第三章金屬元素及其化合物

1、第三章第三章 金屬及其化合物金屬及其化合物w1.1.金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征w金屬元素分布在周期表的金屬元素分布在周期表的左方及左下方左方及左下方，目前已知的一百多種元素中，目前已知的一百多種元素中共有共有9090多種金屬元素。多種金屬元素。w金屬元素最外層電子數(shù)一般少于金屬元素最外層電子數(shù)一般少于4 4（特殊情況如：（特殊情況如：GeGe、SnSn、PbPb為為4 4個，個，SbSb、BiBi為為5 5個，個，PoPo為為6 6個）。原子半徑較同周期元素的原子半徑大。個）。原子半徑較同周期元素的原子半徑大。w主要化合價為主要化合價為+1+1

2、、+2+2、+3+3價，少數(shù)為價，少數(shù)為+4+4價（如價（如SnSn4+4+）等。）等。w金屬元素原子只能失去電子，不能得到電子。即金屬元素只有正價，金屬元素原子只能失去電子，不能得到電子。即金屬元素只有正價，沒有負價；金屬單質只有還原性，沒有氧化性。沒有負價；金屬單質只有還原性，沒有氧化性。w2.2.金屬的分類金屬的分類w冶金工業(yè)分為黑色金屬（鐵、鉻、錳）和有色金屬（其他）冶金工業(yè)分為黑色金屬（鐵、鉻、錳）和有色金屬（其他）w按密度分為輕金屬（密度小于按密度分為輕金屬（密度小于4.5g/cm4.5g/cm3 3，如鈉、鎂、鋁等）和重金屬，如鈉、鎂、鋁等）和重金屬（密度大于（密度大于4.5g/

3、cm4.5g/cm3 3，如鉛、銀、銅、汞等），如鉛、銀、銅、汞等）第一節(jié)第一節(jié) 金屬元素概述金屬元素概述w按在地殼中的儲量和分布情況，分為常見金屬如鐵、銅、鋁、鋅等按在地殼中的儲量和分布情況，分為常見金屬如鐵、銅、鋁、鋅等和稀有金屬如鋯、鉿、鈮、鉭等。和稀有金屬如鋯、鉿、鈮、鉭等。w3.3.金屬性質概述金屬性質概述w物理性質物理性質w狀態(tài)：通常情況下，除汞外，其他金屬都呈固態(tài)。狀態(tài)：通常情況下，除汞外，其他金屬都呈固態(tài)。w金屬光澤：多數(shù)金屬具有金屬光澤。金屬光澤：多數(shù)金屬具有金屬光澤。w導電、導熱性：由于金屬晶體中存在自由電子，使金屬易導電、導導電、導熱性：由于金屬晶體中存在自由電子，使金屬

4、易導電、導熱。熱。w延展性：可壓成薄片，也可抽成細絲。延展性：可壓成薄片，也可抽成細絲。w熔點及硬度：由金屬晶體中金屬陽離子和自由電子的作用決定。熔熔點及硬度：由金屬晶體中金屬陽離子和自由電子的作用決定。熔點最高的是鎢（點最高的是鎢（34133413），最低的是汞（），最低的是汞（-39-39 ）w化學通性化學通性w與非金屬單質反應與非金屬單質反應wa.a.大多數(shù)金屬都能與大多數(shù)非金屬在常溫或加熱的條件下直接化合形大多數(shù)金屬都能與大多數(shù)非金屬在常溫或加熱的條件下直接化合形成化合物。例如：成化合物。例如：wb.b.從金屬元素在化合物中的價態(tài)表現(xiàn)來看，金屬元素總是顯正價，非從金屬元素在化合物中的價

5、態(tài)表現(xiàn)來看，金屬元素總是顯正價，非金屬元素總是顯負價；相同的金屬與不同的非金屬化合時，金屬元素金屬元素總是顯負價；相同的金屬與不同的非金屬化合時，金屬元素的化合價也不盡相同，例如：的化合價也不盡相同，例如：2Mg2MgO O2 22MgO2MgO+ +2Mg2MgClCl2 2MgClMgCl2 2+ +2Al2Al3Cl3Cl2 22AlCl2AlCl3 3+ +2Al2Al3S3SAlAl2 2S S3 3+ +wc.c.從反應條件對生成物的影響來看，相同的金屬與相同的非金屬化合從反應條件對生成物的影響來看，相同的金屬與相同的非金屬化合時，反應條件對生成物的類型有一定的影響。例如：時，反應

6、條件對生成物的類型有一定的影響。例如：MgMgS SMgSMgS+ +2Mg2MgClCl2 2MgClMgCl2 2+ +2+2+2+22Mg2MgI I2 2MgIMgI2 2+ +2+22Fe2Fe3Cl3Cl2 22FeCl2FeCl3 3+ +點燃點燃+3+3FeFeS SFeSFeS+ +2+22Fe2FeI I2 2FeIFeI2 2+ +2+24Na4NaO O2 22Na2Na2 2O O+ +2Na2NaO O2 2NaNa2 2O O2 2+ +w與水反應與水反應w在金屬活動性順序中位于氫以前的金屬與水反應，生成氫氧化物或金在金屬活動性順序中位于氫以前的金屬與水反應，生成

