金属与非金属

1、第一节金属的冶炼90 种。位于元素周期表的左方p 区左下角的10 种元素。或左下方，包括s区（除 H 外） 、 d 区、 ds区、 f 区的全部元素，及黑色金属（Fe、 Mn、 Cr、 V、 Ti 及其合金）有色金属（除黑色金属以外的所有金属）按密度分：轻有色金属、重有色金属。按价格分：贵金属（金、银、铂系金属）按性质分：准金属（介于典型的金属与典型非金属之剑的4.5g/cm 3 、贱金属金属，分布于p 区，有砷、硼、硅、硒和碲）普通金属按储量及分布等分：稀有金属和普通金属（划分不绝对）各类金属由于其结构及性质方面的差异，它们在自然界的存在方式各有特点。少数性质极不活泼的金属，如金、银、 汞、

2、 铂系等通常以游离态形式存在；性质稍有活泼的元素可以单质及化合态形式存在，如铁在自然界有铁矿石，也有陨石；第 IA及 IIA中的镁性质活泼，其卤化物大都溶解在海水和湖水中，少数埋藏于不受流水冲刷的岩石下面；过渡金属则主要以稳定的氧化物及硫化物形式存在。二、从自然界索取金属单质的过程称为金属的冶炼，冶炼方法有火法和湿法两大类。一般来说，金属的冶炼分为三个过程矿石的富集、冶炼和精炼。金属氧化物越稳定，则还原成金属就越困难，比较它们的生成自由能就可以知道。氧化物的生成自由能越负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。从图中可以看出，1 凡rG 为负值区域内的所有金属都能自动被氧气氧化，凡在这个区域

3、以上的金属则不能。如约在773K 以上Hg 就不被氧所氧化，而HgO只需稍微加热，超过773K 就可以分解得到金属。2 稳定性差的氧化物 rG 负值小， 稳定性高的氧化物rG 负值大 , 在自由能图中,一种氧化物能被位于其下面的那些金属所还原。如铝热法，在1073K 时 Cr2O3 能被Al 还原。 3 生成CO 的直线向下倾斜,这使得几乎所有金属的rG -T 直线在高温下都能与C-CO直线相交。能够被碳还原，碳为一种广泛应用的优良的还原剂。工业上冶炼金属的一般方法：根据金属的存在形式、金属还原过程的热力学及其它诸多因素，工业上冶炼金属的方法主要由热分解法、热还原法、电解法和氧化法。1. 热分

4、解法一些金属仅用加热矿石的方法就可以得到。 在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解。如:HgO和 Ag2O加热发生下列分解反应：2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O2将 辰 砂 （硫 化 汞 ）加 热 也 可 以 得 到 汞 ： HgS+O2=Hg+SO22.热还原法这是最常见的从矿石提取金属的方法。焦炭、一氧化碳、氢和活泼金属等都是良好的还原剂。1 用焦炭作还原剂SnO2+2C=Sn+2CO2 ， 反应若需要高温，常在高炉和电炉中进行。所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金，例如MgO+C=Mg+CO如果矿石主要成分是碳酸盐，也可以用这种方法冶炼。因为一般重金属的碳酸盐

5、受热时都能分解为氧化物，再用焦炭还原。ZnCO3= =ZnO+CO2ZnO+C= =Zn+CO如果矿石是硫化物，那末先在空气中锻烧，使它变成氧化物，再用焦炭还原，如从方铅矿提取铅：2PbS+3O2=2PbO+2SO2PbO+C=Pb+CO2 用高纯氢和纯的金属氧化物为原料，可以制得很纯的金属。WO3+3H2=W+3H2O3 金属热还原法（金属置换法）用一种金属做还原剂（往往是较活泼的金属）把另一种金属从其化合物中还原出来的情形。一般而言，那些还原能力强、成本低、处理方便、易于分离、不与产品金属形成合金的金属常被选定为还原剂，如钠、镁、钙、铝。如KCl+Na=NaCl+K TiCl4+2Mg=T

6、i+ZMgCl2.电解法排在铝前面的几种活泼金属，不能用一般还原剂使它们从化合物中还原出来。这些金属用电解法 制取最适宜，电解是最强的氧化还原手段。对活泼的金属如铝、镁、钙、钠等用熔融化合物电解法制备。.氧化法使用氧化剂制取金属单质的方法称为氧化法，如金、银的提取使用氰化法。现介绍几种常见的金属精炼方法：. 电解精炼:是广泛应用的一种金属精炼方法。电解时将不纯的金属做成电解池的阳极，纯金属做成阴极。常用此法精炼提纯的金属有Cu、 Au、 Pb、 Zn、 Al 等。.气相精炼法：镁、汞、锌、锡等可用直接蒸馏法提纯。例如，粗锡中的锡和所含杂质具有不同的沸点，控制温度在锡的沸点以下，“杂质沸点”以上

