几种重要的金属化合物.ppt

第二节 几种重要的金属化合物,自然界中的铝元素,Al2O3,FeS2,自然界中的铁元素,Fe3O4,自然界中的铜元素,Cu2(OH)2CO3,辰砂 HgS,钙铀云母 Ca(UO2)2(PO4)212H2O,萤石 CaF2,金矿 Au,一、钠的重要化合物,1.氧化钠和过氧化钠 （1）氧化钠是 色固体， 过氧化钠是 色固体。 （2）氧化钠与水的反应 式是 。,白,淡黄,Na2O H2O =2 NaOH,实验35,在盛有过氧化钠固体的试管中滴入水的现象是 。 写出过氧化钠与水反应的化学方程式 。 写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式 。,有气泡产生，放热，放出的气体能使带火星的木条复燃,2Na2O2 2H2O =4 NaOHO2,2Na2O2 CO2 =2Na2CO3O2,呼吸面具,2.碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸钠俗名叫 ，也叫 ，碳酸氢钠俗名叫 。碳酸钠晶体的化学式是 ，碳酸钠晶体在干燥的空气中容易失去 变成碳酸钠粉末。,纯碱,苏打,小苏打,Na2CO3 10H2O,结晶水,实验方案,1、各取1小匙的Na2CO3 NaHCO3于试管中，观察二者外观上的细小区别，滴加10滴水，振荡，观察，用手摸一摸试管外壁，有什么感觉？继续向试管内加入约10滴水，振荡，观察、记录现象。 2、分别加2滴酚酞溶液，比较溶液颜色。,思考和交流： 这两种物质有什么相同和不同之处？ 相同点：均可溶于水； 固体均是白色，而水溶液均无色、呈碱性； 均可与盐酸反应并放出二氧化碳。 不同点：本课的学习重点 注意：在共性中找细微差别，并设计实验来验证你的猜想。,3、向一支试管放入碳酸氢钠，加热。观察澄清石灰水的变化。,NaHCO3,Na2CO3,澄清的石灰水,4、在两根试管中分别加入2mL稀盐酸，将等量（1/3药匙）的碳酸钠和碳酸氢钠加入试管中。 注意：比较反应的剧烈程度。,2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2,区别Na2CO3和NaHCO3的方法:, 加热,加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3,滴入CaCl2或BaCl2溶液,产生白色沉淀的是Na2CO3,逐滴滴入稀盐酸,首先产生气体且反应较剧烈的是NaHCO3,Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl,碳酸钠和碳酸氢钠的用途,侯德榜和侯氏制碱法,在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜曾以10科1000分的好成绩被北平清华留美预备学堂录取！ 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。 1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 18381922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。 侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。为了实现这一设计，在1941一1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新工艺使食盐利用率从70一下子提高到96，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。 （1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3 （3）2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 即：NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2 =NH4Cl+NaHCO3 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2,练习：,1、与盐酸互滴顺序，写出离子反应方程式： 往盐酸里面滴加碳酸钠： 往碳酸钠里面滴加盐酸： 往盐酸里面滴加碳酸氢钠： 往碳酸氢钠里面滴加盐酸：,2H+CO32-=CO2 +H2O,H+CO32-=HCO3-,H+HCO3-=CO2 +H2O,H+HCO3-=CO2 +H2O,请思考：,大家知道节日燃放的五彩缤纷的烟花是怎么来的吗？,3焰色反应很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。,实验步骤：,将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同； 用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧，观察火焰颜色； 用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧至火焰无色后，再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。,注意：,每次实验必须用盐酸洗净铂丝，并灼烧至火焰与原来相同； 钾的焰色必须透过蓝色的钴玻璃观察。