碳.硅跟金属共热生成碳化物和硅化物.锡.铅与金属形成合金.都不能直接与氢化合.其氢化物是间接制得的. 金刚石和石墨 是碳的同素异形体.均属原子晶体.石墨为层状晶体.金刚石是若干正四面体结构形成的网状晶体.它们在有足量氧气存在下加热.都能燃烧生成二氧化碳.若隔绝空气加热金刚石.则它能转化为石墨并放热.当把石墨加热至2000℃以上.并在高压.催化剂存在时它又可以转变为金刚石. 它们都是碳原子间以非极性共价键相互结合起来的“巨型分子 .金刚石中C-C键键能大.硬度大.熔点高.不存在自由电子.不能导电.石墨中碳原子排成层状结构.层与层之间以范德华力松弛地结合.不牢固.可滑动.具有滑腻感,由于每个碳原子还有1个p电子成为自由电子在层内流动.因此沿着层的方向能够导电.并有金属光泽,由于层间距离较大.密度较小.结合力脆弱.因此质软.并可呈鳞片状脱落.结构不同.物理性质差别很大.石墨的密度为2.25g/cm3.金刚石的密度约为3.5g/cm3,金刚石是无色透明晶体.折光性强.石墨为灰黑色晶体.不透明. 碳化钙 黄褐色或黑色的块状固体.纯品为无色晶体(含CaC2较高的是紫色).密度2.22克/厘米3.熔点447℃.沸点2300℃.遇水立即发生激烈反应.生成乙炔.并放出热量. CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑ 因电石中常含有砷化钙(Ca3As2).磷化钙(Ca3P2)等杂质.与水作用时同时放出砷化氢(AsH3).磷化氢(PH3)等有毒气体.因此使用由电石产生的乙炔有毒(须通过浓H2SO4和重铬酸钾洗液除去).CaC2能导电.纯度越高.导电越易.焦炭和生石灰在电炉中反应制得. 用于制取乙炔气.氰氨化钙(CaCN2)和有机合成的重要原料.制造石灰氮肥料.金属切割焊接用乙炔气等.贮存在阴凉.通风.干燥处.严格防水.防潮.应与可燃物隔离存放. 碳酸盐 碳酸是二元酸.形成正盐和酸式盐.除钾.钠.铵的碳酸盐和钾.钠.铵.镁.钙的酸式碳酸盐外.其余的盐都不溶于水.溶于水的碳酸盐和酸式碳酸盐都易水解.其水溶液呈碱性.所以当碳酸盐溶液与某些金属离子(如Al3+.Fe3+)作用.若这些金属的氢氧化物溶解度小于它的碳酸盐的溶解度时.就得不到这些金属离子的碳酸盐.而只能得到相应的氢氧化物的沉淀. 若某些金属的氢氧化物的溶解度和它的碳酸盐的溶解度差不多.就会得到碱式碳酸盐. Mg2+.Zn2+.Fe2+.Ph2+.Hg2+等与碳酸盐溶液的反应跟Cu2+类似.仅Ca2+.Ba2+.Hg2+等与Na2CO3溶液作用生成碳酸盐沉淀(因这些金属的碳酸盐溶解度远小于其氢氧化物). 碳酸钠.碳酸钙.碳酸镁.碳酸钾等与二氧化碳和水作用都能生成溶于水的酸式碳酸盐.检验CO2的存在时.能使澄清的石灰水变浑浊.即产生白色CaCO3沉淀,如果通入CO2时间长了.亦即通入CO2的量多了.则得不到白色碳酸钙沉淀.而生成了能溶于水的酸式碳酸钙. 322 32 自然界中的饮用水里含很少量的Ca(HCO3)2.地下水中.尤其是泉水里含Ca(HCO3)2的量较多.并溶有少量的CO2.石灰岩的巨石(象大理石.石灰石.白垩等方解石类的碳酸盐)及碎块长年累月受到含CO2水流的作用.浸泡.因水的冲击.产生许多细小的CaCO3颗粒.它渐渐地溶解成石灰岩溶洞.市售矿泉水来源于山区奥陶系石灰岩与白垩系火山喷发岩断层接触带部位的泉水.含一定量的碳酸氢钙及多种对人体发育必需的微量元素.促进人体新陈代谢.升温使酸式碳酸盐分解.放出CO2. Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O 钟乳石.石笋的产生是石灰岩溶洞中的天然水.受地热的作用和气候变化的影响.Ca(HCO3)2分解析出CaCO3细小颗粒.多年沉积而成.水垢的形成主要原因是水受热蒸发时.水中所含碳酸氢盐受热分解.生成难溶的碳酸盐及所含各种盐类不断浓缩.达到饱和后即析出结晶.酸式碳酸盐的热稳定性比碳酸盐要差得多.