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1、金属元素及其化合物第1页,此课件共29页哦w按在地壳中的储量和分布情况,分为常见金属如铁、铜、铝、锌等和稀有金属如锆、按在地壳中的储量和分布情况,分为常见金属如铁、铜、铝、锌等和稀有金属如锆、铪、铌、钽等。铪、铌、钽等。w3.3.金属性质概述金属性质概述w物理性质物理性质w状态:通常情况下,除汞外,其他金属都呈固态。状态:通常情况下,除汞外,其他金属都呈固态。w金属光泽:多数金属具有金属光泽。金属光泽:多数金属具有金属光泽。w导电、导热性:由于金属晶体中存在自由电子,使金属易导电、导热。导电、导热性:由于金属晶体中存在自由电子,使金属易导电、导热。w延展性:可压成薄片,也可抽成细丝。延展性:可
2、压成薄片,也可抽成细丝。w熔点及硬度:由金属晶体中金属阳离子和自由电子的作用决定。熔点最高的熔点及硬度:由金属晶体中金属阳离子和自由电子的作用决定。熔点最高的是钨(是钨(34133413),最低的是汞(),最低的是汞(-39-39 )w化学通性化学通性w与非金属单质反应与非金属单质反应wa.a.大多数金属都能与大多数非金属在常温或加热的条件下直接化合形成化合物。例大多数金属都能与大多数非金属在常温或加热的条件下直接化合形成化合物。例如:如:第2页,此课件共29页哦wb.b.从金属元素在化合物中的价态表现来看,金属元素总是显正价,非金属元素总是显负从金属元素在化合物中的价态表现来看,金属元素总是
3、显正价,非金属元素总是显负价;相同的金属与不同的非金属化合时,金属元素的化合价也不尽相同,例如:价;相同的金属与不同的非金属化合时,金属元素的化合价也不尽相同,例如:2Mg2MgO O2 22MgO2MgO+2Mg2MgClCl2 2MgClMgCl2 2+2Al2Al3Cl3Cl2 22AlCl2AlCl3 3+2Al2Al3S3SAlAl2 2S S3 3+wc.c.从反应条件对生成物的影响来看,相同的金属与相同的非金属化合时,反应从反应条件对生成物的影响来看,相同的金属与相同的非金属化合时,反应条件对生成物的类型有一定的影响。例如:条件对生成物的类型有一定的影响。例如:MgMgS SMg
4、SMgS+2Mg2MgClCl2 2MgClMgCl2 2+2+2+2+22Mg2MgI I2 2MgIMgI2 2+2+22Fe2Fe3Cl3Cl2 22FeCl2FeCl3 3+点燃点燃+3+3FeFeS SFeSFeS+2+22Fe2FeI I2 2FeIFeI2 2+2+24Na4NaO O2 22Na2Na2 2O O+2Na2NaO O2 2NaNa2 2O O2 2+第3页,此课件共29页哦w与水反应与水反应w在金属活动性顺序中位于氢以前的金属与水反应,生成氢氧化物或金属氧化物在金属活动性顺序中位于氢以前的金属与水反应,生成氢氧化物或金属氧化物和氢气。和氢气。wa.Ka.K、Ca
5、Ca、NaNa等金属和冷水作用,生成可溶性碱和等金属和冷水作用,生成可溶性碱和H H2 2。2K2K2H2H2 2O O2KOH2KOH+H H2 2+wb.Mgb.Mg与冷水反应慢,与沸水反应快;与冷水反应慢,与沸水反应快;AlAl与冷水很难反应,与沸水能反应,生成不溶与冷水很难反应,与沸水能反应,生成不溶性碱和性碱和H H2 2。MgMg2H2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2+H H2 2+wc.Znc.Zn、FeFe、SnSn、PbPb和高温水蒸汽反应,生成不溶性氧化物和和高温水蒸汽反应,生成不溶性氧化物和H H2 2。ZnZnH H2 2O(g)O(g)ZnOZnO+H H
6、2 2+高温高温3Fe3Fe4H4H2 2O(g)O(g)FeFe3 3O O4 4+4H4H2 2+高温高温wd.Cud.Cu、HgHg、AgAg、PtPt、AuAu不与水作用不与水作用。第4页,此课件共29页哦K Ca Na MgK Ca Na MgAlAlZn Fe Sn PbZn Fe Sn PbCu Hg Ag Pt AuCu Hg Ag Pt Au常温能与水反应常温能与水反应加热时能与水反加热时能与水反应应高温条件下能与高温条件下能与水蒸汽反应水蒸汽反应不与水反应不与水反应w与酸反应与酸反应w在金属活动性顺序中位于氢前的金属与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)作用,在金属活动性顺序中位于
