高中化學(xué)知識點(diǎn)：四氧化三鐵

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四氧化三鐵：


又稱磁性氧化鐵，具有磁性的黑色晶體，不溶于水，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。




四氧化三鐵的性質(zhì)：


(1)色態(tài)：具有磁性的黑色晶體
(2)別名：磁性氧化鐵、氧化鐵黑、磁鐵、磁石、吸鐵石、偏鐵酸亞鐵
(3)礦物：磁鐵礦
(4)溶解性：不溶于水，與酸反應(yīng)生成+2、+3鐵鹽
(5)穩(wěn)定性：穩(wěn)定
(6)還原性：在高溫下，易氧化成三氧化二鐵。4Fe3O4+O26Fe2O3
(7)氧化性：在高溫下可與還原劑H2、CO、Al、C等反應(yīng)。





鐵的氧化物：










































化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4
俗稱??鐵紅磁性氧化鐵
色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體
鐵的價態(tài)+2+3+2、+3
水溶性不溶不溶不溶
與酸反應(yīng)FeO+2H+==Fe2++H2OFe2O3+6H+==2Fe3++3H2OFe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
用途玻璃色料油漆、顏料做顏料和拋光劑
氧化性高溫時都能與C、CO、H2反應(yīng)，被還原生成Fe單質(zhì)




相關(guān)高中化學(xué)知識點(diǎn)：單質(zhì)鈉

鈉的基本性質(zhì)：


鈉元素的原子序數(shù)等于11，在周期表中位于第三周期，第ⅠA族。鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故鈉的金屬性比較強(qiáng)，是很活潑的金屬材料。其單質(zhì)很軟，具有銀白色金屬光澤，是熱和電的良導(dǎo)體。鈉的密度比水小，比煤油大，熔點(diǎn)97.81℃，沸點(diǎn)882.9℃。



鈉的物理性質(zhì)：


鈉單質(zhì)很軟，具有銀白色金屬光澤，是熱和電的良導(dǎo)體。鈉的密度比水小，比煤油大，熔點(diǎn)97.81℃，沸點(diǎn)882.9℃。
概括為：銀白軟輕低，熱電良導(dǎo)體。


鈉的化學(xué)性質(zhì)：


鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
A. 與氧氣反應(yīng)
(白色固體，不穩(wěn)定）（空氣中，鈉的切面由銀白色逐漸變暗的原因）
（淡黃色固體，較穩(wěn)定）
B. 與硫反應(yīng)
2Na + S ==Na2S (研磨時發(fā)生爆炸）
C. 與氯氣反應(yīng)

②與水反應(yīng)






















主要實(shí)驗現(xiàn)象 對實(shí)驗現(xiàn)象的分析
浮在水面上 密度比水小
熔化成閃亮的小球 反應(yīng)放熱，且鈉的熔點(diǎn)低
迅速游動 反應(yīng)產(chǎn)生氣體（H2)
嘶嘶作響 反應(yīng)劇烈
溶液呈紅色 反應(yīng)生成NaOH，遇酚酞變紅


③與鹽溶液反應(yīng)
鈉與鹽溶液反應(yīng)，先考慮鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，在考慮氫氧化鈉是否與鹽反應(yīng)。
A. 投入NaCl溶液中，只有氫氣放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
B. 投入飽和NaCl溶液中，有氫氣放出，還有NaCl晶體析出(溫度不變)。
C. 投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl==2NaCl+2NH3↑+H2↑
D. 投入CuSO4溶液中，有氣體放出和藍(lán)色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑




如何正確取用鈉？


鈉具有很活潑的化學(xué)性質(zhì)，易與很多物質(zhì)反應(yīng)，所以在取用鈉時一定要注意，千萬不能直接用手去拿，以免手被腐蝕，實(shí)驗剩余的鈉屑，絕對不可以隨意丟棄，而應(yīng)放回到原瓶中。
正確做法：用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表層，觀察表面的顏色。實(shí)驗中剩余的鈉必須放回原瓶。


