第六章重要的金屬及其化合物6.4鋁、銅、銀、鋅、汞及其化合物6.2鈉、鉀及其化合物6.3鎂、鈣、鋇及其化合物第六章重要的金屬及其化合物*6.5鉻、錳、鐵、錫、鉛及其化合物*6.1金屬元素通論1.能夠歸納出金屬元素性質的相似性與遞變性規律；2.能夠敘述鈉、鉀單質的重要理化性質，分析其重要化合物的主要性質及在生產生活中的應用；3.能夠歸納總結鎂、鈣、鋇重要的化合物及其主要性質；4.能夠歸納總結銅、鋁、銀、鋅、汞重要化合物及其主要性質；5.能夠說歸納總結鉻、錳、鐵、錫、鉛重要化合物及其主要性質。學習目標第六章

重要的金屬及其化合物

金屬元素通論*第一節第六章

重要的金屬及其化合物你講過的金屬材料有哪些共性？又有哪些特性？思考：第六章

重要的金屬及其化合物在人類已經發現的一百多種元素里，大約有4/5是金屬元素。在元素周期表里，金屬元素位于每個周期的前部。金屬在自然界里分布很廣，無論在礦物、動植物中，還是在自然界水域中，都可以發現金屬元素的存在。在自然界中，金屬元素絕大多數以化合態形式存在于各種礦石中，只有少數金屬以游離態存在。第六章

重要的金屬及其化合物分類依據金屬的種類金屬顏色黑色金屬（鐵、鉻、錳及它們合金）有色金屬（鐵、鉻、錳以外的金屬）金屬密度輕金屬（密度小于4.5g/cm3的金屬）重金屬（密度大于4.5g/cm3的金屬）金屬含量常見金屬（如鋁、鐵、銅）稀有金屬（如銣、鉭、鋯、鈮等）一、非金屬元素單質的性質第六章重要的金屬及其化合物金屬的共性表現形式說明

金屬光澤除金、銅、鉍等少數金屬具有特殊顏色外，其余金屬均為銀白色或灰色

當金屬以粉末狀態存在時，呈現黑色或灰暗色（鎂、鋁除外）

延展性可以被鍛打成型、壓成薄片或抽成細絲等金的延展性最好

銻、鉍、錳等，敲打時易碎成小塊

導電導熱性是電和熱的良導體。排在前四位的是Ag、Cu、Au、Al

銅和鋁常被用做輸電線1．大多數金屬能夠和氧氣、鹵素等非金屬化合。2．較活潑的金屬既能夠從稀酸中置換出氫氣，也能夠從鹽溶液中將較不活潑的金屬置換出來。二、金屬活動順序第六章重要的金屬及其化合物三、金屬的冶煉1．電解還原法金屬活潑順序在Al（包括Al）以前的金屬，金屬陽離子得到電子的能力很弱，只能采用電解的方法冶煉。一般電解它們的熔融化合物。第六章

重要的金屬及其化合物2．高溫化學還原法金屬活潑順序在Al和Hg之間的金屬，一般采用加入還原劑和礦石共熱，將金屬還原出來。常用的還原劑包括C、CO、H2和活潑金屬Al、Mg等。第六章

重要的金屬及其化合物3．熱分解法金屬活潑順序在Hg及以后的金屬的氧化物或硫化物，在空氣中加熱時即可分解得到金屬單質。第六章

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鈉、鉀及其化合物第二節第六章

重要的金屬及其化合物由于化學性質活潑，鈉和鉀在自然界中不可能以單質存在。鈉和鉀的豐度較高，其主要來源為巖鹽（NaCl）、海水、天然氯化鉀、光鹵石KCl·MgCl2·6H2O）等。第六章

