第一篇：航空航天金属间化合物研究现状
航空航天金属间化合物的研究现状
摘要：本文主要介绍金属间化合物的分类，现在的研究现状，以及金属间化合物的制备和工艺。金属间化合物简称IMC(Intem~etallicsCompounds)，主要是指金属元素间、金属元素与类金属元素间形成的化合物，其特点是各元素间既有化学计量的组分，而其成分又可在一定范围内变化从而形成以化合物为基体的固溶体。为了能在21吐纪保持在航空和航天领域的优势，大力推动了这方面的研究工作，并发展出一种能耐更高温度、比强度更高的新型金属间化合物高温结构材料，给新一代航空和航天器的发展开辟一个新时代。关键字：航空航天、金属间化合物、引言
由于金属间化合物材料在航天航空等国防尖端技术领域和机械、冶金、化工等一般工业领域均有着广阔的应用前景，因此，世界上工业发达的国家都投人大量的人力和资金进行金属间化合物材料的研究。美国国防部关键技术计划和国家关键技术计划中均将金属间化合物材料列为关键材料之一。德国和日本等国也有相应的计划。美国是第一个对金属间化合物燃气轮机涡轮叶片进行试验的国家，在该技术领域居领先地位，而德国、法国和日本主要工作集中在金属间化合物的研究上，而不是应用上。我国在国家自然科学基金、国家“863”高新技术及国家科技攻关项目中都将金属间化合物结构材料列为重要的研究课题。
金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主构成的二元或多元合金系中出现的中间相化合物。按照用途可将其分为两类：一类是结构材料，主要是利用其强度、刚度、硬度、耐热性和抗高温蠕变等性能；另一类是功能材料，主要是利用其特殊的光学、电学、声学和热学等特征。用做结构材料的金属间化合物有多种亚型，其中主要包括镍、铁和钛的铝化物，例如Ni3AI、NiAI、Ti3A1、Ti～及Fe3A1和Fe A1等，它们主要用做高温结构材料。由于这类高温材料是具有有序结构相的金属间化合物，故又称高温有序合金或高温金属间化合物。与镍基高温合金相比，这类材料的高温性能更好，可在更高的温度下工作，而且密度小，抗腐蚀能力强，抗蠕变、抗疲劳性能好，因而它们作为新一代飞机发动机、火箭推进系统和空间动力系统的高温结构材料有着极大的竞争力。此外，它们还可用以制作锻模、工具、化工和石化生产设备、加热元件、轴承、汽缸以及环境控制设备，等等。在上述具有广泛应用前景的众多高温金属间化合物中，Ti A1基金属间化合物近年来更引起了研究者极大的兴趣，它被视为最具竞争力的先进材料之一。1．1金属间化合物的研究现状与趋势 11．1金属间化合物的特点及应用
金属间化合物简称IMC(Intem~etallicsCompounds)，主要是指金属元素间、金属元素与类金属元素间形成的化合物，其特点是各元素间既有化学计量的组分，而其成分又可在一定范围内变化从而形成以化合物为基体的固溶体。当两种金11．1金属间化合物的特点及应用金属间化合物简称IMC(Intem~etallicsCompounds)，主要是指金属元素间、金属元素与类金属元素间形成的化合物，其特点是各元素间既有化学计量的组分，而其成分又可在一定范围内变化从而形成以化合物为基体的固溶体。当两种金属以整数比(或在接近整数比的一定范围内)形成化合物时，由于其结构与构成它的两金属的结构不同，从而形成有序的超点阵结构。金属间化合物不仅有金属键，还具有共价键，共价键的出现，使得原子间的结合力增强，化学键趋于稳定，具有高熔点、高硬度的特性；此外由于结构中原子间的结合力强，扩散减慢，导致蠕变激活能提高，所以金属间化合物具有高的抗蠕变性能；金属间化合物高的疲劳寿命是由于其长程有序结构抑制了交滑移过程，减少了滑移系统，从而降低了循环加载过程中裂纹萌生的可能性。另外，有序金属间化合物在氧化气氛中能生成致密的氧化膜，因而具有良好的抗氧化性。
此外以金属间化合物为基体的合金或材料是一种全新的材料，普通的金属材料都是以相图中端际固溶体为基体。而金属间化合物材料则以相图中间部分的有序金属间化合物为基体。与传统的金属材料相比，其性能介于金属和陶瓷之间，所以也被誉为半陶瓷材料、正是金属间化合物材料具有这些突出特性，所以这是一类极具潜力的高温结构材料。
事实上，早在20世纪50年代就已发现金属间化合物作为高温结构材料具有特殊优点，许多金属间化合物的强度随温度升高不是连续下降，而是先升高后下降。这是一种反常的强度一温度关系。这一发现推动了金属间化合物的研究热潮，并陆续在金属间化合物形变特性和屈服强度反常温度关系方面提出了新的理论模型和机制，但是由于金属间化合物材料有严重的脆性，材料的实用研究一直没有突破。1979年，日本的Izumi发现加硼可以大大提高Ni3A1金属间化合物的塑性，这一工作为解决金属间化合物的脆性问题提供了可能性。由此以美国为代表的先进工业国家，为了能在21吐纪保持在航空和航天领域的优势，大力推动了这方面的研究工作，并希望能发展出一种能耐更高温度、比强度更高的新型金属间化合物高温结构材料，给新一代航空和航天器的发展开辟一个新时代。
1980年后，美，日、欧洲诸国都组织实施了全国性的研究计划，提出了金属间化合物结构材料的长远发展目标：发展比Ni基高温合金具有更高的高温比强度的结构材料，特别注重发展一种介于镍基高温合金和高温陶瓷材料之间的高温结构材料，从而充填镍基高温合金和先进高温陶瓷材料之间的空隙，这不仅是指其使用温度处于它们二者之间，而且其力学性能也介于它们二者之间，即比镍基高温合金具有更高的高温比强度，比先进高温陶瓷材料具有更高的塑性和韧性，并且在生产工艺和装备上更接近已有金属材料的生产装备。发展金属间化合物结构材料的近中期要求，是能取代一部分正在使用的比强度较差的结构材料，降低各种运载工具用引擎和运载工具本身的重量，提高比推力和效率。
总之，作为新型材料的金属间化合物，其用途十分广泛。因其键合类型呈多样化，从而使其具有特殊的晶体结构、电子结构和能带结构。正是由于这些结构特点，使其具有了很多新的性能和用途。其中耐高温、抗腐蚀、抗氧化、耐磨损等特点使其可以成为航空、航天、交通运输、化工、机械等许多工业部门的重要结构材料；同样由于其具有声、光、电、磁等特殊物理性能，而成为极具潜力的功能材料，如半导体材料、超导材料、软磁材料等[真)。金属间化合物种类非常多，在结构材料领域人们研究较多的是Ti-A1系、Ni-Al系和Fe-Al系金属间化合物。Ti-A1系金属间化合物是潜在的航空航天材料，在国外已开始应用于军事领域。Ni-A1系金属间化合物是研究较早的一类材料，研究比较深入，取得了许多成果，也有一些实际应用。Fe-A1系金属间化合物与以上两类相比，除具有高强度、耐腐蚀等优点外，还具有低成本和低密度等优点，因此具有广泛的应用前景。我国研究人员对它的研究比较深入，已经形成了一套较完整的理论体系，其中部分成果已得到了实际应用。但是，金属间化合物的共同缺点——室温塑性低和高温强度差(指超过800℃或1000℃)一直没有得到很好的解决，也制约了它们在生产实践中的应用。
