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镁、铝、铁及其化合物的性质

一、教学目的
1、认识镁、铝、铁的重要化学性质和氢氧化铝的两性。
2、了解氧化铝的保护膜的作用。
3、学会铁离子的检验方法。
二、教学说明
（一）、镁、铝与酸、碱的反应
1.镁条、铝片在盐酸中剧烈反应，放出大量氢气。如果在盛有盐酸的试管口用火柴点燃即有微弱的氢焰。也可用向下排空气法把氢气收集在试管里，用爆鸣法检验生成的是氢气。
2.为了促进铝跟NaOH溶液的反应，要稍稍加热NaOH溶液，看到有气体产生时，应立即将酒精灯移开。
（二）、氢氧化物的生成和性质
1.实验中所用的NaOH溶液必须是新配制的，否则会有CO32-的干扰。
2当Al(OH)3不与酸或碱反应时，这两种电离趋势是极弱的，用一般指示剂，既检验不出它的碱性，也检验不出它的酸性，由此可以看出，Al(OH)3的碱性只有当它跟酸反应时才显示出来，它的酸性也只有当它跟碱反应时才显示出来。
（三）、氧化膜的保护作用
1.用小刀在已钝化的铝片表面划线时，应划得深一些，使里面的铝暴露出来，这样会使铜析出得快且明显一些。
2.建议最好不要用浓硫酸来做铝片的钝化实验，因效果不太好。
（四）、铁及其化合物的性质
实验四4、5的成功关键是加入的二价铁盐和三价铁盐溶液的浓度一定要小，否则看不到血红色与蓝色，而看到黑色与紫黑色。
（五）、铁离子的检验
在FeCl3溶液中滴加稀盐酸，再加入足量还原铁粉，则Fe3+离子会全部被还原成Fe2+离子。此时加入KSCN溶液，溶液不会呈红色。
三、问题和讨论提示
1.铝是活泼金属，能跟稀盐酸发生剧烈反应，置换出氢气。浓硝酸是强氧化剂，能使铝钝化。它使铝表面上生成一薄层致密的氧化膜，阻止里面的铝继续跟硝酸反应，所以铝跟浓硝酸不发生剧烈的反应，且反应主要不放出氢气。
2．Al（OH）3是典型的两性氢氧化物，它与酸、碱作用都生成盐和水。但Al（OH)3不溶于氨水，氨水和铝盐作用能使Al3+沉淀完全。因此在用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液。
3.往AlCl3溶液里逐滴加入NaOH溶液，先有白色Al(OH)3沉淀产生，当加入过量的NaOH溶液时，白色沉淀会溶解。
往NaOH溶液里滴加AlCl3溶液，也有Al(OH)3沉淀产生，当加入过量的AlCl3溶液时，沉淀不溶解。
4.可以在FeCl2溶液中加入氧化剂（如KMnO4溶液、新制备的氯水、溴水、浓硝酸等），使FeCl2变成FeCl3。
可以在FeCl3溶液中加入稀盐酸使溶液酸化，并加入还原剂（如KI溶液、Fe等），使FeCl3变成FeCl2。
5.Fe(OH)3沉淀能溶于稀硫酸，但不溶于NaOH溶液。Al(OH)3既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液。

附： 氢氧化亚铁的制备与氧化实验的改进(Ⅰ)
一、操作步骤
1．取一支洁净的试管，加入约2 g硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]，再加入5 mL除去溶解氧的蒸馏水制成溶液。
2．向试管中慢慢滴加2 mL苯（液封）。
3．切取黄豆粒大小的钠粒，吸净煤油后沿管壁滑入试管内。
4．待钠粒消失后，用胶塞塞紧管口，仔细观察难溶物的颜色及其变化[白色的Fe（OH）2可保存很长时间]。
5．取下胶塞，用玻璃管和吸耳球向溶液中慢慢的吹入空气，再观察难溶物的颜色变化。
二、现象
浅绿色溶液与苯形成了明显的界面；投入的钠粒跟溶液迅速反应熔化成小球在界面之间上下移动，直至消失；溶液中形成了白色难溶物；鼓入空气后白色难溶物迅速变为灰绿色，进而变为红棕色。
三、优点
1．硫酸亚铁铵中的Fe2+很稳定，有利于Fe（OH）2的制备。
2．苯层的液封极大地抑制了氢氧化亚铁向氢氧化铁转化，使在H2的氛围中生成的Fe（OH）2与空气隔绝，白色的Fe（OH）2可以长时间保存。

氢氧化亚铁的制备与氧化实验的改进（Ⅱ）
一、实验装置（如图所示）

A、B具支试管 F二氧化锰
a、b长颈漏斗 稀硫酸（8mol·L－1）
c、d自由夹 氢氧化钠（8mol·L－1）
E铁粉 双氧水（30%）

二、实验操作及现象
1.分别在A、B中各装入约1 g的铁粉和2 g的二氧化锰，并按图连接装置固定在铁架台上。
2.关闭c以及d，经a加入3 mL稀硫酸，可见铁粉与稀硫酸反应放出气泡，铁反应完得淡绿色溶液（漏斗颈口此时还未液封）。
3．打开d，经a加入约5 mL氢氧化钠溶液，有少量白色沉淀生成，改从a加入约3 mL稀硫酸，沉淀消失。再从a加入适量氢氧化钠溶液，又见白色沉淀生成，待有较多沉淀生成时，停止加入氢氧化钠溶液，观察漏斗颈口沉淀是否溶解。
4．打开c和d，经b加入适量双氧水，观察到B管中产生大量气泡，A管中沉淀逐渐由白色变灰，变暗，最后变为红褐色沉淀。
5．关闭c，从a再次加入约10 mL稀硫酸，可见沉淀逐渐溶解，溶液呈淡黄色。
三、实验特点及说明
1．该实验的氢氧化亚铁在氢气环境中能较长时间保持本色，便于学生观察。同时直接通入氧气对氢氧化亚铁进行氧化，可使学生在较短时间内观察到氧化过程中的颜色变化。
2．实验的操作简单易控，现象明显，可依次演示铁的两种氢氧化物的生成溶解等实验，便于边演示边讲解。
3．值得注意的是，在上述操作中，每次经漏斗a加入的溶液，约以适量为宜，否则，在试管容积有限的情况下，后续实验无法进行。

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