大多数碱金属的碳酸盐加热至熔融也不分解.其它碳酸盐MgCO3.CaCO3.ZnCO3.PbCO3.Ag2CO3等受热时出现碳氧键断裂.分解为金属氧化物和二氧化碳. 所有碳酸盐和酸式碳酸盐与酸作用都能放出CO2. 于实验室中制取CO2. CaCO3+2H+ Ca2++H2O+CO2↑ 碳酸钠用于玻璃.肥皂.造纸.精炼石油等工业及食品加工.碳酸钾可用做化肥.碳酸钙用于炼铁.制水泥及建筑工业. 酸式碳酸盐是弱酸的酸式盐.在水溶液中分步电离 它能跟碱溶液反应生成正盐. NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O Ca(HCO3)2+2NaOH CaCO3↓+Na2CO3+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+CaCO3↓+2H2O 这里存在着中和反应和生成沉淀的反应. 软化水的一般方法是将生石灰制成石灰乳加入水中以消除水的暂时硬度.这种方法就是依据酸式碳酸盐Ca(HCO3)2.Mg(HCO3)2遇石灰乳后Ca2+.Mg2+离子从水中沉淀出来.并促使胶体粒子凝聚.但此法不能彻底使水软化.只适于不要求高度软化的情况.用纯碱和石灰乳的混合液作水的软化剂.能使水彻底软化.消除水的永久硬度. 二氧化硅的物理性质 二氧化硅又称硅石.化学式SiO2.自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种. 结晶二氧化硅因晶体结构不同.分为石英.鳞石英和方石英三种.纯石英为无色晶体.大而透明棱柱状的石英叫水晶.若含有微量杂质的水晶带有不同颜色.有紫水晶.茶晶.墨晶等.普通的砂是细小的石英晶体.有黄砂和白砂.二氧化硅晶体中.硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键.硅原子位于正四面体的中心.4个氧原子位于正四面体的4个顶角上.整个晶体是一个巨型分子.SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子.仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比. SiO2中Si-O键的键能很高.熔点.沸点较高(熔点1723℃.沸点2230℃). 自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅.是低等水生植物硅藻的遗体.为白色固体或粉末状.多孔.质轻.松软的固体.吸附性强. 二氧化硅的化学性质 是酸性氧化物.硅酸的酸酐.化学性质很稳定.不溶于水也不跟水反应.不跟一般的酸起作用.能与氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体. SiO2+4HF SiF4↑+2H2O 有酸性氧化物的其它通性.高温下能与碱反应生成盐和水. 常温下强碱溶液与SiO2缓慢地作用生成相应的硅酸盐.强碱溶液能腐蚀玻璃.故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞.若采用玻璃塞(玻璃中含SiO2).会生成有粘性的硅酸钠.将玻璃瓶塞和瓶口粘结在一起.玻璃瓶内不能久放浓碱液. 高温下二氧化硅与碱性氧化物或某些金属的碳酸盐共熔.生成硅酸盐. SiO2+CaO CaSiO3 将此高温下熔融状态的硅酸钠降温.冷却.可得石英玻璃.它有良好的透过紫外线性能.可作水银灯罩.耐高温的化学仪器.石英坩埚和光学仪器等. 碳化硅 俗名金刚砂.化学式SiC.无色晶体.含杂质时呈蓝黑色.结构与金刚石相似.每个硅原子被4个碳原子包围.每个碳原子被4个硅原子包围.形成“巨型分子 .硬度仅次于金刚石.密度为3.217克/厘米3.熔点约为2700℃.化学性质稳定.高温时也不与氯.氧.硫.强酸反应.但能与碱反应. 高温下有还原性.