7、氫氧化物或金屬氧化物和氫氣。屬氧化物和氫氣。wa.Ka.K、CaCa、NaNa等金屬和冷水作用，生成可溶性堿和等金屬和冷水作用，生成可溶性堿和H H2 2。2K2K2H2H2 2O O2KOH2KOH+ +H H2 2+ +wb.Mgb.Mg與冷水反應慢，與沸水反應快；與冷水反應慢，與沸水反應快；AlAl與冷水很難反應，與沸水能反與冷水很難反應，與沸水能反應，生成不溶性堿和應，生成不溶性堿和H H2 2。MgMg2H2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2+ +H H2 2+ +wc.Znc.Zn、FeFe、SnSn、PbPb和高溫水蒸汽反應，生成不溶性氧化物和和高溫水蒸汽反應，生成不溶

8、性氧化物和H H2 2。ZnZnH H2 2O(g)O(g)ZnOZnO+ +H H2 2+ +高溫高溫3Fe3Fe4H4H2 2O(g)O(g)FeFe3 3O O4 4+ +4H4H2 2+ +高溫高溫wd.Cud.Cu、HgHg、AgAg、PtPt、AuAu不與水作用不與水作用。K Ca Na MgK Ca Na MgAlAlZn Fe Sn PbZn Fe Sn PbCu Hg Ag Pt AuCu Hg Ag Pt Au常溫能與水反應常溫能與水反應加熱時能與水反加熱時能與水反應應高溫條件下能與高溫條件下能與水蒸汽反應水蒸汽反應不與水反應不與水反應w與酸反應與酸反應w在金屬活動性順序中

9、位于氫前的金屬與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸）在金屬活動性順序中位于氫前的金屬與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸）作用，發(fā)生置換反應，生成鹽和氫氣；與氧化性酸（如硝酸、濃硫酸）作用，發(fā)生置換反應，生成鹽和氫氣；與氧化性酸（如硝酸、濃硫酸）反應不放出氫氣。大多數(shù)金屬在加熱條件下能與濃硫酸發(fā)生反應，如：反應不放出氫氣。大多數(shù)金屬在加熱條件下能與濃硫酸發(fā)生反應，如：CuCu2H2H2 2SOSO4 4( (濃濃) )CuSOCuSO4 4+ +SOSO2 2+ +2H2H2 2O O+ +w除個別金屬如除個別金屬如AuAu、PtPt外的幾乎所有金屬在常溫下都能與硝酸反應，例如：外的幾乎所有金屬在常溫下都能與

10、硝酸反應，例如：CuCu4HNO4HNO3 3( (濃濃) )Cu(NOCu(NO3 3) )2 2+ +2NO2NO2 2+ +2H2H2 2O O+ +3Cu3Cu8HNO8HNO3 3( (稀稀)3Cu(NO3Cu(NO3 3) )2 2+ +2NO2NO+ +4H4H2 2O O+ +w與某些鹽溶液反應與某些鹽溶液反應w通常，在金屬活動性順序中，排在前面的金屬能將排在后面的金屬從通常，在金屬活動性順序中，排在前面的金屬能將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，如將鐵放入硫酸銅溶液中：其鹽溶液中置換出來，如將鐵放入硫酸銅溶液中：w極活潑金屬極活潑金屬K K、CaCa、NaNa加入鹽溶液時，

11、金屬先于水反應，例如鈉放入硫加入鹽溶液時，金屬先于水反應，例如鈉放入硫酸銅溶液中：酸銅溶液中：2Na2Na2H2H2 2O O2NaOH2NaOH+ +H H2 2+ +2NaOH2NaOHCuSOCuSO4 4Cu(OH)Cu(OH)2 2+ +NaNa2 2SOSO4 4+ +w較活潑金屬較活潑金屬MgMg、AlAl、ZnZn等與易水解的強酸強堿鹽溶液之間的反應，是等與易水解的強酸強堿鹽溶液之間的反應，是水解和置換反應同時存在。例如在氯化銨溶液中撒入鎂粉，由于氯化水解和置換反應同時存在。例如在氯化銨溶液中撒入鎂粉，由于氯化銨中的銨中的NHNH4 4+ +水解，使溶液呈酸性，鎂粉不斷與溶液中

12、的水解，使溶液呈酸性，鎂粉不斷與溶液中的H+H+反應放出氫氣，反應放出氫氣，NHNH4 4+ +水解的平衡右移，氨氣濃度越來越大，最后有刺激性氣味氣體的氨水解的平衡右移，氨氣濃度越來越大，最后有刺激性氣味氣體的氨氣放出。反應的方程式是：氣放出。反應的方程式是：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+ +w4.4.金屬的重要化合物金屬的重要化合物w氧化物氧化物w舉例常見的堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物

13、、過氧化物。舉例常見的堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、過氧化物。w過氧化物是金屬陽離子與過氧根離子結合成的化合物。過氧化物是金屬陽離子與過氧根離子結合成的化合物。w氫氧化物氫氧化物w金屬對應的氫氧化物通常是堿，極少數(shù)為兩性。金屬對應的氫氧化物通常是堿，極少數(shù)為兩性。w極活潑金屬的氫氧化物能溶于水，性質穩(wěn)定，很難分解，如氫氧化鈉、極活潑金屬的氫氧化物能溶于水，性質穩(wěn)定，很難分解，如氫氧化鈉、氫氧化鈣；較活潑金屬與不活潑金屬的氫氧化物，一般都難溶于水，氫氧化鈣；較活潑金屬與不活潑金屬的氫氧化物，一般都難溶于水，可以在加熱條件下分解生成相應價態(tài)金屬的氧化物和水，如氫氧化鎂、可以在加熱條件下分解生

