
常见金属化合物.doc
5页常见金属化合物基本架构:金 属及其化_合物金属的化学性质金属化合物金属材料一金属与氧气的反应—金属与水的反应—金属与酸的反应_某些金属与碱的反应 金属与盐溶液的反应 金属与氧化物_金属与氢氧化物一 盐 _一常见合金的重要应用 _正确选用金属材料四 种 基 本 反 应离子反应氧 化 还 原 反 应化学_反应钠及其化合物之间的转化关系:1) 课本P. 59关系图(见课本)2) 相关的化学反应式:1、 2Na + O2 S^^Na2O22、 2Na + 2H2O == 2NaOH + H2 f3、 2NaOH + CO2 == Na2CO3 + H2O4、 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 t5、 Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO36、 Na2CO3 + Ca(OH)2 == 2NaOH + CaCO3 I7、 4NaOH (熔融)昱鲤 4Na +O2 t + 2H2 t8、 4Na + 02 == 2Na2O9、 2Na2O + O2 === 2Na2O210、 Na2O + H2O == 2NaOH11、 2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2 t12、 2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O213、 NaOH + CO2(过量)二二 NaHCOs14、 2NaCl(熔融)二興 2Na+Cl2 f15、 2Na + Cl2 岂崟 2NaCl二、 铝及其化合物之间的转化关系:1) 课本P. 59关系图(见课本)2) 相关的化学反应式:1、 4A1 + 302 === 2AI2O32、 2A1(OH)3 亠 A12O3 + 3H2O3、 A1(OH)3 + 3HC1 == AICI3 + 3H2O4、 2A1 + 6HC1 == 2A1C13 + 3H2 t9、AICI3 + 3NaOH === 3NaCl + A1(OH)3 I5、 A12Oj + 2NaOH == 2NaAlO2 + H206、 2AI+2NaOH+2H2O==2NaAIO2+3H2 t7、 A1(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O8、 2A12O3(熔融)卿4Al+36fAlClj + 4NaOH (过量)===3NaCI + NaAIO2 + 2H2O10、2NaAlO2 +3H2O+CO2==Na2CO3+2Al(OH)3 I11、NaAlO, + 2H2O + CO2 (过量)===NaHCO3 + A1(OH)3 I12、 NaAlO2 + H2O + HCl===NaCl + A1(OH)3 I13、 NaAlO2 +4HCI(过量)===NaCl +AICI3 +2H2O 注意铝三角关系。
三、 铁及其化合物之间的转化关系:1) 课本P・59关系图(见课本)2) 相关的化学反应式:7、 2FeCl2 + Cl2 == 2FeCl38、 2FeCl3 + Fe == 3FeCl29、 Fe3O4 + 4H2 ==A3Fe + 4H2O10、 FeCl2 + Zn == Fe + ZnCl2H、2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O12、2Fe + 3C12 === 2FeCl31、 3Fe + 2O2 Fe3O43Fe + 4H2O(g) ==5^e3O4 + 4H22、 Fe + 2HC1 == FeCl2 + H2 t3、 FeCl2 + 2NaOH == Fe(OH)2 l + 2NaCl4、 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)35、 Fe(OH)3 + 3HC1 == FeClj + 3H2O6、 FeCl3 + 3NaOH == Fe(OH)3 I + 3NaCl 注意铁三角关系四、 金属离子的检验:1. 用化学方法产生特殊现象(气体、沉淀、难电离物质、颜色等):Fe"、Fe2\ A产等2. 焰色反应:用于在火焰上呈现特殊颜色的金属或它们的化合物的检验。
