高中高一化学金属及其化合物课件

第一章金属的发现与利用第二章钠及其化合物第三章镁及其化合物第四章铁及其化合物第五章铝及其化合物第六章铜及其化合物01第一章金属的发现与利用第1页金属的发现之旅人类文明的曙光始于对金属的发现与利用。公元前5000年，古埃及人已掌握青铜冶炼技术，制造出精美的青铜器皿。考古发现表明，最早被人类使用的金属是铜，因其色泽鲜艳、易于加工而备受青睐。铜的发现标志着人类进入新石器时代晚期，而青铜的广泛应用则开启了青铜时代。青铜是一种铜锡合金，其熔点比纯铜低，但硬度高，耐腐蚀，适合制造工具和武器。随着冶炼技术的进步，人类逐渐掌握了铁的冶炼，进入了铁器时代。铁的发现使人类能够制造出更坚固的武器和工具，极大地推动了社会的发展。金属的发现与利用不仅改变了人类的生产方式，也深刻影响了人类的文化和社会结构。从古代的青铜器到现代的钢铁建筑，金属始终是人类文明的重要支柱。随着科学的进步，人类对金属的认识不断深入，金属的利用范围也在不断扩大。现代科技中，许多重要的材料都是金属或金属合金，如铝合金用于航空航天，钛合金用于医疗植入物等。金属的发现与利用是人类文明发展的重要里程碑，也是化学学科研究的重要内容。通过学习金属的性质和用途，我们可以更好地理解物质的结构和变化规律，为未来的科技创新打下基础。第2页金属的物理性质铁的密度与用途银的导电率与电子工业铝的延展性与飞机外壳铁的密度为7.87g/cm³，用于制造桥梁与汽车银的导电率比铜高，常用于电子工业铝的延展性使其可拉成细丝或压成薄片，用于飞机外壳第3页金属的化学性质钠与水的剧烈反应铁的生锈过程铜的氧化反应钠在空气中遇水剧烈反应，生成氢气和氢氧化钠铁在潮湿环境中与氧气和水反应，生成氢氧化铁铜在空气中与氧气反应，生成黑色氧化铜第4页金属资源的开发利用高炉炼铁的化学原理电解炼铝的工业应用金属回收的经济效益高炉炼铁通过热还原法将铁矿石转化为生铁电解熔融氯化铝制备纯铝，是现代工业的重要工艺回收铝比原铝节约95%的能耗，减少碳排放02第二章钠及其化合物第5页钠的发现与性质钠是化学元素周期表中的一种金属元素，化学符号为Na，原子序数为11。钠是一种活泼的金属，在自然界中主要以化合物的形式存在，如氯化钠（食盐）。钠的发现可以追溯到19世纪初，当时科学家们对各种物质的组成和性质进行了深入研究。1807年，英国化学家汉弗里·戴维通过电解熔融碱石灰首次分离出钠，这一发现震惊了科学界。钠的物理性质非常独特，它是一种银白色的金属，具有很高的延展性，可以很容易地被锤成薄片或拉成细丝。钠的密度非常低，只有0.97g/cm³，因此可以浮在水面上。钠的化学性质非常活泼，它在空气中很容易氧化，形成氧化钠。钠与水反应会放出氢气，并产生强烈的碱性溶液。钠的这些性质使得它在工业和日常生活中有着广泛的应用。例如，钠可以用作电解铝的阴极材料，也可以用作某些化学反应的催化剂。此外，钠还可以用于制造钠灯，这种灯具有很高的亮度和节能效果。钠的发现不仅推动了化学科学的发展，也为人类的生活带来了许多便利。第6页钠的制备与保存电解氯化钠的化学方程式钠的保存方法钠与水的反应2NaCl(熔融)→2Na+Cl₂↑钠保存在煤油中，以防止其与空气中的氧气反应2Na+2H₂O→2NaOH+H₂↑第7页氧化钠与过氧化钠氧化钠的性质过氧化钠的应用氧化钠与过氧化钠的转化氧化钠是一种白色固体，具有碱性氧化物的性质过氧化钠可以用于制氧剂和漂白剂Na₂O+O₂→Na₂O₂第8页碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠的工业用途碳酸氢钠的药用价值碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质碳酸钠用于制造玻璃、肥皂和造纸工业碳酸氢钠用于治疗胃酸过多和调节酸碱平衡Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂↑03第三章镁及其化合物第9页镁的物理与化学性质镁是一种化学元素，化学符号为Mg，原子序数为12。