镁铝铁铜及其重要化合物.ppt

金属元素及其化合物 镁 铝 铁 铜及其化合物 一 镁铝 1 镁和铝的结构 都易失去最外层电子 成为金属阳离子 1 与非金属单质的反应 3 镁铝的化学性质 与O2反应 a 镁在空气中用酒精灯火焰即可燃烧 而铝在空气中需要高温才能燃烧 镁在空气中燃烧有三个反应 b 燃烧时都放出大量的热 发出耀眼的白光 可做照明灯 与卤素 硫等的反应 2 M g O 2 点 燃 2 M g O 4 A l 3 O 2 点 燃 2 A l 2 O 3 2 M g C O 2 点 燃 2 M g O C 2 M g O 2 点 燃 2 M g O 3 M g N 2 点 燃 M g 3 N 2 点 燃 M g C l 2 M g C l 2 2 A l 3 C l 2 点 燃 2 A l C l 3 M g S M g S 2 A l 3 S A l 2 S 3 Mg与冷水缓慢反应 与沸水显著反应 Al与沸水反应 2 与水的反应 b 和氧化性酸反应镁能与冷的浓硫酸和浓硝酸反应 而铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中会发生钝化 镁与氧化性酸浓硫酸 浓硝酸反应 Mg 2H2SO4 浓 MgSO4 SO2 2H2OMg 4HNO3 浓 Mg NO3 2 2NO2 2H2O铝与浓硫酸 浓硝酸在常温下钝化 2Al 6H 2 O 2Al OH 3 3H 2 4 跟碱的反应 镁和碱不反应铝能和碱反应2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 实质 第二步 2Al OH 3 2NaOH 2NaAlO2 4H2O 总反应式 2Al 2H2O 2NaOH 2NaAlO2 3H2 5 跟某些氧化物反应 现象 Mg在CO2中继续燃烧 有黑色固体和白色固体生成 C MgO 解释 该反应为置换反应 说明镁的强还原性 说明了CO2不支持燃烧是相对的 镁条在二氧化碳中燃烧 点 燃 2 M g C O 2 2 M g O C 铝热剂反应 铝粉与某些金属氧化物粉末 如Fe2O3 Fe3O4 Cr2O3 V2O5等 在高温条件下发生的反应叫铝热反应 二 镁的重要化合物1 氧化镁 MgO 1 物理性质 白色粉末密度小 熔点高 2800 是制耐火材料的重要原料 2 化学性质 和水反应 氧化镁与水化合生成氢氧化镁 MgO H2O Mg OH 2所以自然界不存在氧化镁 与酸反应 氧化镁是碱性氧化物 与酸反应生成盐和水 MgO 2HCl MgCl2 H2O 3 制法 工业上是用菱镁矿煅烧来制取氧化镁MgCO3MgO CO2 煅烧 2 氢氧化镁 Mg OH 2 白色粉末 难溶于水 其溶解度比MgCO3小 有碱的性质 Mg OH 2 2NH4Cl 2NH3 MgCl2 2H2O 例6将MgCO3悬浊液加入浓NaOH溶液 经一段时间搅拌后仍有沉淀 此沉淀是 A MgCO3B Mg OH 2C NaOHD Na2CO3 3 氯化镁 MgCl2 无色晶体 易溶于水 在空气中易吸潮 味苦 氯化镁的六水合物晶体MgCl2 6H2O是制取镁的原料 2 涉及的化学方程式MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2OMgCl2 6H2OMgCl2 6H2OMgCl2 熔融 Mg Cl2 H C l 1 工艺流程 贝 壳 生 石 灰 H 2 O 生 石 乳 海 水 晒 盐 母 液 加 H C l M g O H 2 过 滤 M g C l 2 M g C l 2 浓 缩 结 晶 M g C l 2 晶 体 H C l 电 解 M g C l 2 煅 烧 通电 三 铝的重要化合物 b Al OH 3的两性 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH AlO2 2H2O 3 铝盐 AlCl3 Al2 SO4 3 明矾等 KAl SO4 2 12H2O 无色晶体 俗称明矾 属于复盐 它能用于净水 其原理是溶于水电离出的铝离子水解产生氢氧化铝胶体 吸附水中杂质 有关反应的离子方程式为 Al3 3H2OAl OH 3 胶体 3H 4 偏铝酸盐 NaAlO2 化性 AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaCl AlCl3 4NaOH NaAlO2 2H2O 3NaCl AlO2 4H Al3 2H2O AlO2 H2O H Al OH 3 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 提问 向NaAlO2溶液中通入CO2的离子方程式是 AlO2 Al OH 3Al3 Al Al2O3 O2 OH H OH H H OH OH H 小结 铝及其重要化合物的相互转化 加热 Al3 Al OH 3 AlO2 之间的互变 练习1 向含1molAlCl3的溶液中 逐渐加入NaOH溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗NaOH溶液的物质的量n NaOH 关系图 n Al OH 3 10 80 60 40 20 12345n NaOH Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 先产生白色沉淀 后消失 实验现象 练习2 向含4molNaOH的溶液中 逐渐加入含AlCl3的溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗AlCl3溶液的物质的量n AlCl3 关系图 n Al OH 