7、，可使杂质挥发除去。为了改善蒸馏条件，采用真空蒸馏是很适合的。羰化法：是提纯金属的一种较新的方法。现以镍为例，羰化法提纯镍是基于镍能与一氧化碳生成易挥发并且也容易分解的一种化合物 四羰基合镍。Ni+4CO=Ni（CO）4Ni（CO）4=Ni（99.998%）+4CO4.区域熔炼：将要提纯的物质放进一个装有移动式加热线圈的套管内，强热熔化一个小区域的物质，形成熔融带。将线圈沿管路缓慢地移动，熔融带便随着它前进。一般混合物的熔点较组成混合物的纯物质的熔点低，因此当线圈移动时，熔融带的末端即有纯物质晶体产生。不纯物则汇集在液相内，随线圈的移动而集中于管子末端，这样便能轻易地将不纯物自样品末端除去。此

8、法常用于制备半导体材料镓、锗、硅和高熔点金属等。产品中杂质含量可低于10-10%。三、金属的物理性质金属非金属1. 熔点高常温下溴为液体，而氧、氟、氯等均为气体，有些 为固体2.大多数金属密度较大一般密度较小3.有金属光泽大多无金属光泽4.大多是热及电的良导体，电阻通常随温度的升高而增大大多不是热和电的良导体，电阻通常随温度的升高 而减小5.大多具有延展性大多不具有延展性6.固体金属大多属金属晶体固体大多属分子晶体7.蒸气分子大多是单原子的蒸气（或气体）分子大多是双原子或多原子的1、金属光泽：当光线投射到金属表面上时，自由电子吸收所有频率的光,然后很快放出各种频率的光（全反射）,绝大多数金属呈

9、现钢灰色以至银白色光泽。此外，金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅是灰蓝色，这是因为它们较易吸收某一些频率的光之故。金属光泽只有在其为晶体时才能表现出来，在粉末状时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，因而显黑色。许多金属在光的照射下能放出电子（光电效应）。另一些在加热到高温时能放出电子（热电现象）。2、金属的导电性和导热性：大多数金属有良好的导电性和导热性。常见金属的导电和导热能力由大到小的顺序排列如下：Ag， Cu， Au， Al， Zn， Pt， Sn， Fe， Pb， Hg3、超导电性：金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。1911 年 H.K.On

10、nes发现汞冷到低于4.2K时，其电阻突然消失,导电性差不多是无限大,这种性质称为超导电性。具有超导性质的物体称为超导体。4、金属的延展性：金属有延性，可以抽成细丝。例如最细的白金丝直径为1/5000mm 。金属又有展性，可以压成薄片，例如最薄的金箔，可达1/10000mm 厚。5、金属的密度：锂、钠、钾比水轻，锇、铁等比水重。金属的硬度：一般较大，但它们之间有很大差别。有的坚硬,如铬、 钨等； 有些软,可用小刀切割如钠、钾等。7、金属的熔点：金属的熔点一般较高，但高低差别较大。最难熔的是钨，最易熔的是汞、铯和镓。汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。8、金属玻璃（非晶态金属）：将某些金

11、属熔融后,以极快的速度淬冷。由于冷却速度极快,高温时金属原子的无序状态被 “冻结 ”, 不能形成密堆积结构，得到与玻璃类似结构的物质,故称为金属玻璃。金属玻璃同时具有高强度和高韧性、优良的耐腐蚀性和良好的磁学性能，因此它有许多重要的用途。典型的金属玻璃有两大类：一类是过渡金属与某些非金属形成的合金；另一类是过渡金属间组成的合金。四、金属的化学性质多数金属元素的原子最外层只有3 个以下的电子，过渡金属还能失去部分次外层的d 电子。金属通常易失去电子，表现出较强的还原性。但各种金属原子失去电子的难易程度差别很大，因此，金属还原性的强弱也大不相同。. 金属与非金属反应：位于金属活动顺序表前面的一些金