硅化物以MoSi2为代表，MoSi2是能用于高温环境下的关键材料，其熔点为2030℃，高温下具有优良的抗氧化性能，其抗氧化性能与机理类似于高温结构陶瓷SiC、S1，N4等。MoSi2在室温下表现为脆性材料，在1000℃左右发生脆性一韧性转变，在此温度之上表现出类似于金属材料的韧性。
1.1.2Fe-Al金属间化合物的研究现状
Fe-Al金属间化合物中最受关注的主要是Fe3Al与FeAl合金。Fe3Al合金一般是指铝的质量分数25％-35％的Fe-A1合金，其相组成包括：无序固溶体(A2或。)相，不完全艳结构的有序相，DO3结构的Fe3Al有序相。Fe-A1金属间化合物合金的研究始于20世纪30年代，经历了几次研究热潮，在70年代末取得突破，到80年代，Fe-A1合金作为一类结构材料面向应用得到广泛研究，到90年代研究人员进一步发现水汽是导致Fe-A1合金室温脆性的根本原因。然后人们对Fe-A1合金的反常屈服行为、室温脆性、合金成分的理论设计，微合金化对Fe3Al性能的影响，Fe3Al合金的制备工艺等方面都进行了较全面的研究。比如由美国橡树岭国家实验室研究人员开发出的Fe3Al合金不仅有良好的耐热、耐磨和耐腐蚀性能，其室温伸长率可达12．8％。采用快速凝固工艺制粉、热挤压固结的Fe3Al合金，其室温伸长率高达15％—20％，抗拉强度高达960MPa。因此材料学家认为，该材料预计将在航空、化工、核反应堆元件、熔炉高温装置、电磁元件等众多领域获得广泛应用。在我国，从20世纪80年代末到90年代中期，国家科委和有关部门先后把Fe-Al金属间化合物。的研究列入“863'’计划和一系列研究基金计划，使Fe-A1金属间化合物的基础性研究有了长足进展。但必须指出，Fe-A1金属间化合物的应用研究远落后于基础理论研究，使这种性能优异的材料没能得到预期的开发利用，使推广应用受阻。从20世纪90年代中后期，很多研究人员开始关注实用化研究，探索实用化途径，并取得一些重要成果
1.12.1 Fe-AI金属间化合物的微合金化及理论设计
Fe-A1金属间化合物室温脆性大，塑性差，很多研究认为脆性是本质存在的，其理论依据是解理强度低，此外有害的晶界偏聚或晶界上的无序化也容易造成弱晶界晶间断裂。1989年，研究进一步发现，水汽与合金中的A1发生如下反应：
Al+3H20—}A1203+6H 时，水汽与裂纹尖端发生作用，使原子态的H渗入金属内而导致裂纹，从而造成Fe-A1金属间化合物的室温脆性。这一研究成果实际上否定了Fe-A1金属间化合物的本质脆性观点，使很多研究工作转向减少环境H脆上来，使该材料的研究再次出现热潮。实际上，环境H脆已经得到很多实验证明，例如张忠铧、孙杨善等对Fe3AI进行了表面镀膜试验，发现经镀膜保护后，不仅强度有大幅提高，而且室温变形率可高达18％，而镀前只有6％。微观结构研究表明，镀前合金断口形貌为纯解理断裂，镀膜后的断口形貌则出现表征延性断裂的韧窝。
根据上述分析，无论材料是本质脆性还是非本质脆性，改善其室温脆性，提高强度，都将是重要的研究方向。由国内外研究报道可知，Fe-A1金属间化合物的微合金化将是其强韧化和改善室温脆性的有效手段之一，通常认为，微合金化的强韧化机制主要是通过有序固溶强化和沉淀强化实现的。研究表明，Cr是提高室温塑性最有效的元素之一，加Cr后，能明显增强解理强度，使解理断裂伴随一定程度的沿晶断裂，重要的是，使形成超位错的空间增大，超位错的滑移将变得容易，此外Cr的合理占位，可减少晶界处的应力集中，防止晶间开裂t30J。Ti的加入能改善Fe3A1合金的高温强度，但增加室温脆性。研究认为这是因为T1将部分取代Fe的位置，使Fe-A1金属间化合物的α+D03相向左向上移动的结果。Si具有与Ti相似的作用，可使Fe3Al合金在600℃以上高温屈服强度大幅度提高，室温脆性严重。Mo的加入可改善高温强度，对热形变后的室温塑性同样不利，但可减少高温时晶界处的应力集中，防止晶间断裂。适量Mg可以大幅度提高Fe3A1在530-850~C的高温塑性[321。微量B对Fe3A1的塑性与解理断裂行为影响不大。Cu、Ni的加入或多元合金，例如：2％Nb+2％Ti(除特别说明外，本书的元素含量均为质量分数)的加入，会使Fe3A1出现沉淀相[，引，从而导致沉淀强化。此外Mn、Zr、C等元素对合金性能的影响也有研究报道。以上是关于微量元素的加入，对Fe3A1合金性能影响的报道。
1.1．2.2 Fe-AI金属间化合物的制备工艺及性能研究
Fe-A1合金通常采用熔铸工艺制备，包括空气中感应熔炼、真空中熔炼、真空电弧重熔以及电渣重熔等方法。由于前述H脆问题，为避免水汽反应，应最好采用真空熔炼loi。熔炼工艺包括：用Ar-q将Fe液脱C、S，然后加入Cr、Ni等合金，此后将经处理后的Pe液加人已预热到500~C的铝中，最后通人氩气使合金均匀化。该法成本低，Ai与炉衬反应也小。第二种工艺是同时将各合金元素加入炉中，显然此时Al首先熔化，然后Fe与其它元素溶解。熔铸组织会出现成分偏析，通常解决办法是进行均匀化处理。
熔炼工艺优点是成本低、效率高，但铸态组织晶粒粗大，成分偏析，室温塑性低，脆性大。改善质量与性能的方法主要包括：通过合金化细化晶粒，改善组织。或采用热机械处理工艺，通过热形变细化晶粒，减缓H脆。
熔炼工艺制备的Fe-AI合金性能较低，室温伸长率只有1％左右，屈服强度小于300GPa，难以用于重要结构件。
改进制备工艺对提高Fe-A1合金性能有重要意义，采用粉末冶金工艺可有效的控制微观组织细化晶粒，从而有效提高材料的力学性能。例如采用该工艺制取的B2相Fe-A1合金，室温伸长率达到12％，屈服强度达到350MPa。快速凝固工艺(RSP)可更有效的细化晶粒，增加化学均匀性，并可产生非平衡组织，利用该工艺制粉，热压烧结的re3~d金属间化合物其室温伸长率可高达20％，抗拉强度可达960MPa，晶粒度为亚微米，是目前最高性能之一。此外，Fe-A1合金的燃烧合成(CombusionSynthsis)或自蔓延高温合成(SUS)也是一种可行的制备方法，其中在压力下燃烧合成，晶粒度在2-4um，含有Fe2Nb相的Fe3Al金属间化合物还具有超塑性。机械合金化(MA)是制备Fe-A1合金的一种新工艺，它是在高能球磨机中进行球磨，形成细微组织的合金，在固相状态下达到合金化的目的，利用该技术合成了B2结构的Fe-AI合金，其最高抗拉强度达到865MPa，伸长率达到10％。
1．1．2．3Fe-A!合金的实用化技术 Fe-A1合金的实用化技术除合金化外，还包括Fe-A1合金的热形变技术、铸造成型技术，以及与其它材料组成新的复合材料等。研究表明影响Fe-A1金属间化合物实用化因素主要包括：
1)材料的加工成形。2)材料的脆性。3)材料的合适用途。
4)材料高温时的综合性能。
材料的脆性大，高温(>800~C)综合性能低，使材料不适于强载荷、大冲击的场合；材料的塑性差，加工成形难，使材料难以获得复杂结构形状。上述影响因素限制了材料的使用，使材料的使用范围受到影响，从而限制了材料的实用化引。但是这些不足同时也为Fe-A1金属间化合物实用化指出了研究方向。总结有关研究成果，其实用化主攻方向主要应包括以下几个方面：