14、成相應價態(tài)金屬的氧化物和水，如氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鐵。氫氧化鋁、氫氧化鐵。w金屬對應最高價氫氧化物的堿性強弱可以作為判斷金屬元素金屬性強金屬對應最高價氫氧化物的堿性強弱可以作為判斷金屬元素金屬性強弱的一個重要依據(jù)。弱的一個重要依據(jù)。w金屬鹽金屬鹽w5.5.金屬與酸反應定性規(guī)律金屬與酸反應定性規(guī)律wKPbKPb能和非氧化性酸如鹽酸、硫酸等發(fā)生置換反應。能和非氧化性酸如鹽酸、硫酸等發(fā)生置換反應。wKPbKPb能和氧化性酸如硝酸、濃硫酸等發(fā)生氧化還原反應，但不生成能和氧化性酸如硝酸、濃硫酸等發(fā)生氧化還原反應，但不生成氫氣。氫氣。wAlAl、FeFe遇濃硝酸、濃硫酸，在常溫下發(fā)生鈍化。遇濃硝酸、

15、濃硫酸，在常溫下發(fā)生鈍化。wCuAgCuAg和氧化性酸發(fā)生氧化還原反應，但不生成氫氣。和氧化性酸發(fā)生氧化還原反應，但不生成氫氣。wPtAuPtAu只能和強氧化性混酸（王水）發(fā)生氧化還原反應。只能和強氧化性混酸（王水）發(fā)生氧化還原反應。w1.1.鈉單質鈉單質w物理性質物理性質w銀白色金屬光澤；質軟；熔沸點低；密度為銀白色金屬光澤；質軟；熔沸點低；密度為0.97g/cm0.97g/cm3 3，比煤油大，比，比煤油大，比水小；導電導熱性能良好。水??；導電導熱性能良好。w化學性質化學性質wNaNa原子最外層有原子最外層有1 1個電子，在反應中鈉極易失去電子變?yōu)殁c離子，所以個電子，在反應中鈉極易失去電子

16、變?yōu)殁c離子，所以鈉的化學性質很活潑，具有強還原性。鈉的化學性質很活潑，具有強還原性。w與非金屬反應與非金屬反應wa.a.與氧氣反應與氧氣反應w常溫下，能與空氣中的氧氣反應，使鈉表面變暗。常溫下，能與空氣中的氧氣反應，使鈉表面變暗。第二節(jié)第二節(jié) 鈉及其化合物鈉及其化合物4Na4NaO O2 22Na2Na2 2O O+ +w在空氣或氧氣中加熱，生成淡黃色固體。在空氣或氧氣中加熱，生成淡黃色固體。2Na2NaO O2 2NaNa2 2O O2 2+ +wb.b.與硫反應與硫反應( (研磨易爆炸研磨易爆炸) )2Na2NaS SNaNa2 2S S+ +wc.c.與鹵素反應與鹵素反應2Na2NaCl

17、Cl2 22NaCl2NaCl+ +點燃點燃w與水反應與水反應w與水劇烈反應，放出氫氣并生成氫氧化鈉，水中加酚酞，溶液呈紅色。與水劇烈反應，放出氫氣并生成氫氧化鈉，水中加酚酞，溶液呈紅色。2Na2Na2H2H2 2O O2NaOH2NaOH+ +H H2 2+ +w實驗現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅實驗現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅w提問：上述五字怎么解釋？各體現(xiàn)鈉的什么性質？提問：上述五字怎么解釋？各體現(xiàn)鈉的什么性質？w練習：練習：w一定溫度下，向飽和氫氧化鈉溶液中投入一小塊金屬鈉，充分反應后一定溫度下，向飽和氫氧化鈉溶液中投入一小塊金屬鈉，充分反應后恢復到原來溫度。判斷下列敘述是否合理：恢復到原來溫度

18、。判斷下列敘述是否合理：wNaOHNaOH溶液濃度增大，并放出氫氣；溶液中溶液濃度增大，并放出氫氣；溶液中NaOHNaOH的質量分數(shù)不變，有氫的質量分數(shù)不變，有氫氣放出；溶液的總質量減少，有氫氣放出；鈉浮于液面，到處游動，氣放出；溶液的總質量減少，有氫氣放出；鈉浮于液面，到處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲。發(fā)出嘶嘶的響聲。w與酸反應與酸反應w鈉與酸反應，實質上是與酸電離出的鈉與酸反應，實質上是與酸電離出的H+H+反應，所以比與水反應更劇烈。反應，所以比與水反應更劇烈。2Na2Na2HCl2HCl2NaCl2NaCl+ +H H2 2+ +w與某些鹽溶液反應與某些鹽溶液反應w鈉與鹽溶液反應，實質上是與水反

