1、第三章 铁 金属材料一、铁的性质（一）物理性质： 色光泽，密度大，熔沸点 ，有良好的 性， 性（不如铜和铝）和 性，能被 吸引（二）化学性质：1、与非金属反应：（1）铁在氧气中燃烧： （2）铁与氯气的反应： （3）铁与硫反应： 2、与稀盐酸反应： 3、铁与盐溶液的反应：（1）铁与硫酸铜溶液反应： （2）铁与氯化铁溶液反应： 4、铁与水蒸气的反应： 二、铁的重要化合物（一）铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式俗名铁元素化合价颜色、状态溶解性类别稳定性不稳定：FeO+O2与盐酸反应 氧化性高温时，均可与C、CO、H2等还原剂反应，被还原为 用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 色颜
2、料，赤铁矿（主要成分是 ）是炼铁原料（二）铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜色、状态溶解性与硫酸反应稳定性不稳定，在空气中易被氧化（ 色灰 色 色）： 不稳定（较Fe(OH)2稳定），受热易分解： 制备Fe2+OH-= Fe2+NH3H2O= Fe3+OH-= Fe3+NH3H2O= 转化 （三）铁盐和亚铁盐亚铁盐铁盐常见的铁盐FeCl2、 （绿矾）FeCl3、Fe2(SO4)3颜色Fe2+ 色Fe3+ 色与碱反应（可用来证明溶液中是否存在Fe2+和Fe3+）Fe2+Fe(OH)2 色 色 色Fe3+Fe(OH)3生成 色沉淀显色反应（可用来证明溶液中是否存在Fe2+和Fe3+）Fe2
3、+不变红 色溶液Fe3+Fe(SCN)3(红色 )还原性与氧化性还原性： Fe2+Cl2= Fe2+遇到酸性KMnO4，会使其 氧化性： Fe+ Fe3+= 、Fe3+ Cu= Fe3+遇淀粉KI试纸变 ：Fe3+ I-=相互转化还原剂（Fe、Cu）Fe3+ Fe2+氧化剂（Cl2、HNO3、KMnO4等）注：1、离子共存：Fe2+与NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)、Cl2不共存；Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-不共存 2、Fe2+盐溶液的保存：加少量 ，防止Fe2+被氧化三、合金（一）定义：合金是由两种或两种以上的金属（或 与 ）熔合而成的具有金属特性的物质（二）成分
4、：一种 为主，另一种或几种是 或 （三）特性： （1）合金的硬度一般比各成分金属的 （2）合金的熔点一般比各成分金属的 （3）合金的物理、化学及机械性能一般优于各成分金属注：1、合金是 （填“纯净物”或“混合物”） 2、 被称为“冶金工业的维生素”（四）铁合金1、铁碳合金：分类：含碳量为 ，为钢；含碳量为 ，为生铁。2、钢用量最大、用途最广的合金是 。根据化学成分，钢分为两大类： 和 1、碳素钢：铁与碳的合金碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢含碳量2、合金钢：也叫 ，在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而具有特殊性能例：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是 和 。四
5、、铝和铝合金（一）铝的性质1、物理性质：铝是地壳中含量 的金属。 色，有金属光泽的固体，熔点较低，硬度较小，是电和热的良导体。常温下在空气中常被氧化成致密的 ，这层膜起到保护内部金属Al（熔点660）的作用，所以活泼的Al可以在空气中稳定存在。2、化学性质：（1）与非金属反应：与氧气反应： 与氯气反应： （2）与盐酸反应： （3）与氢氧化钠反应： （4）与氧化铁反应（即铝热反应）： 3、铝合金的用途铝合金：向铝中加入少量法合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成 。铝合金是目前用途广泛的合金之一。硬铝是一种铝合金，密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造 和 的理想材料
6、。（二）氧化铝的性质1、物理性质： 色固体， 溶于水，熔点高（2050），很坚固。天然的氧化铝俗名叫 ，若刚玉中混入了微量的铬，就成了 宝石，若混入了微量的钛或铁，就成了 宝石。2、化学性质：两性氧化物：既能与 反应生成盐和水，又能与 反应生成盐和水的氧化物与盐酸反应： 与氢氧化钠反应： 注：铝制餐具不宜用来 或长时间存放 性或 性食物（三）氢氧化铝的性质1、物理性质： 色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素2、化学性质：两性氢氧化物：既能与 反应，又能与 反应生成盐和水的氢氧化物与酸反应： 与氢氧化钠溶液反应： 加热分解： 3、制备：铝盐溶液与氨水反应制取： 4、用途：Al
7、(OH)3（胃舒平的主要成分）常用于治疗 Al(OH)3胶体具有吸附性，能和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，并能吸附色素，因此可以作 和 五、新型合金（一）储氢合金1、定义：是一类能够大量吸收 ，并与 结合成金属氢化物的材料。2、要求：储氢量大，金属氢化物既 ，稍稍加热又 ，室温下吸、放氢的速率 。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等（二）其他新型合金钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于 、生物工程和电子工业等领域第三章 铁 金属材料一、铁的性质（一）物理性质： 银白 色光泽，密度大，熔沸点 高 ，有良好的延展 性， 导电 性（不如铜和铝）和 导热 性，能被 磁体 吸引（二）化
8、学性质：1、与非金属反应：（1）铁在氧气中燃烧： 3Fe+2O2Fe3O4 （2）铁与氯气的反应： 2Fe+3Cl22FeCl3 （3）铁与硫反应： Fe+SFeS 2、与稀盐酸反应： Fe+2H+=Fe2+H2 3、铁与盐溶液的反应：（1）铁与硫酸铜溶液反应： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+Cu2+=Fe2+Cu （2）铁与氯化铁溶液反应： Fe+2FeCl3=3FeCl2 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4、铁与水蒸气的反应： 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 二、铁的重要化合物（一）铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4（可理解为FeO
9、Fe2O3）俗名无铁红磁性氧化铁铁元素化合价+2+3+2（1个）、+3（2个）颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物稳定性不稳定：6FeO+O22Fe3O4稳定稳定与非氧化性酸反应FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O 氧化性高温时，均可与C、CO、H2等还原剂反应，被还原为Fe用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁原料（二）铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体溶