1)Fe-A1金属间化合物的微合金化。通过微合金化来提高材料的塑性和韧性以及高温综合性能1_403。
2)Fe-AI金属间化合物的铸造成型：通过铸造获取其它加工方法不能获取的所需形状。3)Fe-A1金属间化合物的热形变处理。通过形变，既获得所需要的形状，同时又细化晶粒，弥合缺陷，提高材料的塑性，改善材料的强韧性。
4)开辟Fe-AI金属间化合物的新用途，扬长避短，利用Fe-A1金属间化合物的半陶瓷性能，设计新型复合材料(包括复合材料的理论设计、材料的制备、材料的失效分析)5)材料的切削加工?解决材料加工硬化问题，通过材料的冷加工，获得材料的精确形状。上述研究内容将是Fe-A1金属间化合物能否实用化的技术关键，因此，了解和深入研究上述技术，对Fe-A1金属间化合物的推广应用具有重要的现实意义和显著的经济效益。Fe-A1合金热形变Fe3A1金属间化合物的形变性能取决于自身的滑移系，也与有序合金的反相畴结构、超点阵位错特征有关。从20世纪砠年代开始，对Fe3Al的形变特性就做了大量的研究，Marcinkowski等人的早期研究表明，在室温下，Fe3A1几乎没有任何塑性，断口主要呈穿晶解理。后来发现，Fe3A]并非本质脆性，微观分析与形变机理的研究表明，Fe3A1的主滑移系为[110] <111>，足以提供多晶滑移所需的五个以上独立的滑移系。进一步研究发现，阳Ai合金的形变性能与有序化临界温度Tc有关，在Tc附近，不论普通位错还是超点阵位错均难以运动，因此形成屈服强度的峰值。此外，从位错运动和理论研究发现，在{110}和{112}面上，Fe3A1的APB能较小，且最稳定，所以滑移可以发生在两晶面族的任何一个面上。在室温下滑移，发现{110}面优先滑移，但在TEM中还观察到了{112}面的滑移，这表明滑移行为不仅与APB能量及其稳定性有关，还可能与位错心结构有关，也就是说，晶面的APB能量最小只是产生滑移的重要条件。因为Fe3A1中的次近邻反向畴NNNAPB能量很低，故超点阵间的APB很宽，这样宽的一个超点阵位错因为在交滑移时极易受钉扎，故很难作为一个整体作独立运动。但是，这只需较小1的应力就能克服APB能量而使超点阵位错分解成为普通的号1/4α′o{111}位错运动，在滑移面上留下NNNAPB。
除晶体结构决定Fe3A~合金的形变特性外，与其它材料一样，变形条件、晶粒形貌等对形变性能也有很大影响。例如，细晶的塑性较粗晶好，但变形抗力大。单相状态下的形变性能较多相状态好，变形抗力低。在多向压应力状态下变形比单向受压塑性好，不易产生微裂纹。此外，变形温度、变形速度以及晶界与位错处的有害杂质及偏析对Fe3A1合金的形变影响也是明显的。例如，参考文献[19]证明Fe3A1室温伸长率很低，200℃以上开始升高(同时强度也相应增加，300℃寸达最大)，700℃以后迅速上升，说明温度对热形变影响极大。改善Fe3Al合金的形变性能有很多途径，行之有效的方法有： 1)加入可固溶合金化元素，增加滑移系的数量。
2)通过微合金化和不同工艺，改变晶体结构，以获取更多的塑性结构。例如，与体心立方结构有关的Fe3AI(D03)和FeAl(B2)结构，就不如与面心立方结构有关的L12结构塑性好。3)通过掺杂控制晶界的组成和强度，这些掺杂既可以通过掺入活性元素使之与有害元素(像S)结合成无害化合物而沉淀，也可以加入像B元素这些有益的元素，以增加键的结合能，提高晶界的解理强度，抑制晶间断裂。
4)细化晶粒。铁基合金的穿晶或沿晶脆断被认为与晶粒度有关，因此在整个铸造、热加工、热处理组织控制中，晶粒的大小都是很重要的，对NiAl还发现有——临界晶粒尺寸(20um)，小于该尺寸，材料才呈现塑性，这个临界晶粒度随温度下降及应变速度增而下降。快速凝固细化晶粒也可以提高材料的延性。5)改进热形变工艺技术。6)精密控制有害物质和杂质。
7)在NiAl合金中形成一种薄膜，减少滑移力，这相当于在晶体与薄膜之间产生位错滑移源，对增加延性也是有效的。
8)利用定向凝固等方法，把脆性相置人延性好的组织，形成原位生成复合结构，从而获得好的综合强韧性。
9)控制周围环境，减少H脆，改善塑性。
利用上述方法，材料研究工作者已取的一些重要成果，例如：A．Bahadur等研究表明，在Fe3AI合金中加入B、Ti后，在整数比和亚整数比Fe3A1合金中的柱状晶变成等轴晶，热轧或热锻后其微观组织更好，其热形变率(973K)可以从65％增加到85％，抗拉强度增加到800—900MPa，伸长率增加到3％—5％，不过，过整数比Fe3A1会出现枝状晶结构。极易导致开裂，即使加入B、T1后也不能热形变。C．T．Liu等人的研究表明，有序金属间化合物的延性不仅可以通过合金化、快速凝固工艺来改善，还可以通过热形变处理(例如物理冶金原理等)来改善。作者的研究也表明，合金化对Fe3A1合金热形变性能和室温性能影响显著，其中Mo含量增加，合金高温强度和持久寿命提高，但高温塑性及室温拉伸强度及室温塑性均下降。Cr的加入，对高温性能不利，Cr和Ce及Ce与Mo、Nb、Zr等元素的匹配使用，有利于综合性能的提高。
以上研究分别对Fe-A1合金热形变性能的影响因素及改进措施进行了探讨，但系统的研究Fe-A1合金热锻工艺过程及其影响因素的文献报道尚少。Fe-A1合金的铸造技术，对Fe-A1合金的铸造性能进行过系统研究，从流动性看，Fe3Al合金是一种流动性较差的合金，例如Fe-28AI在1580℃砂型浇铸时测得螺旋线长度为171mm，热力学分析表明，除结晶温度范围较窄因素外，合金液中形成的高熔点颗粒相也是影响其流动性的重要原因。但是合适的合金化也会提高流动性，例如Fe-28A1-5.5Ct-0.5Mo-0.5Nb-0.1Zr可使流动性提高到215mm。合金化不仅可以提高流动性从而改善材料的充型能力，而且还可以有效提高合金的压缩强度，例如摩尔分数为0．05％的Ce的加入可使其抗压强度从2070MPa增加到2415MPa。上述铸造技术的开发应用，使铸态Fe-A1合金的开发应用看到了希望，尤其是如能利用特种铸造技术实现材料的精密成型，不仅可以大大提高材料的流动性(压力铸造)，还可以有效的提高材料的尺寸精度和复杂程度(熔模铸造)，作者开发研究的铸态炉蓖条、建筑机械用耐磨眼镜板、精密铸造不锈钢管件等产品证明t49J，这种低廉而实用的材料将首先从铸态产品开发领域走向大规模实用化生产。1.1.3.Ti-Al金属问化合物的研究现状
1.1.3.1 Ti-Al金属间化合物的组织结构研究
Ti-Al系金属间化合物主要有两种：TiAl化合物(用γ表示)和Ti3A1化合物(用α2表示)。Chubb和Mehl等运用第一原理计算了具有化学配比的TiAl化合物和Ti3Al化合物在OK时的能量稳定性，从而证实了TiAl化合物为L10型晶体结构，Ti3AI化合物为D019型加晶体结构。由于单相(γ)化合物的塑性和断裂韧性比两相(γ+α2)化合物低得多，因此人们目前的研究主要集中于两相化合物：即以TiAI(γ)为基体，并含有少量Ti3A1(α2)的孪晶形态层片状组织的合金。