12、属很与氧化合形成氧化物，钠、钾的氧化很快，铷、铯会发生自燃。位于金属活动顺序表后面的一些金属，如铜、汞等必须在加热情况下才能与氧化合，而银、金即使 在炽热的情况下也很难与氧等非金属化合。如铝、铬形成致密的氧化膜，防止金属继续被氧化，即钝化。在空气中 铁表面生成的氧化物结构疏松，因此，铁在空气中易被腐蚀。.金属与水、酸的反应：钠、钾与水剧烈反应。钙与水的作用比较缓和，镁只能与沸水起反应，铁则须在炽热的状态下与水蒸气发生反应。在活动顺序表中排在H 前面的金属都可以稀酸反应，排在 H 后面的金属一般不容易被酸中的氢离子氧化，只能被氧化性的酸氧化，或在氧化剂的存在下，与非氧化性酸反应。如铜不和稀盐酸反

13、应，而 能与硝酸反应。.金属与碱反应：金属除了少数显两性以外，一般都不与碱起作用。锌、铝与强碱反应，生成氢和锌酸盐或铝酸盐，反应如下：Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H22Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2铍、镓、铟、锡等也能与强碱反应。.金属与配位剂的作用：如铜不能从水中置换出氢气，但在适当配位剂存在时，反应就能够进行：2Cu+2H2O+4CN-=2Cu(CN)2-+2OH-+H2如有氧参加，这类反应更易进行。4M+2H2O+8CN-+O2=4M(CN)2-+4OH-(M=Cu,Ag,Au)。这个反应是从矿石中提炼银和金的基本反应。王水与金、铂的反应都

14、与形成配合物有关。五、合金合金可认为是具有金属特性的多种元素的混合物，在熔化状态时 金属可互相溶解或混合形成合金，金属与某些非金属也可形成合金。 一般有三种类型的合金：低共熔混合物、金属固熔体和金属化合物。低共熔混合物是两种金属的非均匀混合物，它的熔点总比任一纯金属的熔点要低。金属固熔体具有一种均匀的组织。它是合金组成物在固态下彼此相互溶解而形成的晶体，称为固溶体(固态溶液)。 固溶体中被溶组成物(溶质)可以有限地或无限地熔于基体组成物(溶剂)的晶格中。根据溶质原子在晶体中所处的位置，固溶体分为置换固溶体、间充固 溶体和缺位固溶体。当两种金属元素的电负性、电子构型和原子半径差别较大时则易形成金

15、属化合物，又称金属互化物。有组成固定的 “正常价 ”化合物和组成可变的电子化合物，它们的结构不同于单一金属。在正常价化合物中的化学键介于离子键和共价键之间。大多数金属化合物是电子化合物，它们以金属键结合，其特征是化合物中价电子数与原子数之比有一定值。第二章s 区金属(碱金属与碱土金属)IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫6 种元素，这些金属的氢氧化物都是强碱，故称该族元素为碱金属。钠和钾为生命必须元素。IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡和镭6种元素，由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性的” “土性的”(既难溶于水又难熔融的Al2O3称为“土”)之间，所以这几种元素就称为碱土金属，现习惯上把铍、镁也

16、包括在内。叶绿素中含有镁，镁对职务的光合作哟至关重要。这两族元素的许多性质变化都是很有规律的。在同一族内，从上到下原子半径依次增大，电离能和电负性依次减小，从而金属的活泼性从上到下依次增强。碱金属和碱土金属元素原子的价电子构型分别为ns1 和 ns2，次外层均为 8 电子的饱和结构，对核电荷的屏蔽效应较强，因此它们在化学反应中易失去最外层的电子，形成离子型化合物。碱金属元素的第一电离能较小，第二电离能远大于第一电离能，因此它们在化合物中显+1 价。与碱金属元素相比， 碱土金属元素的电离能要大些，较难失去第一个电子，从表面上看，碱土金属元素要失去第二个电子似乎更难，但由于它们的+2 价的化合物的

17、晶格能很大，因此它们在化合物中通常表现为+2价。反应通式说明2M+X2=2MXX 为卤素4M+O2=2M2O只限于Li2M+O2=M2O2M 为 Na、 K、 Rb、 CsM+O2=MO2特别是K、 Rb、 Cs2M+S=M2S6M+N 2=2M3NLi3N 较稳定，其他不太稳定3M+P=M3P2M+H2=2MH反应剧烈，生成离子型氢化物2M+2H2O=2MOH+H2反应剧烈2M+2NH3=2MNH2+H2M 为 Na、 K、 Rb、 Cs，慢反应。系统中若有过渡金 属盐和铁盐，这类反应将会十分快速进行4M+O2+2CO2=2M2CO3在空气中反应通式说明M+X2=MX2X 为卤素2M+O2=