19、應生成的氫氧化鈉與鹽發(fā)生反應。鈉與鹽溶液反應，實質上是與水反應生成的氫氧化鈉與鹽發(fā)生反應。w寫出鈉和硫酸銅溶液反應的化學方程式寫出鈉和硫酸銅溶液反應的化學方程式w鈉的保存、制取及用途鈉的保存、制取及用途w金屬鈉要保存于煤油中（為什么）金屬鈉要保存于煤油中（為什么）w實驗室電解熔融氯化鈉制取鈉。寫出化學方程式：實驗室電解熔融氯化鈉制取鈉。寫出化學方程式：w用途：工業(yè)上用鈉做還原劑冶煉金屬，如用途：工業(yè)上用鈉做還原劑冶煉金屬，如4Na4NaTiClTiCl4 4TiTi+ +4NaCl4NaCl+ +wNa-KNa-K合金（液態(tài)）用作原子反應堆的導熱劑。合金（液態(tài)）用作原子反應堆的導熱劑。w用鈉制

20、作高壓鈉燈。用鈉制作高壓鈉燈。w2.2.鈉的氧化物鈉的氧化物氧化鈉氧化鈉NaNa2 2O O過氧化鈉過氧化鈉NaNa2 2O O2 2顏色、狀態(tài)顏色、狀態(tài)白色固體白色固體淡黃色固體淡黃色固體物質類別物質類別離子化合物、堿性氧化物離子化合物、堿性氧化物離子化合物、過氧化物離子化合物、過氧化物電子式電子式化學鍵類型化學鍵類型僅含有離子鍵僅含有離子鍵離子鍵、非極性共價鍵離子鍵、非極性共價鍵生成條件生成條件常溫下常溫下加熱或點燃加熱或點燃氧的價態(tài)氧的價態(tài)氧化還原性氧化還原性轉變關系轉變關系與水反應與水反應與與COCO2 2反應反應與鹽酸反應與鹽酸反應用途用途-氧化劑、供氧劑、漂白劑、殺氧化劑、供氧劑、

21、漂白劑、殺菌劑菌劑保存保存隔絕空氣，密封保存隔絕空氣，密封保存隔絕空氣，遠離易燃物，密封隔絕空氣，遠離易燃物，密封w練習：練習：w1.1.已知已知a a是一種金屬單質，是一種金屬單質，b b顯淡黃色，其轉化關系如圖所示顯淡黃色，其轉化關系如圖所示a ab bc cd dO O2 2COCO2 2COCO2 2H H2 2O Ow各為什么？判斷：各為什么？判斷：c c溶液呈堿性；溶液呈堿性；c c與澄清石灰水反應產(chǎn)生白色沉淀；與澄清石灰水反應產(chǎn)生白色沉淀；c c與足量鹽酸反應放出氣體；與足量鹽酸反應放出氣體；c c受熱易分解受熱易分解w2.2.有五種溶液分別含有有五種溶液分別含有NONO3 3-

22、 -、HCOHCO3 3- -、SOSO3 32-2-、COCO3 32-2-、SOSO4 42-2-五種離子中的五種離子中的各一種，向其中加入少量的各一種，向其中加入少量的NaNa2 2O O2 2固體后，溶液中離子濃度基本保持不固體后，溶液中離子濃度基本保持不變的是（忽略溶液體積變化）變的是（忽略溶液體積變化）w3.3.下列判斷正確的是下列判斷正確的是w可用水來確定某可用水來確定某NaNa2 2O O粉末中是否含有粉末中是否含有NaNa2 2O O2 2w可用二氧化碳來確定某可用二氧化碳來確定某NaNa2 2O O粉末中是否含有粉末中是否含有NaNa2 2O O2 2w可用在空氣中加熱的方

23、法除去可用在空氣中加熱的方法除去NaNa2 2O O中的中的NaNa2 2O O2 2w將足量的將足量的NaNa2 2O O和和NaNa2 2O O2 2分別加到酚酞試液中，最終溶液均為紅色分別加到酚酞試液中，最終溶液均為紅色w3.3.鈉的氫氧化物鈉的氫氧化物w電子式為電子式為 ，屬于離子化合物，形成離子晶體。，屬于離子化合物，形成離子晶體。w物理性質物理性質w俗名燒堿、火堿、苛性鈉，白色固體，易吸水潮解，易溶于水并放熱。俗名燒堿、火堿、苛性鈉，白色固體，易吸水潮解，易溶于水并放熱。不能直接放在托盤上、紙上，應置于小燒杯或稱量瓶中稱取。不能直接放在托盤上、紙上，應置于小燒杯或稱量瓶中稱取。w化

24、學性質化學性質w常用一元強堿，具有堿的通性。常用一元強堿，具有堿的通性。wNaOHNaOH溶于水后完全電離，能使酸堿指示劑或試紙變色。溶于水后完全電離，能使酸堿指示劑或試紙變色。w與酸和酚發(fā)生中和反應，如鹽酸、苯酚等。與酸和酚發(fā)生中和反應，如鹽酸、苯酚等。w與酸酐發(fā)生反應，如與酸酐發(fā)生反應，如SOSO2 2、COCO2 2、SiOSiO2 2、SOSO3 3、P P2 2O O5 5等。等。w寫出二氧化碳（少、過）與氫氧化鈉反應的化學方程式寫出二氧化碳（少、過）與氫氧化鈉反應的化學方程式w與某些金屬單質發(fā)生反應，如鋁與某些金屬單質發(fā)生反應，如鋁w與某些非金屬單質發(fā)生反應，如與某些非金屬單質發(fā)生

