PDF《物质科学_化学篇（下） 第十一章 金属元素的性质》

128 11-3 铝、锡、铅及其化合物 1. 铝、锡、铅的性质及制取 (1) 铝( ) Al Sn Pb 锡( ) 铅( ) 原子序

13 50

82 电子组态

1 2

3 3 p s

2 2

10 5

5 4 p s d

2 2

10 14

6 6

5 4 p s d f 原子半径 0.143 0.141 0.175 离子半径 0.053 0.093 0.118 熔点℃ 660.37

232 327 沸点℃

2467 2623

1751 密度 2.698 5.77(灰锡) 7.29(白锡) 11.34 氧化数 +3 +2,+4(安定) +2(安定),+4 (2) 铝 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

129 (a) 铝在地壳中存量仅次氧及矽(7.5%). (b)铝为强还原剂,在自然界中不以元素态存在,主要以+3 价之化合物存在. (c) 主要的铝矿有铝矾土( )、冰晶石( ). O xH O Al ?

2 3

2 6 NaAlF (d)制备: Al2O3 ? x H2O NaOH Fe2 O3 Al2 O3 NaAl(OH)4 Na3 AlF6 CO2 滤除不溶性杂质 + Al(OH)3 Al (e) 电解法炼铝,使用郝耳电解槽,其阴极为石墨内衬,以铝矾土作为原料, 并加入冰晶石助熔剂以降低熔点. (f) 铝富延展性,为电、热良导体,可制导线. (g)铝为银白色、质软且比重小的轻金属(为铁的

3 1 ),铝合金常用於航空工 业. (h)铝在空气中易氧化生成氧化铝( )薄膜,但此薄膜具保护作用,可保

3 2O Al 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

130 护内部不再氧化,常用作建材,如铝门窗. (i) 铝的价电子组态为3 ,易形成 .而 的水合能很大足以克服三 个电子的游离能总和,故金属铝仍为强还剂.

1 2 3p s +

3 Al +

3 Al (j) 铝为两性元素,可溶於强酸与强碱: ) (

2 ) (

3 ) ( ) (

3 2

6 2 g aq aq s H Al H Al + → + + + ) (

2 ) (

4 2 ) ( ) (

3 ) (

2 6

2 2 g aq aq s H OH Al O H OH Al + → + + ? ? (k)铝化合物的键结具相当强之共价性,如氯化铝( )不像一般离子化合 物具高熔点与高沸点,在178℃N华.其分子不似离子固体无限延伸:

6 2Cl Al Al Cl Cl Cl Cl Al Cl Cl (3) 锡(a) 以锡石( )方式存在,以焦碳为还原剂还原锡石.

2 SnO C ?→ ?? CO Sn SnO

2 2

2 + + (b)熔点不高,易於陶铸加工,为史前已知之金属,青铜器即为铜、锡合金. (c) 具有二价及四价氧化态,四价较安定,故二价化合物可作为还原剂. (d)氧化数愈高,其共价性愈强,故四价化合物具较大程度共价性. (e) 镀锡铁板(俗称马口铁)可防锈.(锡为隔绝氧与铁接触) (4) 铅(a) 存在於方铅矿 ,将方铅矿煅烧生成 ,再以焦碳还原制得 ;

PbS 2PbO PbO Pb + Pb

2 2

2 3

2 SO O PbS + ?→ ? + ? CO C PbO → + (b)铅熔点不高,易於陶铸加工,为史前已知之元素,古埃及时代即已使用 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

131 铅为货币. (c) 具有二价及四价氧化态,二价较安定,故四价化合物可作为氧化剂. (d)铅在空气中氧化,生成碱式碳酸铅[ ,此层可保护内部不 再腐蚀. ] ) ( PbCO OH Pb ?

3 2

3 2

2 2

4 (e) 防腐蚀材料、抗幅射铅板、合金、铅蓄电池等. 2. 铝、锡、铅的化合物 (1) 铝的化合物 (a) 氧化铝(矾土)存在於刚玉、刚石粉、红宝石、蓝宝石等.

1 人造宝石: 强热熔化添加少量过渡金属氧化物经养晶过程制得. O Al

2 氧化铝是两性化合物,可溶於强酸与强碱. ) (

2 ) (

3 ) ( ) (

3 2

3 2

6 l aq aq s O H Al H O Al + → + + + ) (

4 ) (

2 ) ( ) (

3 2 ) (

2 3

2 aq l aq s OH Al O........