18、2MOM+O2=MO2加压下，M=Sr、 BaM+S=MS与 Se、 Te也发生作用2M+N 2=M3N2加热M+H2=MH2加热，M=Ca、 Sr、 BaM+2H+=M2+H2除 Be 外，反应剧烈M+2H2O=M(OH)2+H2冷水中只与Ca、 Sr、 Ba 反应，Be、 Mg 与水蒸气反应生成氧化物M+6NH3=M(NH3)6M=Ca、 Sr、 Ba3M+8H+2NO3-=3M2+2NO+4H2OM=Mg、 Ca、 Sr、 Ba，反应剧烈M+2H+(H2SO4)=M2+H2M=Ca、 Sr、 Ba，反应缓慢，由于生成不溶的MSO4三、金属单质的制备 碱金属和碱土金属很活泼，所以经常采用熔

19、盐电解方法和热还原法生产。熔盐电解方法：如金属钠的生产是采用以石墨为阳极，以铸钢为阴极，电解NaCl 熔盐的方式进行。Na 的沸点与 NaCl的熔点相近，易挥发损失掉Na。为此要加助熔剂，如CaCl2，以降低熔盐的温度。这样，在比Na 的沸点低的温度下NaCl 即可熔化。液态Na 的密度小，浮在熔盐上面，易于收集。加助熔剂不利的影响是，产物中总有少许Ca。阳极2 ClCl2+ 2 e 阴极2 Na+2 e 2 Na。与此相类似，电解MgCl2熔盐，可得金属单质镁。钙、锶、钡都可以通过电解其熔融氯化物制备。热还原法：如用热还原法制备金属钾，在 850 用金属钠来还原氯化钾，其反应为KC（ l l

20、） + Na NaCl+ K（ g） 。钾的沸点低，KCl 熔融温度下，钾已汽化，使平衡右移。铷和铯的制备方法与钾类似，铍通常是用金属镁在约1300 下还原BeF2 进行制备。四、金属氧化物碱金属和碱土金属形成的氧化物主要有：正常氧化物（O2 ） 、过氧化物（O22 ） 、超氧化物（O2 ） 、臭氧化物（ O3 ） 。碱金属、碱土金属在空气中燃烧，得到不同的主产物：碱金属中只有锂生成正常氧化物Li2O。其他碱金属分别生成过氧化物Na2O2；超氧化物KO2，RbO2和CsO2。K，Rb，Cs 有臭氧化物MO3 。碱土金属将生成正常氧化物 MO。1. 普通氧化物锂在空气中燃烧的主要产物为Li2O，

21、其他碱金属的普通氧化物可以用碱金属单质或叠氮化物还原其过氧化物、硝酸盐或亚硝酸盐制备：2 Na+Na2O2=2 Na2O 2 KNO3+10 K=6 K2O+N23NaN3+NaNO2=2 Na2O +5 N2 。碱金属的普通氧化物从Li2O到Cs2O颜色逐渐加深：Li2O白色，Na2O白色，K2O淡黄色，Rb2O 亮黄色，Cs2O 橙红色。碱土金属的普通氧化物可以通过其碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或硫酸盐的热分解来制备。碱土金属的普通氧化物均为白色。普通氧化物热稳定性总的趋势是，同族从上到下依次降低，熔点也依次降低。碱土金属离子半径小、正电荷高，其普通氧化物的晶格能大，因而其熔点比碱金属的熔点高

22、很多。碱金属和多数碱土金属普通氧化物同水反应生成相应的氢氧化物，并放出热量。如 Na2O + H2O=2 NaOHCaO+ H2O=Ca（ OH） 2。 BeO 和 MgO 极难与水反应。.过氧化物最重要的过氧化物是过氧化钠Na2O2 ，过氧化钙CaO2和过氧化钡BaO2。如工业上是将钠加热熔化，通过一定量的除去二氧化碳的干燥空气，维持温度在180 200 ，钠即被氧化为Na2O；进而增加空气流量并迅速提高温度至300 400 ，既可以制得较纯净的Na2O2 黄色粉末。4 Na+O2=2 Na2O2 Na2O2 +O2=2 Na2O2 。过氧化物可与水或稀酸作用，生成H2O2： Na2O2+2

