高二第八章【铁铝】课件

第八章第八章 走进精彩纷呈的金属世界走进精彩纷呈的金属世界 一 由石器 青铜器到铁器一 由石器 青铜器到铁器 二 金属和金属键二 金属和金属键 一 一 金属共性 金属共性 1 金属光泽 金属光泽 2 能导电 导热 能导电 导热 3 延展性 金属之最 延展性 金属之最 p5 二 金属结构 二 金属结构 M ne Mn n 1 3 金属由金属阳离子和自由电子构成 金属键 金属阳离子和自由电子之间的作用力金属由金属阳离子和自由电子构成 金属键 金属阳离子和自由电子之间的作用力 三 三 导电 导电 自由电子定向移动 自由电子定向移动 导热导热 自由电子热运动 延展性自由电子热运动 延展性 p5 三 铁与铁的合金三 铁与铁的合金 弱弱氧氧化化剂剂 如如S Cu2 H 酸酸 HCl 稀稀H2SO4 Fe2 1 弱弱氧氧化化剂剂 Fe S Fe H2SO4 Fe CuSO4 2 强强氧氧化化剂剂 2Fe 3Cl2 2FeCl3 2Fe 6H2SO4 浓浓 Fe2 SO4 3 3SO2 6H2O Fe 4HNO3 稀稀 Fe NO3 3 NO 2H2O Fe FeS FeSO4 H2 FeSO4 Cu 点点 燃燃 强强氧氧化化剂剂 如如Cl2 Br2 HNO3浓浓硫硫酸酸 Fe3 O2 H2O 2 3 四四氧氧化化铁铁氧氧化化铁铁氧氧化化亚亚铁铁名名称称 Fe3O4Fe2O3FeO化化学学式式 磁磁性性氧氧化化铁铁铁铁红红无无俗俗名名 黑黑色色晶晶体体红红棕棕色色粉粉末末黑黑色色粉粉末末颜颜色色 状状态态 2 3 3 2铁铁的的价价态态 不不溶溶不不溶溶不不溶溶水水溶溶性性 Fe3O4 8H Fe2 2Fe3 4H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O FeO 2H Fe2 H2O 性性质质 碱碱性性氧氧化化物物 高高温温下下均均能能被被CO还还原原 FexOy y CO 高 高温温 x Fe y CO2 与与CO反反应应 3 铁铁的的氧氧化化物物 氢氢氧氧化化铁铁氢氢氧氧化化亚亚铁铁名名称称 Fe OH 3Fe OH 2化化学学式式 红红褐褐色色固固体体白白色色固固体体颜颜色色 状状态态 不不溶溶不不溶溶水水溶溶性性 Fe OH 3 6H Fe3 3H2O Fe OH 2 2H Fe2 2H2O 性性质质 不不溶溶性性弱弱碱碱 Fe3 3OH Fe OH 3 Fe2 2OH Fe OH 2 制制取取 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 特特性性 小小结结 Fe2 Fe OH 2 OH H Fe3 Fe OH 3 OH H Fe2O3 4 铁铁的的氢氢氧氧化化物物 1 Fe OH 2 在空气中不能稳定存在在空气中不能稳定存在 2 Fe OH 2 Fe OH 3 白色白色 灰绿灰绿 红褐红褐 5 Fe2 Fe3 相相互互转转化化 Fe2 Fe3 较较强强氧氧化化剂剂 较较强强还还原原剂剂 易易被被氧氧化化 较较强强还还原原性性 易易被被还还原原 较较强强氧氧化化性性 1 Fe2 Fe3 2 Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2 Fe2 Br2 2 Fe3 2Br 2 Fe3 Fe2 浅浅绿绿色色棕棕黄黄色色 2Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 2Fe3 H2S 2Fe2 2H S 浅浅黄黄色色沉沉淀淀 2Fe3 S2 2Fe2 S 2Fe3 2I 2Fe2 I2 3 Fe3 检检验验 c 加加入入KSCN 血血红红色色溶溶液液 第第一一选选择择 4 Fe2 检检验验 a 浅浅绿绿色色 b 加加入入NaOH 白白色色沉沉淀淀 灰灰绿绿色色沉沉淀淀 红红褐褐色色沉沉淀淀 c 加加入入KSCN 不不显显色色 滴 滴加加氯氯水水 血血红红色色溶溶液液 第第一一选选择择 5 FeSO4保保存存 a 加加硫硫酸酸 防防止止Fe2 水水解解 Fe2 2H2OFe OH 2 2H b 加加铁铁粉粉 