就TiAI化台物的显微组织而言，根据不同的热处理方式，可以得到四种类型的典型组成： 1)非均匀的粗大γ晶粒并伴有少量的α2粒子的组织(NC)。2)细小晶粒的等量γ和α2复合组织(Duplex)。3)γ+α2层片状组织晶粒(NL)4)全部是层片状组织晶粒(FL)。
TiAl金属间化合物的力学性能强烈地依赖于其显微结构。通常复合组织(Duplex)具有最高的拉伸塑性(伸长率为2%—4％)及中等的强度水平(YS=420—460MPa，UTS=550—660MPa)，但断裂韧性很低(Kic二10—16MPa·m½)；FL组织呈现出低的塑性(≈1％)，但具有较高的断裂韧性((Kic= 20—32MPa·m½)：NL组织强度最高(YS≈510MPa，UTS=700MPa)，而塑性中等(≈3%)；细化并弥散在Duplex组织中的α2可以提高强度但使塑性降低，同样，细化FL组织中的晶粒可以同时提高强度和塑性，但断裂韧性值下降、因此，绝大多数的研究都集中在Duplex、NL、FL三类组织的TiAl金属间化合物上。Ti3A1(α2相)金属间化合物为长程有序的六方结构(空间群为P63／mmc)，其有序特征可提高合金的高温强度、刚度和变形抗力。但由于该相结构中只有{0001}{51120}；两个独立的滑移系，具有较低的室温塑性。通过添加卢稳定元素(主要是Nb)方法，保留塑性较好的体心立方卢相，并激发α2相中(c+a)型位错以增加非基面滑移，室温塑性已得到了很大改善。对Ti3A1基的合金疲劳变形显微组织的透射电镜研究表明：①初生α2相晶粒中基面上的<1l20>a型位错互相塞积可形成亚晶界，把晶粒分割成具有一定取向差异的亚晶粒结构：位错反应可以形成大量规则的六角位错网；②初生α2晶粒除了晶内位错滑移和晶界运动产生和协调合金变形外，晶内亚晶的形成和发展也是产生和协调变形的重要机制。1．1．3．2Ti-Al金属间化合物的制备
熔炼铸造是Ti-A1系金属间化合物的主要制备方法，此外目前文献中报道较多的Ti-A1系金属间化合物的制备工艺及过程还包括：
(1)粉末冶金法粉末冶金法是制备TiAl基合金比较常用的一种方法。近年来，随着TiAl基合金粉末制备技术的发展，人们已经能够制备出粒度小而且球形度好的TiAl基合金粉末。目前用于TOT基合金(包括Ti3AI在内)的粉末冶金近净形状成形技术主要有热等静压技术和准热等静压技术。此外，还有注射成形、粉末锻造，热挤压、粉末轧制、热爆成形等。热等静压工艺是制造全致密近净形零件；尤其是形状复杂、大尺寸零件的一种非常有效的技术，它能在高温下通过气体将高压传递给金属粉末或顶成形坯，并使其在高温高压下实现全致密化。最近，美国Orucible公司还开发出了一种采用陶瓷模的热等静压近净形状成形工艺(CeramicMold-HIPProcess)；
准热等静压一白蔓延反应合成工艺(PseudoHIP-SHS)是利用SHS过程中释放的热量和过渡的液相，使压坯在合成TiAl金属间化合物的同时实现致密化。这种工艺的优点是可以利用元素粉末成型，避免了TiAl基合金粉难成型的问题。而且可以根据零件性能的要求，在TiAl元素粉末中加入各种合金元素实现复合；其缺点是成型时压坯不是处于等静压状态，可能造成压坯中密度不均匀或压坯形状畸变。
(2)机械合金化法该技术是利用高能球磨机把纯的T1粉和Al粉放人球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨直至生成金属间化合物，机械合金化是一种固态反应过程。目前普遍接受的观点认为。元素粉末在球磨时，晶粒反复的断裂、冷焊，晶粒细化并形成层状精细结构，Ti和Al原子通过界面扩散而逐渐实现合金化。
混合物的球磨时间是确保反应彻底完成达到足够的合金化程度的关键工艺参数，但球磨时间并非越长越好。这种方法的优点是使用方便，对样品的处理量大，制得的样品颗粒较细，达到微米级甚至亚微米级。但是，机械球磨往往易于混入杂质使样品的纯度降低，引起产品的性能恶化。
1．1．3．3Ti-A!金属间化合物的研究现状
Ti-Al金属间化合物的研究基础很好，其中TiM合金可以替代700-990~C镍基高温合金，使发动机重量减轻约一半，因而受到广泛重视。日前已发展出的TiAl成分范围大致是，Ti45／48Al-O／2M-0／5X-0／2Z(摩尔分数)(M=Cr、Mn、V，X=Nb、Ta、W，Z=Si、B、C、N)。M类合金元素有利于塑性和再结晶，Nb、Ta是主要的固溶强化元素，少量的W和Sn也有类似作用，而Si、B，N、C则析出第二相Ti5Si3、TixAIC等起强化作用，B起细化晶粒作用，但可能增大片间距，目前已经进入实际应用的铸造合金，其典型代表是Ti-47／48A1-2Nb-2Cr(摩尔分数)(GE公司)，Ti-47Al-2W-0．5Si(摩尔分数)(ABB公司)和Ti-45／473_1-2Nb-2Mn+0.8TiB~(摩尔分数)(Howner)等。正在研究发展的变形合金有Ti-46A14Nb-1W(摩尔分数)；AlbyK5(Ti-46．5A1-2Cr-3Nb-0．2W(摩尔分数))等。经锻造及热处理后这些合金的室温屈服强度水平在400—600MPa，伸长率为1％—3％，在500—750℃具有好的高温强度。K5合金RFL组织的典型性能为：6y=473MPa，6b=577MPa，6％=1．2。近年来K5合金进一步用C、Si、B、O强化，得到K5SC(0．2Si，0．1C)，KDCBS(0．1Si、0．1B、0．2C)，K5S(0，2Si，0．150)等。另外，研究过一种高强度的粉末TiAl合金，成分同GE合金，其晶粒很细，片间距很小(片间距0.1u m以下)，得到1000MPa的强度，但其高温组织稳定性不足。我国发展的高铌钛铝合金是高温高性能TiAl合金。高铌钛铝合金的力学性能明显高于普通TiM合金，其高温性能的数值与现行变形轮盘用高温合金相当，但密度只有高温合金的一半左右。高铌钛铝合金的抗氧化性比其它TiAl合金高一个数量级。高铌钛铝合金的发展是基于一个新的思路和广泛的基础研究上的，新思路是想通过加人大量高熔点元素Nb，在保持较简单的点阵结构下，提高合金的熔点和结合力，降低扩散，而且可以在不引起严重脆性的条件下提高使用温度。由此选择Ti-Al-Nb三元系进行了广泛的基础研究，证明思路可行，再后进行了高铌钛铝工程合金的发展研究。研究证明，8-10Nb合金化的确提高固相线—100℃，提高了高温组织稳定性，提高了位错运动阻力和高低温强度，特别是大大提高了合金抗氧化性，使抗氧化水平接近抗氧化性最好的镍基高温合金，将使用温度提高到比普通TiAl合金高60—100℃的水平。1.1.3.4
Ti-Al基金属间化合物的应用
经过最近十几年广泛而深入的研究，Ti-A1基金属间化合物的性能不断提高，其中部分性能已接近甚至达到了实用化的要求，像燃油发动机的α2合金锻造翼面、γ合金铸造翼面，γ合金铸造压气机套筒等。其次，机加仁和连接技术也得到了发展。到目前为止，α2合金的制造技术最为成熟。比如，高压涡轮起动器内支承环，采用Ti3Al比用高温合金重量可减轻43％。尽管如此，这些材料由试验性发动机到军用发动机生产的转变将比过去常规合金要困难得多。