鈉露置在空氣中的一系列變化:


Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3?10H2O→Na2CO3


鈉的保存、制取及用途 ：


①保存：由于金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)，所以鈉要保存在煤油中。
②在實(shí)驗室中鈉塊的取用：用鑷子從試劑瓶中取出鈉塊，用濾紙吸凈表面上的煤油，在玻璃片上用小刀切去表面的氧化層，再切下一小粒備用，余下的鈉全部放回試劑瓶中。
③制�。�
④用途：
A. 工業(yè)上用Na作還原劑，用與冶煉金屬，如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液態(tài))用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
C. 在電光源上，用鈉制造高壓鈉燈。


焰色反應(yīng)：


焰色反應(yīng)是化學(xué)上用來測試某種金屬是否存在在化合物的方法。其原理是每種元素都有其特別的光譜，顯示出不同的顏色。


焰色反應(yīng)的操作：


先準(zhǔn)備一支鉑絲，鈷藍(lán)玻璃及鹽或其溶液。 　　
把鉑絲浸在濃鹽酸中以清除先前余下的物質(zhì)，再把鉑絲放在酒精燈焰（藍(lán)色火焰）中直至沒有顏色的變化。 　　
用蒸餾水或去離子水或純水沖洗鉑絲。 　　
用鉑絲接觸鹽或溶液，通過酒精燈焰（藍(lán)色火焰）中加熱。 　　
當(dāng)鈉離子存在于所測試的溶液中，用鈷藍(lán)玻璃過濾鈉離子的焰色。 　　
最后將觀察焰色。鈉的焰色為明亮的金黃色火焰。


各種元素的顏色：

















































元素符號離子元素名稱焰色
BaBa2+鋇黃綠
CaCa2+ 鈣 磚紅
CsCs+ 銫 淺紫
NaNa+鈉 黃
ZnZn2+鋅 藍(lán)綠
Fe(III) Fe3+ 鐵(III) 金黃
KK+鉀 淺紫（透過藍(lán)色鈷玻璃）
Li Li+鋰深紅



堿金屬元素的性質(zhì)：


1．氧化產(chǎn)物的特殊性。堿金屬在空氣中燃燒，只有Li氧化生成Li2O；其余的生成過氧化物(如Na2O2)或更復(fù)雜的氧化物(如KO2)。
2．堿金屬單質(zhì)密度都較小，其中鋰的密度是所有金屬中最小的。
3．堿金屬單質(zhì)熔點(diǎn)都較低，只有Li的熔點(diǎn)高于100℃。
4．鉀、鈉在常溫下為固態(tài)，但鉀鈉合金在常溫下為液態(tài)，可作為原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
5．堿金屬單質(zhì)通常保存在煤油中，但因鋰的密度小于煤油而只能保存在液體石蠟中或封存在固體石蠟中。
6．一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。
7．試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但ⅠA族金屬Na、K等除外。
8．一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但非�；顫姷慕饘貼a、K等除外。
9．Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。




相關(guān)高中化學(xué)知識點(diǎn)：單質(zhì)鋁

鋁的主要性質(zhì)：



物理性質(zhì)：
鋁是銀白色，具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。
化學(xué)性質(zhì)：
活潑金屬，具有較強(qiáng)的還原性；常溫下鋁在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化；既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)。
(1)與氧氣反應(yīng)：（純氧中發(fā)出耀眼的白光）
(2)與Cl2 、S 、N2反應(yīng)：
(Al2S3在溶液中完全雙水解)

(AlN與水反應(yīng)生成Al(OH)3和NH3↑)
(3)與水反應(yīng)：
(4)與酸反應(yīng)：
(5)與堿的反應(yīng)：
(6)鋁熱反應(yīng)：2Al＋Fe2O3=(高溫)=Al2O3＋2Fe
鋁的用途
純鋁制作導(dǎo)線，鋁合金用于制造飛機(jī)、汽車、生活用品等。




鋁的特殊性質(zhì)：


鋁既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。
鋁與酸反應(yīng)：鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，2Al＋6HCl==2AlCl3+3H2↑
鋁與堿反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O==2NaAlO2＋3H2↑


