉴别钠、钾(透过蓝色钴玻璃)等金属及其离子,焰色反应鉴定物质的方法,一般是在其它化学方法无效时才采用。
△碱金属中的一般和特殊 碱金属单质的密度一般随原子核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。 碱金属单质在常温下易与空气中氧气、水蒸气等反应,所以保存时应隔绝空气和水,钾、钠等保存在煤油中,而锂的密度(0.534g·cm-3)比煤油密度(0.8g·cm-3)小,不能保存在煤油中,是用石蜡封装。 碱金属与氧燃烧时生成过氧化物甚至超氧化物,而锂与氧只生成Li2O。 碱金属一般与水剧烈反应,但锂与水反应较缓和,因LiOH溶解度小,它覆盖在金属锂表面而使反应速率减慢。 碱金属的盐一般易溶于水,但Li2CO3微溶于水。
△草木灰中的钾盐及提取 草木灰中含有较多的无机盐,包括钾盐,有KCl、K2SO4、K2CO3等,因为钾盐可溶于水,是常用的钾肥。 从草木灰中提取钾肥,可分为四个步骤:溶解(水浸取)、过滤、蒸发、结晶。 对提取晶体做如下实验①进行焰色反应,若火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃),则证明有钾元素存在;②加入盐酸有无色、无味气体生成,气体通入澄清石灰水变浑浊,可推断存在CO32-,证明草木灰主要成分为K2CO3。
3.典型例题剖析 例1有关钠的叙述正确的是( ) A.2.3g钠与97.7g水反应后溶液的溶质质量分数大于4% B.钠跟硫酸铜溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑,这是析出了金属铜 C.空气要用碱石灰处理后才能与钠反应,以制取过氧化钠 D.钠、钾是低熔点轻金属,所以钠钾合金在常温时柔软似蜡 (分析)A中2.3g钠与水反应生成4gNaOH,因放出H2,故溶液质量略小于100g,NaOH质量分数大于4%,A正确;B中钠与CuSO4溶液反应2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑在钠与水反应时剧烈放热以致使表面附近的Cu(OH)2分解为黑色CuO,而不是铜,B不正确;用碱石灰处理空气是为了除去其中少量二氧化碳和水蒸气,以免制得的过氧化钠又与它们反应掺入了Na2CO3和NaOH,影响产品的质量,C正确;通常合金的熔点低于其组分金属,钠钾合金(含钾50%—80%)在常温时呈液态,D不正确。 (答案)A、C
例2 在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠 ,氢氧化钠,然后各加入100ml水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的溶质质量分数大小的顺序是( ) A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙 C.甲=乙<丁=丙 D.丁<甲<乙<丙 (分析)本题要求熟练掌握这四种物质与水反应的各物质间量的关系,本题可以根据反应关系,分别列式求各溶液的溶质质量分数,该方法较繁,也可采用以下巧解:
四物质与水反应均生成NaOH溶液,其反应物与生成物的物质的量关系如下:四物质与水反应均生成NaOH溶液,其反应物与生成物的物质的量关系如下: 甲、Na——NaOH——H2↑ 乙、Na2O——2NaOH——无气体逸出 丙、Na2O2——2NaOH—— O2↑ 丁:NaOH 稍加分析即可知道乙和丙溶质 NaOH是甲和丁的两倍,故乙、丙溶质质量分数肯定大于甲、丁,乙和丙中溶液增重的量是一样的,溶质的质量也一样(均有0.2molNaOH),故二者NaOH质量分数相同;而甲和丁相比,溶质质量相同,而甲中溶液增重2.3g-0.1g,丁中溶液增重4g故甲溶质质量分数大于丁,综上分析可得丁<甲<乙=丙 (答案)B
例3 有一在空气中暴露的KOH固体,经分析其含水2.8%,K2CO337.3%,取1g该样品投入25ml2mol/L的盐酸中后,再加1.07mol/L的KOH溶液中和剩余的酸,用去30.8ml,蒸发反应后的溶液得到的固体( ) A.3.725g B.0.409g C.3.316g D.1g (分析)本题可用守恒法巧解 由题意分析得知,蒸发后最终得到的固体只有KCl,其中Cl-只来自盐酸,根据氯原子守恒,知n(KCl)=n(HCl)=0.025L×2mol/L=0.05mol,故m(KCl)=0.05mol×74.5g/mol=3.725g (答案)A