23、H2O=H2O2+2NaOHNa2O2+H2SO4 =H2O2+ Na2SO4过氧化物与CO2 反应放出O2： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3 +O2过氧化物具有强氧化性：3Na2O2 +Fe2O3 =2Na2FeO4 + Na2O3Na2O2 + Cr2O3=2Na2CrO4 +Na2O过氧化物也具有还原性：5 Na2O2+ 2 MnO4 + 16 H+=5 O2 +2 Mn2+ + 10 Na+ + 8 H2O碱金属的过氧化物中，Li2O2 稳定性较差，在195 以上分解，其他过氧化物的热稳定性较高。.超氧化物和臭氧化物超氧化物是很强的氧化剂，与水或其他质子溶剂发生剧烈反应产生氧气

24、和过氧化氢：2KO2+2H2O=O2 + H2O2+ KOH超氧化物在高温下分解为氧化物和氧气：4KO2= 2K2O + 3O2 4KO2+2CO2 =2K2CO3 + 3O2臭氧化物可以通过下面反应制取，如臭氧化钾:6 KOH+ 4 O3= 4 KO3+ 2 KOH?H2O+ O2（ g）KO3 不稳定，缓慢分解为KO2 和 O2， 遇水剧烈反应，也放出O2： 2KO3=2KO2 + O2 4KO3 +2H2O= 4KOH+ 5O2 五、氢氧化物碱金属和碱金属的氢氧化物都是白色固体。Be（ OH） 2显两性，其余碱金属和碱土金属的氢氧化物均为碱性。除氢氧化锂外，碱金属的氢氧化物都易溶于水，在

25、空气中很容易吸潮，它们溶解于水时放出大量的热。碱土金属的氢氧化物在水中要小很多，溶解度在同族中按从上到下的顺序增大。Be（ OH） 2和 Mg（ OH） 2难溶于水，其余碱土金属氢氧化物的溶解度也较小。氢氧化钠（NaOH） ，又称烧碱、火碱和苛性碱。NaOH 是强碱，有很强的腐蚀性，不能用磨口玻璃瓶盛放，会缓慢生成Na2SiO3，将磨口玻璃塞与瓶口粘在一起。六、盐类碱金属盐：除锂外，碱金属盐都是离子化合物，大部分易溶与水。锂的强酸盐易溶于水，一些弱酸盐在水中溶解度较差，如氟化锂LiF，碳酸锂Li2CO3，磷酸锂Li3PO4 。碱土金属盐：碱土金属盐都是离子化合物。碱土金属与负一价离子形成的盐一

26、般易溶与水，碱土金属与负电荷高的负离子形成的盐的溶解度一般都较小。碱土金属盐溶解度变化如下：其氟化物其硫酸盐、铬酸盐、碘化物溶解度增从上到下溶解度减如 BeSO4和 MgSO4易溶与水；CaSO4（微溶于水 ）， SrSO4， BaSO4难溶于水。含氧酸盐的热稳定性：正离子电荷越高，半径越小，离子的极化能力越强，其含氧酸盐越不稳定，分解温度越低。碱金属含氧酸盐的热稳定性一般比碱土金属含氧酸盐的热稳定性高。六、锂的特殊性锂表现出与Na 和 K 等同族元素的不同性质。锂与IIA 族的 Mg 相似。.在氧气中燃烧，生成Li2O， 而不生成过氧化物或超氧化物，和 Mg 相似。4 Li+O2=2 Li2

27、O2 Mg + O2=2 MgO.锂和镁的氢氧化物LiOH 和 Mg OH 2 的溶解度都很小，而其它碱金属氢氧化物都易溶于水。锂与镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐都是难溶盐，而碱金属的氟化物、碳酸盐、磷酸盐都易溶于水。.硝酸锂和硝酸镁的受热分解产物是金属的普通氧化物、二氧化氮和氧气，而其它碱金属硝酸盐受热分解的产物是亚硝酸盐和氧气。. Li 和 Mg 都可以和N2 直接化合，其余碱金属不能。6 Li+N2 =2 Li3N3 Mg + N2 =Mg3N2Li 和 Mg 、 Be 和 Al、 B 和 Si的相似，体现着元素周期表的对角线规则。Be 和 Al：两者都是活泼金属，在空气中易形成致密的氧化膜

28、保护层；两性元素，氢氧化物也属两性；氧化物的熔点和硬度都很高；卤化物均有共价型；盐都易水解；碳化物与水反应生成甲烷。B 和Si： 自然界均以化合物形式存在；单质易与强碱反应；氧化物是难熔固体；H3BO3 和H2SiO3 在水中溶解度不大；由于B B和 Si Si键能较小，烷的数目比碳烷烃少得多，且易水解；卤化物易水解；易形成配合物，如HBF4 和H2SiF6。第三节p 区金属p 区金属包括Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Po十种元素，其中Po为放射性元素。 TOC o 1-5 h z p 区同族金属元素从上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素的金属性逐渐增强。但