1．1．4Ni-Al金属间化合物的研究现状
Ni-A1金属间化合物也是目前研究热点，其中研究最多的是Ni3A1金属间化合物，尤其是对于其在中间温度时的反常流变应力做了较深入的探索、许多Ni3A1基合金已应用于铸造和锻压，其中一些用于高温熔炉：添加硼的NisAI冷轧性能很好。通过冷变形就可制得板材：Ni3AI单晶和多晶试样在冷轧过程中微观结构和组织的变化都有人进行过研究；在变形量较小时，组织性能较差，只有冷轧压缩量很大时，这种组织才表现出很高的强度?冷轧进行到一定程度的多晶试样的微观结构很不均匀，位错无法形核，随着冷轧量的增加，冷轧组织随变形量的增加出现了微带和剪切带；与无序合金相比，由于Ni3A1中的位错分解为{111：面上的超晶格部分位错通常难发生交滑移，但在某些被激活的滑移面上有局部的无序性，这使位错的活动性提高，大量的交滑移发生，这促进了剪切带的形成，由于变形的不均匀性，NisAI多晶合金的组织性能不如纯金属或合金．
冷轧制的多晶试样剪切带在较低的退火温度下(T≈500℃)，就会发生再结晶，而基体在较高的温度(T>750℃)下才能完全再结晶，变形组织不均匀，晶界滑移性差，使得部分区域晶粒细化，但再结晶组织不均匀，性能较差，还需进一步研究。
NiAl比目前的Ni基高温合金轻，且具有高熔点，优良的抗氧化性以及高的热导率，但是由于低温下的断裂韧性差，高温下强度差，抗蠕变能力差，在结构材料方面的应用受到限制。NiAl中滑移主要发生在<001> {011}和<001> {100}滑移系，只有三个独立的滑移系。若不能改善滑移系，NiAl材料的脆性问题可能无法解决，虽然目前这还无法实现。但已经有人试图通过合金化方法提高其蠕变强度，通过在NiAl单晶体中形成一种有序L21Heusler相，其抗拉强度和应力诱发断裂性能可以与Ni基超合金相比，然而这种相的存在使得这种单晶合金脆性更大。因此，NiAl用于结构材料还有很长的路要走。有关NiAI的物理和力学性能方面的大量研究和NiAl基合金的发展在许多文献资料上都有报导。NiAl由于其熔点高(1638℃，比一般Ni基高温合金高300℃，比Ni3A1高250℃)，密度低(仅及高温合金的2／3)，热导率大(是高温合金的4-8倍)，而且抗氧化腐蚀性能优异，多年来一直用作高温合金零件的表面防护涂层。GE公司经过多年的系统研究，发展了两种性能优异的单晶NiAl合金，其中AFN-20合金的持久强度、抗蠕变性能、疲劳强度和高温抗拉强度已达到第二代镍基单晶高温合金ReneN4的水平，而比持久强度达到第三代镍基单晶高温合金Rene6的水平。其高温强度主要来自热处理产生的细小而均匀的Heasler(L2，β)相沉淀强化
1.1.5金属问化合物的发展趋势与存在的问题
大约从20世纪80年代，金属间化合物的研究处于高潮，从1999年开始，金属间化合物结构材料研究论文总数开始有下降趋势，但EI收录数不降，这种情况反映金属间化合物结构材料研究工作开始走向成熟，面上的研究开始下降，工作集中于成熟合金和合金的应用。虽然普遍认为金属间化合物结构合金的研究已有基本的结论，但仍有不同看法，不过有人认为下述结沦仍是主导研究工作的主流趋势。
1)有些研究已开始进入实用化，例如：TiAl，Fe3A1，Ni3A1，Ni3(SiTi)。
2)有些研究虽然已做了大量工作．但由于不同原因而逐步停止，例如：A13Ti，Nb3Al，GE公司已停止单晶NiAl叶片研究。
3)集中研究发展最有前途的合金系和探索某些新合金系，发展高温高性能金属间化合物合金，其中最有前途的合金系是新一代TiAl合金。
4)新合金系的探索主要是硅化物和LAVES相结构材料，例如MosSi3、MoSi2等，另外还有少量昂贵的高熔点金属间化合物系研究。此外，Fe-A1、Ni-A1系也还仍在研究之中。
1．1.5．1金属间化合物的发展趋势
Ti-A1和Ni-A1金属间化合物中的Ni3A1和Ti3A1由于最接近端际固溶体，其金属性结合的特点最强，又可以利用端际固溶体增韧，使其综合力学性能和使用特性最接近高温合金和钛合金，因而最易投入使用。但Ni3A1与镍基高温合金相比，Ti3A1和钛合金相比，其优越性都不大，这成为不能推广到关键部件上应用的主要困难。1990年以后，TiAI和NiAI成为研究热点，由于它们已处于相图的中间部分，远离端际固溶体，电子结构上定向键更强，虽然难于利用端际固溶体增韧，但是TiAl和NiAl合金却具有高比强度、低塑性和韧性的特点，因此力学性能和使用性能上与传统的合金有较大的区别。TiAl的高比强度和NiAl的高热导性带来很大的吸引力，但也要求改变设计，以符合合金特点，这就增加了应用的难度。目前，TiAl合金已发展出三代合金，正处于发展和投入应用的关键时期。
目前金属间化合物结构材料研究的重点是发展和应用高温高性能材料，金属间化合物结构材料研究正处于关键时刻。一方面是以TiAl合金的发展和应用为核心的攻关，另一方面是探索高熔点的金属间化合物结构材料。如果通过对材料设计一生产一应用一体化攻关，能够突破应用上的种种困难，使TiAl合金，特别是高温高性能TiAl合金得到成功的应用，金属间化合物结构材料研究将会发展到一个新阶段。
概括起来Ti-A1金属间化合物的发展趋势包括：
1)研究开发使用温度更高，可在1000—2000℃之间工作的新型金属间化合物，主要是以高熔点金属Nb、W、Mo、Ta与TiAl形成的多元化合物
2)发展以TiAl化合物为基的复合材料。用SiC、A1203、TiB2纤维和TiB2、TiC、Ti2AC、NbC等质点作为增强剂，强化化合物基体，发展一系列新工艺，充分发挥其潜在的使用价值。
3)通过纤维组织的控制和采用先进的加工工艺(如粉末冶金、机械合金化、定向凝固、热机械处理等)改善其力学性能，也是目前提高TiAl化合物性能的方向之一。
4)进一步研究Ti-Al金属间化合物的室温脆性机制，从理论上解决其韧性问题。
5)加强TiM基合金近净形成形技术的研究，进一步展开对近净形成形技术如精密铸造技术、粉末冶金近净形成形技术以及超塑成型技术的研究。
硅化物和LAVES相金属间化台物硅化物和LAVES相研究的目标是要提高使用温度到1000~C以上。但是由于晶体结构复杂，问题还很多，不仅涉及到材料发展问题，而且涉及到物理金属学的理论问题。例如，这些合金的晶体结构复杂，其电子结构及其作用尚不清楚；翠晶变形是基本的变形方式，而复杂晶体中的孪晶变形理论还有待发展；对这种复杂形变会带来的复杂结构变化知之甚少等等。因此，在国家支持下进行广泛基础研究是非常必要的。
Fe-A1金属间化合物
Fe-A1合金主要缺点是材料脆忭大、塑性和韧性差、抗拉强度低，从而造成材料难加-仁成形，不宜用于重要结构件和高精度复杂零件。但是上述缺陷不是一成不变的，微合金化和各种新的制备和实用化技术可有效的改善其缺陷，从而拓宽该材料实用化进程，预计其主要发展趋势为： 1)进一步开展Fe-A1合金的合金化研究，提高材料的力学性能。
2)研究Fe-A1合金的精密铸造技术，获取高精度复杂零件，最大程度的减少加工量。3)开发Fe-A1合金的热形变技术，尤其是模锻成型技术，使同时获取精密形状和良好件能成为可能。