7、氢前的金属与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)作用,发生置换反应,生成盐和氢气;与氧化性酸(如硝酸、浓硫酸)反应不放出发生置换反应,生成盐和氢气;与氧化性酸(如硝酸、浓硫酸)反应不放出氢气。大多数金属在加热条件下能与浓硫酸发生反应,如:氢气。大多数金属在加热条件下能与浓硫酸发生反应,如:CuCu2H2H2 2SOSO4 4(浓浓)CuSOCuSO4 4+SOSO2 2+2H2H2 2O O+w除个别金属如除个别金属如AuAu、PtPt外的几乎所有金属在常温下都能与硝酸反应,例如:外的几乎所有金属在常温下都能与硝酸反应,例如:CuCu4HNO4HNO3 3(浓浓)Cu(NOCu(NO3 3)2 2+2
8、NO2NO2 2+2H2H2 2O O+3Cu3Cu8HNO8HNO3 3(稀稀)3Cu(NO3Cu(NO3 3)2 2+2NO2NO+4H4H2 2O O+第5页,此课件共29页哦w与某些盐溶液反应与某些盐溶液反应w通常,在金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置通常,在金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,如将铁放入硫酸铜溶液中:换出来,如将铁放入硫酸铜溶液中:w极活泼金属极活泼金属K K、CaCa、NaNa加入盐溶液时,金属先于水反应,例如钠放入硫酸铜溶液中:加入盐溶液时,金属先于水反应,例如钠放入硫酸铜溶液中:2Na2Na2H2
9、H2 2O O2NaOH2NaOH+H H2 2+2NaOH2NaOHCuSOCuSO4 4Cu(OH)Cu(OH)2 2+NaNa2 2SOSO4 4+w较活泼金属较活泼金属MgMg、AlAl、ZnZn等与易水解的强酸强碱盐溶液之间的反应,是水解和置换反应等与易水解的强酸强碱盐溶液之间的反应,是水解和置换反应同时存在。例如在氯化铵溶液中撒入镁粉,由于氯化铵中的同时存在。例如在氯化铵溶液中撒入镁粉,由于氯化铵中的NHNH4 4+水解,使溶液呈酸性,水解,使溶液呈酸性,镁粉不断与溶液中的镁粉不断与溶液中的H+H+反应放出氢气,反应放出氢气,NHNH4 4+水解的平衡右移,氨气浓度越来越大,水解的
10、平衡右移,氨气浓度越来越大,最后有刺激性气味气体的氨气放出。反应的方程式是:最后有刺激性气味气体的氨气放出。反应的方程式是:NHNH4 4+H H2 2O ONHNH3 3H H2 2O O+H H+MgMg2H2H+MgMg2+2+H H2 2+NHNH4 4+MgMgNHNH3 3+MgMg2+2+H H2 2+第6页,此课件共29页哦w4.4.金属的重要化合物金属的重要化合物w氧化物氧化物w举例常见的碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、过氧化物。举例常见的碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、过氧化物。w过氧化物是金属阳离子与过氧根离子结合成的化合物。过氧化物是金属阳离子与过氧根离子结合成
11、的化合物。w氢氧化物氢氧化物w金属对应的氢氧化物通常是碱,极少数为两性。金属对应的氢氧化物通常是碱,极少数为两性。w极活泼金属的氢氧化物能溶于水,性质稳定,很难分解,如氢氧化钠、氢氧化钙;较活极活泼金属的氢氧化物能溶于水,性质稳定,很难分解,如氢氧化钠、氢氧化钙;较活泼金属与不活泼金属的氢氧化物,一般都难溶于水,可以在加热条件下分解生成相应价泼金属与不活泼金属的氢氧化物,一般都难溶于水,可以在加热条件下分解生成相应价态金属的氧化物和水,如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁。态金属的氧化物和水,如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁。w金属对应最高价氢氧化物的碱性强弱可以作为判断金属元素金属性强弱的一个重要依