镁是一种轻质金属，具有许多独特的物理和化学性质。在物理性质方面，镁是一种银白色的金属，具有很高的延展性和导电性。镁的密度非常低，只有1.74g/cm³，因此镁是所有金属中密度最小的之一。镁的熔点为650℃，低于许多其他金属，这使得镁易于加工和成型。在化学性质方面，镁是一种活泼的金属，它在空气中很容易氧化，形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜可以保护镁免受进一步的腐蚀。镁与水反应会放出氢气，并产生碱性溶液。镁的这些性质使得它在工业和日常生活中有着广泛的应用。例如，镁可以用作合金的成分，提高合金的强度和耐腐蚀性。镁还可以用于制造照明弹和信号弹，因为镁燃烧时会发出非常亮的光。此外，镁还可以用于制造电池和电子设备，因为镁具有很高的电化学活性。镁的发现不仅推动了化学科学的发展，也为人类的生活带来了许多便利。第10页镁的制备与回收电解氯化镁的工艺流程镁的回收方法镁的能耗对比电解槽中，氯化镁在高温下熔融，然后在电极上发生电解反应废镁可以通过电解熔融的镁合金回收镁回收镁的能耗仅为原镁的5%，大大降低了生产成本第11页氧化镁与氢氧化镁氧化镁的耐火性能氢氧化镁的药用价值氧化镁与氢氧化镁的转化氧化镁的熔点很高，可达2800℃，因此广泛用于制造耐火材料氢氧化镁用于中和胃酸，是一种常见的抗酸剂MgO+H₂O→Mg(OH)₂第12页碱式氯化镁与镁合金碱式氯化镁的制备方法镁合金的应用碱式氯化镁的用途通过氯化镁溶液与氨水反应制备镁合金用于航空航天、汽车和电子设备用于制造镁合金的原料和催化剂04第四章铁及其化合物第13页铁的发现与工业应用铁是一种化学元素，化学符号为Fe，原子序数为26。铁是地壳中含量第四丰富的元素，也是人类使用最广泛的金属之一。铁的发现可以追溯到几千年前，当时人类已经开始使用铁制品。铁的工业应用始于18世纪末，当时英国人詹姆斯·瓦特改进了蒸汽机，使得铁的需求大幅增加。铁的工业应用非常广泛，可以用于制造各种工具、机器和建筑结构。例如，铁可以用于制造汽车、火车和飞机的发动机，也可以用于制造桥梁和建筑物。铁的发现和工业应用不仅改变了人类的生产方式，也深刻影响了人类的文化和社会结构。随着科技的进步，人类对铁的认识不断深入，铁的利用范围也在不断扩大。现代科技中，许多重要的材料都是铁或铁合金，如不锈钢用于医疗器械，铝合金用于航空航天等。铁的发现和工业应用是人类文明发展的重要里程碑，也是化学学科研究的重要内容。通过学习铁的性质和用途，我们可以更好地理解物质的结构和变化规律，为未来的科技创新打下基础。第14页铁的冶炼与性质高炉炼铁的化学反应铁的晶体结构铁的物理性质Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂铁有α-Fe和γ-Fe两种晶体结构，分别对应室温和高温相铁的密度为7.87g/cm³，熔点为1538℃第15页铁的氧化物与氢氧化物赤铁矿的性质磁铁矿的应用氢氧化铁的制备赤铁矿是一种红棕色粉末，用于制造颜料和耐火材料磁铁矿是自然界中最常见的铁矿石之一，具有磁性Fe³⁺+3OH⁻→Fe(OH)₃↓第16页铁的盐类与催化应用硫酸亚铁的制备方法硫酸亚铁的应用三价铁离子的催化作用通过铁与硫酸反应制备用于制造颜料和化肥用于水处理和有机合成05第五章铝及其化合物第17页铝的发现与特性铝是一种化学元素，化学符号为Al，原子序数为13。