25、反應，如ClCl2 2、S S、SiSi等。等。w與兩性氧化物、兩性氫氧化物發(fā)生反應，如與兩性氧化物、兩性氫氧化物發(fā)生反應，如AlAl2 2O O3 3、ZnOZnO、氫氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鋅等。氫氧化鋅等。w與某些鹽類發(fā)生復分解反應，如含與某些鹽類發(fā)生復分解反應，如含F(xiàn)eFe3+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-等的鹽。等的鹽。w提供堿性環(huán)境發(fā)生有機反應，如鹵代烴

26、的水解反應和消去反應，酯提供堿性環(huán)境發(fā)生有機反應，如鹵代烴的水解反應和消去反應，酯類的水解反應，油脂的皂化反應等。類的水解反應，油脂的皂化反應等。w制取制取wa.a.電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水2NaCl2NaCl2H2H2 2O O2NaOH2NaOH+ +H H2 2+ +通電通電ClCl2 2+ +wb.b.由氫氧化鈣和碳酸鈉反應制取由氫氧化鈣和碳酸鈉反應制取w保存保存w密封在塑料瓶中，短時間內可保存在玻璃瓶中，但只能用橡皮塞，為密封在塑料瓶中，短時間內可保存在玻璃瓶中，但只能用橡皮塞，為什么不能用玻璃塞？什么不能用玻璃塞？w4.4.鈉置于空氣中鈉置于空氣中w某同學將一小塊金屬鈉置于空氣

27、中，觀察到下列現(xiàn)象某同學將一小塊金屬鈉置于空氣中，觀察到下列現(xiàn)象變灰暗變灰暗銀白色銀白色變白色變白色出現(xiàn)液滴出現(xiàn)液滴白色固白色固體體w分析過程，寫出反應方程式分析過程，寫出反應方程式w過氧化鈉置于空氣中首先與那種物質發(fā)生反應？為什么過氧化鈉置于空氣中首先與那種物質發(fā)生反應？為什么碳酸鈉碳酸鈉碳酸氫鈉碳酸氫鈉俗名俗名純堿、蘇打純堿、蘇打小蘇打小蘇打化學式化學式色態(tài)色態(tài)白色粉末白色粉末白色細小晶體白色細小晶體溶解性（水）溶解性（水）易溶易溶可溶可溶熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱不分解加熱可分解加熱可分解與與NaOHNaOH反應反應不反應不反應與澄清石灰水反應與澄清石灰水反應與與COCO2 2反應反

28、應不反應不反應與同濃度鹽酸反應與同濃度鹽酸反應產(chǎn)生二氧化碳較慢產(chǎn)生二氧化碳較慢產(chǎn)生二氧化碳快產(chǎn)生二氧化碳快與與CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液反應溶液反應產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀不反應不反應用途用途玻璃、肥皂、紡織、造紙；洗滌劑玻璃、肥皂、紡織、造紙；洗滌劑發(fā)酵劑、滅火劑、醫(yī)用發(fā)酵劑、滅火劑、醫(yī)用與酸互滴與酸互滴順序不同，現(xiàn)象不同順序不同，現(xiàn)象不同順序不同，現(xiàn)象相同順序不同，現(xiàn)象相同相互轉化相互轉化工業(yè)制法工業(yè)制法用用NaClNaCl、COCO2 2、NHNH3 3、H H2 2O O作原料先制備出碳酸氫鈉，再將碳酸氫鈉作原料先制備出碳酸氫鈉，再將碳酸氫鈉加熱分解即得碳酸鈉

29、加熱分解即得碳酸鈉w5.5.常見鈉鹽常見鈉鹽w1.1.鎂、鋁單質鎂、鋁單質w物理性質物理性質w均為銀白色金屬；質軟；鎂導電導熱性延展性較好，鋁導電導熱性延均為銀白色金屬；質軟；鎂導電導熱性延展性較好，鋁導電導熱性延展性很好。展性很好。w畫出鎂和鋁的原子結構示意圖畫出鎂和鋁的原子結構示意圖w化學性質化學性質wMgMg、AlAl原子最外層分別有原子最外層分別有2 2、3 3個電子，在反應中易失去最外層電子變個電子，在反應中易失去最外層電子變?yōu)殛栯x子，表現(xiàn)還原性。鋁原子比鎂原子半徑小，原子核對最外層電為陽離子，表現(xiàn)還原性。鋁原子比鎂原子半徑小，原子核對最外層電子吸引力大，所以鋁活性不如鎂。鎂和鋁都能

30、與非金屬、酸、某些氧子吸引力大，所以鋁活性不如鎂。鎂和鋁都能與非金屬、酸、某些氧化物等起反應，鋁還可以跟化物等起反應，鋁還可以跟強堿強堿溶液反應。溶液反應。w與非金屬反應與非金屬反應第三節(jié)第三節(jié) 鎂鋁及其化合物鎂鋁及其化合物2Mg2MgO O2 22MgO2MgO+ +點燃點燃4Al4Al3O3O2 22Al2Al2 2O O3 3+ +點燃點燃MgMgClCl2 2MgClMgCl2 2+ +點燃點燃2Al2Al3Cl3Cl2 22AlCl2AlCl3 3+ +點燃點燃MgMgS SMgSMgS+ +2Al2Al3S3S2Al2Al2 2S S3 3+ +3Mg3MgN N2 2MgMg3