阅读以下内容:1. 金属的分类人们根据金属的密度把金属分为重金属和轻金属重金属的密度大于4. 5 g/cm3,轻金属的密度小于 4. 5 g/cm3o冶金工业上还常常把金属分为黑色金属和有色金属黑色金属有三种:铁、猛、辂它们或它们的 合金的表面常有灰黑色的氧化物,所以称这类金属为黑色金属除铁、镭、钻以外的金属称为有色金属2. 几种常见和重要的金属(1)钠:钠不能以游离态存在于自然界,因为它的化学性质很活泼,因此在自然界,钠存在于许多 无机物中(如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠、硼酸钠等)在海水、矿泉水、盐湖水中有可溶性钠盐地壳中含有2.63%化合形式的钠,其含量在元素中占第6位钠能与许多气体发生反应:①在空气中120 C时着火,160 C以下氧气不足时反应的主要产物是 Na20 , 250〜300 C与足量氧气反应生成的是N/O?和少量的Na02o②与氏室温下不反应,200〜350 C时 反应生成NaHo钠能与H2O反应,也能与酸、盐溶液反应金属钠的用途:在核工业上钠可用作传热介质在电力工业上用于制钠灯,钠灯不降低照度水平但 能减少能源消耗金属钠的制法:目前世界上钠的工业生产多数用电解氯化钠的方法。
反应通常在电解槽里进行电 解时,氯化钠需要熔融,氯化钠的熔点为801 C,在技术上有困难,采取的方法是用质量分数为40%的氯 化钠和60%的氯化钙混合形成低共熔物(熔点为580 C ),降低了电解时所需的温度电解时,氯气在阳极放出,金属钠和钙同时在阴极被还原出来,浮在阴极熔盐的上方,从管道溢出把熔融的金属混合物冷 却到105〜110 C,金属钙成晶体析出,经过滤就可以把金属钠与金属钙分离3)铝铝是自然界中分布最广的金属元素地壳中铝的含量接近8%,仅次于氧和硅铝通常以化合状态存 在,已知的含铝矿物有250多种,其中最常见的是铝硅酸盐类,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矶石铝是银白色金属,其主要特性是密度小,相对密度只有钢铁的1/3某些铝合金的机械强度甚至超过 结构钢各种铝合金(如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等)广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工 业此外,导弹、宇宙飞船、人造卫星也大量使用铝及其合金例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其 合金构成,每枚导弹的用铝量约占总质量的10%〜15%, —艘1・5万吨级的大型客船用铝量约为2000 te铝是一种良好的导电材料铝的导电能力虽然只有铜的60%〜70%,但密度只有铜的l/3e以传导等 量电流而论,铝的导电截面积大约是铜的1・6倍,而铝的质量只有铜的一半。
换言之,铝可节省用量,价 格远低于铜,且铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀作用,而且有一定绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电 缆工业和无线电工业有广泛的用途铝是热的良导体铝的热导率大约是铁的3倍,不锈钢的10倍因此铝是制造机器活塞、热交换器、 饭锅和电熨斗的理想材料铝还具有良好的光和热的反射能力,所以铝可用来制反光镜,又可作绝缘材料铝易于加工,可压成铝板或铝箔,或拉成铝线,挤压成各种异形的材料在100〜150 C时可制成薄 于0.01 mm的铝箔,广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制成各种铝制品铝的化学性质:铝在氧气中加热时能剧烈地燃烧,发出炫目的白光,并放出大量的热铝与氧结合 的能力很强,是亲氧元素,它能从许多金属氧化物中夺取氧,而且放出的大量热可使游离出来的金属熔化应用此原理在冶金工业上用来制取铁、镭、锯、帆等金属,如Cr203+2Al=Al203+2Cr,这种方法叫铝热法 铝可与稀酸(盐酸或硫酸)、强碱溶液反应生成盐,同时放出氢气把铝放入冷的浓硝酸或浓硫酸中会被 钝化,因此,浓硝酸或浓硫酸可用铝的容器贮存纯度为99. 