3第三章常见金属元素及其化合物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,普通化学,化学工业出版社,课件制作：湖南化工职业技术学院 胡莉蓉,第三章 常见的金属元素及其化合物,学习目标：,1.,了解钠的物理性质，掌握钠的主要化学性质；,2.,理解过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质和用途；,3.,掌握钠、钾的焰色反应；,4.,了解铝、铁的物理性质，掌握铝、铁化合物的基本化学性质；,5.,了解铁离子的检验。,学习内容,第二节 铝及其化合物,第一节 钠及其化合物,第三节 铁和铁的化合物,第四节 硬水的软化,一、钠的性质,第一节 钠及其化合物,元素周期表中,IA,族的元素：锂,Li),、钠,(Na),、钾,(K),、铷,(,Rb,),、铯,(Cs),、钫,(Fr),。称碱金属,碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中极易失去一个电子成为稳定的,+1,价阳离子，因此碱金属都是活泼金属，具有很强的还原性。从 锂到铯由于电子层数逐渐增多，导致金属的活泼性越来越强。,（一）钠的物理性质,金属钠是一种柔软，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为,0.97g,cm,3,，比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为,97.81,、沸点为,882.9,。,（二）钠的化学性质,钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。,1.,跟非金属反应：,金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：,4Na+O,2,=2Na,2,O,，（空气中钠的切面变暗）,在空气,(,或氧气,),中燃烧：,2Na+O,2,Na,2,O,2,(,黄色火焰,),，以上反应说明,Na,2,O,2,比,Na,2,O,稳定。可见，与,O,2,反应时因条件不同而产物不同。,在氯气中燃烧：,2Na+Cl,2,2NaCl,(,白烟,),Na,2,O,2,将一小块金属钠投入滴有酚酞的水中。,2Na+2H,2,O=2NaOH+H,2,现象,：浮,熔,游,嘶,红,2.,钠与水反应：,（三）、钠的存放和取用,存放,：由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的,O,2.,H,2,O,等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。,取用,：一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。,二、钠的重要化合物,(1),氧化钠与过氧化钠,(Na,2,O,2,),供氧,剂、漂白剂,用途,2Na,2,O,2,+4HCl=4NaCl+2H,2,O+O,2,Na,2,O+2HCl=2NaCl+H,2,O,与酸反应,2Na,2,O,2,+2CO,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,Na,2,O+CO,2,=Na,2,CO,3,与,CO,2,反应,过氧化物,(,不属碱性氧化物,),碱性氧化物,类别,过,氧化钠,名称,燃烧或加热时与,O,2,反应,常温与,O,2,反应,生成条件,2Na,2,O,2,+2H,2,O=4NaOH+O,2,Na,2,O+H,2,O=2NaOH,与,水,反应,淡,黄色固体,白色固体,颜色状态,Na,2,O,2,Na,2,O,化学式,(2),氢氧化钠,(,NaOH,),白色固体，易潮解，易溶于水，在溶解过程中产生大量的热，它的浓溶液对皮肤、纤维等有强烈的腐蚀性，因此又称为苛性碱、火碱或烧碱。,NaOH,是强碱，具有碱的通性。