铁和铝的物理化学性质

2024年3月28日发(作者：阿尔卑斯滑雪场)

学习基础知识与技能

金属键和金属晶体

1.金属键：金属阳离子和自由电子之间所形成的强作用力就是金属键。

2.金属晶体：通过金属键所形成的晶体叫金属晶体。

（1）构成微粒：金属阳离子和自由电子

（2）元素种类：金属

（3）微粒子作用力：金属键

（4）熔沸点：一般较高

（5）典型实例：Cu、Fe等金属以及合金

3.金属的物理通性

（1）金属表面一般都有光泽，黄金、白银、铂金等饰品就是利用了这一性质

（2）金属具有导电性。在外加电场条件下，金属晶体中的自由电子发生定向移动，形成电

流。利用此性质制成铜、铝等电线、电缆，为我们的生活带来了方便。

（3）金属具有导热性。

（4）金属具有良好的延展性。

铁单质的物理性质及化学性质

1.物理性质

纯净的铁是银白色金属，密度7.86g/cm

3

，熔点1535℃，沸点2750℃，具有良好的导电、传

热、延展性；有杂质的铁易生锈。

2.化学性质

1) 铁在一定条件下能跟非金属反应

2FeCl

4

3Fe2O

2



点燃

Fe

3

O

4

;

2Fe3Cl

2



点燃

FeSFeS

（铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物）

2) 与盐酸、稀硫酸的置换反应

Fe+2HCl →FeCl

2

+H

2

↑

Fe+H

2

SO

4

(稀)→FeSO

4

+H

2

↑

3) 与强氧化性酸反应

① 铁的钝化：铁在冷的浓H

2

SO

4

、浓HNO

3

中，表面会形成一层致密的氧化膜，发

生钝化现象。

② Fe与稀HNO

3

的反应：

③ Fe与浓H

2

SO

4

、浓HNO

3

在加热下的反应的反应

铁的重要化合物

1.铁的氧化物

俗名

色态

化合价

HCl

HNO

3

HI

氧化亚铁

/

黑色粉末

氧化铁

铁红

红棕色粉末

四氧化三铁

磁性氧化铁

黑色晶体



与酸

反应

与还原剂反应

稳定性

2.铁的氢氧化物

化学式

色态

溶解度

与非氧化性强

酸反应

不稳定性

制法

不稳定

氢氧化亚铁

Fe(OH)

2

白色固体

不溶于水

稳定

稳定

氢氧化铁

Fe(OH)

3

红褐色固体

不溶于水

白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉

淀

铁盐和亚铁盐

2+

与Fe

3+

比较

依据

特征颜色

显色反应

铁的化合物颜色

试剂

/

KSCN溶液

NaOH溶液

铜片

Fe

3+

的氧化性

淀粉KI试纸

Na

2

S溶液

SO

2

Fe

2+

的还原性

KMnO

4

溴水

Fe

2+

浅绿色

无明显现象

白色沉淀→灰绿色→

红褐色

无明显现象

无明显现象

黑色沉淀

无现象

KMnO

4

紫色褪去

溴水褪色

Fe

3+

棕黄色

溶液变红

红褐色沉淀

铜片被腐蚀，溶液变

蓝

试剂变蓝

淡黄色沉淀

棕黄色→浅绿色

无明显现象

无明显现象

2.“铁三角”的转化关系及举例

2+

与Fe

3+

的检验

1) Fe

3+

的检验

① 滴加KSCN（或NH

4

SCN)无色溶液，溶液变成红色。

② 滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。

2) Fe

2+

的检验

① 先滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入新制氯水，溶液立即变成红色。

② 滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，随后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

铁合金及其应用

1.合金：用两种或两种以上的金属（或金属与非金属）溶合形成的均匀而具有金属特性的物

质就是合金。

2.合金的特点

1) 硬度一般比其各成分金属的大；

2) 多数合金的熔点一般比其各成分金属的低；

3) 机械性能优于各成分金属。

3.集中常见的合金的组成、性质和用途：

合金名称 组成 主要性质 主要用途

生铁

普通钢

美铝合金

硬铝

含碳、硫、磷在

2.11%~4.3%之间

含碳、硫、磷在

0.03%~2.11%之间

含有10%~30%的镁

含铜4%、镁0.5%、锰

0.5%、硅0.7%

加入硅、锰、铬、镍、

钼、钨、钒、钛、铜、

稀土元素等

含锰9%~14%

硬而脆

硬而韧，有弹性

强度和硬度都比纯铝

和纯镁大

强度和硬度都比纯铝

大

多种优良性能

用途广泛

用途广泛

火箭、飞机、轮船等制

造业

火箭、飞机、轮船等制

造业

用途广泛

制造粉碎机、球磨机、

钢轨

合金钢

锰钢 硬度和强度都很大

铝和铝合金的崛起

铝的物理性质及用途

物理性质

导热性

导电性

对光良好的反射性

密度小，硬度大

不会破坏Vc

用途

热交换器、炊具

电缆（特别是空中电缆）

反射镜

制成合金，用在飞机等航天器上

铝膜用作食品包装内衬

铝的化学性质

1. 铝是比较活泼的金属，在化学反应中较容易失去3个电子变成带3个单位正电荷的阳离

子。

2. 铝原子结构示意图：

3. 铝的氧化反应

4. 铝与其他非金属单质反应：

5. 铝热反应：

6. 铝与热水反应

7. 铝与盐酸、稀硫酸反应

8. 铝与碱反应：

Al(OH)

3

的弱酸性和弱碱性

1. Al(OH)

3

能跟强酸和强碱溶液反应，具有两性。

2. Al(OH)

3

溶于强酸强碱，而不用于弱酸弱碱，所以在反应中可把Al(OH)

3

认为是一元弱酸或

三元弱碱。

3. 铝盐

“铝三角”及其应用

1. “铝三角”是Al

3+

、Al(OH)

3

、AlO

2

-

指相互依存的三角关系，如右图所示。有关离子方程式

为：

2. “铝三角”的应用

1) 制取Al(OH)

3

：

2) Al

3+

的水解：

3) 离子共存问题：Al

3+

与OH

-

、S

2-

、AlO

2

-

、HCO

3

-

、CO

3

2-

因生成沉淀或发生双水解反应而不

能大量共存；与、、、、等不能大量共存。