防防止止Fe2 被被氧氧化化 Fe3 SCN Fe SCN 2 小小结结 铁铁三三角角 Fe 还还原原剂剂 Al CO C 强强氧氧化化剂剂 Cl2 HNO3 Fe3 Fe2 还还原原剂剂 Fe Cu S2 I H2S 强强氧氧化化剂剂 O2 Cl2 HNO3 还还原原剂剂 C CO Al 弱弱氧氧化化剂剂 Cu2 H I2 S 炼钢炼铁主要掌握原理 炼钢炼铁主要掌握原理 铁的合金的性质铁的合金的性质 合金成分性能 生铁含碳 硫 磷 2 11 4 3 硬 脆 普通钢含碳 0 03 2 11 硬而韧 有弹性 锰钢含碳 锰 13 坚硬 有韧性 可被磁铁吸引 钨钢含碳 钨耐热 熔点高 坚硬 特种钢 不锈钢含铬 镍抗腐蚀性强 坚硬 合金的性质改变的原因合金的性质改变的原因 在合金中 加入的较大或较小的原子改变了金属中规则的层状排列 使得层与层之间的滑动变得困难 从而似的某些合金比纯金属更硬 更坚固 熔点更低 炼铁炼铁炼钢炼钢 定义定义利用氧化还原反应 在高温下 利用氧化还原反应 在高温下 用还原剂一氧化碳把铁矿石里用还原剂一氧化碳把铁矿石里 的铁还原出来 的铁还原出来 利用氧化还原反应 在高温下 用氧化剂把生铁里过多的碳利用氧化还原反应 在高温下 用氧化剂把生铁里过多的碳 和其他杂质氧化成气体或炉渣除去 和其他杂质氧化成气体或炉渣除去 主要原主要原 料料 铁矿石 焦炭 石灰石和空气铁矿石 焦炭 石灰石和空气 生铁或废钢 氧气 空气 富氧空气和纯氧 生铁或废钢 氧气 空气 富氧空气和纯氧 石灰石 石灰石 主主 要要 反反 应应 原原 理理 和和 步步 骤骤 1 还原剂形成 还原剂形成 C O2 CO2 CO2 C 2CO 2 铁的还原 铁的还原 高温高温 Fe2O3 3 CO 2Fe 3CO2 3 炉渣的形成 炉渣的形成 CaCO3 CaO CO2 CaO SiO2 CaSiO3 1 氧化氧化 2Fe O2 2FeO C FeO CO Fe 2 造渣 造渣 氧化生成的二氧化硅等和铁水中硫 磷等杂质与造渣材料作氧化生成的二氧化硅等和铁水中硫 磷等杂质与造渣材料作 用生成炉渣用生成炉渣 3 脱氧 脱氧 用硅 锰铁或铝等脱氧剂来还原钢水中少量氧化亚铁用硅 锰铁或铝等脱氧剂来还原钢水中少量氧化亚铁 2FeO Si 2Fe SiO2 主要设主要设 备备 高炉高炉平炉 转炉 电炉平炉 转炉 电炉 同同都是氧化还原反应都是氧化还原反应 异异用还原剂把铁从铁矿石中用还原剂把铁从铁矿石中 还原出来还原出来 用氧化剂把生铁中过多的碳用氧化剂把生铁中过多的碳 和其它杂质氧化而除去和其它杂质氧化而除去 8 2 铝和铝合金的崛起铝和铝合金的崛起 一 铝一 铝 铝的物理性质及其用途铝的物理性质及其用途 用途用途对应的物理性质对应的物理性质 铝电缆铝电缆良好的导电性良好的导电性 制炊具制炊具良好的导热性良好的导热性 制银漆制银漆银白色光泽银白色光泽 制航空用的合金制航空用的合金密度较小密度较小 高质量的反射镜高质量的反射镜对光的反射性能良好对光的反射性能良好 极薄的铝箔极薄的铝箔良好的延展性良好的延展性 抗低温的材料抗低温的材料耐低温耐低温 1 以化合态存在地壳中 含量仅次于 以化合态存在地壳中 含量仅次于 O Si 含量 含量 No1 的金属元素的金属元素 2 炼制 炼制 2Al2O3熔融熔融 4Al 2O2 冰晶石冰晶石 电解电解 从铝土矿中获得纯净的氧化铝从铝土矿中获得纯净的氧化铝 1 铝土矿的主要成分 氧化铝 氧化铁 硅酸盐 2 方案 铝土 矿 加入氢氧化钠 过滤 滤液 NaAlO2 沉淀 硅酸盐 氧化铁 通入 CO2 Al OH 3 煅烧 Al2O3 化学性质 化学性质 1 跟 跟 O2和其他非金属的反应和其他非金属的反应 4Al 3O2 点燃 点燃 2Al2O3 常温下 常温下 Al 与氧气形成致密氧化膜 耐磨 耐腐蚀与氧气形成致密氧化膜 耐磨 耐腐蚀 产生白色产生白色 毛刷毛刷 一样的白毛一样的白毛 Al2O3 汞齐反应汞齐反应 2Al 3Hg NO3 2 2Al NO3 3 3Hg 2 跟跟水水的的反反应应 3 跟跟某某些些金金属属氧氧化化物物反反应应 2Al Fe2O32Fe Al2O3 