12、据。金属对应最高价氢氧化物的碱性强弱可以作为判断金属元素金属性强弱的一个重要依据。w金属盐金属盐第7页,此课件共29页哦w5.5.金属与酸反应定性规律金属与酸反应定性规律wKPbKPb能和非氧化性酸如盐酸、硫酸等发生置换反应。能和非氧化性酸如盐酸、硫酸等发生置换反应。wKPbKPb能和氧化性酸如硝酸、浓硫酸等发生氧化还原反应,但不生成氢气。能和氧化性酸如硝酸、浓硫酸等发生氧化还原反应,但不生成氢气。wAlAl、FeFe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。wCuAgCuAg和氧化性酸发生氧化还原反应,但不生成氢气。和氧化性酸发生氧化还原反应,但不生成氢气。wP
13、tAuPtAu只能和强氧化性混酸(王水)发生氧化还原反应。只能和强氧化性混酸(王水)发生氧化还原反应。第8页,此课件共29页哦w1.1.钠单质钠单质w物理性质物理性质w银白色金属光泽;质软;熔沸点低;密度为银白色金属光泽;质软;熔沸点低;密度为0.97g/cm0.97g/cm3 3,比煤油大,比水小;,比煤油大,比水小;导电导热性能良好。导电导热性能良好。w化学性质化学性质wNaNa原子最外层有原子最外层有1 1个电子,在反应中钠极易失去电子变为钠离子,所以钠的个电子,在反应中钠极易失去电子变为钠离子,所以钠的化学性质很活泼,具有强还原性。化学性质很活泼,具有强还原性。w与非金属反应与非金属反
14、应wa.a.与氧气反应与氧气反应w常温下,能与空气中的氧气反应,使钠表面变暗。常温下,能与空气中的氧气反应,使钠表面变暗。第二节第二节 钠及其化合物钠及其化合物4Na4NaO O2 22Na2Na2 2O O+w在空气或氧气中加热,生成淡黄色固体。在空气或氧气中加热,生成淡黄色固体。2Na2NaO O2 2NaNa2 2O O2 2+第9页,此课件共29页哦wb.b.与硫反应与硫反应(研磨易爆炸研磨易爆炸)2Na2NaS SNaNa2 2S S+wc.c.与卤素反应与卤素反应2Na2NaClCl2 22NaCl2NaCl+点燃点燃w与水反应与水反应w与水剧烈反应,放出氢气并生成氢氧化钠,水中加
15、酚酞,溶液呈红色。与水剧烈反应,放出氢气并生成氢氧化钠,水中加酚酞,溶液呈红色。2Na2Na2H2H2 2O O2NaOH2NaOH+H H2 2+w实验现象:浮、熔、游、响、红实验现象:浮、熔、游、响、红w提问:上述五字怎么解释?各体现钠的什么性质?提问:上述五字怎么解释?各体现钠的什么性质?w练习:练习:w一定温度下,向饱和氢氧化钠溶液中投入一小块金属钠,充分反应后恢复到原来温一定温度下,向饱和氢氧化钠溶液中投入一小块金属钠,充分反应后恢复到原来温度。判断下列叙述是否合理:度。判断下列叙述是否合理:wNaOHNaOH溶液浓度增大,并放出氢气;溶液中溶液浓度增大,并放出氢气;溶液中NaOHN
16、aOH的质量分数不变,有氢气放出;溶的质量分数不变,有氢气放出;溶液的总质量减少,有氢气放出;钠浮于液面,到处游动,发出嘶嘶的响声。液的总质量减少,有氢气放出;钠浮于液面,到处游动,发出嘶嘶的响声。第10页,此课件共29页哦w与酸反应与酸反应w钠与酸反应,实质上是与酸电离出的钠与酸反应,实质上是与酸电离出的H+H+反应,所以比与水反应更剧烈。反应,所以比与水反应更剧烈。2Na2Na2HCl2HCl2NaCl2NaCl+H H2 2+w与某些盐溶液反应与某些盐溶液反应w钠与盐溶液反应,实质上是与水反应生成的氢氧化钠与盐发生反应。钠与盐溶液反应,实质上是与水反应生成的氢氧化钠与盐发生反应。w写出钠
17、和硫酸铜溶液反应的化学方程式写出钠和硫酸铜溶液反应的化学方程式w钠的保存、制取及用途钠的保存、制取及用途w金属钠要保存于煤油中(为什么)金属钠要保存于煤油中(为什么)w实验室电解熔融氯化钠制取钠。写出化学方程式:实验室电解熔融氯化钠制取钠。写出化学方程式:w用途:工业上用钠做还原剂冶炼金属,如用途:工业上用钠做还原剂冶炼金属,如4Na4NaTiClTiCl4 4TiTi+4NaCl4NaCl+wNa-KNa-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。w用钠制作高压钠灯。用钠制作高压钠灯。第11页,此课件共29页哦w2.2.钠的氧化物钠的氧化物氧化钠氧化钠NaNa
