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1、1 内容要点及要点：内容要点及要点：1、掌握金属元素的特征及一般性质。2、掌握铝的冶炼原理，性质和用途，掌握三氧化二铝、氢氧化铝及铝盐的性质。3、了解锗分族单质及一般性质，铝及其重要化合物的性质。重点：金属元素的特征及一般性质，铝及其重要化合物的性质和用途。难点：难点：Al Al2O3 Al(OH)3的两性。的两性。2A A A A A 0 2He硼硼 5B 碳碳 6C 7N 8O 9F 10Ne铝铝 13Al 硅硅 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 镓镓 31Ga 锗锗 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr铟铟 49In 锡锡 50Sn 51Sb 52Te 53I 5
2、4Xe铊铊 81Tl 铅铅 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn3141 金属元素概述金属元素概述11 金属元素在周期表中的位置与分类金属分为黑色和有色金属，黑色金属包括Fe Mn Cr 及它们的合金，奇遇均为有色金属。有色金属分为五大类：1、轻金属：4.5gcm-3， Al Mg K Ca Sr Ba等。2、重金属： 4.5gcm-3， Cu Ni PbZn Co Cd Bi等。3、贵重金属：包括Ag Au 和铂系元素。4、准金属：一般指：Si Ge As Sb Te5、稀有金属：自然界含量较少，存在分散或发现较晚的金属，Ti Zr Hf V Ga In 12 金属元素的物理性质
3、1、金属具有金属光泽，光电效应。2、常温下，除Hg为液体，其余均为固体。3、一般密度较大。（除LiNa比水轻）。4、金属具有导电性，导热性和延展性。413 金属的化学性质金属主要表现为还原性，易失去电子，负值越大，化学活泼性越强。1、与非金属反应：4Al3O2Al2O32Mg O22MgO与金属活动性有关，位于前面易形成氧化物，（K Na），位于后面须加热（Hg Cu），Ag Au 难化合，AlCr易形成氧化膜（钝化）。2、金属与水、酸反应：（0.4V）H以前的金属（0.4V）与水反应，放出H23、金属与碱的反应：少数两性的金属与碱反应Zn2NaOH2H2ONa2Zn(OH)4 H2Al2Na
4、OH2H2O2NaAl(OH)4 H24、金属与配位剂的作用：4Au2H2O8CN-O24Au(CN)2 -4OH-2Cu2H2O4CN-2Cu(CN)2 -2OH-H2514 金属的提炼一：金属的存在单质（Au Ag Pt）、氧化物（Fe2O3 SnO2 ）、含氧酸盐（CaCO3 MgCO3）、硫化物（ZnS HgS）、卤化物（NaCl MgCl2） 等。二、金属的提炼：1、热分解法（H以后的金属）HgOHgO2Ag2OAgO2HgSO2HgSO22、热还原法：电炉MgOCMgCO电炉CuOCCuCO矿石为碳酸盐，高温煅烧ZnCO3ZnOCO2高温电炉ZnOCZnCOZnSO2ZnOSO2电
5、炉ZnOCZnCO缺点：用C做还原剂，易混有碳和碳化物，得不到纯金属。C为还原剂6用H2做还原剂CuOH2CuH2OWO33H2W3H2O活泼金属TiCl44NaTi4NaClCr2O32Al2CrAl2O3高温三、电解法:2NaCl(熔融)电解2NaCl2MgCl2(熔融)电解MgCl22Al2O3(熔融)电解4Al3O2142 铝分族铝分族铝铝 13Al 镓镓 31Ga 铊铊 81Tl铟铟 49In21 价电子层结构和氧化态ns2np1惰性电子对效应722 成键特征成键特征1、形成M3+，极化力较强，易形成共价型分子，氟化物除外。2、形成配合物：Al ：缺电子原子，（3s2Sp1，价电子数
6、3，轨道数4），形成聚合分子，Al2Cl6或配合物HAlCl4。可利用d轨道成键，sp3d2杂化，AlF62-23 基本性质8143 铝及铝的化合物31 铝的性质和用途 一、铝的性质1、物理性质： 活泼金属，密度为2.702g.cm-3，熔点为933K，沸点为2543K，良好的导电、导热性和延展性。2、化学性质：Al易在空气中氧化，形成致密的氧化膜Al2O3“铝毛”实验：（Al2O3 nH2O）用Hg2+处理铝片表面，在Al表面形成Al-Hg齐，放入潮湿空气形成“白毛”（Al(OH)3）。2Al3HgCl22AlCl33Hg升汞剧毒Hg与Al形成铝汞齐2AlHg6H2O2Al(OH)33H22