高高温温 4 跟跟酸酸的的反反应应 Al H Al3 H22 6 2 3 2Al 6 H2O 2Al OH 3 3H2 V2O5 Cr2O3 MnO2等等 铝铝热热反反应应 冶冶炼炼难难 熔熔金金属属 氧氧化化剂剂 H2O 6e a 盐盐酸酸 稀稀硫硫酸酸等等 b 铝铝在在冷冷的的浓浓硝硝酸酸和和浓浓硫硫酸酸中中发发生生钝钝化化 铝铝热热剂剂p15 5 跟跟强强碱碱反反应应 课课堂堂实实验验p16 2Al 2H2O 2NaOH 2NaAlO2 3H2 氧氧化化剂剂 H2O 偏偏铝铝酸酸钠钠 二二 铝铝的的化化合合物物 1 氧氧化化铝铝 Al2O3 1 物物理理性性质质 白白色色难难熔熔物物质质 不不溶溶于于水水 较较好好的的耐耐火火材材料料 冶冶炼炼铝铝的的原原料料 刚刚玉玉 红红宝宝石石 蓝蓝宝宝石石 铝铝土土矿矿 2 化化学学性性质质 典典型型的的两两性性氧氧化化物物 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 2 氢氢氧氧化化铝铝 1 物物性性 难难溶溶于于水水的的白白色色絮絮状状沉沉淀淀 2 典典型型的的两两性性氢氢氧氧化化物物 弱弱碱碱性性和和弱弱酸酸性性 1 与与强强酸酸反反应应 铝铝盐盐 Al3 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Al OH 3 3H Al3 3H2O 2 与与强强碱碱反反应应 偏偏铝铝酸酸盐盐 AlO2 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O Al OH 3 OH AlO2 2H2O 3 与与弱弱酸酸 H2O CO2 弱弱碱碱 NH3 H2O 不不反反 应应 二二 铝铝的的化化合合物物 Al OH 3 4 电电离离方方程程 Al3 AlO 2 Al OH 3 H H2O 碱碱式式电电离离 酸酸式式电电离离 3OH a Al3 与与OH 不不能能大大量量共共存存 AlO2 与与H 不不能能大大量量共共存存 b Al3 与与AlO2 不不共共存存 Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 煅煅烧烧 5 2Al OH 3 Al2O3 3H2O 3 铝铝盐盐 1 明明矾矾 KAl SO4 2 12H2O 或或 K2SO4 Al2 SO4 3 24H2O 无无色色晶晶体体 易易溶溶于于水水 在在水水中中能能完完全全电电离离 KAl SO4 2 K Al3 2SO 2 4 Al3 3H2O Al OH 3 3H 作作用用 净净水水 Al3 水水解解产产物物吸吸附附水水中中的的悬悬浮浮杂杂质质并并生生 成成沉沉淀淀 Al3 与与OH 反反应应 少少量量OH Al3 3OH Al OH 3 过过量量OH Al3 4OH AlO2 2H2O 与与过过量量弱弱碱碱 Al3 NH3 H2O Al OH 3 4 4 偏偏铝铝酸酸盐盐的的性性质质 AlO2 少少量量酸酸 AlO2 H H2O Al OH 3 过过量量酸酸AlO2 4H Al3 2H2O 与与弱弱酸酸反反应应AlO2 CO2 H2O Al OH 3 HCO3 Al3 AlO 2 Al OH 3 OH H OH H 弱弱碱碱 NH3 H2O 弱弱酸酸 H2O CO2 H 强强酸酸 HCl H2SO4 OH 强强碱碱 NaOH KOH等等 1 1mol LNaOH溶溶液液滴滴入入10mL1mol LAlCl3中中 现现象象 反反应应方方程程式式 总总的的离离子子方方程程式式 Al3 4OH AlO2 2H2O n Al OH 3 V NaOH 10mL 1 2 3 4 3NaOH AlCl3 Al OH 3 3H2O NaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O 先先出出现现白白色色沉沉淀淀且且沉沉淀淀越越来来越越多多 后后又又逐逐渐渐消消 失失 最最后后溶溶液液澄澄清清 2 1mol LAlCl3溶溶液液滴滴入入10mL1mol LNaOH 现现象象 反反应应方方程程式式 