使一些金属氧化物或硅酸盐还原成金属.1600℃时SiC跟Al2O3反应得硅铝合金.将砂和焦炭的混合物.在电炉内加热至2000℃即可生成SiC.因其含杂质而带暗红色. SiO2+3C SiC+2CO↑ 用于制砂轮.砂纸.磨料.耐火砖等.其单晶可制电子器件. 通常所说的金刚砂是磨料.刚玉.碳化硅的总称 硅 酸 化学式H2SiO3.实际是白色无定形二氧化硅的水合物.是不溶于水的二元弱酸.酸性化碳酸还弱.不溶于盐酸.硫酸.能溶于氢氟酸或氢氧化钠溶液.但它不能用二氧化硅和水作用得到.只能用可溶性硅酸盐与酸反应来制取.它很容易形成胶体溶液.制得的硅酸是胶冻状物质.沉淀析出.将其干燥脱水.变成白色透明多孔性的固体物质.一般称为硅胶(化学式mSiO2·nH2O)具有多孔结构吸附力强.能吸收多种气体和蒸气.且吸湿量很大.是实验室常用的干燥剂.吸附剂.市售商品硅胶有球形和不规则形两种.将硅胶在氯化钴溶液中浸透.再经干燥.可利用氯化钴的颜色变化以指示其吸湿程度.无水氯化钴(CoCl2)是蓝色的.吸收水分以后的氯化钴是粉红色的(形成CoC12·6H2O).当硅胶的颜色由蓝色变为粉红色时.表明硅胶的吸湿能力减小.若将硅胶放入烘箱中烘干.可恢复吸湿能力.由粉红色变为蓝色. 硅酸用于油脂和蜡的脱色及催化剂.气体吸附剂.密封玻璃瓶包装.硅胶作干燥剂. 硅酸盐硅酸的盐类.地壳中分布极广.是岩石和土壤的主要成分.多数是晶体.可用二氧化硅跟碱性氧化物或碱跟碳酸盐一起加热熔融制得.只有钾.钠的硅酸盐是可溶于水的.由于它是强碱弱酸盐.溶水后水解.使溶液显碱性.硅酸钠是可溶性硅酸盐中最常见的.其水溶液叫“水玻璃 .因强烈水解.溶液显强碱性.可代替烧碱使用.又称“泡花碱 .“水玻璃 是无色透明粘稠液体.比重2.6.熔点1088℃.遇酸则分解(遇空气中的碳酸也能分解)而析出硅酸的胶状沉淀.“水玻璃 对普通玻璃有较大的腐蚀性.贮存时要密封.防止受潮.不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶(改用软木塞或橡胶塞的塑料瓶).用时要检查是否见到乳白色胶状沉淀产生.因久置的“水玻璃 其溶液吸收了空气中的CO2发生反应: Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓ 同时说明碳酸的酸性比硅酸强.向硅酸钠溶液中加入盐酸或氯化铵.也可析出硅酸胶体沉淀 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+2NH4Cl 2NaCl+2NH3+H2SiO3↓ 含杂质的硅酸钠呈浅黄色或青灰色粘稠状液体.它有很大的实用价值.作耐火材料.粘结剂.洗涤剂.木材.织物经水玻璃浸泡后有防腐.不易着火的性能.水玻璃涂在蛋壳上可防止蛋类因细菌浸入而引起腐败.作蛋类防腐剂. 在自然界中的硅酸盐分布很广.如长石.云母.石棉.粘土.滑石.沸石等.种类繁多组成复杂.可看做是酸性氧化物(SiO2)和金属氧化物(Na2O.K2O.CaO.Al2O3等)相结合的化合物.因此通常可用氧化物的组成式表示天然的硅酸盐.它们大多是难溶性的. 正长石 K2O· A12O3· 6SiO2 白云母 K2O· 3Al2O3· 6SiO2·2H2O 粘土Al2O3·2SiO2·2H2O 高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O 石棉 CaO· 3MgO·4SiO2 滑石 3MgO· 4SiO2·H2O 沸石经脱水处理.其晶体中形成许多孔洞和微孔道.有很大的表面积.很强的吸附能力.微孔道的孔径很小.跟一般物质分子的大小相近.比孔径小的分子能被吸附进去.比孔径大的分子不能进入.因此沸石可将不同大小的分子分离.起到筛选分子的作用.称为“分子筛 .分子筛的吸附性能还和被吸附分子的性质有关.一般容易吸附极性较强的分子.而不容易吸附极性较弱的或非极性分子.控制条件可以人工合成多种分子筛.它无毒.无腐蚀性.不溶于水和有机溶剂.可作催化剂的载体.