31、3N N2 2+ +點燃點燃w在常溫下，鎂和鋁都能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，生成一層致密的氧在常溫下，鎂和鋁都能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，生成一層致密的氧化物薄膜，從而使金屬失去光澤。由于這層氧化物薄膜能阻止金屬的化物薄膜，從而使金屬失去光澤。由于這層氧化物薄膜能阻止金屬的繼續(xù)氧化，所以鎂和鋁都有抗腐蝕性。繼續(xù)氧化，所以鎂和鋁都有抗腐蝕性。w由于鋁離子和硫離子在水溶液中會發(fā)生雙水解反應，因此通常利用由于鋁離子和硫離子在水溶液中會發(fā)生雙水解反應，因此通常利用AlAl和和S S的化合反應制備三硫化二鋁。的化合反應制備三硫化二鋁。w鋁、鎂與酸反應鋁、鎂與酸反應MgMg2HCl2HClMgClMgCl2

32、2+ +H H2 2+ +2Al2Al6HCl6HCl2AlCl2AlCl3 3+ +3H3H2 2+ +w鎂、鋁跟硝酸、濃硫酸反應時，硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被鎂、鋁跟硝酸、濃硫酸反應時，硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被還原，不生成氫氣。鋁在冷的濃硝酸或濃硫酸中會發(fā)生鈍化。還原，不生成氫氣。鋁在冷的濃硝酸或濃硫酸中會發(fā)生鈍化。w鎂、鋁跟某些氧化物反應鎂、鋁跟某些氧化物反應2Al2AlFeFe2 2O O3 3AlAl2 2O O3 3+ +FeFe+ +高溫高溫2Mg2MgCOCO2 22MgO2MgO+ +C C+ +點燃點燃w在高溫下，鋁與三氧化二鐵、二氧化錳、三氧化二鉻等氧化物都

33、能發(fā)在高溫下，鋁與三氧化二鐵、二氧化錳、三氧化二鉻等氧化物都能發(fā)生反應，生成氧化鋁和另一種金屬的單質，這樣的化學反應叫做鋁熱生反應，生成氧化鋁和另一種金屬的單質，這樣的化學反應叫做鋁熱反應。利用鋁熱反應可以冶煉金屬或焊接金屬。反應。利用鋁熱反應可以冶煉金屬或焊接金屬。w鎂跟水反應鎂跟水反應MgMg2H2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2+ +H H2 2+ +w鎂跟冷水反應非常緩慢，鋁跟冷水很難反應。鎂跟冷水反應非常緩慢，鋁跟冷水很難反應。w鋁跟堿反應鋁跟堿反應w鋁可跟氫氧化鈉等強堿的水溶液發(fā)生化學反應。鋁可跟氫氧化鈉等強堿的水溶液發(fā)生化學反應。2NaOH2NaOH2H2H2 2O

34、O2NaAlO2NaAlO2 2+ +3H3H2 2+ +AlAl+ +w3.3.工業(yè)制備鎂和鋁的化學反應原理工業(yè)制備鎂和鋁的化學反應原理w電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制取鎂電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制取鎂電解熔融狀態(tài)的氧化鋁制取鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁制取鋁MgClMgCl2 2（熔融）（熔融）MgMgClCl2 2+ +通電通電2Al2Al2 2O O3 3（熔融）（熔融）4Al4Al3O3O2 2+ +通電通電w氧化鎂比氯化鎂熔點高，故工業(yè)制取鎂用氯化鎂。氯化鋁熔點比氧化氧化鎂比氯化鎂熔點高，故工業(yè)制取鎂用氯化鎂。氯化鋁熔點比氧化鎂低，但氯化鋁是共價化合物，在熔融狀態(tài)不導電，不能被電解，因鎂低，但氯化鋁

35、是共價化合物，在熔融狀態(tài)不導電，不能被電解，因此用氧化鋁。在加熱條件下，氧化鋁易與冰晶石形成熔融混合物，降此用氧化鋁。在加熱條件下，氧化鋁易與冰晶石形成熔融混合物，降低了氧化鋁的熔化溫度。故制取時用氧化鋁和冰晶石的熔融混合物。低了氧化鋁的熔化溫度。故制取時用氧化鋁和冰晶石的熔融混合物。w2.2.鎂和鋁的氧化物鎂和鋁的氧化物w物理性質物理性質wMgOMgO和和AlAl2 2O O3 3均為白色固體，屬于離子化合物。都難溶于水，熔點高，是均為白色固體，屬于離子化合物。都難溶于水，熔點高，是很好的耐火材料。天然很好的耐火材料。天然AlAl2 2O O3 3硬度非常大，俗稱剛玉（紅寶石、藍寶硬度非常大

36、，俗稱剛玉（紅寶石、藍寶石）。石）。w化學性質化學性質w都難溶于水，不跟水發(fā)生反應。氧化鎂是堿性氧化物，氧化鋁為兩性都難溶于水，不跟水發(fā)生反應。氧化鎂是堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物。氧化物。AlAl2 2O O3 36HCl6HCl2AlCl2AlCl3 3+ +3H3H2 2O O+ +AlAl2 2O O3 32NaOH2NaOH2NaAlO2NaAlO2 2+ +H H2 2O O+ +w應用應用w氧化鋁是冶煉金屬鋁的主要原料，也可以制造耐火坩堝、耐火管和耐氧化鋁是冶煉金屬鋁的主要原料，也可以制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫實驗儀器。高溫實驗儀器。w氧化鎂可以用于染料、油漆、玻璃、化學試劑