3 10 80 60 40 20 1234n AlCl3 Al3 4OH AlO2 2H2O 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 4 3 4 3 实验现象 先无沉淀 最终生成白色沉淀 练习3 向含1molAlCl3溶液中 逐渐加入NH3 H2O溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗NH3 H2O溶液的物质的量n NH3 H2O 关系图 n Al OH 3 10 80 60 40 20 1234n NH3 H2O Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 实验现象 产生白色沉淀 练习4 向含1molNaAlO2的溶液中 逐渐通入CO2气体并过量 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗CO2气体的物质的量n CO2 关系图 n Al OH 3 210 12n CO2 AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 实验现象 产生白色沉淀 练习5 向含1molNaAlO2的溶液中 逐渐加入HCl溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗HCl溶液的物质的量n HCl 关系图 n Al OH 3 10 80 60 40 20 1234n HCl AlO2 H H2O Al OH 3 Al OH 3 3H Al3 3H2O 先产生白色沉淀 后消失 实验现象 练习6 向含4molHCl的溶液中 逐渐加入NaAlO2溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗NaAlO2溶液的物质的量n NaAlO2 关系图 n Al OH 3 43210 1234n NaAlO2 AlO2 4H Al3 2H2O Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 先无沉淀 最终生成白色沉淀 实验现象 练习7 向含1molAlCl3的溶液中 逐渐加入NaAlO2溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗NaAlO2溶液的物质的量n NaAlO2 关系图 n Al OH 3 543210 1234n NaAlO2 Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 实验现象 产生白色沉淀 练习8 向含3molNaAlO2的溶液中 逐渐加入AlCl3溶液 生成沉淀的物质的量n Al OH 3 与消耗AlCl3溶液的物质的量n AlCl3 关系图 n Al OH 3 543210 1234n AlCl3 Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 实验现象 产生白色沉淀 练习9 向含1molMgCl2和1molAlCl3的溶液中 逐渐加入NaOH溶液 生成沉淀的物质的量与消耗NaOH溶液的物质的量n NaOH 关系图 n 沉淀 2 52 01 51 00 50 123456n NaOH Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 铜元素在元素周期表中位于第四周期第 B族 原子结构示意图为 常见的化合价有 1和 2 1 原子结构 铁是活泼的过渡元素 铁位于第四周期第 族 原子结构示意图为 常见的化合价有 2和 3 四 铁 铜 2 铁 铜的存在铁是地壳中最丰富的元素之一 在金属中仅次于铝 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Fe3O4 褐铁矿 主要成分是Fe2O3 3H2O 菱铁矿 主要成分是FeCO3 黄铁矿 主要成分是FeS2 钛铁矿 主要成分是FeTiO3 等 土壤中也含铁1 6 地球上有少量单质铜 主要以化合态存在 存在于黄铜矿 CuFeS2 孔雀石 CuCO3 Cu OH 2 3 物理性质 1 纯铁晶体具有银白色光泽 铁粉为黑色 质地较软 密度大 熔沸点高 具有一般金属的物理通性 具有良好的延展性 导电 导热性较好 它还有与其它金属不同的物理性质 它能被磁铁吸引 2 铜是硬度较小的紫红色金属 具有良好的延展性 导电性和导热性 1 铁 铜与O2 Cl2 S等非金属反应 Fe I2 FeI2 4 铁 铜的化学性质 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 规律小结 置换反应 如与H Cu2 等反应 与S I2等反应 电化学反应等 与Cl2 Br2 O2 浓H2SO4 浓HNO3 稀HNO3等反应 Fe 较弱的氧化剂Fe2 Fe 强氧化剂Fe3 3 F e 2 O 2 F e 3 O 4 点 燃 点 燃 2 C u O 2 2 C u O 2 F e 3 C 1 2 2 F e C l 3 点 燃 点 燃 C u C l 2 C u C l 2 F e S F e S 2 C u S C u 2 S 2 铁与水的反应 与强氧化性酸反应 如浓硫酸 浓硝酸 稀硝酸 铁遇到冷的浓硫酸或冷的浓硝酸发生钝化现象 加热后反应继续进行 反应不会产生氢气 3 铁 铜与酸的反应 与非强氧化性酸反应 如盐酸 稀硫酸 醋酸等 Fe 2H Fe2 H2 铁少量 铁过量 