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文檔簡介
1、第八章 走進(jìn)精彩紛呈的金屬世界8.1 應(yīng)用廣泛的金屬材料鋼鐵1、鐵的氧化物feofe2o3fe3o4鐵元素化合價+2+3+2、+3顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體俗名鐵紅磁性氧化鐵氧化物類別堿性氧化物堿性氧化物特殊氧化物與非氧化性酸反應(yīng)feo+2h + =fe2+ +h2ofe2o3+6h + =2fe3+ +3h2ofe3o4+8h + =2fe3+ + fe2+4h2o與還原劑反應(yīng)feo+cofe+co2fe2o3+3co2fe+3co23fe3o4+8al9fe+4al2o3用途紅色油漆和涂料;赤鐵礦是煉鐵原料注:3feo+10hno3(稀)=3fe(no3)3+no+5h2o2.鐵
2、的氫氧化物(1)氫氧化鐵與氫氧化亞鐵的制備如何能清晰的觀察到白色的氫氧化亞鐵沉淀:fe2+容易被氧化,所以要新配制。氫氧化鈉溶液應(yīng)煮沸除去溶解的氧氣,feso4溶液上加隔氧劑(如苯),為了防止滴加naoh時帶入空氣,可將吸收naoh的長滴管伸入feso4溶液液面下,再擠出naoh溶液。fe(oh)3受熱分解:2fe(oh)3=fe2o3+3h2o (2)鐵的兩種氫氧化物的比較化學(xué)式fe(oh)2fe(oh)3色、態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸的反應(yīng)fe(oh)2+h2so4=feso4+2h2ofe(oh)2+2h+ =fe2+2h2o2fe(oh)3+3h2so4=fe2(
3、so4)3+6h2ofe(oh)3+3h+ =fe3+ +3h2o與硝酸的反應(yīng)3fe(oh)2+10hno3(稀)=3fe(no3)3+no+8h2o3fe(oh)2+10h+no3-=3fe3+no+8h2ofe(oh)3+3hno3(稀)=fe(no3)3+3h2ofe(oh)3+3h+=fe3+3h2o與還原性酸的反應(yīng)fe(oh)2+2hi=fei2+2h2ofe(oh)2+2h+ =fe2+2h2o2fe(oh)3+6hi=2fei2+6h2o+i22fe(oh)3+6h+ +2i-=2fe2+6h2o+i2熱穩(wěn)定性分解產(chǎn)物復(fù)雜2fe(oh)3 fe2o3 +3h
4、2o(3)fe3+ 、fe2+的檢驗(yàn):fe3+的檢驗(yàn): 向fe3+鹽溶液中滴加kscn溶液現(xiàn)象:溶液變紅色,fecl3+3kscn=fe(scn)3+3kcl;fe3+3scn-=fe(scn)3(紅色)向fe3+鹽溶液中滴加naoh溶液現(xiàn)象:有紅褐色沉淀,fecl3+3naoh=fe(oh)3+3nacl;fe3+3oh-= fe(oh)3紅褐色fe2+的檢驗(yàn): 向fe2+鹽溶液中滴加kscn溶液,再滴加氯水?,F(xiàn)象:先無現(xiàn)象,加氯水后溶液呈紅色反應(yīng)方程式:2fecl2+cl2=2fecl3 fecl3+3kscn=fe(scn)3+3kcl向fe3+鹽溶液中滴加naoh溶液現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀
5、迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色沉淀反應(yīng)方程式:fecl2+2naoh= fe(oh)2+2nacl;4fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3紅褐色(4)fe、fe2+、fe3+的相互轉(zhuǎn)化afe只具有還原性,可以被氧化劑化 (1)與弱氧化劑反應(yīng) fe能被s、cu2+、h+等較弱氧化劑氧化為fe2+,如fe+s=fes,fe+cu2+=fe2+cu。(2)與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)fe能被cl2、hn03等強(qiáng)氧化劑氧化為fe3+,如:2fe+3c12=2fecl3bfe2+既具有氧化性又具有還原性(1)與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)fe2+遇到強(qiáng)氧化劑(如cl2、hn03、kmn04)時,被氧化為fe3+,2fe
6、2+c12=2fe3+2c1-。(2)與強(qiáng)還原劑反應(yīng)當(dāng)fe2+遇到c、al、zn、c0等強(qiáng)還原劑時,可以被還原為fe,fe2+zn=zn2+fe,cfe3+具有較強(qiáng)氧化性,可被還原為fe2+或fe(1)fe3+被強(qiáng)還原劑c、c0、al等還原為fe,如:fe203+3co=2fe+3c02 、fe203+2a1=2fe+al203。(2)fe3+被弱還原劑fe、cu、i-等還原為fe2+,如:2fe3+cu=2fe2+cu2+。(2)亞鐵鹽保存時,為了防止被氧化為鐵鹽,通常在溶液中加少量還原鐵粉或鐵釘。8.2 鋁和鋁合金的崛起一、 鋁的重要化合物1、al2o3物理性質(zhì):氧化鋁是一種白色難溶物,其