29、总的看来，p区金属元素的金属性较弱，部分金属如Al、 Ga、 In、 Ge、 Sn 和 Pb的单质、氧化物及其水合物均表现出两性，它们在化合物中还往往表现出明显的共价性。相对而言，Tl、 Pb和 Bi 的金属性较强.p 区金属元素的价电子构型为ns2np1-4 ，内层为饱和结构。由于ns、 np 电子可同时成键，也可仅由np 电子参与成键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相差为2。p 区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分p区金属元素在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易水解。一、铝、镓分族. 存在形态：Al， Ga，

30、 In， Tl 均为银白色，质轻而富有延展性的金属，它们相当活泼，以化合物形式存在于自然界。铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，镓，铟，铊没有单独的矿藏，都分散作为与其它矿共生的组分存在。 TOC o 1-5 h z .价电子结构：ns2np1它们的一般氧化态为+3， 同其它主族元素一样，随着原子序数的递增，生成低氧化态( +1)的倾向随之增强，因此，镓，铟，铊在一定条件下能显示出+1 氧化态，特别是Tl 的 +1 氧化态是常见的，并且一价Tl 化合物具有较强的离子键特征。.价键特征：这些元素与其它元素化合时以离子键为主，但由于形成M+3离子所需的电离能很大，因此它们的+3 氧化态化合物有

31、很强的共价性。例如在卤化物中，除氟化物为离子型的以外，其它都是共价型的，熔、沸点低;易水解。.缺电子特征：Ga(OH)3的酸性比Al(OH)3, In(OH)3都强；Tl2O,TlOH 碱性，易溶于水,其它都是难溶于水的两性物质 ; TlOH 不稳定，易分解为Tl2O(黑色)。一、单质铝的冶炼及性质. 铝的冶炼Al 2O3(s) + NaOH + H 2O ? NaAl (OH )4NaAl (OH )4 + CO2 ? Al (OH )3 + Na2CO3 + H 2OAl (OH )3 ? Al 2O3 + H 2OAl2O3? 电解? Al + O2.铝的性质Al 为银白色，质软、轻而富

32、有延展性的金属。铝的密度小，延展性、导电性、导热性好，有一定的强度，又能大规模地生产，所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。( 1)铝的亲氧性铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空气，表面立即氧化，生成一层致密的氧化膜而耐腐蚀。铝能夺取化合物中的氧且放出大量的热，致使反应时不必向体系供热。如Fe2O3粉与铝粉的反应，用引燃剂点燃后，反应即猛烈进行，放出的热可使铁熔化。故铝是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为铝热法。( 2)铝的两性铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：2Al(s)+6H+(aq)=2Al3+(aq)+3H2(s)-2Al(

33、s)+2OH(aq)+6H2O(l)=2Al(OH)4 (aq)+3H2(g)铝在冷的HNO3和浓H2SO4中，铝的表面易钝化。溶于热的 浓 硫酸：Al +H2SO4(浓 ，热 )? Al2(SO4)3+SO2- +H2O二、铝的化合物Al2O3是一种白色男溶于水的粉末，它有多种变体，其中最为人所知的是a-Al 2O3和 -Al 2O3。 a-Al2O3称为刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。 -Al 2O3 可溶于酸、碱，可作为催化剂载体，有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而虽现鲜明颜色。Al(OH) 3两性，加酸生成铝盐，加碱生成铝酸盐。其碱性略强于酸性。铝盐在水中强烈水解，铝盐溶液因水解均呈酸性: Al(H2O)63+H2O? Al(H2O)5(OH)2+ + H3+O。弱酸的铝盐在水中几乎完全水解，所以制备Al2S3, Al2(CO)3不能用湿法制得。在三卤化铝中，除AlF 3 为离子型化合物外，其余均为共价型化合物。在气相或非极化溶剂，AlCl 3,AlBr 3,AlI 3均是二聚体。如图， 因为 AlCl 3 为缺电子分子，Al 倾向于接受电子对形成sp3杂化轨道。两个 AlCl 3分子间发生ClAl 的电子对授予而配位，形成Al 2Cl6分子。以铝灰和盐酸（适量）为主要原料，在控制的条件下制得一种碱式氯化铝。它是由介于AlCl 3和 Al（OH） 3之间一系