铝是地壳中含量第三丰富的元素，也是人类使用最广泛的金属之一。铝的发现可以追溯到几千年前，当时人类已经开始使用铝制品。铝的工业应用始于19世纪，当时法国化学家亨利·圣克莱尔·德·维勒莫尔首次分离出纯铝，这一发现震惊了科学界。铝的物理性质非常独特，它是一种银白色的金属，具有很高的延展性和导电性。铝的密度非常低，只有2.70g/cm³，因此铝是所有金属中密度最小的之一。铝的熔点为660.3℃，低于许多其他金属，这使得铝易于加工和成型。在化学性质方面，铝是一种活泼的金属，它在空气中很容易氧化，形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜可以保护铝免受进一步的腐蚀。铝的这些性质使得它在工业和日常生活中有着广泛的应用。例如，铝可以用作合金的成分，提高合金的强度和耐腐蚀性。铝还可以用于制造照明弹和信号弹，因为铝燃烧时会发出非常亮的光。此外，铝还可以用于制造电池和电子设备，因为铝具有很高的电化学活性。铝的发现不仅推动了化学科学的发展，也为人类的生活带来了许多便利。第18页铝的制备与回收电解氯化铝的工艺流程铝的回收方法铝的能耗对比电解槽中，氯化铝在高温下熔融，然后在电极上发生电解反应废铝可以通过电解熔融的铝合金回收铝回收铝的能耗仅为原铝的5%，大大降低了生产成本第19页氧化铝与氢氧化铝氧化铝的性质氢氧化铝的应用氧化铝与氢氧化铝的转化氧化铝的熔点为2072℃，用于制造耐火材料氢氧化铝用于中和胃酸，是一种常见的抗酸剂Al₂O₃+H₂O→2Al(OH)₃第20页铝盐与明矾明矾的制备方法明矾的应用明矾的絮凝作用通过铝与硫酸反应制备用于制造颜料和化肥用于水处理和有机合成06第六章铜及其化合物第21页铜的发现与历史铜是一种化学元素，化学符号为Cu，原子序数为29。铜是地壳中含量第二丰富的元素，也是人类使用最广泛的金属之一。铜的发现可以追溯到几千年前，当时人类已经开始使用铜制品。铜的工业应用始于19世纪，当时法国化学家亨利·圣克莱尔·德·维勒莫尔首次分离出纯铜，这一发现震惊了科学界。铜的物理性质非常独特，它是一种红棕色的金属，具有很高的延展性和导电性。铜的密度非常低，只有8.96g/cm³，因此铜是所有金属中密度最小的之一。铜的熔点为1084℃，低于许多其他金属，这使得铜易于加工和成型。在化学性质方面，铜是一种活泼的金属，它在空气中很容易氧化，形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜可以保护铜免受进一步的腐蚀。铜的这些性质使得它在工业和日常生活中有着广泛的应用。例如，铜可以用作合金的成分，提高合金的强度和耐腐蚀性。铜还可以用于制造照明弹和信号弹，因为铜燃烧时会发出非常亮的光。此外，铜还可以用于制造电池和电子设备，因为铜具有很高的电化学活性。铜的发现不仅推动了化学科学的发展，也为人类的生活带来了许多便利。第22页铜的物理与化学性质铜的密度与用途铜的导电率与电子工业铜的延展性与飞机外壳铜的密度为8.96g/cm³，用于制造桥梁与汽车铜的导电率比铜高，常用于电子工业铜的延展性使其可拉成细丝或压成薄片，用于飞机外壳第23页铜的冶炼与合金黄铜矿的冶炼方法铜合金的应用铜的回收方法通过高温焙烧和电解制备铜合金用于阀门和管道废铜可以通过电解熔融的铜合金回收铜第24页铜的氧化物与硫化物氧化铜的性质硫化铜的应用氧化铜与硫化铜的转化氧化铜是一种黑色粉末，具有碱性氧化物的性质硫化铜用于电镀和颜料CuO+H₂S→Cu+H₂O+S第25页铜的盐类与电化学硫酸铜的制备方法硫酸铜的应用硫酸铜的电解反应通过铜与硫酸反应制备用于制造颜料和化肥CuSO