4)研究Fe-A1合金的切削加工性能，解决难加工问题。
5)研究Fe-A1基复合材料或陶瓷基复合材料，扬长避短，发挥Fe-A1合金的突出优点。6)开发Fe-A1合金的粉体制备工艺，研究Fe-A1的喷涂技术，充分利用该材料良好的耐腐蚀性。
金属间化合物制备工艺
1、Ti—AI金属间化合物的制备
熔炼铸造是Ti—Al金属间化合物的主要制备方法，此外目前文献中报道较多的Ti—A1系金属间化合物的制备工艺及过程还包括：
1．粉末冶金法
粉末冶金法是制备TiAl基合金比较常用的一种方法。近年来，随着TiAl基合金粉末制备技术的发展，人们已经能够制备出粒度小而且球形度好的TiAl基合金粉末。目前用于TOT基合金(包括Ti3Al在内)的粉末冶金近净成型技术主要有热等静压技术和准热等静压技术。此外，还有注射成型、粉末锻造、热挤压、粉末轧制、热爆成型等。
热等静压工艺是制造全致密近净形状零件，尤其是形状复杂、大尺寸零件的一种非常有效的技术，它能在高温下通过气体将高压传递给金属粉末或预成型坯，并使其在高温高压下实现全致密化。最近，美国Orucible公司还开发出了一种采用陶瓷模的热等静压近净成型工艺(Ceramic Mold—HIP Process)。
准热等静压一自蔓延反应合成工艺(Psedo HIP。SHS)是利用SHS过程中释放的热量和过渡的液相，使压坯在合成TiAl金属间化合物的同时实现致密化。这种工艺的优点是可以利用元素粉末成型，避免了TiAl基合金粉难成型的问题；而且可以根据零件性能的要求，在TiAl元素粉末中加入各种合金元素实现复合；其缺点是成型时压坯不是处于等静压状态，可能造成压坯中密度不均匀或压坯形状畸变。
2．机械合金化法
该技术是利用高能球磨机把纯的Ti粉和AI粉放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨直至生成金属间化合物，机械合金化是一种固态反应过程。目前普遍接受的观点认为，元素粉末在球磨时，晶粒反复地断裂、冷焊，晶粒细化并形成层状精细结构，Ti和Al原子通过界面扩散而逐渐实现合金化。
混合物的球磨时间是确保反应彻底完成达到足够的合金化程度的关键工艺参数，但球磨时间并非越长越好。这种方法的优点是使用方便，对样品的处理量大，制得的样品颗粒较细，达到微米级甚至亚微米级。但是，机械球磨往往易于混入杂质使样品的纯度降低，引起产品的性能耍秒
NiAl合金的制备特点
NiAl合金可以用Ar气感应熔炼(AIM)、真空感应熔炼(VIM)、电渣重熔(ESR)和真空双电极电弧重熔(VADER)，AIM熔炼合金后可以直接铸造。227kg的IC一50、IC218合金可以直接离心铸造成长305cm，直径12．7 cm(厚2．54 cm)的管子，也可以直接铸成棒和板，已经用双滚法铸出1~2mm厚板，并可以进一步冷加工。
美国橡树岭国家试验室发展了一种称为放热熔炼方法(Exo—MeltTM)，示于图10一15，用一半的镍放在上部，用Al包围，使在加热时发生NiAl放热反应，另一半的镍放在下部，中间放合金元素，在氩气下熔化，这种布料方法最有效利用反应发热。这种熔炼方法可节省1／2～2／3的能量，节省一半熔化时间，质量也高。
铸造合金一般晶粒粗大，精密铸造的Ni3Al合金(IC一221M)的650℃HCF寿命高于Ni基高温合金IN一713C。Ni3AI合金可以在1100℃挤压或冷轧，加10％Fe可以大大改善Ni3A1的加工性能。细晶铸件也可在1100℃等温锻造0.5／min变形速率)用粉末法制备Ni3Al合金时可以采用热压法、反应烧结合成、HIP、HIP+挤压等方法，也可直接用粉末挤压而成(8：1挤压比)，HIP一般在120 MPa，l100～1150℃下进行3h，得到100％完全致密度，晶粒10～15um的合金。
Ni3Al合金可焊，但不容易焊好，质量决定于合金成分和焊接速度，含B为2×10_4时只有在13mm／s焊接速度以下才能焊好。Fe改善焊接性，焊接不当易产生热影响区裂纹。
Fe3AI和FeAI合金的制备和应用
Fe—Al金属间化合物合金可以用通常的熔炼方法冶炼。包括感应炉(AIM)、真空感应炉(VIM)、真空自耗重熔(VAR)和电渣重熔(ESR)。但VIM熔炼的质量较好，采用VIM+VAR可以得到高质量的合金，高Al合金熔炼时要防止坩埚反应，如用MgO坩埚，则熔炼金属中的Al可以部分还原坩埚中的Mg进入熔池，一般有20×10-6 Mg水平，这种Mg含量对合金没有坏作用。已经证实Fe3Al合金中含有一定数量的Mg，会起到改善塑性和热加工性的作用(在熔炼Ni3Al时也有类似情况)，现在一般采用74 %MgO+24％AI2O3坩埚进行熔炼。铸态条件下Fe3Al合金的塑性较差，只有在650～1100℃之间进行热加工。一般首先在1000℃左右进行50％变形，再在800℃，50％轧制变形，最后在650℃进行50％～70％的温加工，这种处理后得到拉长晶粒，得到最高的塑性，Fe3A1合金的管子可以用离心铸造方法获得，也可以热穿孔方法获得，仔细控制热加工过程也可以得到质量良好的Fe3Al丝、板等产品。
Fe3Al和Fe—Al合金的焊接是很关键的问题。现已证明可以用气体钨弧焊(gas—tungsten arc或GTA)和电子束焊(EB)成功地进行焊接，但容易出现冷裂和热裂。所谓冷裂是指在焊好后几个小时或几天以后出现裂纹，研究认为这种裂纹是环境诱导的氢脆，如果预先在200℃预热或焊后进行400℃、lh去应力处理，可以减小冷裂发生，热裂倾向与合金元素的微量变化有关，一般Nb、Cr、少量C有利焊接，而Zr、B、TiB2相反。
用N2或Ar气雾化可以得到Fe3Al和FeAl合金粉末，再经烧结和1000℃热挤(挤压比9：1)可以得到全致密的合金，晶粒为100um左右，用快速凝固得到的粉末，同样也可以烧结挤压成材。Fe—Al系金属间化合物主要应用方向是作为耐含硫气氛和耐氧化气氛的结构件。为了保证表面产生具有良好保护性的Al2O3膜，含A1量必须大于16％～18％。如果要耐水溶液腐蚀，合金中往往要含较高的Mo。图12—19显示Fe—A1有序合金的耐腐蚀性能比不锈钢的好得多。目前，Fe—A1有序合金已经用做加热元件、炉子中用的抗氧化固定件、热交换用的薄片结构和触媒转换器的底座(均为0．05mm薄片)、烧结的多孔气体一金属过滤器等。
结束语
Ti－A1和Ni－Al金属间化合物中的Ni3Al和Ti3Al由于最接近端际固溶体，其金属性结合的特点最强，又可以利用端际固溶体增韧，使其综合力学性能和使用特性最接近高温合金和钛合金，因而最易投入使用。但Ni。A1与镍基高温合金相比，Ti3Al和钛合金相比，其优越性都不大，这成为不能推广到关键部件上应用的主要困难。1990年以后，TiAl和NiAI成为研究热点，由于它们已处于相图的中间部分，远离端际固溶体，电子结构上定向键更强，虽然难于利用端际固溶体增韧，但是TiAl和NiAI合金却具有高比强度、低塑性和韧性的特点，因此力学性能和使用性能上与传统的合金有较大的区别。Tim的高比强度和NiAl的高热导性带来很大的吸引力，但也要求改变设计，以符合合金特点，这就增加了应用的难度。目前，TiAI合金已发展出三代合金，正处于发展和投入应用的关键时期。
