元素化学讲义.ppt

高锰酸钾的氧化性广泛应用于分析化学中的定量分析，如Fe2+、C2O42－、H2O2、SO32-等： MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O 2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2+8H2O 高锰酸钾在化学工业中用于生产维生素C、糖精等，在轻化工业用作纤维、油脂的漂白和脱色，医疗上用作杀菌消毒剂和防腐剂。在日常生活中可用于饮食用具、器皿、蔬菜、水果等消毒。 4．铁 纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.85g·cm-3，熔点1539℃，沸点2500℃。铁能被磁铁吸引，在磁场的作用下，铁自身也能具有磁性。铁可以与碳及其它一些元素互熔形成合金。 纯铁耐蚀能力较强。在干燥的空气中加热到150℃也不与氧作用，灼烧到500℃时形成Fe3O4，在更高温度时，可形成Fe2O3。铁在570℃左右才能与水蒸气作用，但是，铁在潮湿的空气中即使室温条件也易生锈。 铁是中等活泼金属，能溶于稀盐酸和稀硫酸中，形成Fe2+并放出氢气。冷的浓硝酸和浓硫酸能使其钝化。热的稀硝酸与铁反应时，若稀硝酸过量，则生成Fe（NO3）3，NO或NH4+；若铁过量，则生成Fe（NO3）2。在高温条件下，铁可以与氯、硫、磷等非金属直接化合，在1200℃时，铁与碳形成Fe3C，这是钢铁中碳的主要存在形式。 铁及其合金是最基本的金属结构材料，在工农业生产以及日常生活的各个领域都有非常广泛的应用。钢铁的年产量是一个国家工业化程度的标志之一。 5．氯化钴 氯化钴常含结晶水，最常见的Co（II）盐是CoCl2·6H2O。干燥的CoCl2具有较强的吸水性，吸水量达饱和时即为粉红色的CoCl2·6H2O。而其一旦受热，又会失去结晶水变为蓝色的CoCl2。 CoCl2·6H2O( 粉红色 ) ←→ CoCl2·2H2O (紫色) ←→ CoCl2·H2O(蓝紫色) ←→ CoCl2(蓝色) 因此，利用这种性质将CoCl2与硅胶制成变色硅胶，常用作实验室中的干燥剂。 5 ds区元素 5.1 ds区元素的通性 ds区元素包括IB、IIB二族元素，主要指铜族（Cu、Ag、Au）和锌族（Zn、Cd、Hg）六种元素，该区元素处于d区和p区之间，其性质有其独特之处。 1．电子构型 ds区元素的价电子构型为（n-1）d10ns1~2，其最外层电子构型与s区相同，但是它们的次外层电子数却不同。s区元素只有最外层是价电子，原子半径较大；而ds区元素的最外层s电子和次外层部分的d电子都是价电子，np，nd有空的价电子轨道，原子半径较小。 2．物理性质 ds区元素都具有特征的颜色，铜呈紫色，银呈白色，金呈黄色，锌呈微蓝色，镉和汞呈白色。 由于（n-1）d轨道是全充满的稳定状态，不参与成键，单质内金属键比较弱，因此，与d区元素比较，ds区元素有相对较低的熔、沸点。这种性质锌族尤为突出，汞（Hg）是常温下唯一的液态金属，气态汞是单原子分子。 另外，ds区元素大多具有高的延展性、导热性和导电性。金是一切金属中延展性最好的，如1克金既能拉成长3Km的丝，也能压成1.0×10-4mm厚的金箔；而银在所有金属中具最好的导电性（铜次之）、导热性和最低的接触电阻。 3．化学性质 铜族元素的原子半径小，ns1电子的活泼性远小于碱金属的ns1电子，因此具有极大的稳定性，且单质的稳定性以Cu、Ag、Au的顺序增大。铜族元素具有多种氧化值，即它们失去ns电子后，还能继续失去（n－1）d电子，如Cu2+,Au3+等。 铜在干燥的空气中很稳定，有CO2及潮湿的空气时，则在表面生成绿色碱式碳酸铜（俗称“铜绿”）；高温时，铜能与氧、硫、卤素直接化合。铜不溶于非氧化性稀酸，但能与HNO3及热的浓H2SO4作用。 银在空气中稳定，但银与含硫化氢的空气接触时，表面因生成一层Ag2S而发暗，这是银币和银首饰变暗的原因。 金是铜族元素中最稳定的，在常温下它几乎不与任何其它物质反应，只有强氧化性的“王水”才能溶解它。因此，金是最好的金属货币。 锌族元素的性质既不同于铜族元素又不同于碱土金属。 锌族元素的氧化值一般为+2，只有汞有+1氧化值的化合物，但以双聚离子Hg22+形式存在，如Hg2Cl2。锌族元素的化学活泼性比碱土金属要低得多，依Zn、Cd、Hg顺序依次降低。 锌与铝相似，具有两性，既可溶于酸，也可溶于碱中。在潮湿的空气中，锌表面易生成一层致密的碱式碳酸锌而起保护作用。锌还可与氧、硫、卤素等在加热时直接化合。 汞俗称水银，常温下很稳定，加热至300℃时才能与氧作用，生成红色的HgO。汞与硫在常温下混合研磨可生成无毒的HgS。汞还可与卤素在加热时直接化合成卤化汞。汞不溶于盐酸或稀硫酸，但能溶于热的浓硫酸和硝酸中。汞还能溶解多种金属，如金、银、锡、钠、钾等形成汞的合金，叫汞齐，如钠汞齐、锡汞齐等。 必须指出，无论