37、、醫(yī)藥、食品添加劑以氧化鎂可以用于染料、油漆、玻璃、化學試劑、醫(yī)藥、食品添加劑以及用作耐火材料。及用作耐火材料。w練習：練習：w實驗室中，要想使實驗室中，要想使AlClAlCl3 3溶液中的溶液中的AlAl3+3+全部沉淀出來，應選用下列試劑全部沉淀出來，應選用下列試劑中的中的w石灰水石灰水 氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 硫酸硫酸 氨水氨水w3.3.鎂和鋁的氫氧化物鎂和鋁的氫氧化物w氫氧化鎂氫氧化鎂w白色難溶性固體，其水溶液中氫氧根離子濃度很小，可以使酚酞溶液白色難溶性固體，其水溶液中氫氧根離子濃度很小，可以使酚酞溶液變成淺紅色。變成淺紅色。Mg(OH)Mg(OH)2 22HCl2HClMgClM

38、gCl2 2+ +2H2H2 2O O+ +H H2 2O OMgOMgO + +Mg(OH)Mg(OH)2 2w氫氧化鋁氫氧化鋁w白色膠狀物質，難溶于水，具有吸附性。白色膠狀物質，難溶于水，具有吸附性。3H3H2 2O OAlAl2 2O O3 3+ +2Al(OH)2Al(OH)3 3w兩性氧化物，可跟酸、堿反應。氫氧化鋁可用作胃酸中和劑。兩性氧化物，可跟酸、堿反應。氫氧化鋁可用作胃酸中和劑。w練習：練習：w判斷下列除雜方法判斷下列除雜方法w鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥w用過量氨水除去用過量氨水

39、除去FeFe3+3+溶液中的少量溶液中的少量AlAl3+3+w氫氧化鋁中混有少量氫氧化鎂：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，氫氧化鋁中混有少量氫氧化鎂：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量二氧化碳后過濾向濾液中通入過量二氧化碳后過濾wMgOMgO中混有少量三氧化二鋁：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗中混有少量三氧化二鋁：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到氧化鎂。滌、干燥得到氧化鎂。w4.4.硫酸鋁鉀硫酸鋁鉀w十二水合硫酸鋁鉀十二水合硫酸鋁鉀KAl(SOKAl(SO4 4) )2 2H H2 2O,O,俗稱明礬，是一種無色晶體，易溶于俗稱明礬，是一種無色晶體，易溶

40、于水。硫酸鋁鉀溶于水，發(fā)生水解反應，其水溶液顯酸性；水解產(chǎn)生的膠水。硫酸鋁鉀溶于水，發(fā)生水解反應，其水溶液顯酸性；水解產(chǎn)生的膠狀的氫氧化鋁吸附力很強，可以吸附水中的雜質并形成沉淀，使水澄清。狀的氫氧化鋁吸附力很強，可以吸附水中的雜質并形成沉淀，使水澄清。所以明礬常用作凈水劑。所以明礬常用作凈水劑。w練習：練習：w氧化還原在生成、生活中具有廣泛的用途，下列做法涉及到鋁元素的還氧化還原在生成、生活中具有廣泛的用途，下列做法涉及到鋁元素的還原性的是：原性的是：w明礬凈化水；用氫氧化鋁治療胃酸過多；用鋁制容器存放濃硫酸；電解明礬凈化水；用氫氧化鋁治療胃酸過多；用鋁制容器存放濃硫酸；電解熔融氧化鋁制單質

41、鋁。熔融氧化鋁制單質鋁。w1.1.鐵、銅單質鐵、銅單質w物理性質物理性質w鐵為銀白色，銅為紫紅色；導電導熱、延展性良好。鐵為銀白色，銅為紫紅色；導電導熱、延展性良好。w鐵、銅原子結構示意圖鐵、銅原子結構示意圖w化學性質化學性質w鐵位于第鐵位于第族，常見化合價為族，常見化合價為+2+2、+3+3價。銅常見化合價為價。銅常見化合價為+1+1、+2+2價。價。w鐵的還原性比銅強。鐵的還原性比銅強。w與非金屬反應與非金屬反應第四節(jié)第四節(jié) 鐵銅及其化合物鐵銅及其化合物2Fe2Fe3Cl3Cl2 22FeCl2FeCl3 3+ +點燃點燃FeFeS SFeSFeS+ +2Fe2FeI I2 2FeIFeI

42、2 2+ +3Fe3Fe2O2O2 2FeFe3 3O O4 4+ +點燃點燃w跟酸反應跟酸反應w鐵既能被非氧化性酸中的氫離子氧化，又能被氧化性酸中的中心元素鐵既能被非氧化性酸中的氫離子氧化，又能被氧化性酸中的中心元素氧化，而銅只能被氧化性酸中的中心元素氧化。常溫下，鐵遇到濃硫氧化，而銅只能被氧化性酸中的中心元素氧化。常溫下，鐵遇到濃硫酸或濃硝酸時會鈍化。純凈的鐵在空氣中較耐腐蝕，但常用的鋼鐵器酸或濃硝酸時會鈍化。純凈的鐵在空氣中較耐腐蝕，但常用的鋼鐵器件較容易被腐蝕件較容易被腐蝕w寫出鐵與鹽酸，鐵、銅與濃硫酸在高溫下，鐵、銅與稀硝酸反應的化寫出鐵與鹽酸，鐵、銅與濃硫酸在高溫下，鐵、銅與稀硝酸