目前金属间化合物结构材料研究的重点是发展和应用高温高性能材料，金属间化合物结构材料研究正处于关键时刻。一方面是以Ti3Al合金的发展和应用为核心的攻关，另一方面是探索高熔点的金属间化合物结构材料。如果通过对材料设计一生产一应用一体化攻关，能够突破应用上的种种困难，使TiAl合金，特别是高温高性能TiAl合金得到成功的应用，金属间化合物结构材料研究将会发展到一个新阶段。
参考文献
1、潘洪革著 《R3 Fe，Mo 29金属间化合物的成相、结构和内禀磁性》
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2、庞来学著
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冶金工业出版社 出版日期:1999
5、孙康宁等著
《金属间化合物/陶瓷基复合材料》
机械工业出版社
出版日期:2003
6、（日）山口正治，（日）马越佑吉著；丁树深译《金属间化合物》科学出版社
出版日期:1991.12
第二篇：高中化学金属及其化合物教案
篇一：化学金属及其化合物教学设计
高中化学必修①第三章单元教学设计---《金属及其化合物》
班级：09级化学四班
姓名：连莉莉
学号：40907201 金属及其化合物单元教学设计
一、教材分析
1、本章教材的地位
金属及其化学性质是新课标教材（人教版）必修一第三章内容。全章以及在整个中学化学课程中的地位：本章开始学生初步、系统地接触元素化合物知识，内容在化学实验基本方法和化学物质及其变化之后。在本节中，学生初步尝试从实验操作和实验现象去探索（金属）物质化学性质；从基本原理去深化对这些性质的理解，这种学习方式的过程和方法一经掌握后，可以驾轻就熟地学习后一章非金属及其化合物的内容。
2、本章教材的结构
二、学情分析
1、学生的知识、技能的基础。学生在学习本课之前，已初步理解了从实验学化学的思想，巩固了化学实验的基本方法，学习了氧化还原、离子反应、物质的量等基本概念，具有实验探究基本技能，能在教师指导下独立完成实验，为本章学习奠定了一定的知识、技能和心理基础。但学生对实验现象分析能力、思维能力、探究能力有待进一步培养和提高。学生在初中已经学习过一些铁的知识，在教学中应多加考虑新旧知识的相互衔接。
2、学生认知心理特点及认知发展水平。高一学生有很强的好奇心，尤其对化学实验充满期待和向往，因此创设教学情境，激发学习兴趣显得尤为重要，如何调动学生的积极性是三维目标能否达成的关键。
三、课程目标
1、了解钠、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质。
2、初步认识金属材料在国民经济中的重要作用和与人们日常生活的紧密联系，以及合理使用金属材料的重要意义。
3、通过金属及其化合物性质的实验，提高学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养学生的实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。
4、以金属知识的学习为线索，通过阅读、查阅资料、讨论和概括等，培养学生获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。
5、通过金属及其化合物、金属材料在生产和生活中的应用等的学习，提高学生学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。
6、通过多种多样的活动，鼓励学生积极提出问题，培养学生敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神等。
四、教学目标
1、知识与技能
①以活泼金属钠，较活泼金属铝、铁，不活泼金属铜为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。
②以mgo、fe2o3、cuo为代表，了解金属氧化物的主要理化性质和主要用途。
巩固药品取用等基础实验操作。
③以铁的氢氧化物和al(oh)3为代表，了解金属氢氧化物的制法、性质和用
途。④以al2o3、al(oh)3为代表，了解两性物质的特点。以kal(so4)2 为代表，使学生掌握复盐的组成特点。
⑤掌握试管实验等基础实验操作及焰色反应操作。
⑥了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质特点，使学生掌握酸式盐的组成特点。⑦认识金属与合金在性能上的主要差异。
⑧知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。
2、过程与方法
①通过观察、分析实验现象，了解金属的主要性质，初步了解实验观察方法。②通过列表比较，了解各类金属化合物的性质。同时掌握学习元素化合物的方法——比较法。
③通过对几个实验的探究，体会实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
④通过观察比较部分合金的的组成及性能，了解部分合金的用途及其如何正确的选用。
3、情感态度与价值观
①通过实验、图表分析、联系生活等多渠道的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘
②通过对钠跟氧气的反应、钠跟水的反应、铝和氢氧化钠溶液的反应实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
③通过对金属钠、镁、铝性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。
④通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。
五、教学重点与难点确定
1、重点
①钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应。
②钠的化合物及镁、铝的性质。
③氢氧化铝、氢氧化铁的性质，fe2+、fe3+ 的转化。
④知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。
2、难点
①钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应。
②钠的化合物及镁、铝的性质。
③氢氧化铝、氢氧化铁的性质，fe2+、fe3+ 的转化。
④铁合金及铜合金的主要成分及性能。
六、教学策略
节次 探究主题 主要内容
篇二：高中化学必修一_第三章第一节_金属及其化合物_教学设计
高中化学必修一 第三章第一节 金属及其化合物 教案（第二课时）
一．教学目标 1.知识与技能
（1）了解铝的物理性质；