(解答)n(CO2)=16.8L÷22.4L·mol-1=0.750mol n(NaOH)=1.00L×1.00mol·L-1=1.00mol 设n(NaHCO3)=x, n(Na2CO3)=y x+y=0.750mol (原子守恒) x+2y=1.00mol (Na+守恒) 解得n(NaHCO3)=x=0.502mol,n(Na2CO3)=y=0.250mol 例4 在1.00L 1.00mol·L-1NaOH溶液中通入16.8L标准状况下的CO2,计算所得溶液中含有的NaHCO3和 Na2CO3物质的量
例5 A、B、C、D4种化合物,其焰色反应均为紫色,A、B、C和盐酸反应都可得到D;B、C以等物质的量在溶液中反应可得到A;若在B溶液中通入一种无色无刺激性气味的气体,适量时得A,过量时得C,则A为______,B为_______,C为_______,D为______。 (分析)因焰色反应为紫色,故为K的化合物,本题解题的关键是B中通无色无味气体(CO2)适量得A,过量得C,可推得B为KOH,A为K2CO3,C为KHCO3。 (答案)K2CO3、KOH、KHCO3、KCl
例6 下列关于铯及其化合物的说法,不正确的是( ) A、氢氧化铯是一种强碱 B、铯与水或酸反应强烈,都能生成氢气 C、碳酸铯加热可得氧化铯和二氧化碳 D、硫酸铯、碳酸铯、亚硫酸铯都易溶于水 (分析)本题实质是通过碱金属元素性质的递变规律来推知铯的有关性质。A中因Cs金属性比钠强,故CsOH碱性应强于NaOH,是强碱;B中因Cs与Na同一族性质相似且更活泼,故B说法正确;C中碱金属碳酸盐加热难分解,且金属越活泼,其碳酸盐稳定性越强,所以C说法错误;D中根据Na性质可推知此说法正确。 (答案)C
无色气体D 足量浓KOH溶液 无色气体C 含A 的溶液 B的溶液 足量 A的 浓溶液 含F 的溶液 浓硫酸 通到氨水里 无色气体D 通到C溶液中 足量浓KOH溶液 加盐酸将溶液中和后 △ 加入足量浓溴水 E的溶液 例7从某物质A的水溶液出发有下图所示的一系列变化: 试回答:⑴物质的分子式:A______,B______,C______,D______,E_____,F____; ⑵写出E→F的离子方程式:__________ ⑶鉴定物质F的方法________。
(分析)⑴本题图示的关系看起来相当复杂,实际上如果能准确找到突破口,复杂的问题就可以迎刃而解,从A的溶液可与KOH溶液加热,产生无色气体D,可知D为NH3,A溶液含NH4+;A溶液可与浓H2SO4产生无色气体C,可判断C可能为CO2或SO2(不可能是H2S),A溶液可能含CO32-、HCO3-或SO32-、HSO3-;再从E溶液可与溴水反应,可排除CO32-或HCO3-,得出A为(NH4)2SO3或NH4HSO3,C为SO2,E为K2SO3,F即为K2SO4,其它物质都很容易得到正确答案。(分析)⑴本题图示的关系看起来相当复杂,实际上如果能准确找到突破口,复杂的问题就可以迎刃而解,从A的溶液可与KOH溶液加热,产生无色气体D,可知D为NH3,A溶液含NH4+;A溶液可与浓H2SO4产生无色气体C,可判断C可能为CO2或SO2(不可能是H2S),A溶液可能含CO32-、HCO3-或SO32-、HSO3-;再从E溶液可与溴水反应,可排除CO32-或HCO3-,得出A为(NH4)2SO3或NH4HSO3,C为SO2,E为K2SO3,F即为K2SO4,其它物质都很容易得到正确答案。
Br2 ⑵E→F,即SO32-——→SO42-,二者发生氧化还原反应。 ⑶鉴定物质F,即要鉴定含K+(用焰色反应)和SO42-(用可溶性钡盐,有沉淀生成,再加酸沉淀不溶,这里因有Cl-、Br-存在故不宜用氧化性酸HNO3)。 (答案)⑴A.NH4HSO3或(NH4)2SO3;B.NH4HSO4或(NH4)2SO4;C.SO2;D.NH3;E.K2SO3;F.K2SO4; ⑵SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+;⑶通过焰色反应鉴定K+(隔钴玻璃火焰呈浅紫色);取少量F的溶液加入氯化钡和盐酸溶液,若产生白色沉淀,证明SO42-存在。
N2 Mg3N2 沸水 H2O O2 △ 电解熔 融物 Cl2 MgCl2 Mg MgO Mg(OH)2 二、镁、铝 1.知识网络与重点物质(方框内为重点物质)
KAl(SO4)2 Al Al2O3 Al(OH)3 NaAlO2 NaOH O2、Fe2O3等 △ 电解 H+或Al3+或CO2、H2O AlCl3