18、2 2O O过氧化钠过氧化钠NaNa2 2O O2 2颜色、状态颜色、状态白色固体白色固体淡黄色固体淡黄色固体物质类别物质类别离子化合物、碱性氧化物离子化合物、碱性氧化物离子化合物、过氧化物离子化合物、过氧化物电子式电子式化学键类型化学键类型仅含有离子键仅含有离子键离子键、非极性共价键离子键、非极性共价键生成条件生成条件常温下常温下加热或点燃加热或点燃氧的价态氧的价态氧化还原性氧化还原性转变关系转变关系与水反应与水反应与与COCO2 2反应反应与盐酸反应与盐酸反应用途用途-氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂剂保存保存隔绝空气,密封保存隔绝空气,密封保存隔绝空气,远离易燃
19、物,密封隔绝空气,远离易燃物,密封第12页,此课件共29页哦w练习:练习:w1.1.已知已知a a是一种金属单质,是一种金属单质,b b显淡黄色,其转化关系如图所示显淡黄色,其转化关系如图所示a ab bc cd dO O2 2COCO2 2COCO2 2H H2 2O Ow各为什么?判断:各为什么?判断:c c溶液呈碱性;溶液呈碱性;c c与澄清石灰水反应产生白色沉淀;与澄清石灰水反应产生白色沉淀;c c与足与足量盐酸反应放出气体;量盐酸反应放出气体;c c受热易分解受热易分解w2.2.有五种溶液分别含有有五种溶液分别含有NONO3 3-、HCOHCO3 3-、SOSO3 32-2-、COC
20、O3 32-2-、SOSO4 42-2-五种离子中的各一种,向其中五种离子中的各一种,向其中加入少量的加入少量的NaNa2 2O O2 2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积变化)固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(忽略溶液体积变化)w3.3.下列判断正确的是下列判断正确的是w可用水来确定某可用水来确定某NaNa2 2O O粉末中是否含有粉末中是否含有NaNa2 2O O2 2w可用二氧化碳来确定某可用二氧化碳来确定某NaNa2 2O O粉末中是否含有粉末中是否含有NaNa2 2O O2 2w可用在空气中加热的方法除去可用在空气中加热的方法除去NaNa2 2O O中的中的N
21、aNa2 2O O2 2w将足量的将足量的NaNa2 2O O和和NaNa2 2O O2 2分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色第13页,此课件共29页哦w3.3.钠的氢氧化物钠的氢氧化物w电子式为电子式为 ,属于离子化合物,形成离子晶体。,属于离子化合物,形成离子晶体。w物理性质物理性质w俗名烧碱、火碱、苛性钠,白色固体,易吸水潮解,易溶于水并放热。不能直俗名烧碱、火碱、苛性钠,白色固体,易吸水潮解,易溶于水并放热。不能直接放在托盘上、纸上,应置于小烧杯或称量瓶中称取。接放在托盘上、纸上,应置于小烧杯或称量瓶中称取。w化学性质化学性质w常用一元强碱,具有碱
22、的通性。常用一元强碱,具有碱的通性。wNaOHNaOH溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂或试纸变色。溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂或试纸变色。w与酸和酚发生中和反应,如盐酸、苯酚等。与酸和酚发生中和反应,如盐酸、苯酚等。w与酸酐发生反应,如与酸酐发生反应,如SOSO2 2、COCO2 2、SiOSiO2 2、SOSO3 3、P P2 2O O5 5等。等。w写出二氧化碳(少、过)与氢氧化钠反应的化学方程式写出二氧化碳(少、过)与氢氧化钠反应的化学方程式第14页,此课件共29页哦w与某些金属单质发生反应,如铝与某些金属单质发生反应,如铝w与某些非金属单质发生反应,如与某些非金属单质发生反应,如C
23、lCl2 2、S S、SiSi等。等。w与两性氧化物、两性氢氧化物发生反应,如与两性氧化物、两性氢氧化物发生反应,如AlAl2 2O O3 3、ZnOZnO、氢氧化铝、氢氧化锌、氢氧化铝、氢氧化锌等。等。w与某些盐类发生复分解反应,如含与某些盐类发生复分解反应,如含FeFe3+3+、CuCu2+2+、NHNH4 4+、AgAg+、MgMg2+2+、AlAl3+3+、FeFe2+2+、ZnZn2+2+、HCOHCO3 3-、HSOHSO3 3-、HSHS-、H H2 2POPO4 4-、HPOHPO4 42-2-等的盐。等的盐。w提供碱性环境发生有机反应,如卤代烃的水解反应和消去反应,酯类的水解