鋁熱反應(yīng)：


鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點(diǎn)金屬單質(zhì)的方法。此種反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。　
可簡單認(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）或非金屬氧化物（如SiO2等）在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)�！� 　　
鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬，并且它是一個放熱反應(yīng)， 　　
其中鎂條為引燃劑，氯酸鉀為助燃劑。
其裝置如下圖所示：



鋁熱反應(yīng)配平技巧：


取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù)，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12，則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4，然后便可得到Al為8，F(xiàn)e為9。



鎂鋁的化學(xué)性質(zhì)比較：
































單質(zhì)鎂鋁
與非金屬反應(yīng)2Mg+O2=(點(diǎn)燃)=2MgO
(發(fā)出耀眼白光)
Mg+Cl2=(點(diǎn)燃)=MgCl2
3Mg+N2=(點(diǎn)燃)=Mg3N2		4Al+3O2=(加熱)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加熱)=2AlCl3
2Al+3S=(加熱)=Al2S3
與沸水反應(yīng)Mg+2H2O=(加熱)=Mg(OH)2+H2↑不反應(yīng)
與酸反應(yīng)Mg+2H+==Mg2++H2↑
與稀硝酸反應(yīng)生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O		2Al+6H+==2Al3++3H2↑
在冷的濃硝酸或濃硫酸中鈍化
與氧化物反應(yīng)2Mg+CO2=(點(diǎn)燃)=2MgO+C
(劇烈燃燒，生成白色粉末和黑色固體)		2Al+Fe2O3=(高溫)=2Fe+Al2O3(鋁熱反應(yīng))
與鹽溶液反應(yīng)Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3?H2O+H2↑
Mg+Cu2+==Mg2++Cu		2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
與強(qiáng)堿反應(yīng)不反應(yīng)2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑



鋁熱反應(yīng)配平技巧：

取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù)，即可快速配平，如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中，可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12，則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4，底下便可得到Al為8，F(xiàn)e為9。


鋁與酸、堿反應(yīng)的計算技巧：


鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是，，所以根據(jù)得失電子守恒可知：，利用此關(guān)系可以方便地進(jìn)行有關(guān)計算。


鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的計算：


Al是我們中學(xué)階段學(xué)習(xí)的唯一既與H＋反應(yīng)也與OH－反應(yīng)的金屬，它與酸、堿反應(yīng)既有相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)。


相同點(diǎn)：Al均被氧化成+3價，所以1molAl不論與H＋還是與OH－反應(yīng)均生成3gH2。
不同點(diǎn)：1molAl與H＋反應(yīng)消耗3molH＋，而與OH－反應(yīng)只消耗1molOH－，所以含有等物質(zhì)的量的NaOH溶液和HCl溶液分別與足量的鋁反應(yīng)時生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為3∶1。



“鋁三角”關(guān)系：



Al3+＋3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH-===AlO2-＋2H2O
Al3+＋4OH-===AlO2-＋2H2O
AlO2-＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-+H+＋H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3+＋2H2O



鈍化：


鋁、鐵在常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化，鈍化不是不反應(yīng)，而是被氧化成一層致密的氧化物薄膜，恰恰說明金屬的活潑性。




相關(guān)高中化學(xué)知識點(diǎn)：單質(zhì)鐵

鐵元素：


在元素周期表中的位置：鐵的原子序數(shù)26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性質(zhì)：銀白色、有金屬光澤，密度較大，熔點(diǎn)較高，硬度較小，具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性，可被磁鐵吸引。
(2)化學(xué)性質(zhì)：較活潑的金屬，+2、+3價兩種價態(tài)
①與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)(如：Cl2 Br2 過量稀HNO3)生成+3價鐵的化合物。如：


注：鐵常溫下在濃硫酸和濃硝酸中鈍化，但加熱可以反應(yīng)，且被氧化成Fe3+
②與弱氧化劑反應(yīng)(如S I2 H+ Cu2+)生成+2價鐵的化合物，如：


③鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4(FeO?Fe2O3)




鐵的性質(zhì)：



物理性質(zhì)：鐵是黑色金屬，具有鐵磁性
鐵的化學(xué)性質(zhì)：
①與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)(如：Cl2、 Br2 、過量稀HNO3)生成+3價鐵的化合物。如：


注：鐵常溫下在濃硫酸和濃硝酸中鈍化，但加熱可以反應(yīng)，且被氧化成Fe3+
②與弱氧化劑反應(yīng)(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2價鐵的化合物，如：


③鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4(FeO?Fe2O3)




鐵與稀硝酸的反應(yīng)：



鐵少量時：
鐵過量時：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

兩式可通過2Fe3++Fe==3Fe2+聯(lián)系起來。



注意：



鐵元素性質(zhì)活潑，自然界中的鐵元素幾乎都是以化合態(tài)存在，只有在隕石中存在游離態(tài)的鐵元素。
過量的鐵與氯氣反應(yīng)，不會生成FeCl2，因為鐵還原三價鐵必須在水溶液中進(jìn)行。
金屬與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)，不會生成H2。

化學(xué)性質(zhì)：


鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性。



鐵三角關(guān)系：





相關(guān)高中化學(xué)知識點(diǎn)：金屬的冶煉

金屬的冶煉：

(1)把金屬從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)。常用冶煉法：用碳一氧化碳?xì)錃獾冗�原劑與金屬氧化物在高溫下反應(yīng)。
(2)冶煉的原理
①還原法：金屬氧化物（與還原劑共熱）－－→游離態(tài)金屬
②置換法：金屬鹽溶液（加入活潑金屬）－－→游離態(tài)金屬
③火法冶煉（Pyrometallurgy）又稱為干式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學(xué)反應(yīng)，從而分離出粗金屬，然后再將粗金屬精煉。
④濕式冶金（Hydrometallurgy）　濕法冶金這種冶金過程是用酸、堿、鹽類的水溶液，以化學(xué)方法從礦石中提取所需金屬組分，然后用水溶液電解等各種方法制取金屬。此法主要應(yīng)用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。現(xiàn)在世界上有75％的鋅和鎘是采用焙燒-浸取-水溶液電解法制成的。這種方法已大部分代替了過去的火法煉鋅。其他難于分離的金屬如鎳-鈷，鋯-鉿，鉭-鈮及稀土金屬都采用濕法冶金的技術(shù)如溶劑萃取或離子交換等新方法進(jìn)行分離，取得顯著的效果。
(3)常見金屬冶煉：
①汞：熱分解法：2HgO2Hg+O2(氣體)
②銅：置換法：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4（又叫濕法煉銅）
③鋁：電解法：2Al2O34Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物）
④鎂：電解法：MgCl2(l)Mg(s)+Cl2(g)↑
⑤鈉：電解法：2NaCl2Na+Cl2↑
⑥鉀：原理是高沸點(diǎn)金屬制低沸點(diǎn)金屬：Na+KCl==K+NaCl(反應(yīng)條件是高溫，真空。）
⑦鐵：熱還原法：2Fe2O3+3C2Fe+3CO2↑

煉鐵和煉鋼的比較:





鋁的冶煉:


(1)由鋁土礦制氧化鋁
①將鋁土礦中的氧化鋁水合物溶解在氫氧化鈉溶液中：

②向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳，析出氫氧化鋁：

③使氫氧化鋁脫水生成氧化鋁：

(2)電解氧化鋁制備鋁
電解時，以氧化鋁、冰晶石(Na2AlF6)熔融液為電解質(zhì)，其中也常加入少量的氟化鈣等幫助降低熔點(diǎn)；陽極和陰極以碳素材料做成，在電解槽的鋼板和陰極碳素材料之間還要放置耐火絕緣材料。
①主要設(shè)備??電解槽

②電極反應(yīng)式
陽極反應(yīng)：
陰極反應(yīng)：
總反應(yīng)：



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