2.重点知识的专题讨论 △镁条在空气中燃烧的产物 空气的主要成分有N2、O2,另外含有少量的CO2等,镁条在空气中燃烧时不仅跟O2反应,还能跟N2、CO2反应 点燃 点燃 2Mg+O2 = 2MgO 2Mg+N2 = Mg3N2(属离子晶体) 点燃 2Mg+CO2 = 2MgO+C 所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO、Mg3N2和C。 由上述三个反应可知,1molMg分别在足量的N2、O2、CO2三种气体中充分燃烧后,固体质量增加的关系是CO2>O2>N2。
△水的硬度 水的硬度是由水中Ca2+、Mg2+的含量多少来决定的,硬水和软水的区别在于Ca2+、Mg2+的量不同,多的为硬水,反之为软水;而水的暂时硬度和永久硬度是由水中所含阴离子的种类来决定的。 由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度;由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是指暂时硬度和永久硬度的总和。
△水的净化、消毒和软化 水的净化是除去水是悬浮的杂质,常用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、AlCl3、Al2(SO4)3、FeCl3等易水解生成胶体的物质作净水剂,用木炭脱色脱臭。 水的消毒是杀死水中的细菌等有害微生物,饮用水常用漂白粉(次氯酸钙与氯化钙的混合物,其有效成分是次氯酸钙)、液氯等杀菌消毒。 水的软化是降低水中Ca2+、Mg2+含量的过程。
硬水的软化常用的方法有: a.加热煮沸法(只能软化暂时硬水) △ Ca(HCO3)2= CaCO3↓+CO2↑+H2O △ Mg(HCO3)2=MgCO3↓+CO2↑+H2O 继续煮沸时 MgCO3软化为更难溶的Mg(OH)2 △ MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑ 因此水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2 b.药剂法(石灰纯碱法、磷酸钠法等) c.离子交换法(常用磺化煤做离子交换剂)
△两性物质 两性物质指能与酸、又能与碱反应生成盐和水的化合物,包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。 强碱弱酸酸式盐(如NaHCO3、KHS、NaHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐[如CH3COONH4、 (NH4)2S等]也既能与强酸反应又能与强碱反应,但不能称为两性物质,因为它们与酸或碱作用的生成物不全是盐和水。
Al能与酸及强碱溶液作用,但不属于两性物质,也不能说它具有两性。因为Al与碱液反应的本质是2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,两式相加为 2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑,Al不能直接与NaOH发生反应
△铝三角[Al3+、AlO2-、Al(OH)3]的相互转化 Al3+ 氢氧化铝具有两性其电离情况如下 Al(OH)3 AlO2- H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3++3OH- (酸式电离) (碱式电离) 其电离程度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量的H+(或OH-)才能破坏氢氧化铝的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或偏铝酸盐),当加入弱酸(如通入CO2)或弱碱(如加氨水)时,因H+或OH-浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱。
由以上分析可知: a.Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间有如下转化关系: +4OH- +3OH-或3NH3·H2O+OH- Al3+ Al(OH)3 AlO2- +3H++H++H2O或CO2+H2O + 4H+ b.Al3+只能存在酸性溶液中,AlO2-只能存在于强碱性溶液中,若将两种溶液适量混合,将全部生成Al(OH)3沉淀(即Al3+与AlO2-的双水解) c.由Al3+制备Al(OH)3宜用弱碱氨水而不宜用NaOH溶液,使AlO2-完全转化为Al(OH)3,宜通入CO2而不宜用强酸。