重要的金屬及其化合物巖鹽光鹵石一、鈉和鉀鈉和鉀位于元素周期表的ⅠA族，鈉和鉀的氫氧化物是典型的“堿”。鈉和鉀都是具有金屬光澤的銀白色金屬，它們的物理性質的主要特點是：輕、軟、低熔點，鈉、鉀的密度都小于1g/cm3，能浮在水面上，都是輕金屬，硬度很小，可以用刀子切割，它們的熔點、沸點都較低。鉀鈉合金可作為核反應中的熱交換介質。堿金屬具有光電效應，將堿金屬的真空光電管安裝在賓館或會堂的自動開關的門上，可以控制門的開關。鈉和鉀是活潑的金屬元素，具有很高的反應活性，在常溫下就迅速同空氣、水等反應。因此需將它們儲存在煤油中。由于鉀的沸點比鈉的沸點低，鉀比鈉更容易氣化。第六章

重要的金屬及其化合物第六章重要的金屬及其化合物1．氧化物鈉和鉀在過量空氣中燃燒，可以生成三種類型的氧化物：普通氧化物Na2O，K2O；過氧化物Na2O2，K2O2；超氧化物NaO2，KO2。第六章

重要的金屬及其化合物二、化合物2．氫氧化物NaOH和KOH都是白色固體，在空氣中吸水潮解，所以固體NaOH是常用的干燥劑。NaOH和KOH對纖維和皮膚有強烈的腐蝕作用，故稱為苛性堿。熔融的苛性堿會侵蝕玻璃和瓷器，NaOH和KOH不僅能在溶液中和酸進行反應生成水和鹽，而且也能和氣態的酸性物質反應，例如，常用NaOH除去氣體中的酸性物質，如CO2、SO2、NO2、H2S等。第六章

重要的金屬及其化合物3．碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉（Na2CO3）俗名純堿或蘇打，是白色粉末。碳酸鈉晶體含在干燥空氣里很容易失去的結晶水，失水以后的碳酸鈉叫作無水碳酸鈉。碳酸鈉是化學工業的重要原料產品，有很多用途。它廣泛地用于玻璃、制皂、造紙、紡織等工業中，也可用來制造鈉的其他化合物。碳酸氫鈉（NaHCO3）俗稱小蘇打，是一種細小的白色晶體，碳酸鈉難溶解于水。碳酸氫鈉是焙制糕點所用的發酵粉的主要成分之一。在醫療上，它是治療胃酸過多癥的一種藥劑。第六章

重要的金屬及其化合物4．焰色反應很多金屬，如鋰、鉀、鈣、鍶、鋇、銅等以及它們的化合物在被灼燒時，都會使火焰呈現特殊的顏色，這在化學上叫做焰色反應。節日夜晚燃放的五彩繽紛的焰火中，就含有某些金屬或它們的化合物。燃放時，各種金屬的焰色反應使得夜空呈現出各種鮮艷的色彩，構成美麗的圖案。第六章

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鎂、鈣、鋇及其化合物第二節第六章

重要的金屬及其化合物鎂（Mg）、鈣（Ca）、鋇（Ba）是元素周期表中ⅡA族的元素，化學性質活潑，通常這些元素以難溶的碳酸鹽存在，自然界無單質。鎂、鈣、鋇金屬具有金屬光澤，有良好的導電性，其密度、熔點和沸點較鈉和鉀高。鎂、鈣、鋇的單質是活潑的金屬，它們都極易在空氣中燃燒，能與大多數非金屬反應。鈣、鋇都可溶于液氨中生成藍色的還原性強的導電溶液。白云石CaCO3·MgCO3菱鎂礦MgCO3石膏石CaSO4·2H2O重晶石BaSO4一、鈣、鎂、鋇的單質第六章

重要的金屬及其化合物鎂、鈣、鋇與氧能形成正常氧化物、過氧化物、超氧化物。它們的氫氧化物都是白色固體，在空氣中易吸水而潮解，故固體Ca（OH）2常用作干燥劑。氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇分別為中強堿和強堿。鎂、鈣、鋇金屬的鹽的溶解度小，而且不少是難溶的。二、鎂、鈣、鋇的化合物第六章

