1．下列物质露置在空气中，质量会减轻的是　 　　 A．NaOH　　　　　 B．Na ₂O₂　　　　　 C．无水CaCl₂　　　 D．Na₂CO₃·10H₂O

案例1.胃舒平是一种常见的治疗胃病的药物。其主要的成分为Al(OH)₃，试设计实验证明胃舒平含有Al(OH)₃

案例2.红砖是一种常用的建筑材料，它是由黏土经高温烧制而成的。砖的红颜色就是由于含有氧化铁的缘故。设计实验证明红砖中含氧化铁。

知能训练

5、Fe³⁺→Fe常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO还原铁矿石中的铁。

Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

铝热剂反应也是这种转化的实列。如：Fe₂O₃+2AlAl₂O₃+2Fe

4、Fe³⁺→Fe²⁺需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H₂S(S^2-)、KI(I^-)、Na₂SO₃(SO₃^2-)等，Cu虽不是强的还原剂，但因Fe³⁺具有较强的氧化性，可被Cu还原成Fe²⁺。

Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl

2KI+2FeCl₃=FeCl₂+I₂+2KCl

3、Fe²⁺→Fe，在金属活动性顺序表中排在Fe前的金属，如Zn、Al等，可以将Fe²⁺还原成Fe。

Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe

注意：K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶液中不能存在，所以不能作为还原剂来完成Fe²⁺→Fe的转化。

2、2Fe→Fe²⁺需要较弱的氧化剂，如S、Cu²⁺(CuSO₄)、H⁺(稀H₂SO₄、盐酸)等。

Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu　 ；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

注意Fe与O₂、H₂O的反应：

3Fe+2O₂Fe₃O₄ ；3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂↑

Fe₃O₄可以看作是由FeO、Fe₂O₃所组成的化合物，其中有1/3是Fe⁺、2/3是Fe³⁺。

铁是常见的还原剂，在参与化学反应时，一般可失去2e^-或3e^-而变成Fe²⁺离子或Fe³⁺离。铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H⁺、Cu²⁺、I₂等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl₂、Br₂、HNO₃等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物，Fe、Fe²⁺、Fe³⁺形成三角关系：

1、Fe→Fe³⁺和Fe²⁺→Fe³⁺需要强的氧化剂。如O₂、Cl₂、Br₂、HNO₃(浓、稀)、H₂SO₄(浓)、KMnO₄(H⁺)溶液等。

2Fe+3Cl2FeCl₃　 ；　 Fe+4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O；

4Fe(OH)₂+2H₂O+O₂=4Fe(OH)₃　 ；　　 2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃。

3.焰色反应

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿为焰色反应。

焰色反应应如何操作? ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

典型例题剖析

[例1](2002年江苏综合，24)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反

应情况可能分别是　

A．甲、乙中都是铝过量　　　　　　　　　 B．甲中铝过量、乙中碱过量　

C．甲中酸过量、乙中铝过量　　　　　　　 D．甲中酸过量、乙中碱过量　

解析：某物质的量的硫酸(甲)和氢氧化钠(乙)溶液分别与等质量的铝反应，生成氢气体积比即物质的量之比为n(甲)∶n(?乙)＝5∶6　

甲：2Al　 +　 3H₂SO₄＝＝＝＝Al₂(SO₄)₃+3H₂↑　

　mol　 5 mol　　　　　　 5 mol　

乙：2Al　 +　 2NaOH+2H₂O＝＝＝＝2NaAlO₂+3H₂↑　

4 mol　 4 mol　　　　　　　　　　 6 mol　

分析可知：甲中铝过量4 mol－mol＝mol，乙中氢氧化钠过量5 mol－4 mol＝1 mol。

答案： B。　

思维启迪(1)相同质量的镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。(2)相同物质的量的镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是_______。(3)若产生相同物质的量的氢气，所需镁、铝的质量比是____ (4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需镁、铝的物质的量之比是________ 。

答案： (1)3∶4　 (2)2∶3　 (3)4∶3　(4)3∶2　

[例2] 今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：

①2Al + 3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaOH====2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

②2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O====2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

(1)上述哪一种方法比较节约试剂？

(2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明可以节约试剂的根据)。

解析：(1)Al既可以跟稀H₂SO₄，也可以跟NaOH溶液反应，Al溶解并放出H₂。溶解后如果再用NaOH溶液或H₂SO₄处理，实际上是调节溶液的pH，因为铝元素均存在于Al(OH)₃沉淀中。先用酸，后用碱，还是先用碱，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、碱的量却不同。同样是制备2 mol Al(OH)₃，前者需2 mol Al、3 mol H₂SO₄、6 mol NaOH，而后者只需2 mol Al、1 mol H₂SO₄、2 mol NaOH。显然，后者节约了酸、碱试剂。