离子交换剂等.硅酸盐的化学稳定性好.熔点高耐火性能好.机械强度高.是制造玻璃.陶瓷.耐火材料.水泥的原料.硅酸盐材料和金属材料.有机合成材料是现代三大类固体材料.生产硅酸盐材料的工业称硅酸盐工业. 硅酸盐工业 以硅酸盐为主要原料.经配料和高温处理制造出各种成品和材料的工业.由于工艺过程中的烧成或熔制工序都用窑炉作主要设备.故又称为窑业.如制造水泥.玻璃.陶瓷.耐火材料和搪瓷.以及耐高温材料.磨料等.均属于硅酸盐工业.硅酸盐工业各种产品的共同的反应原理是:酸性氧化物(SiO2)与碱性氧化物(ⅠA.ⅡA族的典型氧化物等)在高温反应生成硅酸盐. 用Al2O3作为酸性氧化物代替SiO2.则可生成铝酸盐,Al2O3作为碱性氧化物与SiO2反应.则生成铝硅酸盐.. 水 泥 粉状矿物质的胶凝材料.与水等拌和后能在空气或水中逐渐硬化.按化学成分.原料和制法的不同分为:硅酸盐水泥.矿渣硅酸盐水泥.磷酸盐水泥.高铝水泥.膨胀水泥.白水泥等.普通的硅酸盐水泥是用粘土.石灰石为主要原料.按一定比例混合在高温下煅烧制成.主要组成是:硅酸二钙(2CaO·SiO2).硅酸三钙(3CaO·SiO2).铝酸三钙(3CaO·Al2O3).铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3).还有未反应的游离的氧化钙.氧化镁(由原料带入的碳酸镁分解来的).为延缓水泥硬化时间.降低凝固速度.常加入少量石膏.水泥的凝结和硬化是一个复杂的物理化学过程.受构成水泥熟料的矿物成分本身特性而定.当与水掺和后.矿物遇水发生水解或水化反应而变成水合物.水化速度的快慢影响水泥的强度.铝酸三钙.硅酸三钙对水泥的凝结时间和早期强度起决定作用.水化物逐渐脱水.不断硬化.形成水泥石状固体.强度相当大.水泥是熟料块与适量石膏混合一起研磨制成的细粉. 水泥标号即水泥强度的等级.标号愈高.抗压强度愈高. 水泥.砂和水的混合物叫水泥砂浆.亦叫砖石粘合剂.再掺以碎石即叫混凝土.嵌入钢筋叫做钢筋混凝土.广泛用于建筑工业. 玻 璃 是一种混合物.没有固定的熔点.普通玻璃是由纯碱(Na2CO3).石灰石(CaCO3).砂粒(SiO2)按一定比例共熔制得. Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 熔体过冷而成玻璃.它是固体状态的无定形体.质脆而透明.通常用二氧化硅.氧化钙.氧化钠来表示组成的成分.写作Na2O·CaO·6SiO2表示钠玻璃.硅酸钾.硅酸钙和二氧化硅共熔.得熔点较高的钾玻璃.化学成分表示为K2O·CaO·6SiO2.制折光率较大的铅玻璃用硅酸钾.硅酸铅和二氧化硅混合共熔.其化学成分表示为K2O·PbO·6SiO2.欲使玻璃带颜色.可向原料中加入金属氧化物.普通玻璃中因FeO存在而显浅绿色.因Fe2O存在而显黄色.因氧化钴(Co2O3)存在而显蓝色.因氧化亚铜存在而显红色.因二氧化锡(SnO2)存在而显乳白色等.石英砂.纯碱.石灰石.长石等是制造玻璃的主要原料.还有以硼酸盐.磷酸盐.氟化物等原料为主及含钛.锆.锗.钒.锑等氧化物的特种玻璃.玻璃的用途不同.它的配料和处理过程也不同.如掺入铜.银.金.二氧化钛.二氧化锆在普通玻璃中.得到质硬.耐热性好.电绝缘性好.用来制造火箭.雷达玻璃罩.射流元件的微晶玻璃.掺有钕.镱等元素.可用于制造作激光器工作物质的均匀性和定向性好的激光玻璃. 玻璃浇制成空心或实心的玻璃砖块.坚固耐磨.外表美观.建筑上用做透光的墙壁.楼地面等.将普通玻璃逐渐加热至接近软化点.经吹风急速均匀冷却而得钢化玻璃.它的机械强度大大提高.热稳定性好且不易破碎.碎裂时玻璃成圆钝角.不易伤人.用于车.船.飞机和建筑的窗户等. 在玻璃表面涂上一层金属或金属氧化物的透明导电薄膜.通电时能发热.这样就能制成“导电玻璃 .它用做运输工具驾驶室的前窗.防止水蒸气凝结遮蔽视线.不含或少含碱金属氧化物的玻璃叫无碱玻璃.用做绝缘或耐化学腐蚀的材料. 