,2NaOH,C0,2,Na,2,C0,3,H,2,0,2NaOH,Si0,2,2Na,2,Si0,3,H,20,用途：,制肥皂、人造丝、染料、药物等；此外精炼石油和造纸也要用到大量的氢氧化钠；它也是实验室常用的试剂。,制取：,电解饱和食盐水,(3),碳酸钠,(Na,2,C0,3,),和碳酸氢钠,(NaHC0,3,),用途,CO,2,BaCl,2,石灰水,HCO,3,-,+OH,-,=CO,3,2-,+H,2,O,NaOH,HCl,热,稳定,较易溶于,水,(,比,Na,2,CO,3,小）,溶解性,色态,俗名,化学式,发酵剂,灭火剂,医疗上治胃酸过多,用于玻璃,肥皂,造纸,洗涤剂,不反应,Na,2,CO,3,+H,2,O+CO,2,=2NaHCO,3,不反应,CO,3,2-,+Ba,2,+,BaCO,3,CO,3,2-,+Ca,2,+,CaCO,3,不,反应,HCO,3,-,+H,+,=CO,2,+H,2,O,CO,3,2-,+2H,+,=CO,2,+H,2,O,稳定，不易分解,易溶于水,细小白色晶体,白色粉末,小苏打,纯碱,苏打,NaHCO,3,Na,2,CO,3,HCO,3,-,+Ca,2,+,+OH,-,=CaCO,3,+H,2,O,(,碱不足,),2NaHCO,3,=Na,2,CO,3,+H,2,O+CO,2,三、焰色反应,焰色反应,：,某些金属或它们的化合物在灼烧时，火焰呈现特殊的颜色。,钠和钠的化合物呈现,黄色火焰,；,锂及锂的化合物产生,紫红色火焰,；,钾及钾的化合物产生,浅紫色火焰,(,透过蓝色的钴玻璃观察,),；,钙及钙的化合物产生,砖红色火焰,金,属,的,焰,色,反应,第二节 铝及其化合物,元素周期表中,A,族元素，包括硼,(B),、铝,(Al),、镓,(,Ga,),、锢,(In),、铊,(,Tl,),五种元素，统称为硼族元素。硼族元素的金属性，按照由硼到铊的顺序逐渐增强。硼主要显示非金属性，铝、镓、铟呈两性，而铊则完全表现出金属性。,一、铝的性质和用途,铝在地壳中的含量为,7.7,，仅次于氧和硅，是地壳中含量最多的金属元素。在自然界中以复杂的铝硅酸盐形式存在。,(,一,),铝的物理性质,铝是银白色的轻金属，密度为,2.7g/cm3,，是重要的金属材料。熔点为,660,。具有良好的导电、导热性，也有很好的延展性。,(,二,),铝的化学性质,铝的性质较活泼,1.,与氧、卤素、硫等非金属起反应,4Al,3O,3,2A1,2,0,3,2Al+3S Al,2,S,3,2.,两性金属，与酸、强碱溶液起反应。,2Al,6HCl 2A1Cl,3,3H,2,2A1,2Na0H,2H,2,0 2NaAl0,2,3H,2,3.,置换反应（铝热反应）,8A1,3Fe,3,0,4,9Fe,4A1,2,0,3,反应过程中放出大量的热，用于冶炼和焊接金属,(,三,),铝的用途,纯铝的导电性能好，做导线和电缆；,铝有很好的延展性，压成薄片成为铝箔；,铝粉跟某些油料混合，制成白色防锈油漆。,铝的质量轻，硬度大，机械性能好，广泛用于制造业。,二、铝的化合物,(,一,),氧化铝,(Al,2,O,3,),典型的两性氧化物,A1,2,0,3,6HCl 2AlCl,3,3H,2,0,Al,2,0,3,2NaOH 2NaAl0,2,H,2,0,氧化铝是一种较好的耐火材料，可以用来制造耐火坩埚、,耐火管和耐高温的实验仪器等。,存在,用途：,铝土矿、刚玉,刚玉硬度仅次于金刚石。常用来制造砂轮、机械轴承等，,天然刚玉因含有少量的杂质而显不同的颜色，俗称宝石。如含有铁和钛的氧化物时呈蓝色，俗称蓝宝石，含有微量铬时呈红色，叫红宝石。,(,二,),氢氧化铝,Al(OH),3,两性氢氧化物,Al(OH),3,3HCl AlCl,3,3H,2,0,Al(OH),3,NaOH,NaAl0,2,2H,2,0,实验室制取,：,A1,2,(S0,4,),3,6NH,3,H,2,0 2Al(OH),3,3(NH,4,),2,S0,4,净水剂；,胃舒平等胃药的主要成分，可用于治疗胃溃疡或胃酸过多。,用途,：,(,三,),硫酸铝钾,KAl(S0,4,),2,复盐：两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐。,KAI(S0,4,),2,K,+,A1,+,2SO,4,2-,十二水合硫酸铝钾,KAl(S0,4,),2,12H,2,0,的俗名也叫明矾。,用途：,日常生活中的净水剂；造纸工业中用作填充剂；纺织工业中用作棉织物染色的媒染剂以及用于澄清油脂、石油脱臭和除色等。,第三节 铁和铁的化合物,(,一,),物理性质,一、铁,(Fe),的性质,.,银白色,有金属光泽,质软,;,2.,具有良好的延展性,;,3.,是电和热的良导体,;,4.,密度,7.86g/cm,3,，,熔点,1535,，沸点,2750,5.,特性,：可以被磁体吸引，也可在磁场中被磁化,(,二,),铁的化学性质,铁的原子序数为,26,，位于元素周期表第四周期第,族。它的化合价有,+2,价和,+3,价，以,+3,价更为稳定。,位置,1.,与非金属单质反应,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,3Fe+2O,2,Fe,3,O,4,Fe+S,FeS,高温下，铁可跟碳、硅、磷等化合,点燃,点燃,2.,与水反应,常温下，纯铁与水不反应,高温时，与水蒸气反应,3Fe+4H,2,O(g)Fe,3,O,4,+4H,2,与水反应,高温,与酸反应,与盐酸、稀硫酸反应,Fe+2H,+,Fe,2+,+H,2,常温下，发生钝化,与浓硝酸、浓硫酸反应,加热后可以反应,3.,与酸、某些金属盐反应,与某些盐溶液反应：如硫酸铜溶液,Fe+CuSO,4,FeSO,4,+Cu,二、铁的化合物,(,一,),硫酸亚铁,(FeSO,4,),绿矾,(FeSO,4,7H,2,0),，木材的防腐剂、织物染色时的媒染剂、还原剂及制造蓝黑墨水，在医药上可以治疗贫血，在农业上用作农药等,摩尔盐,：硫酸亚铁铵,(NH,4,)2Fe(S0,4,)2,6H,2,0,，,(,二,),氯化铁,(FeCl,3,),FeCl,3,常用作氧化剂，如用来制作印刷电路板的腐蚀剂，使铜板被氧化而腐蚀。,2FeCl,3,Cu 2FeCl,2,CuCl,2,三、铁离子的检验,铁盐遇,KSCN,或,NH,4,SCN,溶液显,血红色,FeCl,3,+,3KSCN Fe(SCN,)3,+,3KCl,亚铁盐溶液,(Fe,2+,),遇,KSCN,溶液不显红色，利用以上反应可以检验,Fe,3+,的存在。,第四节 硬水的软化,一、硬水和软水,天然水,软水,硬水,含有较多量,Ca,2+,和,Mg,2+,的水,含有较少量或不含,Ca,2+,和,Mg,2+,的水,硬水,暂时硬水,：,含有钙、镁酸式碳酸盐的硬水。煮沸除去,永久硬水,：,含有钙和镁的硫酸盐或氯化物的硬水。,不能煮沸除去。,Ca(HC0,3,),2,CaC0,3,C0,2,H,2,0,Mg(HC0,3,),2,MgC0,3,C0,2,H,2,0,二、硬水的危害,实例一：洗涤衣物,实例二：锅炉壁上的沉淀（俗称,“,锅垢,”,）,三、硬水的软化,（一）化学软化法,化学软化法在水中加入某些化学试剂，使水中溶解的钙盐、镁盐成为沉淀析出。常用石灰乳和纯碱使水软化。,Ca(HC0,3,),2,Ca(OH),2,2CaC0,3,2H,2,0,Ca(HC0,3,),2,Na,2,C0,3,CaC0,3,2NaHC0,3,Mg(HC0,3,),2,Ca(OH),2,CaC0,3,MgC0,3,2H,2,0,MgS0,4,Na,2,C0,3,MgC0,3,Na,2,S0,4,CaS0,4,Na,2,C0,3,CaC0,3,Na,2,S0,4,（二）离子交换软化法,离子交换软化是借助离子交换树脂来软化水的。,2R,-,H,+,Ca,+,R,Ca,2H,+,2R,-,H,+,Mg,2+,R,2,Mg,2H,+,阳离子交换,阴离子交换,R,+,OH,-,Cl,-,RCl,OH,-,2R,+,OH,SO,4,2-,R,2,SO,4,20H,-,这样处理的水中只含有,H,+,和,0H,-,，称为,去离子水,离子交换树脂的再生,R,2,Ca,2HCI 2RH,CaCl,2,R,2,S0,4,2NaOH 2ROH,Na,2,S0,4,强酸、强碱分别处理,Thanks for your attention!,