24、反应,油提供碱性环境发生有机反应,如卤代烃的水解反应和消去反应,酯类的水解反应,油脂的皂化反应等。脂的皂化反应等。w制取制取wa.a.电解饱和食盐水电解饱和食盐水2NaCl2NaCl2H2H2 2O O2NaOH2NaOH+H H2 2+通电通电ClCl2 2+第15页,此课件共29页哦wb.b.由氢氧化钙和碳酸钠反应制取由氢氧化钙和碳酸钠反应制取w保存保存w密封在塑料瓶中,短时间内可保存在玻璃瓶中,但只能用橡皮塞,为什么不能用玻璃塞密封在塑料瓶中,短时间内可保存在玻璃瓶中,但只能用橡皮塞,为什么不能用玻璃塞?w4.4.钠置于空气中钠置于空气中w某同学将一小块金属钠置于空气中,观察到下列现象某
25、同学将一小块金属钠置于空气中,观察到下列现象变灰暗变灰暗银白色银白色变白色变白色出现液滴出现液滴白色固白色固体体w分析过程,写出反应方程式分析过程,写出反应方程式w过氧化钠置于空气中首先与那种物质发生反应?为什么过氧化钠置于空气中首先与那种物质发生反应?为什么第16页,此课件共29页哦碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠俗名俗名纯碱、苏打纯碱、苏打小苏打小苏打化学式化学式色态色态白色粉末白色粉末白色细小晶体白色细小晶体溶解性(水)溶解性(水)易溶易溶可溶可溶热稳定性热稳定性加热不分解加热不分解加热可分解加热可分解与与NaOHNaOH反应反应不反应不反应与澄清石灰水反应与澄清石灰水反应与与COCO2 2
26、反应反应不反应不反应与同浓度盐酸反应与同浓度盐酸反应产生二氧化碳较慢产生二氧化碳较慢产生二氧化碳快产生二氧化碳快与与CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液反应溶液反应产生白色沉淀产生白色沉淀不反应不反应用途用途玻璃、肥皂、纺织、造纸;洗涤剂玻璃、肥皂、纺织、造纸;洗涤剂发酵剂、灭火剂、医用发酵剂、灭火剂、医用与酸互滴与酸互滴顺序不同,现象不同顺序不同,现象不同顺序不同,现象相同顺序不同,现象相同相互转化相互转化工业制法工业制法用用NaClNaCl、COCO2 2、NHNH3 3、H H2 2O O作原料先制备出碳酸氢钠,再将碳酸氢钠加热作原料先制备出碳酸氢钠,再将碳酸氢钠加热分解
27、即得碳酸钠分解即得碳酸钠w5.5.常见钠盐常见钠盐第17页,此课件共29页哦w1.1.镁、铝单质镁、铝单质w物理性质物理性质w均为银白色金属;质软;镁导电导热性延展性较好,铝导电导热性延展性很好。均为银白色金属;质软;镁导电导热性延展性较好,铝导电导热性延展性很好。w画出镁和铝的原子结构示意图画出镁和铝的原子结构示意图w化学性质化学性质wMgMg、AlAl原子最外层分别有原子最外层分别有2 2、3 3个电子,在反应中易失去最外层电子变为阳离个电子,在反应中易失去最外层电子变为阳离子,表现还原性。铝原子比镁原子半径小,原子核对最外层电子吸引力大,子,表现还原性。铝原子比镁原子半径小,原子核对最外
28、层电子吸引力大,所以铝活性不如镁。镁和铝都能与非金属、酸、某些氧化物等起反应,铝所以铝活性不如镁。镁和铝都能与非金属、酸、某些氧化物等起反应,铝还可以跟还可以跟强碱强碱溶液反应。溶液反应。w与非金属反应与非金属反应第三节第三节 镁铝及其化合物镁铝及其化合物2Mg2MgO O2 22MgO2MgO+点燃点燃4Al4Al3O3O2 22Al2Al2 2O O3 3+点燃点燃MgMgClCl2 2MgClMgCl2 2+点燃点燃2Al2Al3Cl3Cl2 22AlCl2AlCl3 3+点燃点燃MgMgS SMgSMgS+2Al2Al3S3S2Al2Al2 2S S3 3+3Mg3MgN N2 2Mg
29、Mg3 3N N2 2+点燃点燃第18页,此课件共29页哦w在常温下,镁和铝都能与空气中的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物在常温下,镁和铝都能与空气中的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀性。所以镁和铝都有抗腐蚀性。w由于铝离子和硫离子在水溶液中会发生双水解反应,因此通常利用由于铝离子和硫离子在水溶液中会发生双水解反应,因此通常利用AlAl和和S S的化合反应的化合反应制备三硫化二铝。制备三硫化二铝。w铝、镁与酸反应铝、镁与酸反应MgMg2HC
30、l2HClMgClMgCl2 2+H H2 2+2Al2Al6HCl6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H3H2 2+w镁、铝跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。镁、铝跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。铝在冷的浓硝酸或浓硫酸中会发生钝化。铝在冷的浓硝酸或浓硫酸中会发生钝化。w镁、铝跟某些氧化物反应镁、铝跟某些氧化物反应2Al2AlFeFe2 2O O3 3AlAl2 2O O3 3+FeFe+高温高温2Mg2MgCOCO2 22MgO2MgO+C C+点燃点燃w在高温下,铝与三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二铬等氧化物都能
31、发生反应,生成氧化在高温下,铝与三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二铬等氧化物都能发生反应,生成氧化铝和另一种金属的单质,这样的化学反应叫做铝热反应。利用铝热反应可以冶炼金属或铝和另一种金属的单质,这样的化学反应叫做铝热反应。利用铝热反应可以冶炼金属或焊接金属。焊接金属。第19页,此课件共29页哦w镁跟水反应镁跟水反应MgMg2H2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2+H H2 2+w镁跟冷水反应非常缓慢,铝跟冷水很难反应。镁跟冷水反应非常缓慢,铝跟冷水很难反应。w铝跟碱反应铝跟碱反应w铝可跟氢氧化钠等强碱的水溶液发生化学反应。铝可跟氢氧化钠等强碱的水溶液发生化学反应。2NaOH2NaOH2
32、H2H2 2O O2NaAlO2NaAlO2 2+3H3H2 2+AlAl+w3.3.工业制备镁和铝的化学反应原理工业制备镁和铝的化学反应原理w电解熔融状态的氯化镁制取镁电解熔融状态的氯化镁制取镁电解熔融状态的氧化铝制取铝电解熔融状态的氧化铝制取铝MgClMgCl2 2(熔融)(熔融)MgMgClCl2 2+通电通电2Al2Al2 2O O3 3(熔融)(熔融)4Al4Al3O3O2 2+通电通电w氧化镁比氯化镁熔点高,故工业制取镁用氯化镁。氯化铝熔点比氧化镁低,但氯化氧化镁比氯化镁熔点高,故工业制取镁用氯化镁。氯化铝熔点比氧化镁低,但氯化铝是共价化合物,在熔融状态不导电,不能被电解,因此用氧
33、化铝。在加热条件下,铝是共价化合物,在熔融状态不导电,不能被电解,因此用氧化铝。在加热条件下,氧化铝易与冰晶石形成熔融混合物,降低了氧化铝的熔化温度。故制取时用氧化铝氧化铝易与冰晶石形成熔融混合物,降低了氧化铝的熔化温度。故制取时用氧化铝和冰晶石的熔融混合物。和冰晶石的熔融混合物。第20页,此课件共29页哦w2.2.镁和铝的氧化物镁和铝的氧化物w物理性质物理性质wMgOMgO和和AlAl2 2O O3 3均为白色固体,属于离子化合物。都难溶于水,熔点高,是很好的耐火均为白色固体,属于离子化合物。都难溶于水,熔点高,是很好的耐火材料。天然材料。天然AlAl2 2O O3 3硬度非常大,俗称刚玉(
34、红宝石、蓝宝石)。硬度非常大,俗称刚玉(红宝石、蓝宝石)。w化学性质化学性质w都难溶于水,不跟水发生反应。氧化镁是碱性氧化物,氧化铝为两性氧化物。都难溶于水,不跟水发生反应。氧化镁是碱性氧化物,氧化铝为两性氧化物。AlAl2 2O O3 36HCl6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H3H2 2O O+AlAl2 2O O3 32NaOH2NaOH2NaAlO2NaAlO2 2+H H2 2O O+w应用应用w氧化铝是冶炼金属铝的主要原料,也可以制造耐火坩埚、耐火管和耐高温实验氧化铝是冶炼金属铝的主要原料,也可以制造耐火坩埚、耐火管和耐高温实验仪器。仪器。w氧化镁可以用于染料、油漆、玻璃、化