无无沉沉淀淀 随随着着AlCl3加加入入 产产生生白白色色沉沉 淀淀 且且越越来来越越多多 最最后后沉沉淀淀不不再再消消失失 AlCl3 4NaOH NaAlO2 3NaCl H2O AlCl3 3NaAlO2 6H2O 4Al OH 3 n Al OH 3 V AlCl3 10mL 1 2 3 4 3 1mol L氨氨水水溶溶液液滴滴入入10mL1mol LAlCl3中中 现现象象 反反应应方方程程式式 n Al OH 3 V 氨氨水水 10mL 白白色色沉沉淀淀 且且不不消消失失 AlCl3 NH3 H2O Al OH 3 氯氯化化铝铝加加入入氨氨水水溶溶液液中中现现象象如如何何 4 1mol LHCl溶溶液液滴滴入入10mL1mol LNaAlO2中中 现现象象 反反应应方方程程式式 总总的的离离子子方方程程式式 n Al OH 3 V HCl 10mL 1 2 3 4 出出现现白白色色沉沉淀淀且且沉沉淀淀越越来来越越多多 后后又又逐逐渐渐消消失失 最最 后后溶溶液液澄澄清清 HCl NaAlO2 H2O Al OH 3 NaCl 3HCl Al OH 3 AlCl3 3H2O 5 1mol LNaAlO2溶溶液液滴滴入入10mL1mol LHCl中中 现现象象 反反应应方方程程式式 无无沉沉淀淀 随随着着NaAlO2加加入入 产产生生白白色色沉沉淀淀 且且越越来来 越越多多 最最后后沉沉淀淀不不再再消消失失 NaAlO2 4HCl AlCl3 3NaCl 3NaAlO2 AlCl3 6H2O Al OH 3 n Al OH 3 V NaAlO2 10mL 1 2 3 4 6 1mol LNaAlO2溶溶液液中中通通入入CO2 现现象象 反反应应方方程程式式 白白色色沉沉淀淀 且且不不消消失失 n Al OH 3 VCO2 原电池原电池 1 原电池形成三条件 原电池形成三条件 正负电极正负电极 电解质溶液电解质溶液 电极接触或导线连接电极接触或导线连接 2 原理三要点 原理三要点 1 相对活泼金属作负极相对活泼金属作负极 电子流出电子流出 氧化反应氧化反应 2 相对不活泼金属 或碳 作正极相对不活泼金属 或碳 作正极 电子流入电子流入 还原反应还原反应 3 导线中 接触 有电流通过 使化学能转变为电能导线中 接触 有电流通过 使化学能转变为电能 金属的腐蚀金属的腐蚀 1 金属腐蚀 金属 或合金 跟周围接触到的气体 或液体 反应而腐蚀损耗的过程 1 本质 金属原子失电子而被氧化 M ne Mn 2 分类 化学腐蚀 金属与其他物质 金属被氧化 不是电解质溶液 电化腐蚀 不纯金属或合金 活泼金属被氧化 电解质溶液 电化腐蚀与化学腐蚀的比较电化腐蚀与化学腐蚀的比较 电化腐蚀电化腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 条件条件 不纯金属或合金与电解质溶液接触不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与非电解质直接接触金属与非电解质直接接触 现象现象 有微弱电流产生有微弱电流产生 无电流产生无电流产生 本质本质 较活泼金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程 金属被氧化的过程金属被氧化的过程 相互关系相互关系 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生 但电化腐蚀更普遍 危害更严重化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生 但电化腐蚀更普遍 危害更严重 金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护 1 金属腐蚀的原因 金属本身的组成和结构是锈蚀的根据 外界条件 如 温度 湿度 与金属接触金属腐蚀的原因 金属本身的组成和结构是锈蚀的根据 外界条件 如 温度 湿度 与金属接触 的物质 是促使金属锈蚀的客观因素 的物质 是促使金属锈蚀的客观因素 2 防护 防护 1 改变金属内部组成结构 可