(2)通过观察，发现第一种方法中第一步生成的是Al₂(SO₄)₃，溶液呈酸性，所以要用较多的NaOH。第二种方法中，第一步生成的是NaAlO₂，溶液呈碱性，所以要有较多的H₂SO₄。因此，设想是否能用呈酸性的Al₂(SO₄)₃和呈碱性的NaAlO₂混合反应制备Al(OH)₃呢？实验说明上述设想可行。即将第一种方法和第二种方法联立起来，得到第三种方法。其化学方程式如下：

2Al+3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaAlO₂+12H₂O====8Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

由这些反应式，可算得当制备2 mol Al(OH)₃时需用2 mol Al、3/4 mol H₂SO₄、3/2 mol NaOH，比第一种和第二种方法使用的原料均少，确实节约了原料。

[例3]准确称取6克铝土矿样品(含Al₂O_3、Fe₂O_3、SiO₂)放入盛有100ml某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10ml的NaOH溶液，产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示。请填空回答：

(1)H₂SO₄溶液的物质的量浓度为　　　；

(2)a=2.3,用于沉淀铁离子，消耗的体积是　　,铝土矿中各组成成分的质量分数：Al₂O₃为　　，Fe₂O₃为　　　，SiO₂为　　　。

(3)a值的范围应是　　，在这个范围内，a值越大，　　的质量分数越小

解析：(1)由图像可知当加入35mlNaOH溶液时，滤液中过量的硫酸被中和，且Fe³⁺、Al³⁺全部沉淀，用整体法分析反应的过程，消耗H离子的物质的量等于OH离子的物质的量，得硫酸的物质的量浓度为：0.035×10×1/2/0.01＝1.75(mol/l)

(2)用隔离法考查：从溶解Al(OH)₃消耗，推知用于Al³⁺沉淀所消耗的NaOH溶液30ml，则

沉淀Fe³⁺所消耗的NaOH溶液为：35-30-2.3＝2.7(ml)再根据反应前后各元素的原子的物质的量不变，可分别求出Al₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为：85%、12%。

(3)用隔离法考查：沉淀Fe³⁺所消耗的NaOH溶液为35-30-a＝(5-a)ml不难看出a值肯定应小于5，假设铝矿土样品中不含SiO₂，则可求出a的最小值为1.64ml。故a的取值范围为：1.64<a<5。

[例3]Fe(OH)₂由于在空气中易被氧化，制取时很难观察到白色沉淀现象，只能看到灰绿色，采用图装置使用Fe，H₂SO₄(稀)，NaOH溶液可在还原性气氛中制取Fe(OH)₂白色沉淀，且较长时间内不变色，其中C为弹簧夹。(提示：还原性气氛如氢气环境)

(1)则锥形瓶A中应加入的药品为________________________，

(2)锥形瓶B中应加入的药品为________________________．

(3)容器A中的反应开始后，请设计后续操作步骤完成的制备，并说明每步操作理由和现象。

__________________________________________________________________________。

解析:A中发生：Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑。H₂排尽装置和溶液中的氧气，形成还原性气氛。关闭弹簧夹C时，A中压强增大，使得反应生成的FeSO₄溶液进入B，而和NaOH反应，生成Fe(OH)₂沉淀，由于没有了氧化性气氛，Fe(OH)₂沉淀得以保存较长时间。否则将发生4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 。

答案：(1)铁和稀硫酸；(2)氢氧化钠溶液。(3)①打开弹簧夹C；A中气体由导管进入B，B中有气泡；目的是为了排尽装置和溶液中的氧气，形成还原性气氛。②过一段时间，关闭弹簧夹C；A中溶液经导管进入B，B中有白色沉淀生成；因为此时A中压强增大，使得反应生成的FeSO₄溶液进入B，而和NaOH反应，生成Fe(OH)₂沉淀。

疑难点拨

2.三价铁的氧化性

(1)Fe³⁺的检验方法＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿：

(2)Fe³⁺的氧化性:在盛有2 mL FeCl₃溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入加几滴KSCN溶液，观察并记录实验现象。再加入几滴氯水，又发生了什么变化？

思考：如何除去FeCl₃溶液中少量的FeCl₂，以及 FeCl₂溶液中少量的 FeCl₃？

(3)铝盐和铁盐的净水作用

1.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比

(1)Na₂CO₃和NaHCO₃在水中的溶解性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

(2) Na₂CO₃和NaHCO₃水溶液碱性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

(3)与同浓度盐酸反应剧烈程度：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

思考：如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃两种溶液？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(4)热稳定性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿

(5)相互转化：碳酸钠和碳酸氢钠作为碳酸的正盐和对应的酸式盐，在一定条件下可相互转化：

如：Na₂CO₃+H₂O+CO₂==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

Na₂CO₃+HCl(少量)==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

NaHCO₃+NaOH==＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

NaHCO₃＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。