《化学选修课砷锑》课件

化学选修课-砷锑本课程将深入探讨砷和锑这两种元素的性质、反应以及在化学中的应用。我们将从它们的原子结构和电子构型开始，逐步深入到它们在不同领域中的应用，例如医药、材料科学和环境科学。课程目标了解砷和锑的性质掌握砷和锑的基本性质，包括物理性质、化学性质、毒性等。学习砷和锑的应用了解砷和锑在医药、工业、农业等领域的应用，以及相关安全问题。认识砷和锑的环境影响学习砷和锑对环境的影响，以及环境污染防治措施。砷元素砷是一种非金属元素，化学符号为As，原子序数为33。砷存在于自然界中，主要以硫化物的形式存在，如雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3）。砷在地壳中的含量约为1.8ppm，在空气和水中也存在少量砷。砷的化合物具有多种用途，例如用作农药、除草剂和杀虫剂，以及生产玻璃、陶瓷和半导体材料。砷的性质灰白色固体砷在常温常压下是灰黑色的固体，具有金属光泽，易碎。化学性质活跃砷在空气中会缓慢氧化，形成三氧化二砷，即俗称的砒霜。半导体性质砷具有半导体性质，在电子工业中具有重要的应用。剧毒砷及其化合物对人体有剧毒，摄入后会造成中毒，甚至死亡。砷的矿产来源砷通常以矿物的形式存在于自然界中。常见的砷矿物包括雄黄、雌黄、砷黄铁矿和砷黝铜矿。这些矿物通常与其他金属矿物共生，例如铜矿、铅矿和银矿。矿物化学式颜色雄黄As4S4橙红色雌黄As2S3黄色砷黄铁矿FeAsS银白色砷黝铜矿Cu3AsS3黑色砷的生产砷的生产主要通过冶炼砷矿石获得。常用的方法是将砷矿石与焦炭混合，在高温下进行焙烧，使三氧化二砷升华。1砷矿石2焙烧3升华三氧化二砷4提纯获得金属砷砷化合物砷的氧化物砷的氧化物主要有两种，三氧化二砷（As2O3）和五氧化二砷（As2O5）。三氧化二砷是无色透明的固体，易溶于水，具有剧毒，俗称“砒霜”。五氧化二砷是一种白色粉末，不溶于水，毒性比三氧化二砷小。砷的氢化物砷的氢化物主要有砷化氢（AsH3），是一种无色、有毒气体，易燃，有蒜臭味。砷化氢是一种剧毒物质，长期接触会导致慢性中毒，甚至危及生命。砷化合物的应用11.农业砷酸盐和亚砷酸盐用作杀虫剂、除草剂和杀菌剂，控制害虫和杂草。22.医药一些砷化合物在治疗某些疾病，例如白血病和梅毒方面具有重要的作用。33.工业砷化合物用作玻璃、陶瓷和半导体的添加剂，改善材料性能。44.其他砷化合物还用于木材防腐剂、颜料和染料等方面。砷中毒急性中毒砷中毒可导致恶心、呕吐、腹泻、腹痛，严重者可出现昏迷、休克甚至死亡。慢性中毒长期接触低剂量砷可引起皮肤病、神经系统损伤、心血管疾病等。预防避免接触含砷物质，使用砷制品时注意防护，食用砷含量较高的食物时注意控制量。治疗及时就医，服用解毒剂，进行对症治疗。砷的环境影响水体污染砷污染会污染地下水和地表水，影响饮用水安全。土壤污染砷污染会污染土壤，影响植物生长，影响生态系统。大气污染砷污染会进入大气，影响空气质量，危害人体健康。生物积累砷会通过食物链积累，最终危害人类健康。砷的检测与去除1砷的检测方法砷的检测方法多种多样，包括原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。2砷的去除方法去除砷的方法包括化学沉淀法、吸附法、膜分离法、生物法等。3砷的污染控制砷的污染控制需要综合考虑各种因素，如污染源的识别、污染物的迁移转化、环境修复技术等。锑元素锑是一种金属，化学符号为Sb，原子序数为51。锑在地壳中含量较低，主要以硫化物矿物形式存在。锑主要用于生产合金，如铅锑合金，提高铅的硬度和强度。锑也有少量用于制造橡胶、颜料、火柴、电池等。锑的性质物理性质锑是一种银白色、硬而脆的金属。锑的熔点为630.5℃，沸点为1635℃，密度为6.697克/立方厘米。化学性质锑在常温下比较稳定，但在高温下可以与氧气、卤素、硫等非金属反应。锑不溶于水，但能溶于硝酸和王水。锑的矿产来源锑是一种重要的金属，广泛应用于工业生产。锑的矿产资源主要集中在以下国家和地区:60%中国全球最大的锑生产国，拥有丰富的锑矿资源。15%玻利维亚世界第二大锑生产国，拥有丰富的锑矿资源。10%南非世界第三大锑生产国，拥有丰富的锑矿资源。5%其他包括俄罗斯、塔吉克斯坦、加拿大等国家。锑的生产矿石开采从地下开采含锑矿石，如辉锑矿（Sb2S3）和锑华（Sb2O3）。矿石处理通过浮选、重选等方法富集矿石中的锑。冶炼将富集的矿石在熔炉中加热，还原成金属锑。精炼去除金属锑中的杂质，得到纯度较高的金属锑。锑化合物1氧化锑氧化锑是一种白色粉末，具有多种用途，例如在橡胶制造中用作阻燃剂。