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2OCu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O2Cu O2 2H2SO4CuSO4 2H2O 3 F e 4 H 2 O g F e 3 O 4 4 H 2 高 温 4 铁 铜与某些盐溶液反应 a 铁 铜可以将活泼性排在其后面的金属置换出来 Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2 b 铁 铜还可以与Fe3 反应 Cu 2Ag NO3 2 2Ag Cu NO3 2 Fe Cu NO3 2 Cu Fe NO3 2 Fe 2FeCl3 3FeCl2 归纳 铁的化学性质及在反应后的生成物中显 2价或 3价的规律如下 2 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为 腐蚀液 发生的反应为2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉 反应结束后 下列结果不可能出现的是烧杯中有铜无铁B 烧杯中有铁无铜C 烧杯中铁 铜都有D 烧杯中铁 铜都无 1 铁 铜的氧化物 三 铁 铜的重要化合物 a 铁的氧化物 b 铜氧化物我们中学接触过铜的氧化物有氧化铜和氧化亚铜 它们的颜色分别为黑色和砖红色 铜的化合价分别为 2和 1 CuO和稀硫酸的反应 CuO H2SO4 CuSO4 H2OCuO氧化性 和氢气的反应 CuO H2Cu H2O 2 铁 铜的氢氧化物 制法 由对应的可溶性盐与碱反应制取 Fe2 2OH Fe OH 2 Fe3 3OH Fe OH 3 a 铁氢氧化物 很不稳定 易氧化 稳定 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 铁的氢氧化物性质比较 白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 3 铁盐和亚铁与铜盐 a 常见的铁盐和亚铁盐 铁盐 FeCl3 Fe2 SO4 3 Fe NO3 3 亚铁盐 FeCl2 Fe SO4 2 Fe NO3 2 颜色 黄色 三价铁离子的颜色 颜色 浅绿色 二价铁离子的颜色 b 铜盐 硫酸铜 CuSO4 5H2OCuSO4 5H2O CuSO4 Fe FeSO4 Cu CuSO4 2NaOH Cu OH 2 Na2SO4 c Fe2 与Fe3 离子的检验 F e 2 1 溶 液 是 浅 绿 色 2 先 加 K S C N 溶 液 不 显 红 色 再 滴 加 氯 水 则 变 红 3 加 N a O H 溶 液 现 象 是 白 色 沉 沉 灰 绿 色 沉 淀 红 褐 色 沉 淀 F e 3 1 溶 液 显 黄 色 2 先 加 K S C N 溶 液 显 红 色 3 加 N a O H 溶 液 产 生 红 褐 色 沉 淀 小结 铁三角 强还原剂Al CO C Mg Zn 强氧化剂 O2 Cl2 HNO3 还原剂 Fe Cu S2 I H2S SO32 强还原剂 C CO H2 Al 弱氧化剂 Cu2 Fe3 H I2 S 氧化剂 O2 Cl2 Br2 HNO3 浓H2SO4 k2MnO4 H H2O2 Fe Fe3 Fe2 1 FeFe2 弱氧化剂 H Cu2 S I2 Fe3 等 Fe 2H Fe2 H2 Fe Cu2 Fe2 Cu 2 FeFe3 强氧化剂 Cl2 Br2 KMnO4 HNO3等 Fe SFeS Fe I2 FeI2 Fe 2Fe3 3Fe2 2Fe 3Cl2 2FeCl3 2Fe 3Br2 2FeBr3 Fe 4HNO3 稀 Fe NO3 3 NO 2H2O2Fe 6H2SO4 浓 Fe2 SO4 3 3SO2 6H2O5Fe 3MnO4 24H 5Fe3 3Mn2 12H2O 3 Fe2 Fe3 Cl2 Br2 KMnO4 HNO3 O2等 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 5Fe2 MnO4 8H 5Fe3 Mn2 4H2O3Fe2 4H NO3 Fe3 NO 2H2O 4 Fe3 Fe2 Zn Fe Cu H2S HI SO2 2Fe3 Zn 不足 2Fe2 Zn2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 2Fe3 H2S 2Fe2 2H S 2Fe3 2HI 2Fe2 2H I22Fe3 SO2 2H2O 2Fe2 4H SO42 5 Fe2 Fe Zn H2 Al C CO等 Fe2 Zn Fe Zn2 FeO H2Fe H2O3FeO 2Al3Fe Al2O32FeO CFe CO2 6 Fe3 Fe Zn CO Al等 2Fe3 3Zn 过量 2Fe 3Zn2 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2Fe2O3 2Al2Fe Al2O3 高 温 高 温 高 温 高 温 高 温 五 合金 1 定义 由两种或两种以上的金属 或金属和非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 2 特点 合金的性质不是各成分金属性质的总和 合金的熔点 密度一般比各成分的金属低 合金的硬度一般比各成分的金属大 合金的化学性质也和各成分金属不同 最早的合金是青铜 最常见 用量最大的合金是钢 3 合金的分类 铁合金 根据含碳量的高低 铁合金 生铁 钢 低碳钢 合金钢 铸造生铁 灰口铁 炼钢生铁 白口铁 碳素钢 中碳钢 高碳钢 在碳素钢中加入铬锰钨镍钼钴硅等合金元素 2 4 3