几种重要的金属化合物和用途广泛的金属材料.doc

几种重要的金属化合物和用途广泛的金属材料主讲：程为民一周强化一、一周内容概述本周学习了几种重要的金属化合物和用途广泛的金属材料，主要内容包括：以MgO、Fe2O3、CuO为代表，了解金属氧化物的主要理化性质和主要用途；以铁的氢氧化物和Al(OH)3为代表，了解金属氢氧化物的制法、性质和用途；以Na2CO3、NaHCO3及铁盐为代表，了解盐类物质的组成、性质和用途，掌握检验金属离子的实验方法：试剂法和焰色反应；以Al2O3、Al(OH)3为代表，了解两性物质的特点。以KAl(SO4)2为代表，使学生掌握复盐的组成特点。二、重难点知识剖析（一）金属氧化物Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3颜色状态白色粉末淡黄色粉末白色粉末红棕色粉末属性碱性氧化物过氧化物两性氧化物碱性氧化物与酸反应生成钠盐和水生成盐氧气和水Al2O36H2Al33H2OFe2O36H2Fe33H2O与碱反应与水反应与水反应Al2O32OH2AlO2H2O不反应与水反应Na2OH2O2NaOH不反应不反应（二）铁的氢氧化物（三）铁盐和亚铁盐1铁化合物和亚铁化合物的相互转变2Fe2、Fe3的检验（1）Fe2的检验方法一：滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变成红色。方法二：加入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。（2）Fe3的检验方法一：滴加KSCN溶液，溶液变成红色。方法二：加入NaOH溶液，出现红褐色沉淀。（四）镁铝化合物的性质（1）镁的重要化合物氧化镁（MgO）a.化学性质MgOH2OMg(OH)2（自然界不存在MgO）MgO2HClMgCl2H2Ob.制备方法工业上用煅烧菱镁矿来制取氧化镁：氯化镁（MgCl2）氯化镁的存在、提纯、用途可用如下框图概述：处反应是：Mg22OHMg(OH)2处反应是：Mg(OH)22HMg22H2O处理由是：防止MgCl26H2O在加热时水解产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。（2）铝的重要化合物Al2O3a.Al2O3的主要物理性质及用途Al2O3是白色固体，熔点高，是优良的耐水材料。Al2O3俗称刚玉，硬度相当高，仅次于金刚石，可用作钟表轴承。b.Al2O3的化学性质氧化铝是典型的两性氧化物，新制备的氧化铝既能和酸反应，又能和碱反应：Al2O36H2Al33H2OAl2O32OH2AlO22H2O熔融的氧化铝是可以电解制铝的：氯化铝不能直接和水反应生成氢氧化铝。氢氧化铝Al(OH)3a.氢氧化铝的化学性质Al(OH)3具有两性。Al(OH)33HClAlCl33H2OAl(OH)3NaOHNaAlO22H2OAl(OH)3具有不稳定性2Al(OH)3 Al2O33H2Ob.氢氧化铝的制备在实验室里，可用易溶的铝盐和氨水制氢氧化铝或在偏铝酸钠溶液中通入CO2，也可以让Al3和AlO2反应制得。有关反应为：Al33NH3H2OAl(OH)33NH42AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32或AlO2CO22H2OAl(OH)3HCO3(CO2过量)Al33AlO26H2O4Al(OH)3（五）碳酸钠和碳酸氢钠的比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体溶解性易溶于水较易溶于水（溶解更比Na2CO3小）热稳定性不易分解易分解2NaHCO3Na2CO3H2OCO2与酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2反应较慢NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2反应激烈与碱反应与NaOH不反应，但与石灰水反应生成沉淀Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O与CO2反应Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3不反应互转化（六）焰色反应1定义：多种金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的现象。2焰色锂紫红色钠黄色钾紫色（隔着蓝色钴玻璃观察）铷紫色钙砖红色锶洋红色钡黄绿色铜绿色3焰色反应的实质电子激发后恢复到原状态，以光能的形式释放出能量而显色的物理过程。4操作步骤洗烧蘸烧观5注意事项（1）火焰最好是无色或浅色，否则会干扰实验的观察。（2）金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时要求熔点高、不易被氧化。用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝来代替。（3）金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无颜色。这是因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发。（4）观察钾的焰色时，要通过蓝色的钴玻璃片。这是因为钾的化合物中常混有含钠的杂质，蓝色钴玻璃可以滤去对紫色光有遮盖的黄色光。6焰色反应的应用检验 K、Na等元素的存在。（七）合金与复盐1合金的组成成份，可以是不同的金属，也可以是金属和非金属，不要望文生义，把合金理解为只是金属与金属的熔合，从而使合金的外延变窄。一般来说，合金的硬度一般比它的各成份金属的大，如硬铝（含少量的Cu、Mg、Mn、Si等）；合金的熔点比它的各成份金属的熔点都低，如KNa合金可以作原子反应堆的导热剂；又如做保险丝材料的“伍德合金”，是锡、铋、镉、铅按1412质量比组成的合金，熔点仅为67，比水的沸点还低，因此，当电路上电流过大，电线发热到70左右，保除丝即可熔化，自动切断电路，保证电路安全。2金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属（或有色金属）。含碳量一般在0.03%2%的铁的合金为钢，含碳量在2%4.3%的铁的合金为铸铁。在Fe-C合金中，有目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金铸铁或合金钢。非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。其中应用最广的是铝合金。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线；铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。3复盐可以看作是两种简单的盐复合而成的，但复盐属于纯净物，复盐与普通正盐或酸式盐的区别在于复盐电离时，可以电离出两种不同的金属离子（或一种是铵根离子）。例如：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- (两种金属离子)明矾（KAl(SO4)212H2O）、光卤石（KClMgCl26H2O）等均为复盐。络盐：指含有络离子的盐类，象Na3AlF6，Ag(NH3)2OH等，络盐中络离子在溶液中十分稳定，很难电离。如：Na3AlF6=3Na+AlF6-,这是络盐与复盐的明显区别。4明矾是一种净水剂，明矾溶于水后Al3+能与水反应：Al3+3H2O Al(OH)3（胶体）3H+有Al(OH)3胶体生成，可以吸附水中悬浮的杂质，而不能除去溶解在水中的物质。矾是一价金属（M+）或铵根离子（NH4+）和三价金属（M3+）硫酸盐的含水复盐的总