玻璃可被氢氟酸腐蚀: Na2O·CaO·6SiO2+28HF 2NaF +CaF2↓+6SiF4↑+14H2O 金属通性在目前已发现的109种元素中.有80多种为金属元素.金属是一类晶体.其中金属原子排列非常有规律.由于金属键的作用.使得金属具有一些相似的物理性质.如均呈现一种特有的金属光泽.除铜和金外.都是银白色.且不透明,有延性.展性.可以拉制成丝.压成片和箔.有受变应力而流动的性质,具有良好的导电性和导热性.这些区别于非金属的特性.仅在金属为固态和液态时才存在.在化学性质方面.由于多数金属元素原子的最外层电子数少于3个.某些金属原子的最外层电子数虽然超过4个.但由于它们的电子层数较多.原子半径较大.在发生化学反应时.它们的价电子较易于失去或偏向于非金属元素的原子.故金属的最主要的共同的化学性质是易于失去外层的价电子变成金属阳离子.表现出还原性.另一共同性质是:金属的氧化物及其对应的水化物.一般呈碱性.与酸反应生成盐.参看碱金属.镁等. 镁的物理性质 镁是银白色的金属.熔点648.8℃.沸点1107℃.高温下具有延展性.它的密度是1. 74克/厘米3.很轻.不足铁的1/4.硬度小.不能单独作为结构金属使用.而是制成合金.它可以跟铝.铜.锡.锰.钛.铍等金属元素形成多种轻质合金.它们的密度小.硬度和强度都比较大.是制造飞机.汽车.导弹.航天器.科学仪器的重要材料. 镁的化学性质 镁是第三周期ⅡA族元素.最外层电子是3S2.容易失去.因此它是比较活泼的金属元素.能跟非金属和酸等起作用.常温下镁在空气中极易氧化.生成一层致密的氧化膜.它能阻止镁继续氧化.在高温下.镁在空气中会发生燃烧.产生大量的热.放出眩目的白光.生成MgO和Mg3N2: 2Mg+O2 2MgO 3Mg+N2 Mg3N2 根据镁的这个性质.可以用镁制造照明弹和焰火.由于镁的表面常有一层保护膜.所以在常温下镁不与水起作用.但如将水加热至沸腾.则能缓慢地起作用,将镁置于高温的水蒸气中.能够迅速地反应.生成MgO和H2. Mg+H2O MgO+H2↑ 镁跟酸能迅速地反应.生成镁盐和放出H2. Mg+2HCl MgCl2+H2↑ 镁具有强的还原性.在高温下能夺取许多氧化物或卤化物的氧或卤素: 2Mg+CO2 2MgO+C TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2 因此.它可以作为还原剂应用于某些稀有金属的冶炼. 铝的物理性质 铝是银白色金属.熔点660.4℃.沸点2467℃.密度2.70克/厘米3.很轻.约为铁的1/4.它的硬度比较小.具有良好的延展性.可以拉成细丝.也可以辗压成铝箔.后者常用来包装糖果.香烟.它还有良好的导电导热性.电力工业上用它制造电线.电缆.日常生活中用它制造炊具.它可以跟镁.铜.锌.锡.锰.铬.锆.硅等元素形成多种合金.广泛用作制造飞机.汽车.船舶.日常生活用品的材料.也用于建筑业制造门窗.铝是热和光最好的反射体之一.它被用做绝热材料和用于制造反射望远镜中的反射镜. 铝的化学性质铝是第三周期ⅢA族元素.最外层电子是3s23p1.容易失去.因此它是比较活泼的金属元素.它能跟非金属.酸和碱作用.常温下铝能跟空气中的氧起反应.生成一层致密的氧化膜.它可以阻止铝继续被氧化.高温下.铝可以跟空气中的氧剧烈反应.将铝粉或铝箔放在氧气中加热.则能发生燃烧.放出大量的热: 4Al+3O2 2Al2O3+热 铝还能跟卤素.硫等非金属起反应.铝是两性金属.既能跟酸.也能跟碱起反应.铝跟稀酸反应.放出氢气.跟热的.浓的氧化性酸反应.不放出氢气: 2Al+6HCl 2AlC13+3H2↑ 2Al+6H2SO4(浓) Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 但是跟冷的.浓的氧化性酸如硝酸.硫酸不起作用.因为这些酸能使铝的表面钝化.根据这种性质.常用铝罐装运浓硫酸.浓硝酸.铝跟碱起反应.