7、熔點(diǎn)很高,可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等。用途:冶煉金屬鋁的原料,也是良好的耐火材料。自然界中純凈的為無色晶體,俗稱剛玉,硬度僅次于金剛石。熔融的al2o3被電解生成鋁和氧氣。化學(xué)性質(zhì):al2o3是兩性氧化物:既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。a、與酸反應(yīng):(硫酸) al2o3+3h2so4=al2(so4)3+3h2o al2o3+6h + =2al3+ +3h2ob、與強(qiáng)堿反應(yīng)(naoh):al2o3+2naoh=2naalo2+h2o al2o3+2oh- =2alo2 - +h2o2、氫氧化鋁 al(oh)3al(oh)3的實(shí)驗(yàn)室制法【實(shí)驗(yàn)3
8、-7】往盛有al2(so4)3溶液中滴加過量氨水反應(yīng)方程式為:al2(so4)3+6nh3·h2o=3(nh4)2so4+2al(oh)3 al3+3nh3·h2o=3nh4+al(oh)3 反應(yīng)現(xiàn)象為:溶液中形成白色膠狀沉淀al(oh)3的兩性兩性氫氧化物:既與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。al(oh)33hclalcl33h2o al(oh)33hal33h2oal(oh)3naohnaalo22h2o al(oh)3ohalo22h2o al(oh)3受熱易分解成al2o3:2al(oh)3=al2o33h2o 硫酸鋁鉀kal(so4)2(1)
9、復(fù)鹽:有兩種不同的金屬離子(或銨根離子)和一種酸根離子組成的鹽(2)電離方程式:kal(so4)2= k+al3+2so42-十二水硫酸鋁鉀kal(so4)2·12h2o俗稱明礬,它是無色晶體,可溶于水,在天然水中形成al(oh)3(膠體),al(oh)3可以和懸浮在水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來,使水澄清,所以可以作凈水劑。3、“鋁三角”及其之間的相互轉(zhuǎn)化al3+al(oh)3,(1)可溶性鋁鹽與少量naoh溶液反應(yīng): al3+30h-(少量)= al(oh)3(2)可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng): al3+3nh3·h20=al(oh)3+3nh4+al(oh)3al3+ al
10、(oh)3溶于強(qiáng)酸溶液: al(oh)3+3h+= al3+3h2oal3+alo2- 可溶性鋁鹽與過量的強(qiáng)堿反應(yīng): al3+40h-(過量)= alo2-+2h20alo2-al3+偏鋁酸鹽溶液與足量的鹽酸反應(yīng):alo2- +4h+=al3+2h20alo2-al(oh)3,(1)偏鋁酸鹽溶液中加入少量鹽酸: alo2-+h+(少量)+h20=al(oh)3(2)偏鋁酸鈉溶液中通入c02:2alo2-+c02(少量)+3h20=2al(oh)3+c032-alo2-+c02(過量)+2h20=al(oh)3+hc03-al(oh)3alo2- al(oh)3溶于強(qiáng)堿溶液: al(oh)3+0
11、h-= alo2-+2h2084、有關(guān)計(jì)算有關(guān)al(oh)3,沉淀的圖象分析 滴加過程中鋁元素的存在形式分析(1)向1l1mol/l的alcl3溶液中滴加naoh溶液(2)向1l1mol/l的naalo2溶液中滴加稀鹽酸第十章 學(xué)習(xí)幾種定量測定方法10.1 測定1摩爾氣體的體積實(shí)驗(yàn)原理mg + h2so4 mgso4 + h21mol 1mol氫氣的物質(zhì)的量就是鎂的物質(zhì)的量。實(shí)驗(yàn)儀器:氣體摩爾體積測定裝置 1套注射器 1只 電子天平、砂紙、實(shí)驗(yàn)步驟1、記錄實(shí)驗(yàn)室的_和_;2、裝配好氣體摩爾體積測定裝置,做好_。3、用_擦去鎂帶表面的氧化物。4、稱取質(zhì)量約為0.130g鎂帶,把準(zhǔn)確數(shù)值(精確至_
12、g),記錄于表格。5、將鎂帶用紙舟投入氣體發(fā)生器底部,塞緊_。6、用針筒吸取10ml 2mol/l硫酸,用針頭扎進(jìn)橡皮塞,將硫酸注入氣體發(fā)生器,注入后_。7、當(dāng)_后,讀出液體量瓶中液體的體積。記錄于表格。8、重復(fù)上述操作,進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn),記錄于表格。并作計(jì)算。記錄溫度:_,壓強(qiáng):_實(shí)驗(yàn)次數(shù)鎂帶質(zhì)量(g)硫酸體積(ml)液體量瓶(量筒)中液體體積(ml)氫氣體積(ml)計(jì)算1mol氫氣體積(ml)12兩次實(shí)驗(yàn)平均值:10.2 結(jié)晶水合物中結(jié)晶水含量的測定 1. 實(shí)驗(yàn)原理 硫酸銅晶體是一種比較穩(wěn)定的結(jié)晶水合物,當(dāng)加熱到150左右時將全部失去結(jié)晶水,根據(jù)加熱前后的質(zhì)量差,可推算出