重要的金屬及其化合物常見鈣鹽中以CaC2O4的溶解度為最小，因此常用生成白色的CaC2O4的沉淀反應來鑒定Ca2+。BaSO4和BaCrO4是難溶的，BaSO4甚至不溶于酸，因此可以用Ba2+來鑒定SO42-。而Ba2+的鑒定則常利用生成黃色BaCrO4沉淀的反應。第六章

重要的金屬及其化合物硫酸鎂易溶于水，微溶于乙醇，用于造紙、紡織、肥皂、陶瓷和油漆工業等。二水硫酸鈣CaSO4·2H2O俗稱生石膏，受熱脫水得到熟石膏CaSO4·12H2O可用于制造模型、塑像、粉筆和石膏繃帶等。硫酸鋇BaSO4俗稱重晶石。BaSO4是唯一無毒鋇鹽，由于它不溶于胃酸，不會使人中毒，同時它能強烈吸收X射線，可在醫學上用于胃腸X射線透視造影。重晶石也可作白色涂料，在橡膠、造紙工業中作白色填料。第六章

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鋁、銅、銀、鋅、汞及其化合物第四節第六章

重要的金屬及其化合物鋁是地殼中分布最廣的輕金屬元素，銀白色，在空氣中由于表面形成很薄的氧化膜而失去光澤。純金屬鋁質輕、強度低，具有很好的導電性。鋁是比較活潑的金屬，常溫下，在濃硫酸或濃硝酸里鋁的表面被鈍化，不會繼續被腐蝕。一、鋁及其化合物第六章

重要的金屬及其化合物各種鋁制品鋁在濃硫酸中鈍化鋁能將大多數金屬氧化物還原為單質。當把某些金屬的氧化物和鋁粉的混合物灼燒時，便發生鋁還原金屬氧化物的劇烈反應，得到相應的金屬單質，并放出大量的熱。例如：2Al+Fe2O3====2Fe+Al2O3此反應稱為鋁熱反應，可以應用在生產上，如用于焊接鋼軌等。第六章

重要的金屬及其化合物鋁熱反應裝置示意圖鋁熱反應現象氧化鋁是一種白色難熔的物質，是冶煉金屬鋁的原料，也是一種比較好的耐火材料。氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀物質。它能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素的性能。十二水合硫酸鋁鉀[KAl（SO4）2·12H2O]的俗名是明礬。明礬水解產生的膠狀Al（OH）3吸附能力強，可以吸附水里的雜質，并形成沉淀，使水澄清。所以明礬常用作凈水劑。第六章

重要的金屬及其化合物二、銅、銀及其化合物在常溫下，銅、銀都是晶體，它們的硬度較小，熔、沸點較高，它們的延展性、導電性和導熱性比較突出。在所有金屬中，銀的導電性最強，銅其次。銅、銀、金也叫貨幣金屬，用于制造貨幣和裝飾品。銅、銀的活潑性較差，室溫下看不出它們與氧或水反應。由于銅、銀的活動順序位于氫之后，它們不能從稀酸中置換出氫氣。第六章

重要的金屬及其化合物銅通常有Cu+、Cu2+的化合物，Cu2+化合物較為常見。用熱的濃硫酸溶解銅屑，經蒸發濃縮而制得的藍色晶體CuSO4·5H2O，俗稱膽礬。失去結晶水的無水CuSO4為白色粉末，易溶于水，吸水性強，吸水后顯示特征的藍色。通常利用這一性質檢驗乙醇或乙醚中是否含水，并可借此除去微量水。第六章

重要的金屬及其化合物在銀的化合物中，除AgNO3、AgF、AgClO4易溶，Ag2SO4微溶外，其他銀鹽大都難溶于水。這是銀鹽的一個重要特點。AgNO3是最重要的可溶性銀鹽，固體AgNO3受熱或見光會分解，故應將其保存在棕色玻璃瓶中。AgNO3具有氧化性，在水溶液中可被Cu、Zn等金屬還原為單質，遇微量有機物也即刻被還原為單質。皮膚或工作服沾上AgNO3會逐漸變成紫黑色。它有一定的殺菌能力，對人體有腐蝕作用。AgNO3主要用于制造照相底片上的鹵化銀，它也是一種重要的分析試劑。醫藥上常用它作消毒劑和腐蝕劑。第六章