（避免钠等杂质 的焰色的干扰。）,实验3-6,某些金属或其化合物的焰色,注意： 1）无论是金属的单质还是化合物其焰色都相同； 2）金属的化合物无论是溶液中还是固体其焰色相同。,一些金属及其化合物的焰色反应,黄色,紫色,砖红色,洋红色,绿色,紫红色,黄绿色,（填写教材）,1. 下列叙述正确的是（ ） Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2 Na2O主要作氧化剂，Na2O2主要作还原剂 Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行 Na2O2是强氧化剂，Na2O是一种碱性氧化物 A、都正确 B、 C、 D、,练习,D,2下列说法中不正确的是（ ） A、Na2CO3比NaHCO3 易溶于水 B、Na2CO3比NaHCO3稳定 C、Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀 D、物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应 得CO2的物质的量之比为21 3不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实 验操作是（ ） A、加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中. B、在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液 C、在这两种溶液中滴加同浓度的稀盐酸 D、在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水,D,D,4有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述错误的 是（ ） A、等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应， 在相同的条件下NaHCO3产生的CO2气体体积大 B、同一温度下，与等浓度的盐酸反应时，NaHCO3比 Na2CO3剧烈 C、与同种酸反应生成等量的CO2时，所消耗的酸的 量相等 D、将石灰水加入到NaHCO3溶液中将会产生沉淀,C,二、铝的重要化合物,二、铝的重要化合物,1、氧化铝（Al2O3）,物性：Al2O3是一种白色难熔的固体,不溶于水，可作耐火材料(熔点2050) (天然产物称作刚玉),氧化铝的天然存在形式,铝土矿由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成,刚 玉氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂（SiC）(蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）,闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,天然红宝石“罗斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,精美的氧化铝陶瓷制品,耐火坩埚,耐火砖,燃器具点火瓷头,1.1.氧化铝 Al23,Al2O3 +6HCl=2AlCl3+3H2O 回顾：酸性氧化物匀CO2、SO2等与碱的反应: CO2 +2NaOH = Na2CO3+H2O 碳酸钠 Al2O3 +2NaOH = 2NaAlO2+H2O,偏铝酸钠,Al2O3是典型两性氧化物既可以跟酸反应，也可以跟碱反应。,与酸反应表现为碱性,与碱反应表现为酸性,与碱反应,思考与交流 回忆铝片加入稀盐酸和氢氧化钠溶液中的现象：刚开始是否有气泡产生？为什么？ 因为铝的表面有一层致密的氧化膜，一开始是氧化膜与盐酸或氢氧化钠溶液反应，说明铝具有两性。 两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,2.氢氧化铝,实验3-7 （1)实验室制取氢氧化铝的最佳途径： Al2(SO4)3 +6NH3.H2O =2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4 离子方程式： Al3+3NH3.H2O=Al(OH)3 +3NH4+,思考与交流 铝是一种两性金属，氧化铝是一种两性氧化物，氢氧化铝会不会也具有两性？,氢氧化铝的用途,胃舒平又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸的氢氧化铝和三硅酸镁两药合用，并组合解痉止痛药颠茄浸膏而成。,白色胶状沉淀不断增多，而后沉淀溶解并最后消失。,白色胶状沉淀逐渐增多，氨水过量不溶解。,1、 Al2(SO4)3 6NaOH2Al(OH)33Na2SO4 2、Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O,Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3+3(NH4) 2SO4,Al2(SO4)3与NaOH、NH3H2O均可反应生成Al(OH)3,Al(OH)3溶于强碱而不溶于弱碱。,Al2(SO4)3 Al(OH)3 澄清 ? 