13、其晶體的結(jié)晶水含量。 2. 實(shí)驗(yàn)儀器 托盤天平、研缽、玻璃棒、三腳架、泥三角、瓷坩堝、坩堝鉗、干燥器、酒精燈、藥匙。 3. 操作步驟 (1)研磨:在研缽中將硫酸銅晶體研碎。(防止加熱時可能發(fā)生迸濺)(2)稱量:準(zhǔn)確稱量一干燥潔凈的瓷坩鍋質(zhì)量(wg)。(3)再稱:稱量瓷坩堝+硫酸銅晶體的質(zhì)量(w1g)。(4)加熱:小火緩慢加熱至藍(lán)色晶體全部變?yōu)榘咨勰?完全失水),并放入干燥器中冷卻。(5)再稱:在干燥器內(nèi)冷卻后(因硫酸銅具有很強(qiáng)的吸濕性),稱量瓷坩堝+硫酸銅粉末的質(zhì)量(w2g)。(6)再加熱:把盛有硫酸銅的瓷坩堝再加熱,再冷卻。(7)再稱重:將冷卻后的盛
14、有硫酸銅的瓷坩堝再次稱量(兩次稱量誤差0.1g)。(8)計(jì)算:根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果計(jì)算硫酸銅晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 簡稱:“一磨”、“四稱”、“兩熱”、“一算”。設(shè)分子式為。 4. 注意事項(xiàng) 稱前研細(xì); 小火加熱; 在干燥器中冷卻; 不能用試管代替坩堝; 加熱要充分但不“過頭”(溫度過高cuso4也分解)。 5. 誤差分析 (1)偏高的情況 加熱溫度過高或時間過長,固體部分變?yōu)榛野咨驗(yàn)?黑色的cuo與白色的cuso4混合,會使固體變?yōu)榛野咨?,因w2偏小,w1-w2數(shù)值偏高; 晶體中含有(或坩堝上附有)受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì),
15、因w2偏小,w1-w2數(shù)值偏高; 加熱時攪拌不當(dāng)使晶體濺出坩堝外或被玻璃帶走少量,因w2偏小,w1-w2數(shù)值偏高; 實(shí)驗(yàn)前晶體有吸潮現(xiàn)象或加熱前所用的坩堝未完全干燥,因w1偏大,w1-w2數(shù)值偏高。 (2)偏低的情況 加熱溫度過低(<100)或時間不夠,因w2偏大,w1-w2數(shù)值偏??; 加熱時質(zhì)量未至恒重就停止加熱,因w2偏大,w1-w2數(shù)值偏小; 加熱后坩堝放在空氣中冷卻,因?yàn)樵诶鋮s過程吸潮,會使w2值偏大,w1-w2數(shù)值偏小; 晶體中含有受熱不分解或難揮發(fā)的雜質(zhì),因w2-w并不是純凈的cuso4粉末的質(zhì)量,即水的含量必然偏低; 兩次稱量相差0.12g,因結(jié)晶水未完全失掉,使
16、得w1-w2數(shù)值偏小。 (3)無影響情況 瓷坩堝內(nèi)有不揮發(fā)性雜質(zhì)。10.3 酸堿滴定1.酸堿中和滴定原理 根據(jù)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì): h+oh-= h2o 即k·c標(biāo)·v標(biāo)= c待·v待 已知酸和堿的體積,并知道標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度,可以計(jì)算出另一種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度. 2.酸堿中和滴定所需的儀器 酸式滴定管,堿式滴定管,錐形瓶,鐵架臺,滴定管夾,移液管,洗耳球 3.酸堿中和滴定的關(guān)鍵 (1)準(zhǔn)確測定參加反應(yīng)的兩溶液v標(biāo)和v待的體積 (2)準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全進(jìn)行 借助酸堿指示
17、劑判斷滴定終點(diǎn) 4.酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作 (1)滴定前準(zhǔn)備工作 a.滴定管:洗滌-檢漏-潤洗-注液-趕氣泡-調(diào)液 潤洗:用標(biāo)準(zhǔn)液或待測液分別潤洗酸式滴定管和堿式滴定管. 調(diào)液:調(diào)節(jié)液面至零或零刻度線以下.如果尖嘴部分有氣泡,要排出氣泡. 讀數(shù):視線和凹液面最低點(diǎn)相切. b.錐形瓶:洗滌(但不能用所放溶液潤洗,為什么 ) 注入(用滴定管或移液管)一定體積的溶液(待測液或標(biāo)準(zhǔn)液)到錐形瓶中,并滴加2-3滴指示劑. (2)滴定過程 左手控制滴定管的活塞 右手搖動錐形瓶 目視錐形瓶中溶液顏色的變化 (3)指示劑的選擇 酸堿指示劑一般選用酚酞和甲基橙,石蕊試液由于變色不明顯,在滴定時不宜選用 . 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定 酚酞或甲基橙 強(qiáng)
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