重要的金屬及其化合物鹵化銀中只有AgF易溶于水，其余的鹵化銀均難溶于水。硝酸銀與可溶性鹵化物反應，生成不同的鹵化銀沉淀。鹵化銀有感光性，見光立即分解，所以鹵化銀可用作照相底片上的感光物質，也可將易于感光變色的鹵化銀加進玻璃以制造有色眼鏡。三種鹵化銀沉淀：氯化銀

溴化銀

碘化銀第六章

重要的金屬及其化合物三、鋅、汞及其化合物鋅、汞都是銀白色金屬。汞是常溫下唯一的液體金屬。汞的密度大（13.546g/cm3），蒸氣壓又低，可以用來制造壓力計。鋅、鎘、銅、銀、金、鈉、鉀等金屬易溶于汞中形成合金，稱為汞齊。汞齊中的其他金屬仍保留著這些金屬原有的性質。第六章

重要的金屬及其化合物一般來說，鋅、汞在干燥的空氣中化學性質穩定。在有CO2存在的潮濕空氣中，鋅的表面常生成一層薄膜保護鋅不被繼續氧化。鋅與鋁相似，具有兩性，既可溶于酸，也可溶于堿。鋅與氧直接化合得到白色粉末狀ZnO，俗稱鋅白。ZnO顯兩性，微溶于水，溶于酸、堿。ZnO大量用作橡膠填料及油漆顏料，醫藥上用它制軟膏、鋅糊、橡皮膏等，對皮膚能起止血收斂作用。第六章

重要的金屬及其化合物在ZnSO4溶液中加入BaS時，生成ZnS和BaSO4的混合沉淀物，此沉淀叫做鋅鋇白，俗稱立德粉，是一種較好的白色顏料，沒有毒性，在空氣中比較穩定。氯化亞汞（Hg2Cl2）在化學上常用于制作甘汞電極，在醫藥上曾用作輕瀉劑。第六章

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鉻、錳、鐵、錫、鉛及其化合物*第五節第六章

重要的金屬及其化合物錳片鐵器文物錫塊鉛器二、錳及其化合物錳是一種較活潑的金屬，錳與氧化合的能力較強，在空氣中金屬錳的表面被一層褐色的氧化膜所覆蓋，使其不再繼續被氧化。在高溫時，錳能夠同鹵素、氧氣、硫、硼、碳、硅、磷等直接化合。錳主要用于鋼鐵工業中生產錳合金鋼，在煉鋼中有脫硫作用，由于生成MnS而將硫除去。常溫下，錳能緩慢地溶于水。錳與稀酸作用則放出氫氣而形成配合物。錳也能在氧化劑存在下與熔融的堿作用生成錳酸鹽。第六章

重要的金屬及其化合物MnO2為棕黑色粉末，是錳最穩定的氧化物，在酸性溶液中有強氧化性，在實驗室中常利用MnO2與濃鹽酸的反應制取少量氯氣。KMnO4俗稱錳氧，深紫色晶體，能溶于水，是一種強氧化劑。光會催化KMnO4的分解，因此KMnO4必須保存在棕色瓶中。KMnO4在化學工業中用于生產維生素C、糖精等，在輕化工業中用作纖維、油脂的漂白和脫色，在醫療上用作殺菌消毒劑，在日常生活中可用于飲食用具、器皿、蔬菜、水果等消毒。高錳酸鉀第六章

重要的金屬及其化合物三、鐵及其化合物鐵在地殼中的含量居第四位，在金屬中僅次于鋁。鐵的主要礦石有赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、黃鐵礦FeS2等。鐵為中等活潑的金屬。空氣和水對純鐵（塊狀）是穩定的，但是一般的鐵（含有雜質）在潮濕的空氣中慢慢形成棕色的鐵銹。鐵是鋼鐵工業最重要的原材料。通常鋼和鑄鐵都稱為碳合金，一般含碳0.02%~2.0%的稱為鋼，含碳大于2%的稱為鑄