7、Hg铝毛与O2、H2O的反应： Al的两性：2Al6H+2Al3+3H22Al2OH-6H2O 2Al(OH) 4- 3H292Al2NaOH6H2O 2NaAl(OH) 4 3H2NaAlO2 与其它物质的反应：2Al3Cl23AlCl2在湿态下形成AlCl36H2O，干态下为AlCl3 铝热反应：铝为还原剂，在加热的条件下与O2反应形成Al2O3放出大量的热，称为铝热反应。2Al3Cr2O32Al2O32Cr高温2Al3Fe2O32Al2O32Fe高温制备难熔的金属二、铝的制备：原料铝矾土（Al2O3）第一步：用NaOH溶液处理铝矾土。Al2O32NaOH6H2O 2NaAl(OH) 4沉
8、淀洗涤，过滤，得滤液。第二步：通过滤液中的CO2，调节介质为弱碱性，析出Al（OH）32Al(OH)32Na2CO3H2O 2NaAl(OH) 4 CO2处理得到Al(OH)3,干燥,煅烧得Al2O3第三步:电解熔融的Al2O310电解液: Al2O3, 冰晶石(Na3AlF62%8%), 助熔剂(CaF2,LiF)电解温度：1233K1253K阳极：石墨，阴极：熔融铝2Al2O32Al3O2电解纯度为：99%99.5%32 氧化铝和氢氧化铝一、Al2O31、制法：2Al3O22Al2O3高温2Al(NO3)32Al2O3NO2O2 2Al(OH)32Al2O33H2O 2、物理性质：Al2O
9、3熔点高，硬度大，不溶于水，不溶于酸和碱，有两种 变体：Al2O3，Al2O3Al2O3（刚玉），耐高温材料，天然的或人造的刚玉有不同的杂质而呈现多种颜色。红宝石：Cr（）；蓝宝石：Fe（）Fe（）Ti（）。Al2O3（活性氧化铝）：由较低温度（723K）下制得，排列规律差，彼此引力小，不溶于水，能溶于酸和碱的溶液，吸附力强，比表面大。11二、二、Al（OH）31、制法：、制法： Al3+盐加入盐加入NH3H2O制得白色絮状凝胶状制得白色絮状凝胶状Al（OH）32Al(OH)33（NH4）2SO4 2Al2(SO4) 36NH3 H2O AlO2-盐中通入盐中通入CO2调节介质的调节介质的pH
10、值为弱碱，得到晶值为弱碱，得到晶体体Al（OH）32Al(OH)33Na2CO3H2O 2NaAl (OH) 46CO22、性质、性质：Al（OH）3不溶于水，典型的两性氢氧化物不溶于水，典型的两性氢氧化物Al3+3OH-Al（OH）3AlO2-H+H2O既溶于酸形成既溶于酸形成Al3+，也溶于碱形成，也溶于碱形成AlO2-。33 铝盐铝盐1、制法： 金属铝、Al2O3、Al（OH）3溶于酸，生成相应的铝盐。2Al6H2SO42Al2(SO4)3H22AlCl33H2O2Al(OH)36HCl2AlCl33H2O2Al2O36HCl122、性质：性质：Al3+盐易水解，水解逐步进行。盐易水解，
11、水解逐步进行。2Al(OH)33CO22Al2(CO3)33H2O2Al(OH)33H2S2Al2S33H2O3、常见的常见的Al3+盐：盐： AlCl3 白色的晶体白色的晶体制法法：2AlCl32Al 3Cl2湿法制得湿法制得AlCl36H2O2AlCl33CO2Al2O33C3Cl21072K1173KAl(OH)3AlCl36H2OAl2O36HCl性质性质:无色无色AlCl3为缺电子体为缺电子体,Lewis酸酸,易接易接受电子对受电子对,AlCl3为双聚体共价型分子为双聚体共价型分子.可形可形成成AlCl4- AlF63-ClAlClClClClClAl桥桥 键键13 Al2(SO4)
12、3无色Al2(SO4)3是白色粉末状固体,水溶液制得为无色针状晶体,Al2(SO4)318H2O制法:2Al2 (SO4)33H2OAl2O33H2SO42Al(OH)36H2SO42Al2(SO4)3H2O性质: 易水解,形成Al(OH)3,可作净水剂,易与碱金属盐形成矾,例:KAl(SO4)212H2O144 锗分族（锗分族（Ge Sn Pb）Ge Sn Pb与与C Si 不同的是内层不同的是内层18e ，性质相似，性质相似，Ge（准金属），（准金属），Sn Pb （金属元素）（金属元素）一、价电子构型和氧化态：一、价电子构型和氧化态： Ge Sn Pb Ar3d104s24p2Kr4d1