10、解性不溶与酸反应Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O稳定性不稳定，在空气中易被氧化（白色灰绿色红褐色）：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3不稳定（较Fe(OH)2稳定），受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制备Fe2+2OH-=Fe(OH)2Fe2+2NH3H2O=Fe(OH)2+2NH4+Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+转化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（三）铁盐和亚铁盐亚铁盐铁盐常见的铁盐FeCl2、FeSO47H2O（绿矾
11、）FeCl3、Fe2(SO4)3颜色Fe2+浅绿色Fe3+棕黄色与碱反应（可用来证明溶液中是否存在Fe2+和Fe3+）Fe2+Fe(OH)2白色灰绿色红褐色Fe3+Fe(OH)3生成红褐色沉淀显色反应（可用来证明溶液中是否存在Fe2+和Fe3+）Fe2+不变红红色溶液Fe3+Fe(SCN)3(红色溶液)还原性与氧化性还原性： 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe2+遇到酸性KMnO4，会使其紫色褪去氧化性： Fe+2Fe3+=3Fe2+、2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+Fe3+遇淀粉KI试纸变蓝：2Fe3+2I-=2Fe2+I2相互转化还原剂（Fe、Cu）Fe3+ Fe2+氧化剂（Cl2
12、、HNO3、KMnO4等）注：1、离子共存：Fe2+与NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)、Cl2不共存；Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-不共存 2、Fe2+盐溶液的保存：加少量 铁粉 ，防止Fe2+被氧化三、合金（一）定义：合金是由两种或两种以上的金属（或 金属 与 非金属 ）熔合而成的具有金属特性的物质（二）成分：一种 金属 为主，另一种或几种是 金属 或 非金属 （三）特性： （1）合金的硬度一般比各成分金属的 大 （2）合金的熔点一般比各成分金属的 低 （3）合金的物理、化学及机械性能一般优于各成分金属注：1、合金是 混合物 （填“纯净物”或“混合物”） 2、 稀土
13、元素 被称为“冶金工业的维生素”（四）铁合金1、铁碳合金：分类：含碳量为 0.03%-2% ，为钢；含碳量为2%-4.3% ，为生铁。2、钢用量最大、用途最广的合金是 钢 。根据化学成分，钢分为两大类： 碳素钢 和合金钢 1、碳素钢：铁与碳的合金碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢含碳量0.6%2、合金钢：也叫 特种钢 ，在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而具有特殊性能例：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是 铬 和 镍 。四、铝和铝合金（一）铝的性质1、物理性质：铝是地壳中含量最多 的金属。 银白 色，有金属光泽的固体，熔点较低，硬度较小，是电和热的良导体。常温下
14、在空气中常被氧化成致密的 氧化膜 ，这层膜起到保护内部金属Al（熔点660）的作用，所以活泼的Al可以在空气中稳定存在。2、化学性质：（1）与非金属反应：与氧气反应： 4Al+3O22Al2O3 与氯气反应： 2Al+3Cl22AlCl3 （2）与盐酸反应： 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H2 （3）与氢氧化钠反应： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H2 （4）与氧化铁反应（即铝热反应）： 2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 3、铝合金的用途铝合金：向铝中加入少量法合金元素，如Cu、Mg
15、、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成 铝合金 。铝合金是目前用途广泛的合金之一。硬铝是一种铝合金，密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造 飞机 和 宇宙飞船 的理想材料。（二）氧化铝的性质1、物理性质： 白 色固体， 难 溶于水，熔点高（2050），很坚固。天然的氧化铝俗名叫 刚玉 ，若刚玉中混入了微量的铬，就成了 红 宝石，若混入了微量的钛或铁，就成了 蓝 宝石。2、化学性质：两性氧化物：既能与 酸 反应生成盐和水，又能与 碱 反应生成盐和水的氧化物与盐酸反应： Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 与氢氧化钠反应： Al2O3+2Na
16、OH=2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 注：铝制餐具不宜用来蒸煮 或长时间存放 酸 性或 碱 性食物（三）氢氧化铝的性质1、物理性质： 白 色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素2、化学性质：两性氢氧化物：既能与 酸 反应，又能与 碱 反应生成盐和水的氢氧化物与酸反应： Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 与氢氧化钠溶液反应： Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 加热分解： 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 3、制备：铝盐溶液与氨水反应制取： 3NH3H2O+Al3+=Al(OH) 3+3NH4+ 4、用途：Al(OH)3（胃舒平的主要成分）常用于治疗 胃酸过多 Al(OH)3胶体具有吸附性，能和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，并能吸附色素，因此可以作 净水剂 和 色素吸附剂 五、新型合金（一）储氢合金1、定义：是一类能够大量吸收 H2 ，并与 H2 结合成金属氢化物的材料。2、要求：储氢量大，金属氢化物既 容易形成 ，稍稍加热又容易分解 ，室温下吸、放氢的速率 快 。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等（二）其他新型合金钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于 航空航天 、生物工程和电子工业等领域