△铝的冶炼(电解熔融Al2O3,原料铝土矿) 一般过程 冰晶石[Na3AlF6]是络盐,加入冰晶石作熔剂,使Al2O3在1000℃左右熔在液态冰晶石里成为二者熔融体,然后进行电解。 Ca(OH)2 Na2CO3 NaAlO2 NaOH溶液 冰晶石 干燥 Al(OH)3 Al2O3 煅烧 电解 NaOH CO2 CaCO3 铝土矿 (含Al2O3、 CaCO3、 Fe2O3等) 加热 加压 CaCO3Fe2O3 Al
3.典型例题剖析 例1 若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能共存的是 A.NH4+、NO3-、CO32-、Na+ B.Na+、Ba2+、Mg2+、HCO3- C.NO3-、Ca2+、K+、Cl- D.NO3-、K+、AlO2-、OH- (分析)加入铝粉能放出氢气的溶液有两种可能:可能含大量H+为酸性溶液,也可能含大量OH-,为碱性溶液。 A中NH4+在强碱溶液中,CO32-在强酸溶液中均不能大量共存 B中HCO3-在碱性溶液或酸性溶液都不能大量存在 C中的四种离子无论在强酸或强碱中都可大量共存,若为酸性则含HNO3,不生在H2,但若为碱性可与Al生成H2。 D中四种离子不可能在强酸性溶液中大量共存,但可在强碱性溶液中大量共存。 因题干要求是“可能共存”故可选C、D (答案)C、D
例2 暂时硬水煮沸后的水垢主要是( ) A.Ca(HCO3)2 B.Ca(OH)2 C.MgCO3 D.Mg(OH)2和CaCO3 (分析)暂时硬水是因水中含Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的,经煮沸发生分解反应: Ca(HCO3)2= CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2= MgCO3↓+CO2↑H2O 当继续煮沸,MgCO3与水反应生成更难溶的Mg(OH)2沉淀:MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑ 这样形成的水垢主要成分应为Mg(OH)2和CaCO3 (答案)D
例3 将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该混合物四份,分别加到适量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( ) A.3mol·L-1HCl B.4mol·L-1HNO3 C.8mol·L-1NaOH D.18mol·L-1H2SO4 (分析)镁、铝混合物加入HNO3中或浓H2SO4(D选项18mol·L-1H2SO4为浓H2SO4)都不能产生H2,而加入NaOH溶液中只有铝生成H2,镁不反应,只有加入盐酸中镁、铝都能HCl反应生成H2,故A放出氢气最多。 (答案)A
沉 淀 量 X的物质的量 例4 将溶液(或气体)X,逐渐加入(或通入)到一定量的Y溶液中,产生沉淀的量与加入X物质的物质的量的关系如图,符合图中情况的一组物质是( ) (分析)由图中的图像分析,可看出: 加入一份X,沉淀完全,再加入3份X,沉淀完全溶解。
A中,H2S与Na2SO3,二者反应生成S,继续通入H2S,S沉淀不溶解。 B中,加入一份HCl发生反应:NaAlO2+HCl=Al(OH)3↓+NaCl 再加入3份HCl,则沉淀完全溶解:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O C中,通入NH3生成沉淀Al(OH)3沉淀,而Al(OH)3不溶于过量的氨水。 D中,加入一份NH3·H2O,可发生反应:AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3 再加入二份NH3·H2O,沉淀就完全溶解:AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O (答案)B