13、05s25p2Xe4f145d106s26p2 4，（2） 4，2 2，（4）惰性电子对效应氧化性依次增强高价态不稳定，低价态稳定14二、成键特征：1、既不易失去也不易得到4个电子，主要形成共价型化合物。形成键，Sn Pb 形成少数离子型化合物。2、配位性：PbI42-41 单质一、Ge Sn Pb 的存在和冶炼：Ge：自然界存在极少，以GeS2伴生于其它矿。Sn：SnO2 锡石，Pb： PbS 方铅矿，PbCO3 白铅矿。Ge制备存 在2GeO23SO22GeS23O2煅烧2GeCl43H2O2GeO24HCl煅烧制得的GeO2再与HCl共热制得GeCl4Ge4HClGeCl42H2GeCl
14、4沸点较低，蒸馏分离用H2还原。Ge 半导体材料Sn 制备Sn2COSnO22C再用电解法提纯Pb 制备2PbO3SO22PbS3O2煅烧PbCOPbOC制得铅电解提纯15二、物理性质二、物理性质：Ge：晶体硅相似，准金属，金刚石型的结构，原子晶体，银白色：晶体硅相似，准金属，金刚石型的结构，原子晶体，银白色的脆性金属，粉末状为暗蓝色，半导体材料，常温下不导电的脆性金属，粉末状为暗蓝色，半导体材料，常温下不导电Sn：有三种同素异形体，白锡（：有三种同素异形体，白锡（-锡锡），灰锡（），灰锡（-锡锡），脆锡，脆锡（-锡锡），三者转化，三者转化灰锡灰锡白锡白锡脆锡脆锡286K505K常见的白锡，银
15、白色金属，较好的延展性，制成锡箔，温度低常见的白锡，银白色金属，较好的延展性，制成锡箔，温度低286K，白锡（金属晶体）转化为灰锡（原子晶体），瞬间转化，白锡（金属晶体）转化为灰锡（原子晶体），瞬间转化，成为成为“锡疫锡疫”，两性金属。，两性金属。Pb：典型的金属，银白色的软金属，无变体，有毒（积累性中毒），：典型的金属，银白色的软金属，无变体，有毒（积累性中毒），密度高，对放射性稳定，用于放射线的防护材料，铅蓄电池，铅表面密度高，对放射性稳定，用于放射线的防护材料，铅蓄电池，铅表面在潮湿空气中形成一层保护膜。在潮湿空气中形成一层保护膜。2Pb2(OH)2CO3 4PbO2H 2O2CO2三、
16、Ge 、Sn、Pb的化学性质(见下表)161752 锡的化合物一、氧化物及其水合物：锡有两种氧化物：锡有两种氧化物：SnO SnO2 ，对应有：，对应有：Sn(OH)2 Sn(OH)4制法:SnO2H+Sn2+2H2OSn2+2OH-(适量适量)Sn(OH)22H2OSnOH2OSn(OH)2性质:SnO两性氧化物两性氧化物,Sn(OH)2两性氢氧化物两性氢氧化物.SnO2OH-SnO22-2H2OSnCl22H2OSn(OH)22HClSn(OH)22NaOHNa2SnO22H2OSnO22-是较强的还原剂是较强的还原剂,SnO在碱液反应碱液反应须排尽空气，否则生成在碱液反应碱液反应须排尽空
17、气，否则生成Na2SnO33Na2SnO22BiCl36NaOH2Bi3Na2SnO36NaCl3H2O1、SnO SnO2182、SnO2 Sn(OH)4 H2SnO3制法:SnO2SnO2煅烧性质性质:不溶于水不溶于水,两性偏酸氧化物两性偏酸氧化物,难溶于酸和碱难溶于酸和碱,白色固体白色固体,但与熔融的碱反应但与熔融的碱反应,生成锡酸盐生成锡酸盐.SnO22NaOHNa2SnO32H2O熔融H2SnO3 SnO2的水合物的水合物,分为分为:-锡锡酸酸,-锡锡酸酸-锡酸低温条件下由锡酸低温条件下由Sn()水解或与碱反应制得水解或与碱反应制得,无定形的白色粉无定形的白色粉末状固体末状固体,能溶
18、于酸和碱能溶于酸和碱;-锡锡酸由酸由Sn()盐在高温下水解或锡与盐在高温下水解或锡与浓硝酸反应制得浓硝酸反应制得,白色固体白色固体,不溶于酸和碱不溶于酸和碱.二、铅的氧化物：二、铅的氧化物：PbO PbO2 Pb3O4PbO：不溶于水，俗名：不溶于水，俗名：“密陀僧密陀僧”，存在两种变体，红色，存在两种变体，红色PbO（室温下稳定），黄色（室温下稳定），黄色PbO（750K稳定），两性偏稳定），两性偏碱。碱。制法：制法：PbO2PbO2高温2PbO22PbOO22PbCO32PbOCO22Pb(NO3)22PbO4NO2O219性质性质:两性偏碱两性偏碱PbO2HClPbCl2H2OPbO2H