2硫化锑硫化锑是一种黑色固体，主要用于制造橡胶和塑料的添加剂。3卤化锑卤化锑是一类化合物，例如三氯化锑，常用于半导体行业。4锑酸盐锑酸盐是一类化合物，例如锑酸钠，在陶瓷和玻璃制造中有所应用。锑化合物的应用阻燃剂三氧化二锑是重要的阻燃剂，广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等材料中。合金材料锑与铅合金可制作铅蓄电池的极板，提升电池性能。半导体材料锑化铟等化合物是重要的半导体材料，应用于红外探测器、太阳能电池等领域。锑中毒症状锑中毒会导致多种症状，包括恶心、呕吐、腹泻、头痛、疲倦、肝肾损伤等。预防避免接触含锑产品，注意安全生产，做好防护措施。治疗锑中毒需要及时就医，进行解毒治疗。锑的环境影响矿山开采污染锑矿的开采会造成土壤和水体污染，影响生态环境。冶炼排放污染锑冶炼过程中会产生大量有害气体和废水，造成大气和水体污染。水体污染锑化合物溶于水，会对水生生物造成毒害，影响水质安全。土壤污染锑化合物会在土壤中积累，影响农作物生长，危害人体健康。锑的检测与去除1样品前处理样品预处理，例如消化或提取。2原子吸收光谱法利用锑原子对特定波长光的吸收进行定量分析。3电感耦合等离子体发射光谱法激发锑原子使其发射特定波长的光，进行定量分析。4去除方法吸附、沉淀、膜分离等方法去除。锑检测方法需根据样品类型和锑含量选择。去除方法应根据具体情况选择，并考虑环境因素和成本。砷与锑的比较砷砷是一种类金属，在自然界中以各种形式存在。它是半导体材料，应用于电子设备。砷的毒性较高，可导致中毒和疾病。锑锑是一种金属，在地壳中含量较低。锑的应用范围广泛，包括电池、阻燃剂和合金。锑的毒性较低，但仍会造成健康问题。砷与锑在生活中的作用生活用品砷化物用于生产玻璃、陶瓷和涂料等产品。锑化合物用于生产防火材料和橡胶。医药领域砷化合物曾用作抗寄生虫药物，锑化合物用于治疗寄生虫感染。但现在由于毒性问题，使用已经减少。农业应用砷化合物过去曾用作杀虫剂，但由于其环境危害，已逐渐被更安全的替代品取代。电子行业锑用于生产半导体和合金，在电子器件中发挥重要作用。砷与锑的历史地位古代炼金术砷和锑在古代就被人们发现和使用，炼金术士曾尝试将它们转化为贵金属。古代医药砷和锑的化合物在古代被用作药物，但由于毒性，使用受到限制。工业革命砷和锑在工业革命时期得到广泛应用，例如生产染料、颜料、玻璃等。砷与锑在工业中的应用11.冶金工业砷和锑合金广泛用于制造铅蓄电池，增强其耐腐蚀性。锑还用作脱氧剂和硬化剂。22.电子工业砷化镓、锑化铟等化合物半导体材料在电子元器件、光电器件中发挥着重要作用。锑还用于制造半导体器件的金属触点和合金。33.制药工业砷化合物在医药领域有特殊应用。例如，砷化合物曾用于治疗梅毒等疾病。锑化合物则用于治疗血吸虫病。44.其他工业砷和锑还用于生产玻璃、陶瓷、颜料、橡胶等，具有广泛的工业应用价值。砷与锑的未来发展趋势环保材料砷和锑的环保利用将会更加受到重视，例如开发新型环保材料，减少污染排放。新能源砷和锑在新能源领域的应用会更加广泛，例如开发高性能电池，提高能源利用效率。医药领域砷和锑在医药领域的应用会更加精准，例如开发新型抗癌药物，提高治疗效果。纳米材料砷和锑纳米材料的应用会更加广泛，例如开发高性能催化剂，提高化学反应效率。砷与锑在新能源中的应用太阳能电池砷锑化合物可作为高效太阳能电池的材料，提高能量转换效率。锂电池砷锑化合物用于提高锂离子电池的能量密度和循环寿命。氢能燃料电池砷锑化合物可作为催化剂，提高氢能燃料电池的反应效率和稳定性。砷与锑在环保中的应用水处理砷和锑可以用于制造水处理剂，例如吸附剂和催化剂，有效去除水中的重金属和有害物质。土壤修复砷和锑可以用于土壤修复，例如通过化学氧化还原反应去除土壤中的污染物，改善土壤环境。空气净化砷和锑可以用于制造空气净化材料，例如吸附剂和催化剂，去除空气中的有害气体和颗粒物。砷与锑在医药中的应用1砷化合物砷化合物用于治疗某些癌症，如白血病和淋巴瘤。例如，三氧化二砷（As2O3）用于治疗急性早幼粒细胞白血病。2锑化合物锑化合物如酒石酸锑钾（锑剂）可以治疗利什曼病、黑热病等寄生虫感染。3安全使用由于砷和锑具有毒性，因此在医药中使用时必须严格控制剂量，避免副作用的发生。实验演示课堂上可以进行一些简单的实验，例如砷与硝酸反应生成砷酸，锑与王水反应生成锑盐等。演示过程中，需要注意安全操作，并对实验现象进行讲解，帮助学生更好地理解砷与锑的化学性质。小结与思考知识回顾本节课我们学习了砷和锑两种元素的性质、用途以及环境影响。同学们要牢记砷和锑的化学性质，并了解它们在日