也放出氢气: 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ 这个反应是由于铝的表面氧化膜(Al2O3)容易跟碱起反应而引起的: Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O 由于铝的表面有一层致密的氧化膜.因此通常情况下铝不与水起作用.但是如果破坏掉氧化膜.则铝可以跟热水起作用.生成氢氧化铝.并放出氢气: 2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑ 由于铝有强烈的亲氧性.冶金工业上用铝作还原剂来制取某些难以还原的金属: Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr 3V2O5+10Al 5Al2O3+6V 这种冶金方法叫做铝热法.利用反应生成大量的热将金属熔化.就可以把金属分离出来.铁路工程上用铝热法焊接铁轨: Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe 炼钢时可以在熔融的钢水中投入铝块.以除去钢中的氧.还可以利用铝的亲氧性来制取高温金属陶瓷涂层.方法是将铝粉.石墨和二氧化钛(TiO2)或其它高熔点金属氧化物按一定比例混合均匀.涂在金属表面上.然后高温煅烧: 4Al+3TiO2+3C 2Al2O3+3TiC 这样留在金属表面的产物都是耐高温的物质.此法已应用于制造火箭.导弹的技术中. 合 金 由金属与其它一种以上的金属或非金属所组成的具有金属通性的物质.我国是世界上最早研究和生产合金的国家之一.在商朝青铜工艺就已非常发达,公元前6世纪左右已锻打出锋利的剑.合金类型主要是:(1)共熔混合物.如焊锡.铋镉合金等,(2)固熔体.如金银合金等,(3)金属互化物.如铜锌组成的黄铜等.合金的许多性能优于纯金属.故在应用材料中大多使用合金.各类型合金都有以下通性:(1)熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点,(2)硬度比其组分中任一金属的硬度大,(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属.利用合金的这一特性.可以制造高电阻和高热阻材料.还可制造有特殊性能的材料.如在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢.适用于化学工业. 氯化镁 化学式MgCl2.无色晶体.易溶于水.有苦咸味.通常含6个结晶水.MgCl2·6H2O的密度为1.56克/厘米3.熔点为118℃.同时分解.加热时 氯化镁是电解冶炼金属镁的原料.它主要来自晒制海盐的苦卤.为制得供电解用的无水氯化镁.必须在氯化氢气流中加热MgCl2·6H2O.使其脱水.氯化镁溶液与氧化镁混合.可制成用途广泛的镁质水泥.由于氯化镁易吸潮.纺织工业可用它填充织物.以保持棉花的湿度.而使其柔软.氯化镁与冰混合.可做冷冻剂. 氧化铝 化学式Al2O3.俗名矾土.白色晶体粉末.不溶于水.它有几种晶型.常见的有α型和γ型.它们的理化性质不同.α-Al2O3的熔点为2018℃.沸点为2980℃.密度为3.97克/厘米3.性质稳定.不溶于酸.也不易跟别的物质发生化学反应.由于它的熔点很高.可以用来做耐火材料.制造耐火坩埚.管材等.它的硬度也很高.仅次于金刚石和金刚砂.可用来制造钻头.轴承.砂轮等.天然产生的α-A12O3叫做刚玉.是无色晶体.有的刚玉含有少量杂质.因而呈现不同的颜色.含有微量Cr3+的呈红色.称红宝石,含有Fe2+.Fe3+和Ti4+的呈蓝色.称蓝宝石.用熔融氧化铝人工结晶的方法可以制造人造宝石.其性能不次于天然宝石.宝石可用做精密仪器和手表的轴承和装饰品.γ-Al2O3能溶于酸和碱.生成铝盐和偏铝酸盐: A12O3+6HCl 2AlC13+3H2O A12O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O γ-A12O3硬度小.