19、NO3Pb(NO3)2H2OPb(OH)2：两性偏碱，微溶于水。两性偏碱，微溶于水。Pb(OH)22HClPbCl22H2OPb(OH)22HACPbAC22H2OPb(OH)22HACPbAC22H2OPb(OH)22NaOH2NaPb(OH)2 PbO2:棕色粉末棕色粉末.制法:PbO22NaOHNaCl2NaPb(OH)2 NaClO 性质性质:强氧化性强氧化性,两性偏酸两性偏酸PbO24HClPbCl2Cl22H2OPbO24H2SO4PbSO4O22H2OPb3O4是一种混合氧化态的氧化物是一种混合氧化态的氧化物 (2PbOPbO2)俗名俗名:“铅丹铅丹”或或“红丹红丹”,也可看作铅
20、酸盐也可看作铅酸盐Pb+22 Pb+4O420制法6PbOO2Pb3O4673K性质:2PbOPbO2偏酸偏碱Pb3O44HNO32Pb(NO3)2PbO22H2O2PbO4HNO32Pb(NO3)22H2OPb3O48HCl3PbCl2Cl24H2OPbO24HClPbCl2Cl22H2O2PbO4HCl2PbCl22H2O合并为合并为Pb3O414HI3H2 PbI4 I24H2OPbO26HI(过量)H2 PbI4 I22H2O2PbO8HI(过量)2H2 PbI4 2H2O合并为合并为21总结总结:SnO2 PbO2Sn(OH)4SnOSn(OH)2PbOPb(OH)2酸性增强碱性增强
21、所有的氢氧化物均为不溶于水的固体所有的氢氧化物均为不溶于水的固体,均为两性均为两性,Sn(OH)2 Pb(OH)2既不溶于酸又不溶于碱既不溶于酸又不溶于碱.三、锡三、锡 、铅的卤化物、铅的卤化物1、二卤化物（、二卤化物（SnCl2 PbCl2）制法：制法：SnCl2SnCl2SnOHClSnCl2性质：性质： SnCl2易水解，无色晶体。易水解，无色晶体。SnCl2H2OSn(OH)ClHCl白色沉淀22Sn2+的还原性的还原性:Sn2+2Fe3+2Fe3+4Sn4+Sn2+SnSn4+2Sn2+O24H+2Sn4+2H2O2HgCl2SnCl2SnCl4Hg2Cl2(白)当当SnCl2过量时
22、过量时,Hg2Cl2进一步被还原为进一步被还原为Hg:2Hg(黑)SnCl4SnCl2Hg2Cl2现象:白色沉淀转为灰色检验Sn2+和Hg2+PbX2: PbCl2 PbI2PbCl2:白色沉淀白色沉淀,不溶于水不溶于水,能溶于热的浓能溶于热的浓HCl溶液溶液,形成配合酸形成配合酸,H2PbCl4PbCl22HClH2PbCl4PbI2:金黄色的沉淀金黄色的沉淀,易溶于易溶于KIPbI22KIK2PbI42、四卤化物：、四卤化物：SnCl4： 共价型化合物，常温下为液态。共价型化合物，常温下为液态。232Sn (OH)4SnCl4SnCl4H2OSnO2H2O 锡酸PbCl2Cl2PbCl4
23、(黄色油状液体)低温立即分解PbBr2 PbI2 不存在四、四、Sn Pb 的的 硫化物硫化物制法：制法：Sn（）、）、Pb（）、）、Sn（）盐通入）盐通入H2S或或Na2S制得，均为沉淀，不溶于水。制得，均为沉淀，不溶于水。性质：性质： 性质性质 SnS2 (黄黄) SnS (棕棕) PbS (黑黑) Na2S 溶溶 不溶不溶 不溶不溶 NaOH 溶溶 不溶不溶 不溶不溶 Na2S2 不溶不溶 溶溶 不溶不溶 HCl 溶溶(浓浓,配位配位) 溶溶 溶溶(浓浓)24具体反应:SnS2Na2SNa2SnS3SnS26NaOH2Na2SnS3Na2SnO3H2OSnS26HCl(浓)2H2SnCl6H2SSnS24H+6Cl-SnCl6-H2S在SnS32-中加入酸析出黄色沉淀SnSNa2S2Na2SnS3SnS2HClSnCl2H2SPbS4HCl(浓)H2Pb Cl4 H2SPbS8HNO33Pb (NO3) 23S2NOH2ONa2SnS32HClSnS2H2S2NaCl2AsS43-6H+As2S53H2SPbSH2O2PbSO4H2OPbS具有一定的还原性2526
