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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。
Fe
②
2+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。
1
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(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)3=====Fe2O3＋3H2O
Fe(OH)2=====FeO＋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( )
2
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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( )
3
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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)。
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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-=== ________________
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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
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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－、SO3
2-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]－、CO3
2-、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
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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+3H2O
Fe2O3+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
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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( )
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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
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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＋3O2
2Al2O3 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＋6H2O
2Al(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)3
Al2O3+3H2O
制备方法
Al(OH)3加热分解：
2Al(OH)3
Al2O3+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：
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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．
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(4)为测定该明矾晶体样品中SO4
2-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SO4
2-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SO4
2-已经完全沉淀的实验操作和现象是 。
②该明矾晶体样品中SO4
2-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BeO2
2－
【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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