质轻.具有很大的表面积.1克γ-A12O3表面积为200-400米2.比同质量的活性炭表面积大2-4倍.具有很强的吸附能力和催化活性.所以又叫做活性氧化铝.广泛用做吸附剂.催化剂或催化剂的载体.氧化铝是冶炼铝的原料.纯度99.99%的高纯氧化铝作为精细陶瓷.用做集成电路底板.机械耐热陶瓷.录音磁带的填充料.并可制人工骨骼和拉成单晶用于激光技术中.氧化铝纤维可作为增强纤维加在金属.塑料.橡胶或陶瓷中.其强度高于玻璃纤维而与碳纤维相当.在耐热性和电绝缘性方面还优于碳纤维 氢氧化铝 化学式Al(OH)3.白色晶体.密度2.42克/厘米3.300℃时失水生成氧化铝.氢氧化铝难溶于水.是典型的两性氢氧化物.溶于酸生成铝盐.溶于强碱生成偏铝酸盐: 2A1(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 这是由于氢氧化铝溶液中存在着两性电离平衡: 氢氧化铝是弱电解质.电离出的H+和OH-都不多.当它遇着酸时.酸中的H+与溶液中的OH-结合成水.促使它按碱式电离.平衡向右移动.从而使氢氧化铝不断溶解,当它遇着强碱时.碱中的OH-跟溶液中的H+结合成水.促使它按酸式电离.平衡向左移动.也使氢氧化铝不断溶解.经过适当处理的氢氧化铝的表面有许多毛细孔.具有强吸附性.可用做吸附剂.媒染剂和净水剂.氢氧化铝的悬浊液和干凝胶用做胃药.以中和胃酸和保护溃疡面.氢氧化铝还是制造瓷釉.耐火材料.防水织物的原料. 硫酸铝钾 又称明矾.白矾.铝钾矾.化学式KAl(SO4)2·12H2O.是K2SO4与A12(SO4)3的复盐.它是无色透明的晶体.密度1.757克/厘米3.熔点92.5℃.易溶于水.并发生水解.其水溶液呈酸性. Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ Al(OH)3胶体吸附能力很强.可以吸附水里悬浮的杂质.并形成沉淀.使水澄清.因此它可做净水剂.除此之外.它还能做媒染剂.造纸填充剂和医药中的收敛剂. 硬水和水的硬度 溶有较多量Ca2+.Mg2+的水.称为硬水,溶有少量或不含Ca2+.Mg2+的水.称为软水.水中含有Ca2+.Mg2+多少的程度.叫做水的硬度.它有一种规定的标准.通常把1升水里含有10毫克CaO称为1度.水的硬度在8°以下的称为软水.在8°以上的称为硬水.硬度大于30°的是最硬水.如果水的硬度是由钙和镁的酸式碳酸盐引起的.这种硬度叫做暂时硬度.具有暂时硬度的水经过煮沸以后.水里所含的钙.镁酸式碳酸盐发生分解.生成不溶性的碳酸钙和碳酸镁: Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O 当继续加热煮沸时.少量溶于水的碳酸镁发生水解.生成更难溶的氢氧化镁: MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑ 这样.水里溶解的Ca2+.Mg2+相当一部分就以沉淀析出.从而使水的硬度降低.使硬水得以软化.如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的.这种硬度叫做永久硬度.永久硬度不能用加热的方法软化.天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此水的硬度是泛指这两种硬度的总和.高硬度的水对生活和生产都有危害.它不适宜饮用.因为容易引起肠胃不舒适.还能诱发疾病,它也不利于洗涤.因为它会造成肥皂的浪费.并使衣物丧失鲜艳的色泽.在生产上它不能做锅炉用水.因为它使锅炉结垢.降低热效率.浪费燃料.甚至能引起锅炉爆炸. 硬水的软化 除去或减少天然水中的钙.镁盐类等的过程.叫做硬水的软化.软化硬水主要有药剂法和离子交换法两种方法. 【
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