95%以上的大片铝,可以抵御大多数酸类的 侵蚀铝和氯在高温下反应生成A1CL,和硫在1 000 C以上时反应生成Al2Ss,和碳在800 C以上时反 应生成ALCso(4)铁铁是地壳中最丰富的元素之一,含量为4. 75%,在金属中仅次于铝。
铁分布很广,能稳定地与其他元 素结合,常以氧化物的形式存在,有赤铁矿(主要成分是Fe2O3) >磁铁矿(主要成分是FesO’J、褐铁矿 (主要成分是Fe2()3・3出0)、菱铁矿(主要成分是FeCOs)、黄铁矿(主要成分是FeS?)、钛铁矿(主要 成分是FeTiOs)等土壤中也含铁1%〜6%铁是一种光亮的银白色金属常见的化合价为+2和+3价纯 铁相对较软,有良好的延展性和导热性,能导电,能被磁化,又可去磁纯铁化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂纯铁在空气中不起变化,含杂质的铁在潮湿空气里 逐渐生锈,外表生成一层褐色的氢氧化铁铁红热时能与水反应生成氢气铁易溶于稀酸中,但在浓硫酸 或浓硝酸中由于表面发生钝化而不能溶解,因此铁制容器可用来储存浓硫酸或浓硝酸浓的碱溶液能侵蚀 铁,生成高价铁酸盐铁加热时能与卤素、硫、磷、硅等非金属反应,但与氮不直接反应铁是生命过程所必需的元素,是红细胞(血红蛋白)的主要成分铁的最大用途是炼钢,也大量用来制造铸铁铁和它的化合物还用来做磁铁、染料(墨水、蓝晒图 纸、胭脂颜料)和磨料(红铁粉)还原铁粉大量用于冶金我国在春秋时代晚期已炼出可供浇铸用的液 态生铁,隋唐时开始用煤炼铁,明代已能用焦炭炼铁。
铁现在常用焦炭、铁矿石和石灰石为原料炼得5)铜铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一固体铜呈紫红色光泽铜稍硬,极坚韧, 耐磨损,还有很好的延展性,容易锻造和压延成薄片,可轧成很细的金属丝铜具有优良的导电和导热性, 仅次于银,但含有杂质时则导电性大受影响铜和它的一些合金还有较好的耐腐蚀能力铜在干燥的空气里很稳定,但在潮湿的空气里表面可生成一层绿色的碱式碳酸铜(CU2(0H)2C03),称 做铜绿高温时铜可被氧化铜能溶于硝酸和热的浓硫酸,容易被碱侵蚀在一定温度下,铜也能与卤素、 硫等非金属反应生成卤化物或硫化物铜的主要化合价有+1和+2价,+2价铜的化合物比较普遍,也比较 稳定水溶液中+1价铜的化合物不稳定,歧化生成单质铜和+2价铜铜的最大用途是广泛用于电器工业上,如制作电线、电缆和各种电器设备等,也用于制造各种合金, 如黄铜(Cu-Zn合金)、青铜(Cu-Sn合金)等铜及其合金在机械和仪器仪表等工业上用来制造各种零 件在国防工业上用来制造枪弹、炮弹等在化学工业上用来制造热交换器、深度冷冻装置等4.过氧化钠恥02是淡黄色粉末,商品常制成圆形小颗粒它的熔点为675 C, NaO具有强氧化性,与其他易燃 品放置在一起会发生燃烧。
在熔融状态下,Na?几乎不分解,但遇到棉花、炭粉或铝粉时可发生爆炸Na202 易潮解,与水或稀酸作用时生成过氧化氢并放热,过氧化氢不稳定,立即分解放岀氧气Na2O2可与空气中 的C02作用放出氧气,因此常用在缺乏空气的场合,如矿井、坑道、潜水、宇宙飞船等方面,以供人们呼 吸应急用Na2()2与强氧化剂(如KMnO』作用时显还原性,它不溶于乙醇在工业上常用作漂白剂、 杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等通常可通过在不含C02的干燥空气流中把金属钠加热到300 C来制取 Na202o5•碳酸钠、碳酸氢钠恥又叫纯碱,俗称苏打无水碳酸钠是白色粉末或细粒,加热至851 C时熔化而不分解。