43、反應的化學方程式學方程式CuCuClCl2 2CuClCuCl2 2+ +點燃點燃2Cu2CuS SCuCu2 2S S+ +2Cu2CuO O2 22CuO2CuO+ +w鐵銅跟鹽溶液反應鐵銅跟鹽溶液反應w寫出鐵與三氯化鐵、銅與三氯化鐵、鐵與陰離子、鐵與鉛離子、銅與寫出鐵與三氯化鐵、銅與三氯化鐵、鐵與陰離子、鐵與鉛離子、銅與汞離子、銅與銀離子反應的方程式汞離子、銅與銀離子反應的方程式w鐵與水反應鐵與水反應3Fe3Fe4H4H2 2O(g)O(g)FeFe3 3O O4 4+ +4H4H2 2+ +高溫高溫w工業(yè)制備工業(yè)制備FeFe2 2O O3 33CO3CO3CO3CO2 2+ +2Fe2

44、Fe+ +高溫高溫FeFe3 3O O4 44CO4CO4CO4CO2 2+ +3Fe3Fe+ +高溫高溫CuOCuOCOCOCOCO2 2+ +CuCu+ +高溫高溫w練習：練習：w將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質，會有三價鐵生成的是將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質，會有三價鐵生成的是w稀硫酸稀硫酸 氯水氯水 硝酸鋅硝酸鋅 氯化銅氯化銅w2.2.鐵的氧化物鐵的氧化物鐵的氧化物鐵的氧化物FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4名稱名稱氧化亞鐵氧化亞鐵三氧化二鐵（鐵紅）三氧化二鐵（鐵紅）四氧化三鐵（磁性氧化鐵）四氧化三鐵（磁性氧化鐵）色態(tài)色態(tài)黑色粉末黑色粉末紅棕色

45、粉末紅棕色粉末黑色晶體黑色晶體價態(tài)價態(tài)+2+2+3+3+2+2、+3+3水溶性水溶性難溶于水難溶于水穩(wěn)定性穩(wěn)定性加熱條件被氧化加熱條件被氧化穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與非氧化性酸與非氧化性酸與氧化性酸與氧化性酸與還原性酸與還原性酸與與COCO反應反應與鋁的反應與鋁的反應制取制取高溫熔融，過量的鐵高溫熔融，過量的鐵與氧氣反應與氧氣反應氫氧化鐵的分解氫氧化鐵的分解鐵在氧氣中燃燒鐵在氧氣中燃燒用途用途- -紅色油漆、涂料，煉鐵紅色油漆、涂料，煉鐵作磁鐵作磁鐵w3.3.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物化學式化學式氫氧化亞鐵氫氧化亞鐵Fe(OH)Fe(OH)2 2氫氧化鐵氫氧化鐵Fe(OH)Fe(OH)3 3物理性質物理

46、性質白色絮狀沉淀白色絮狀沉淀紅褐色，難溶于水的固體紅褐色，難溶于水的固體化學性質化學性質與非氧化性酸反應：與非氧化性酸反應：與氧化性酸反應：與氧化性酸反應：空氣中放置被氧化：空氣中放置被氧化：與與HIHI反應：反應：與非還原性酸反應：與非還原性酸反應：受熱分解：受熱分解：與與HIHI反應：反應：制備制備煮沸蒸餾水，趕走溶解的氧氣煮沸蒸餾水，趕走溶解的氧氣煮沸煮沸NaOHNaOH溶液，趕走溶解的氧氣溶液，趕走溶解的氧氣配制配制FeSO4FeSO4溶液，加少量還原鐵溶液，加少量還原鐵粉和稀硫酸粉和稀硫酸用長滴管將上述氫氧化鈉溶液送用長滴管將上述氫氧化鈉溶液送入入FeSO4FeSO4溶液液面以下溶液

47、液面以下將氫氧化鈉溶液滴入硫酸鐵溶液中將氫氧化鈉溶液滴入硫酸鐵溶液中特征轉化特征轉化常溫下，白色沉淀先變成灰綠色，再變成紅褐色。常溫下，白色沉淀先變成灰綠色，再變成紅褐色。w提問：制取氫氧化亞鐵時，為什么要把膠頭滴管插到液面以下？提問：制取氫氧化亞鐵時，為什么要把膠頭滴管插到液面以下？w4.4.氧化銅和氫氧化銅氧化銅和氫氧化銅名稱名稱氧氧化銅化銅CuOCuO氫氧化銅氫氧化銅Cu(OH)Cu(OH)2 2物理性質物理性質不溶于水的黑色固體不溶于水的黑色固體不溶于水的藍色固體不溶于水的藍色固體化學性質化學性質與酸反應：與酸反應：與氫氣反應：與氫氣反應：與與COCO反應：反應：與酸反應：與酸反應：加熱分解：加熱分解：與氨水反應：與氨水反應：制法制法氫氧化銅加熱分解氫氧化銅加熱分解可溶性銅鹽與可溶性強堿反應?？扇苄糟~鹽與可溶性強堿反應。Cu(OH)Cu(OH) 2 24NH4NH3 3H H2 2O OCu(NHCu(NH3 3) )4 4(OH)(OH)2 2+ +4H4H2 2O O+ +w5.Fe5.Fe2+2+與與FeFe3+3