常见金属单质及其化合物

《常见金属单质及其化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常见金属单质及其化合物（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章第七章 常见金属单质及其化合物常见金属单质及其化合物第一节金属单质1金属的氧化物与氢氧化物2重要金属离子的检验 3第四节 重要的盐4第五节 重金属污染及防治5第六节 用途广泛的金属材料 6第一节第一节 金属单质金属单质三铁（Fe）一钠（Na）二铝（Al） 在常温下，除汞是液体外，其余金属都是固体。 除金、铜、铋等少数金属具有特殊的颜色外，大多 数金属呈银白色。 金属都是不透明的，整块金属具有金属光泽，但当 金属处于粉末状态时，常显不同的颜色。 金属的密度、硬度、熔点等性质的差别很大。大多数金属有延展性，可以被抽成丝或压成薄片， 还可以锻造、冲压、轧制成各种不同的形状。金属一般都是电和热的

2、良导体。一、钠一、钠1.物理性质 钠是银白色的金属，切面有金属光泽， 但在空气中迅速变暗，这是因为金属表面生 成一层氧化物的缘故。钠有良好的导电性、导热性和延展性， 硬度为0.5，密度为0.971 g/cm3，熔点为97.81 ，能在常温下形成液体合金。 一、钠一、钠2.化学性质钠的化学性质非常活泼，能跟许多非金属、水、酸等反应，是一种很强的还原剂。(1)钠与氧的反应。钠的切面变暗，这是因为钠在常温下可被氧化为氧化物。钠的氧化物有氧化钠 和过氧化钠，氧化钠很不稳定，可以继续在空气中 发生变化。一、钠一、钠钠可在空气中燃烧，在纯氧中燃烧更剧 烈，生成黄色的过氧化钠。 一、钠一、钠(2)钠与其他非

3、金属的反应。常温下，钠能与卤素、硫、磷等非金属单质直接化合， 生成离子化合物，反应剧烈，在加热时甚至 发生爆炸 。一、钠一、钠(3)钠与水的反应。钠遇水剧烈反应，产生大量的热，使钠熔化成小球在水面上游动 ，溶液由无色变成红色。二、铝二、铝1.物理性质铝在自然界以化合态的形式存在。主要的铝矿石有矾土(Al2O33H2O)、冰晶 石(Na3AlF6)、明矾石 KAl(SO4)2Al2O33H2O等。在地壳中，铝的含量居第三位，仅次于氧和 硅。二、铝二、铝铝是银白色的轻金属，密度为2.7 g/cm3，熔点为 660。延展性好，可以抽成细丝，制成带材和箔 材。铝的导电、导热性强，在工业上常用做导线、

4、热交换器等。铝在粉末状态仍能保持原有金属光泽，并有一定 的耐腐蚀能力，因而可用铝粉与某些涂料混合制成 银白色的防锈涂料。铝还可以跟许多元素形成合金，因铝合金质轻而 坚韧，它们在汽车、飞机、火箭等制造业以及日常 生活中具有广泛的用途。二、铝二、铝2.化学性质铝的最外电子层上有3个电子，在化学反应 中很容易失去电子而形成+3价的阳离子，因 此，铝具有较强的还原性。在化学反应中， 常用做还原剂。二、铝二、铝(1)与非金属反应。在常温下，铝能够与空气中的氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。实验：用坩埚钳夹一条铝箔，在酒精灯上点燃后立刻伸入盛有氧气的集气瓶中，可以看到，铝箔在氧气中能剧烈燃烧，发出

5、耀眼的白光，并冒白烟。铝的这种性质在军事上常用 做照明弹和燃烧弹的原料。二、铝二、铝(2)与金属氧化物的反应。铝不但能跟空气中的氧气起反应，而且还能夺取某些金属氧化物中的氧 ，把金属还原出来。通常把用铝从金属氧化物中置 换金属的方法称为铝热法。工业上常用铝热法冶炼 难熔的金属、焊接钢轨等。二、铝二、铝(3)与酸的反应。铝可以和盐酸或稀硫酸进行剧烈的反应。(4)与碱的反应。铝可以跟强碱溶液反应，生成偏铝酸盐和氢气。三、铁三、铁1.物理性质纯铁具有银白色的金属光泽，密度为 7.86g/cm3，熔点为1535，有良好的导电性 、导热性和延展性。还能被磁铁吸引，具有 铁磁性，是制造电机必不可少的材料。

6、三、铁三、铁2.化学性质铁原子的最外电子层上有2个电子，在化 学反应中容易失去而成为+2价的阳离子。铁在化学反应中还能再失去次外层上的 一个电子而成为+3价的阳离子。所以，铁在 化合物中通常都显+2价和+3价。三、铁三、铁(1)与非金属的反应。在常温下，铁在干燥的空气里与氧、硫、氯等典型的非金属不起显著的反应 ，因此，工业上可用钢瓶储存干燥的氯气和氧气。 但在高温下，铁能和氧、硫、氯等非金属反应。三、铁三、铁(2)与水的反应。红热的铁跟水蒸气起反应，生成四氧化三铁和氢气。在常温下，铁与水不起反应，但在潮湿空气中，铁在水、氧气、二氧化碳等的共同作用下，易发 生电化学腐蚀而生锈，铁锈的主要成分是F

7、e2O3。三、铁三、铁(3)与酸的反应。铁能与稀酸发生置换反应：(4)与盐溶液的反应。铁也能与某些盐溶液发 生置换反应，置换出较不活泼的金属。第二节第二节 金属的氧化物和氢氧化物金属的氧化物和氢氧化物二铁的 重要化合物一铝的 重要化合物1.氧化铝氧化铝(Al2O3)是一种白色粉末，熔点为 2 050，不溶于水。天然产的无色氧化铝 晶体称为刚玉，其硬度仅次于金刚石；它 耐高温，是一种比较好的耐火材料，常被 用来制成砂轮、研磨纸或研磨石等。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物通常所说的蓝宝石和红宝石就是混有 少量不同氧化物杂质的刚玉，它们不但可 用做装饰品，而且还可用做精密仪器和手 表的轴承。人工

8、高温烧结的氧化铝称为人造刚玉。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物氧化铝不溶于水，但新制的氧化铝能与 酸或碱反应，生成盐和水。因此， Al2O3是 两性氧化物。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物2.氢氧化铝氢氧化铝A1(OH)3是一种白色难溶的 胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又有吸 附色素的性能。氢氧化铝凝胶在医药上也是一种良好 的抗酸药，可用于治疗消化性溃疡病。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物在实验室里，通常用铝盐溶液跟氨水反 应制取Al(OH)3。Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与酸起反 应，又能与强碱溶液起反应。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物Al(OH)3是医用的胃酸中和剂

9、中的一种， 它的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺 激或腐蚀作用，但却可以与酸反应，使胃液 酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。加热时，Al(OH)3分解为氧化铝和水。一、铝的重要化合物一、铝的重要化合物1.氧化物 铁元素可以形成3种氧化物：氧化亚铁(FeO)、氧 化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)。FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气里受热， 就迅速被氧化成Fe3O4。 Fe3O4是一种复杂的化合物，它是具有磁性的黑色 晶体，俗称磁性氧化铁。 Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用做红色 油漆和涂料。赤铁矿(主要成分Fe2O3)是炼铁原料。二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物铁

10、的氧化物都不溶于水，也不与水起反 应。FeO和Fe2O3是碱性氧化物，它们都能与 酸起反应，分别生成亚铁盐和铁盐。 二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物2.氢氧化物铁的氢氧化物有氢氧化亚铁Fe(OH)2和氢氧化 铁Fe(OH)3两种，这两种氢氧化物都可用相应的可 溶性铁盐和碱溶液起反应制得。Fe(OH)2是白色絮状沉淀，在空气中不稳定， 能氧化成红褐色的Fe(OH)3。在氧化过程中，颜色 由白色变成灰绿色，最终变为红褐色。二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，它们 能与酸反应，分别生成亚铁盐和铁盐。Fe(OH)3受热不稳定，易分解。二、铁的重要化合物二

11、、铁的重要化合物第三节第三节 重要金属离子的检验重要金属离子的检验一焰色反应二Fe3+的 检验一、焰色反应一、焰色反应很多金属及其化合物在无色火焰上灼烧 时会产生特殊的颜色，这种现象称为焰色反 应。表7-2是碱金属及其盐的焰色反应现象。一、焰色反应一、焰色反应 烟花制造的原理就是将不同金属的硝酸盐 混入火药中，爆轰过程中发生焰色反应，就 可以看到了缤纷的色彩。 利用焰色反应产生的特殊颜色，除了可以 制造焰火以外，还可以检验金属或金属离子 的存在。二、二、FeFe3+3+的检验的检验1. FeFe3+3+与KSCN溶液反应在两支试管中分别注入2 mL FeCl3溶液和FeCl2 溶液，再分别滴入

12、几滴硫氰化钾(KSCN)溶液。可以看到，Fe3+遇到KSCN溶液变成红色，利用 这一反应可以检验Fe3+的存在。二、二、FeFe3+3+的检验的检验2. FeFe3+3+与NaOH溶液反应在两支试管中分别注入2 mL FeCl3溶液和FeCl2 溶液，再分别注入2 mL NaOH溶液，可以看到，Fe3+与NaOH溶液反应产生红褐色沉 淀，Fe2+与NaOH溶液反应产生白色沉淀，利用这 一反应也可以检验Fe3+的存在。第四节第四节 重要的盐重要的盐三漂白粉一碳酸盐和 碳酸氢钠二铁盐和 亚铁盐四铵盐碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱或苏打，是白 色粉末。含结晶水的碳酸钠(Na2CO310H2O) 为白

13、色晶体，在空气中很容易风化而变成白 色粉末。碳酸氢钠（NaHCO3）俗称小苏打，是 细小的白色晶体。一、碳酸盐和碳酸氢钠一、碳酸盐和碳酸氢钠 Na2CO3比NaHCO3更易溶于水，它们的水 溶液都因水解而呈碱性。 Na2CO3和NaHCO3都能与HCl溶液反应放 出CO2。 NaHCO3与HCl溶液的反应比 Na2CO3与HCl溶液的反应要剧烈。一、碳酸盐和碳酸氢钠一、碳酸盐和碳酸氢钠Na2CO3很稳定，而NaHCO3不稳定，受 热易分解。利用这个反应可区别Na2CO3和NaHCO3 。一、碳酸盐和碳酸氢钠一、碳酸盐和碳酸氢钠1. 硫酸亚铁硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)含有7分子结 晶水，

14、是淡绿色晶体，又称绿矾，易溶于水 。绿矾在潮湿的空气中能逐渐被氧化而变成 黄棕色的碱式硫酸铁，因此绿矾须保存在密 闭容器内。二、铁盐和亚铁盐二、铁盐和亚铁盐绿矾在农业上用做杀菌剂，它也是一种 微量元素肥料，可防治小麦黑穗病和条纹病 等，植物缺铁时叶子发黄。在医药上可作内服药用于治疗缺铁性贫 血，工业上用于制造蓝黑墨水和媒染剂，也 可用于木材的防腐。二、铁盐和亚铁盐二、铁盐和亚铁盐2. 氯化铁氯化铁(FeCl3)是棕黄色固体，吸湿性很 强，易溶于水。在水溶液中易水解而生成红 褐色沉淀。氯化铁在医药上用做止血剂。二、铁盐和亚铁盐二、铁盐和亚铁盐+2价铁的化合物，在较强氧化剂的作用下，会 氧化成+3

15、价铁的化合物。例如，氯化亚铁溶液遇到 氯水时生成氯化铁：+3价铁的化合物，在还原剂的作用下，会被还 原成+2价铁的化合物。例如，氯化铁溶液中加入铁 粉时，生成氯化亚铁：二、铁盐和亚铁盐二、铁盐和亚铁盐漂白粉是一种常见的白色粉状的消毒剂 、杀菌剂，广泛用于杀菌、消毒、食品防腐 保鲜以及各种纺织品印染漂白等。漂白粉是混合物，它的有效成分是次氯 酸钙Ca(ClO)2。漂白粉往往含有Ca(OH)2， CaCl2，Ca(ClO2)2和Cl2等杂质。 三、漂白粉三、漂白粉次氯酸钙与稀酸或空气里的二氧化碳和 水蒸气反应生成具有强氧化性的次氯酸，起 到漂白和杀菌作用。 三、漂白粉三、漂白粉工业上使用漂白粉时要

16、加入少量弱酸， 如醋酸等，或加入少量的稀盐酸。家庭使用 漂白粉不必加酸，因为空气里的二氧化碳溶 在水里也起弱酸的作用。漂白粉应储存于阴凉、通风的库房。远 离火种、热源。库温不超过30，相对湿度 不超过80%。包装要求密封,不可与空气接触 。三、漂白粉三、漂白粉 氨与酸反应的生成物都是由铵离子和酸根离子构 成的离子化合物，这类化合物称为铵盐。 常见的铵盐有氯化铵(NH4Cl)，硫酸铵 (NH4)2SO4，硫酸氢铵(NH4HSO4)，硝酸铵 (NH4NO3),碳酸铵(NH4)2CO3),碳酸氢铵 (NH4HCO3),氟化铵(NH4F),碘化铵(NH4I),溴化铵 (NH4Br)等。 铵盐是离子型化合物，都是白色晶体，易溶于水 ，溶水时吸热。四、铵盐四、铵盐1.铵盐的不稳定性 (1)挥发性酸形成的铵盐分解后生成氨气和相应的酸 ；(2)不稳定的酸形成的铵盐分解后生成氨气与酸的分 解产物；四、铵盐四、铵盐(3)氧化性的酸形成