35、学试剂、医药、食品添加剂以及用作耐火材料。氧化镁可以用于染料、油漆、玻璃、化学试剂、医药、食品添加剂以及用作耐火材料。第21页,此课件共29页哦w练习:练习:w实验室中,要想使实验室中,要想使AlClAlCl3 3溶液中的溶液中的AlAl3+3+全部沉淀出来,应选用下列试剂中的全部沉淀出来,应选用下列试剂中的w石灰水石灰水 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 硫酸硫酸 氨水氨水w3.3.镁和铝的氢氧化物镁和铝的氢氧化物w氢氧化镁氢氧化镁w白色难溶性固体,其水溶液中氢氧根离子浓度很小,可以使酚酞溶液变成白色难溶性固体,其水溶液中氢氧根离子浓度很小,可以使酚酞溶液变成浅红色。浅红色。Mg(OH)Mg(OH)
36、2 22HCl2HClMgClMgCl2 2+2H2H2 2O O+H H2 2O OMgOMgO+Mg(OH)Mg(OH)2 2w氢氧化铝氢氧化铝w白色胶状物质,难溶于水,具有吸附性。白色胶状物质,难溶于水,具有吸附性。3H3H2 2O OAlAl2 2O O3 3+2Al(OH)2Al(OH)3 3w两性氧化物,可跟酸、碱反应。氢氧化铝可用作胃酸中和剂。两性氧化物,可跟酸、碱反应。氢氧化铝可用作胃酸中和剂。第22页,此课件共29页哦w练习:练习:w判断下列除杂方法判断下列除杂方法w镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过
37、滤、洗涤、干燥w用过量氨水除去用过量氨水除去FeFe3+3+溶液中的少量溶液中的少量AlAl3+3+w氢氧化铝中混有少量氢氧化镁:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤氢氧化铝中混有少量氢氧化镁:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量二氧化碳后过滤液中通入过量二氧化碳后过滤wMgOMgO中混有少量三氧化二铝:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、中混有少量三氧化二铝:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到氧化镁。干燥得到氧化镁。w4.4.硫酸铝钾硫酸铝钾w十二水合硫酸铝钾十二水合硫酸铝钾KAl(SOKAl(SO4 4)2 2HH2 2O,O,俗称明矾,是一种无色晶体,易
38、溶于水。硫酸俗称明矾,是一种无色晶体,易溶于水。硫酸铝钾溶于水,发生水解反应,其水溶液显酸性;水解产生的胶状的氢氧化铝吸附力铝钾溶于水,发生水解反应,其水溶液显酸性;水解产生的胶状的氢氧化铝吸附力很强,可以吸附水中的杂质并形成沉淀,使水澄清。所以明矾常用作净水剂。很强,可以吸附水中的杂质并形成沉淀,使水澄清。所以明矾常用作净水剂。w练习:练习:w氧化还原在生成、生活中具有广泛的用途,下列做法涉及到铝元素的还原性氧化还原在生成、生活中具有广泛的用途,下列做法涉及到铝元素的还原性的是:的是:w明矾净化水;用氢氧化铝治疗胃酸过多;用铝制容器存放浓硫酸;电解熔融氧化铝明矾净化水;用氢氧化铝治疗胃酸过多
39、;用铝制容器存放浓硫酸;电解熔融氧化铝制单质铝。制单质铝。第23页,此课件共29页哦w1.1.铁、铜单质铁、铜单质w物理性质物理性质w铁为银白色,铜为紫红色;导电导热、延展性良好。铁为银白色,铜为紫红色;导电导热、延展性良好。w铁、铜原子结构示意图铁、铜原子结构示意图w化学性质化学性质w铁位于第铁位于第族,常见化合价为族,常见化合价为+2+2、+3+3价。铜常见化合价为价。铜常见化合价为+1+1、+2+2价。价。w铁的还原性比铜强。铁的还原性比铜强。w与非金属反应与非金属反应第四节第四节 铁铜及其化合物铁铜及其化合物2Fe2Fe3Cl3Cl2 22FeCl2FeCl3 3+点燃点燃FeFeS
40、SFeSFeS+2Fe2FeI I2 2FeIFeI2 2+3Fe3Fe2O2O2 2FeFe3 3O O4 4+点燃点燃第24页,此课件共29页哦w跟酸反应跟酸反应w铁既能被非氧化性酸中的氢离子氧化,又能被氧化性酸中的中心元素氧化,而铁既能被非氧化性酸中的氢离子氧化,又能被氧化性酸中的中心元素氧化,而铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。常温下,铁遇到浓硫酸或浓硝酸时会钝铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。常温下,铁遇到浓硫酸或浓硝酸时会钝化。纯净的铁在空气中较耐腐蚀,但常用的钢铁器件较容易被腐蚀化。纯净的铁在空气中较耐腐蚀,但常用的钢铁器件较容易被腐蚀w写出铁与盐酸,铁、铜与浓硫酸在高温下,铁、
41、铜与稀硝酸反应的化学方程式写出铁与盐酸,铁、铜与浓硫酸在高温下,铁、铜与稀硝酸反应的化学方程式CuCuClCl2 2CuClCuCl2 2+点燃点燃2Cu2CuS SCuCu2 2S S+2Cu2CuO O2 22CuO2CuO+第25页,此课件共29页哦w铁铜跟盐溶液反应铁铜跟盐溶液反应w写出铁与三氯化铁、铜与三氯化铁、铁与阴离子、铁与铅离子、铜与汞离子、写出铁与三氯化铁、铜与三氯化铁、铁与阴离子、铁与铅离子、铜与汞离子、铜与银离子反应的方程式铜与银离子反应的方程式w铁与水反应铁与水反应3Fe3Fe4H4H2 2O(g)O(g)FeFe3 3O O4 4+4H4H2 2+高温高温w工业制备工
42、业制备FeFe2 2O O3 33CO3CO3CO3CO2 2+2Fe2Fe+高温高温FeFe3 3O O4 44CO4CO4CO4CO2 2+3Fe3Fe+高温高温CuOCuOCOCOCOCO2 2+CuCu+高温高温第26页,此课件共29页哦w练习:练习:w将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是w稀硫酸稀硫酸 氯水氯水 硝酸锌硝酸锌 氯化铜氯化铜w2.2.铁的氧化物铁的氧化物铁的氧化物铁的氧化物FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4名称名称氧化亚铁氧化亚铁三氧化二铁(铁红)三氧化二铁(铁红)
43、四氧化三铁(磁性氧化铁)四氧化三铁(磁性氧化铁)色态色态黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体价态价态+2+2+3+3+2+2、+3+3水溶性水溶性难溶于水难溶于水稳定性稳定性加热条件被氧化加热条件被氧化稳定稳定稳定稳定与非氧化性酸与非氧化性酸与氧化性酸与氧化性酸与还原性酸与还原性酸与与COCO反应反应与铝的反应与铝的反应制取制取高温熔融,过量的铁与高温熔融,过量的铁与氧气反应氧气反应氢氧化铁的分解氢氧化铁的分解铁在氧气中燃烧铁在氧气中燃烧用途用途-红色油漆、涂料,炼铁红色油漆、涂料,炼铁作磁铁作磁铁第27页,此课件共29页哦w3.3.铁的氢氧化物铁的氢氧化物化学式化学式氢氧化亚
44、铁氢氧化亚铁Fe(OH)Fe(OH)2 2氢氧化铁氢氧化铁Fe(OH)Fe(OH)3 3物理性质物理性质白色絮状沉淀白色絮状沉淀红褐色,难溶于水的固体红褐色,难溶于水的固体化学性质化学性质与非氧化性酸反应:与非氧化性酸反应:与氧化性酸反应:与氧化性酸反应:空气中放置被氧化:空气中放置被氧化:与与HIHI反应:反应:与非还原性酸反应:与非还原性酸反应:受热分解:受热分解:与与HIHI反应:反应:制备制备煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气煮沸煮沸NaOHNaOH溶液,赶走溶解的氧气溶液,赶走溶解的氧气配制配制FeSO4FeSO4溶液,加少量还原铁粉和溶液,加少量还原铁粉和稀硫酸稀
45、硫酸用长滴管将上述氢氧化钠溶液送入用长滴管将上述氢氧化钠溶液送入FeSO4FeSO4溶液液面以下溶液液面以下将氢氧化钠溶液滴入硫酸铁溶液中将氢氧化钠溶液滴入硫酸铁溶液中特征转化特征转化常温下,白色沉淀先变成灰绿色,再变成红褐色。常温下,白色沉淀先变成灰绿色,再变成红褐色。第28页,此课件共29页哦w提问:制取氢氧化亚铁时,为什么要把胶头滴管插到液面以下?提问:制取氢氧化亚铁时,为什么要把胶头滴管插到液面以下?w4.4.氧化铜和氢氧化铜氧化铜和氢氧化铜名称名称氧氧化铜化铜CuOCuO氢氧化铜氢氧化铜Cu(OH)Cu(OH)2 2物理性质物理性质不溶于水的黑色固体不溶于水的黑色固体不溶于水的蓝色固体不溶于水的蓝色固体化学性质化学性质与酸反应:与酸反应:与氢气反应:与氢气反应:与与COCO反应:反应:与酸反应:与酸反应:加热分解:加热分解:与氨水反应:与氨水反应:制法制法氢氧化铜加热分解氢氧化铜加热分解可溶性铜盐与可溶性强碱反应。可溶性铜盐与可溶性强碱反应。Cu(OH)Cu(OH)2 24NH4NH3 3HH2 2O OCu(NHCu(NH3 3)4 4(OH)(OH)2 2+4H4H2 2O O+第29页,此课件共29页哦
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