写出以上变化过程的离子方程式：,逐滴滴NaOH,逐滴滴NaOH,逐滴滴稀盐酸,Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O AlO2-+H+H2O=Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+= Al3+3H2O,阅读思考,明矾为什么能够净水？,明矾溶于水与水反应，生成的Al（OH）3胶体可以吸附悬浮在水中的泥沙等固体物质，并形成沉淀沉降下来，从而使水澄清，因此可用明矾净水。,铝盐（明矾）净水作用,3、硫酸铝钾 KAl(SO4)2 ,KAl(SO4)212H2O或 K2SO4Al2(SO4)324H2O 俗名明矾，无色晶体、 易溶于水，是一种复盐， 常用作净水剂。,KAl(SO4)2 =K+Al3+2SO42-,说起明矾，人们对它是很熟悉的，也有人管它叫白矾，化学名称叫硫酸钾铝。,原理： Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ 胶体,Al3+ AlO2,Al,Al2O3,Al(OH)3,铝及其重要化合物之间的转化,练习： 下列物质中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是（ ） NaHCO3 Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 CuO A. B. C. D.全部,C,三、铁的重要化合物,1、铁的氧化物,砖的颜色为何有青有红？,Fe3O4,黄铁矿（FeS2）,赤铁矿（Fe2O3）,磁铁矿（Fe3O4）,硫酸亚铁,陨铁,1.铁的氧化物,+2,+3,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,FeO +2HCl=FeCl2+H2O,Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O,Fe3O4+8HCl= 2FeCl3+FeCl2+4H2O,Fe3O4 ( FeO. Fe2O3 ),Fe2O3,FeO,Fe3O4可由氧气和铁直接反应得到，其他不能。,2.铁的氢氧化物,思考：铁有哪些氢氧化物，如何制备铁的氢氧化物？,方案一：能否通过铁和水反应制得？,方案二：能否通过铁的氧化物和水反应得到？,方案三：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？,2.铁的氢氧化物氢氧化铁和氢氧化亚铁,实验：现有氢氧化钠、氯化铁、氯化亚铁三种溶液，请你利用这些试剂先制备出氢氧化铁，再制备出氢氧化亚铁。观察、记录现象，并推导二者性质。,分别向硫酸亚铁和氯化铁溶液加氢氧化钠溶液： FeSO4溶液：先生成白色沉淀，然后很快变灰绿，最后变成红褐色。 FeCl3：生成红褐色沉淀。,白色固体,红褐色固体,不溶,不溶,FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl,FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,如何制备Fe(OH)2？,操作1：用胶头滴管直接向新制的FeSO4溶液加入经煮沸NaOH溶液,苹果汁是人们喜爱的饮料，但是现榨的苹果汁在空气中会慢慢的由浅绿色变为棕黄色，为什么呢？,Fe2+,Fe3+,Cl2 、 O2 、 HNO3、 KMnO4,Fe、Cu、I-、 S2-,浅绿色,棕黄色,Fe(OH)3,Fe(OH)2,红褐色,白色,碱,酸,碱,酸,空气中放置,（2）Fe2+和Fe3+的转化,如何判断FeCl2溶液中是否有部分Fe2+被氧化成Fe3+？,实验：在2支试管里分别加入2mL FeCl2溶液和2mL FeCl3溶液，各加入12滴KSCN溶液。观察现象并记录，填写表格。,无明显变化,黄色溶液变成血红色（可用来检验Fe3+的存在）,如何防止FeCl2溶液的Fe2+被氧化成Fe3+？,实验：在盛有2mL FeCl3溶液的2支试管中加入1小匙铁粉，振荡试管；充分反应后，滴入12滴KSCN溶液，向其中一支滴入1滴管滴氯水，另一支滴入1滴双氧水。,溶液由黄色变成浅绿色,溶液由浅绿色变为红色,溶液由浅绿色变为红色,Fe3+具有氧化性 2Fe3+Fe=3Fe2+,Fe2+具有还原性 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,Fe2+ Fe3+,还原剂：金属单质，如铁、铜、S2-、I-等 氧化剂：Cl2、H2O2、 O2 、 HNO3、 浓H2SO4 、 KMnO4 、 KClO3,氧化剂,还原剂,Fe2+和Fe3+的相互转化,铁盐（含Fe3+）的净水作用,铁化合物和亚铁化合物的相互转变,氧化性 还原性,还原性,氧化性,向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈红色,FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀,向FeCl3溶液中加过量铁粉，溶液变为浅绿色,向FeCl3溶液中加过量铜粉，溶液变为蓝绿色,将FeCl3溶液加入到淀粉KI溶液，溶液变为蓝色,向FeCl3溶液中加入 硝酸银溶液，生成白色沉淀,将饱和FeCl3溶液 滴入 沸水中 ，溶液呈红褐色,过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