NaOH溶液 沉淀 通入CO2 水 沉淀 溶液 反应① △ 溶液 过量氨水 A 蒸发、结晶 沉淀 固体B 溶液 溶液 固体E 例5 某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化: 据此判断 ⑴固体B所含物质的化学式为____⑵固体E所含物质的化学式为____⑶反应①的离子方程式为____
Fe2O3沉淀 Al2O3 沉淀 Fe2O3 NaAlO2溶液 Al(OH)2 沉淀 固体B Al2O3 KAl(SO4)2 Al2O3 Fe2O3 溶液 K+、Al3+、SO42- K+、SO42-、NH4+ 固体E K2SO4、 (NH4)2SO4 (分析)本题混合物A的成分已确定,因此可沿着图示中A的变化途径,“顺藤摸瓜”,不难判断出所要求的物质,其变化关系可表示如下:
(答案)(1)Al2O3; (2)(NH4)2SO4,K2SO4 (3)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 ↓+HCO3-
三、铁及过渡金属 1.知识网络及重点物质(即方框内物质) Fe2+ Fe(OH)2 FeO Fe Fe3O4 Fe3+ [Fe(SCN)]2+ Fe(OH)3 Fe2O3
2.重点知识的专题讨论 △铁三角的转化关系 铁是典型的变价元素,铁三角是铁元素的变价关系的具体体现,是历年高考的重要考点,其中重要的是Fe2+、Fe3+的相互转化。 a.铁单质与强氧化剂(热浓HNO3,热浓H2SO4、 稀HNO3、Cl2、Br2等)反应时产物中铁元素显+3价。与一般氧化剂(如稀H2SO4、Cu2+、Fe3+、Ag+、I2、S等)反应时产物中铁元素显+2价。 常温下铁遇浓HNO3、浓H2SO4会发生“钝化”现象。 铁与氧气反应时,由于反应条件(温度、O2的量)不同生成物中铁的化合价也可能不同,可能显+2价(FeO),+3价(Fe2O3)或+2、+3价兼而有之(Fe3O4)
b.在适当条件下可使Fe2+与Fe3+之间相互转化: 较强还原剂(Fe、Cu、H2S、HI等) Fe3+ Fe2+ (棕黄色) 强氧化剂(Cl2、Br2、HNO3等) (浅绿色) c.Fe(OH)2在溶液中为白色絮状沉淀物,易被空气中的氧气氧化,变成灰绿色最后变为红褐色Fe(OH)3沉淀:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
△Fe3+、Fe2+的鉴别方法 a.溶液颜色:铁盐溶液呈棕黄色,亚铁盐溶液浅绿色 b.加KSCN溶液,呈血红色为Fe3+,不变红为Fe2+ c.加碱法:加入碱液,生成红褐色沉淀者为Fe3+,生成白色沉淀迅速变成灰绿色最后变为红褐色者为Fe2+ d.加苯酚:溶液呈紫色者为Fe3+,不变色者为Fe2+。 e.通H2S(或加氢硫酸):出现浅黄色沉淀(S)者为Fe3+,否则为Fe2+。 f.加淀粉碘化钾溶液:变蓝者为Fe3+,否则为Fe2+。
g.加KMnO4溶液(或溴水):褪色者为Fe2+,否则为Fe3+。g.加KMnO4溶液(或溴水):褪色者为Fe2+,否则为Fe3+。 k.加铜片:溶液呈蓝绿色者为Fe3+,否则为Fe2+。 i.加CO32-(或HCO3-):生成红褐色沉淀和气体者为Fe3+,否则为Fe2+。 j.滴入沸水中:出现红褐色溶液者为Fe3+,否则为Fe2+。
△亚铁盐、铁盐的溶液配制与保存 亚铁盐因Fe2+易被氧化,易水解,所以其晶体要密封保存,配制溶液时要加铁粉及少量的相应的酸。 铁盐易水解,FeCl3等固体还易潮解,故固体应密封保存,配溶液应溶于相应酸中,再加水稀释,以抑制其水解。
△过渡元素的特点 铁元素位于周期表第4周期第Ⅷ族,属于过渡元素。 在元素周期中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行,包括镧系和锕系六十多种元素习惯上称为过渡元素,它们都是金属;因而又叫做过渡金属。它们常有如下特点。 a.过渡元素原子的次外层等往往未达到饱和结构,如铁原子的次外层有14个电子,因此过渡元素原子不但最外层电子可以成键,而且次外层甚至倒数第3层的电子也可以成键,也就是说它的价电子往往不仅是最外层电子还包括次外层等一部分电子,故过渡元素往往具有变价。
b.过渡金属的密度一般较大,熔沸点较高,具有较高的硬度,较好的延展性和机械加工性能,较好的导电导热性和耐腐蚀性能。 c.过渡元素的水合离子往往具有一定的颜色,如水合Cu2+离子呈蓝色,水合Fe2+呈浅绿色,水合Fe3+呈棕黄色等。 d.过渡元素易形成络合物,如Fe3+与SCN-、Zn2+与NH3、Ag+与NH3等易形成络离子。
△铁和氧气的反应及铁的氧化物 铁的氧化物有三种,列表对比如下: