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1、引言,已经学习过一些金属的知识，对常见金属的性质和用途有了初步的了解。在现代社会，金属在工农业生产、国防和日常生活中，都起着非常重要的作用，因此，需要进一步学习有关金属的知识。,引 言,第六章 重要的金属元素及其化合物,第一节 金属元素概述,第二节 钠,第三节 铝,第四节 铁,第五节 原电池,节目录,第一节 金属元素概述,1.了解金属的通性 2.了解合金的概念,学习目标,金属元素概述,第一节 金属元素概述,金属元素概述,第一节 金属元素概述3,第一节 金属元素概述,在已发现的lOO多种元素中，只有22种非金属元素(包括6种稀有气体元素)，其余90多种都是金属元素，占元素总数的4/5左右。在元素
2、周期表中，从第A族的硼元素至第A的砹元素之间划一条斜线，则周期表的右下角区域(氢除外)都是金属元素。,第一节 金属元素概述4,第一节 金属元素概述,金属的分类,黑色金属和有色金属：,黑色金属通常是指铁、铬 、锰及其合金，主要是铁碳合金；有色金属是指除去铁、铬、锰之外的所有金属。,第一节 金属元素概述5,第一节 金属元素概述,在常温下，除汞外，其余都是固体。,一、金属的物理性质,金属都具有晶体结构。金属晶体中包含着中性原子、带有正电荷的金属阳离子和从原子上脱落下来的电子。,金属具有很多共同的物理性质。,这些电子在晶体中自由地移动，所以叫自由电子。依靠流动的自由电子，使金属原子和金属阳离子相互连结
3、在一起而形成金属晶体。,第一节 金属元素概述6,1.金属的颜色和光泽,大多数金属呈银白色，少数金属呈其他颜色。例如，金呈黄色，铜呈紫红色。金属都是不透明的，块状或片状的金属具有金属光泽。,一、金属的物理性质,在粉末状态时，除镁、铝等少数金属仍保持原有的光泽外，一般金属都呈黑色或暗灰色。,第一节 金属元素概述7,第一节 金属元素概述,一般地说，金属具有不同程度的延展性，可以抽成细丝，例如，最细的白金丝直径不过0.2 m；可以压成薄片，例如，最薄的金箔，只有0.1 m 厚。也有少数金属，如锑、铋、锰等，性质较脆，延展性较差。,2.金属的延展性,一、金属的物理性质,金属具有不同程度的延展性,第一节
4、金属元素概述8,第一节 金属元素概述,一、金属的物理性质,大多数金属具有良好的导电性和导热性。导电性好的金属导热性也好。常见的几种金属按照导电和导热能力由大到小排列如下： 银、铜、金、铝、锌、铁、铂、锡、铅,3.金属的导电性和导热性,在电场中，金属晶体中的自由电子由原来的不规则运动变成定向流动而形成电流，显示导电性。在金属受热时，自由电子通过运动将能量传递到整块金属。因此导电性和导热性都与自由电子的运动有关。,因为金、银比较贵重，所以，一般的电线都是用铜和铝制的。,第一节 金属元素概述9,第一节 金属元素概述,大多数金属密度、硬度较大，熔点较高。但不同金属差别也较大。几种金属的密度、硬度和熔点
5、如下：,4.金属的密度、硬度和熔点,一、金属的物理性质,第一节 金属元素概述10,第一节 金属元素概述,多数金属元素在发生化学反应时，较容易失去电子。所以，金属最主要的共同化学性质是都易失去电子变成金属阳离子而表现出还原性。 由于金属失去电子的难易程度不同，所以各种金属还原性的强弱也不同，化学活动性差别也较大。,二、金属的化学性质,金属性是指金属原子失去电子形成阳离子的性质。,第一节 金属元素概述11,第一节 金属元素概述,二、金属的化学性质,金属活动性由强到弱的顺序为：,K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,活动性强的金属
6、可以置换活动性弱的金属。,氢以上的金属称为活泼金属，可以和酸反应放出氢气。,第一节 金属元素概述12,第一节 金属元素概述,合金是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。例如，生铁和钢都是铁碳合金。黄铜是铜锌合金等。 随着科技的发展，工业生产中对材料的性能提出更高的要求，纯金属很难满足这些要求，因此，工业上使用的金属材料几乎都是各种合金。,三、合金,第一节 金属元素概述13,第一节 金属元素概述,三、合金,一般来说，除密度以外，合金的性质并不是它的各组分性质的平均值。,合金的熔点低于组成它的主体金属的熔点。,例如，铝硅合金(含Si 13.5)的熔点为564 ，比纯
7、铝或硅的熔点都低(硅的熔点是l 410 ，铝的熔点是660 )。,合金的硬度一般比各组分金属的硬度大。,例如，在铜里加1的铍所生成的合金的硬度，比纯铜大7倍。,第一节 金属元素概述14,第一节 金属元素概述,合金的化学性质也与组成它的纯金属有些不同。例如，铁容易与酸反应，如果加入25左右的铬和少量的镍，就不易跟酸反应，这种钢称为耐酸钢。,三、合金,合金的导电性和导热性比纯金属也低得多。,第一节 金属元素概述15,几种重要的合金,第一节 金属元素概述,三、合金,第二节钠1,第二节 钠,1.了解钠的物理性质 2.理解钠和水的反应 3.理解碳酸钠和碳酸氢钠的性质 4.了解焰色反应,学习目标,第二节钠
8、2,第二节 钠,元素周期表中的第A族中，除氢外，其余6种元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)都是金属元素，由于它们的氢氧化物多是易溶于水的强碱，所以称它们为碱金属。碱金属元素的原子最外电子层都只有1个电子，在化学反应中很容易失去这个电子而变成+l价的阳离子，因此碱金属是典型的活泼金属，是强还原剂。,在碱金属中，以钠最常见。,第二节 钠,第二节钠3,从实验可知，金属钠很软，可以用刀切割，新切开的断面呈银白色，具有金属光泽，但很快因氧化而失去金属光泽。,一、钠,1.钠的物理性质,第二节钠4,钠是电和热的良导体，熔、沸点低，密度小，是轻金属。,一、钠,1.钠的物理
9、性质,第二节钠5,钠原子最外电子层上只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去，因此钠的化学性质非常活泼。,(1)与氧气的反应,新切开的光亮的金属钠的断面很快失去了银白色光泽，已经变暗。这主要是生成了一薄层氧化物。 在常温下，钠和空气中的氧气反应。,一、钠,2. 钠的化学性质,第二节钠6,可以观察到，当把钠投入水中时，钠立刻熔化成小球，浮在水面上并迅速游动，放出气体，然后逐渐消失。烧杯里滴加了酚酞的溶液由无色变为红色。把收集到的气体移近火焰，点燃气体时，气体发出爆鸣声。,(2)与水的反应,一、钠,2. 钠的化学性质,第二节钠7,(2)与水的反应,由于钠在空气中不稳定，容易与氧气、水发生反应，因
10、此在实验室通常将它保存在煤油中，以隔绝氧气和水。使用时绝对不能用手拿。,一、钠,2. 钠的化学性质,钠作为还原剂，用于冶炼金属。也应用在电光源上。高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，作路灯时，照度比高压水银灯高几倍。液态钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂。,第二节钠8,第二节 钠,碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱或苏打。含结晶水的碳酸钠(Na2CO310H2O)为白色晶体。碳酸钠晶体在空气中很容易风化而失去结晶水，失水以后的碳酸钠叫无水碳酸钠，是白色粉末 。,二、碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打，是细小的白色晶体。,第二节钠9,二、碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠比碳酸氢钠更易溶于水
11、，,碳酸钠水溶液因水解而呈较强碱性。,碳酸氢钠的碱性比碳酸钠弱，其水溶液因水解而呈弱碱性。,第二节 钠,第二节钠9,二、碳酸钠和碳酸氢钠,0.1 mol/L NaHCO3溶液的 pH 约等于8.3，使酚酞显浅红或几乎无色。0.05 mol/L Na2CO3溶液的 pH 约等于11.6，使酚酞显红色。用此性质可以区分碳酸钠和碳酸氢钠。,第二节 钠,第二节钠10,二、碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠和碳酸氢钠都能与盐酸反应放出二氧化碳气体。,如何除去固体Na2CO3中混有的少量NaHCO3？,答：加热使NaHCO3分解。,第二节 钠,问题,第二节钠11,碳酸钠用途十分广泛，大量用于玻璃、肥皂、造纸、石油等
12、工业，也可以用来制造其他钠的化合物。,二、碳酸钠和碳酸氢钠,在食品工业上，碳酸氢钠是发酵粉的主要成分之一。,医药上碳酸氢钠是常用药。,第二节 钠,第二节钠12,二、碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠在医学临床上的应用,主要用做制酸药，口服小苏打片可以用于中和胃酸过多等症；输液用于纠正酸中毒(血液pH小于7.35)等。,第二节 钠,第二节钠13,三、焰色反应,很多金属及它们的化合物在被灼烧时，都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。,钠的焰色反应呈黄色，钾的焰色反应呈紫色。很多金属如钙、锶、钡、铜等及它们的化合物也能发生焰色反应，,第二节 钠,第二节钠14,利用焰色反应所呈现的特殊颜色，可以鉴
13、定金属或金属离子的存在。,三、焰色反应,还可以制造各种焰火。节日燃放的五光十色的焰火中，就含有某些金属或它们的化合物，不同金属的焰色反应使夜空呈现出各种艳丽的色彩。,几种金属或金属离子焰色反应的颜色,第二节 钠,第二节钠15,第三节铝1,第三节 铝,1.了解铝的物理性质和用途 2.理解铝的性质 3.理解氢氧化铝的两性,学习目标,第三节铝2,元素周期表中的第A族包括硼(B)、铝(A1)、镓(Ga)、铟(In)、铊(T1)5种元素，又叫硼族元素。硼族元素的原子最外电子层都有3个电子，在化学反应中容易失去而形成+3价的阳离子。和碱金属、碱土金属(第A族)相比，失电子趋势比较小，因此，硼族元素的金属性
14、比较弱。其中硼是非金属元素。,在硼族元素中，重点学习铝及其化合物的一些知识。,第三节 铝,第三节铝3,一、铝的物理性质和用途,铝在自然界以化合态的形式存在。,矾土(A12O33H2O) 冰晶石(Na 3AlF6) 明矾石KAl(SO4)2A12O3 3H 2O,主要的铝矿石：,在地壳中，铝的含量居第三位，仅次于氧和硅。,第三节铝4,一、铝的物理性质和用途,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。,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，也可压成薄片成为铝箔，用来包装胶卷、糖果等。,
15、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油漆混合制成银白色的防锈油漆。,铝的导电、导热性强，在工业上常用铝代替钢作导线、热交换器和散热材料等。,第三节铝5,铝的最外电子层上有3个电子，在化学反应中很容易失去而形成+3价的阳离子，因此，铝具有较强的还原性。在化学反应中，常用作还原剂。,铝的这种性质在军事上被用于制造照明弹或燃烧弹，铝除能与氧气反应外，还能跟其他非金属如硫、卤素等直接化合。,二、铝的化学性质,第三节铝6,1与非金属反应,在常温下，铝也容易被空气中的氧气氧化，但由于在铝表面生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。阻止了内部的铝继续氧化，因此铝制品具有一定的抗
16、腐蚀能力。,二、铝的化学性质,第三节铝7,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。,2.与金属氧化物的反应,铝和某些金属氧化物反应时，放出的热量。足以把还原出来的金属熔化。如：,二、铝的化学性质,第三节铝8,3.与酸的反应,铝既能与酸反应，又能与碱反应。,4.与碱的反应,二、铝的化学性质,思考：铝制餐具能否用来长时间盛装酸性或碱性食物？,第三节铝9,三、铝的重要化台物,1.氧化铝,人工高温烧结的氧化铝称为人造刚玉。人造红宝石的单晶用作激光材料。,通常所说的蓝宝石和红宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉，它们不但可用作装饰品，而且还可用作精密仪器和手表的轴承。,自然界存在晶体氧化铝，硬度仅次于金刚石，称为刚玉。,第三节 铝,氧化铝(A12O3)是白色粉末，熔点为2 050 ，不溶于水。,第三节铝10,三、铝的重要化台物,1.氧化铝,新制备的氧化铝能与酸或碱反应。,因此，氧化铝是两性氧化物。,第三节铝11,三、铝的重要化台物,2. 氢氧化铝,溶液中，新生成的氢氧化铝是白色