（2）掌握铝的化学性质及相关反应；（3）总结金属反应的一般规律。2.过程与方法
（1）培养学生实验观察能力、分析能力，熟悉一些实验基本技能；（2）培养学生勤于思考，团队合作精神。3.情感·态度·价值观
增强学生的实验安全意识,培养学生对化学的兴趣，提高实践能力。二．教学重点 铝的化学性质 三．教学难点
铝与强碱水溶液的反应四．实验设计
教师演示实验 1.铝粉的燃烧 2.铝热反应 学生实验 1.加热铝片 2.铝与酸的反应 3.铝与氢氧化钠溶液的反应 五．教学过程
六．教学反思
铝在生活中普遍存在，教师应根据生活中的有关铝的物质启发学生归纳铝的物理性质和化学性质，培养学生的观察能力，让学生自己动手做有关铝的简单实验，培养学生科学探究能力。
篇三：金属及其化合物教案
第三章 金属及其化合物相关知识总结与练习
第三章《金属及其化合物》
【课标要求】： 知识与技能要求：
1了解地壳中金属元素含量、金属的存在状态、金属的化学共性。
2了解na的保存、na常温下在空气中的变化，掌握加热条件下na与o2的反应，na与水的反应。
3了解fe与al分别与o2的反应，al2o3的保护作用，掌握al与naoh溶液的反应。4了解金属氧化物的物理性质，并通过实验探究掌握金属氧化物溶于水的规律、金属氧化物与酸的反应、al（oh）3的两性。
5掌握na2co3、nahco3的性质，了解na2co3、nahco3、kal（so4）2的用途。6掌握铁盐、亚铁盐的检验方法，fe2+、fe3+的性质和相互转化 7了解常见合金的性能及用途 过程与方法要求： 1通过金属及其化合物性质的实验，提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力。
2以金属知识的学习为线索，通过阅读、查阅资料、讨论和概括等，培养获取知识及信息加工的能力。通过比较归纳等，逐步掌握学习元素化合物知识面的一般方法。3学会用焰色反应判断某些金属元素的存在 4学会选择金属材料的方法 情感与价值观要求：
1初步认识金属材料在国民经济中的重要作用和与人们日常生活的密切联系，以及合理使用金属材料的重要意义。
2通过金属及其化合物，金属材料在生产和生活中的应用等的学习，提高我们学习化学的兴趣，增强学好化学服务社会的责任感和使命感
3通过多种多样的活动，鼓励积极提出问题，培养敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神等
第一讲 《金属的化学性质》
第一课时
地壳中含量最多的金属元素是al：7.73%，第二位fe：4.75%。大多数金属以化合态存在。原因：金属元素外层电子数较少，易失去电子，因而性质活泼。【思考与交流】举例说明金属能发生哪些化学反应？ 根据初中所学内容填写化学反应方程式：
一、金属与非金属的反应 金属钠的物理性质与存放方法。
钠一般存放在石蜡油或煤油中 1：na和o2反应
（1）常温下
【实验探究1】用小刀从中间切开，观察钠切面的颜色变化银白色逐渐变暗（2）钠的燃烧。
【实验探究2】用小刀切下绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油后放入坩埚中，点燃酒精灯进行加热。
描述实验现象：金属先熔化，在空气中燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
反应可表示为： 2na + o2 na2o2（颜色：淡黄色固体）注意：①用镊子夹取存放在煤油中的金属钠，②用滤纸吸干表面的煤油防止干扰观察现象，③未用完的钠块全部放回原试剂瓶中。
2、铝与氧气的反应 4al+3o2o3 【实验探究1】 用坩埚钳钳住一块铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动 实验现象 逐渐熔化，失去光泽，但不滴落
原因： 铝的熔点 为665℃ 氧化铝的熔点 为2050℃，铝表面的致密氧化膜包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会落下。
【实验探究2】 用坩埚钳钳住一块用砂纸打磨过的铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动 实验现象： 熔化的铝仍不滴落
原因： 磨去氧化膜的铝片在空气中很快又形成一层新的氧化膜
【归纳小结】 ①金属的活动性越强，与氧气反应就越易进行（如钠露置空气中就氧化）；金属活动性越弱，与氧气发生反应时反应条件较高（如铁在空气中不能被点燃），俗语说“真金不怕火炼”就说明金在加热条件下不与氧气反应。②金属和氧气反应一般生成普通氧化物，例mgo al2o3 cuo，但钠在氧气中燃烧生成na2o2，铁在氧气中燃烧生成fe3o4。
③金属表面的氧化物有的疏松，不能保存内层金属，如铁；金属表面的氧化物有的致密，可以保存内层金属镁、铝。第二课时
二、金属和水的反应 1.钠与水反应
【实验探究】 na和烧杯里的水作用：
现象：反应剧烈，钠浮在水面上，熔成小球，迅速游动，嘶嘶作响，溶液变红。．．．．．（2）现象分析
化学反应方程式：2na＋2h2o=2naoh＋h2↑ 离子方程式：2na＋2h2o=2na+oh＋h2↑ 【思考讨论】
①金属钠着火，能否用水灭？为什么？应该如何处理？（不能，因能和水反应。应用细砂）②为什么能将钠保存在煤油中？能否保存在汽油或ccl4中？(钠容易被氧气氧化而变质，必须将钠隔绝空气保存；钠不与煤油发生化学反应；钠的密度比煤油大，能够有效隔绝空气。不能保存在汽油中，因汽油易挥发，使钠暴露在空气中，发生火灾。不能保存在ccl4中因钠的密度小于ccl4的密度)③将一小块金属钠投入cuso4溶液中，可观察到什么现象？写出发生的化学方程式。(观察到现象：反应剧烈，钠熔成小球，浮在水面上，迅速游动，嘶嘶作响，溶液中同时出现蓝色沉淀。2na＋2h 2 o=2naoh＋h2↑，cuso4＋2naoh=cu(oh)2↓＋na2so4)
2、铁和水反应
铁不能和冷水、热水反应但能和水蒸气反应
铁与水蒸气反应的实验装置见课本p50(引导学生从水蒸气的产生，水蒸气与铁粉反应,反应)【实验探究】铁粉与水蒸气的反应：3fe＋4h2o(g)== fe3o4＋4h2↑ 现象：点燃肥皂泡可听到爆鸣声
三、铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 【实验探究】（1）取2支小试管分别加入5ml盐酸和5mlnaoh溶液，再分别放入一小段铝片，观察现象。
（2）将点燃的木条分别放在两支试管口，观察现象。
铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都能产生一种可燃性气体h2 3+ 铝与盐酸反应的化学方程式：2al+6hcl=2alcl3+3h2↑离子方程式：2al+6h+=2al+3h2↑ 铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2↑--离子方程式：2al+2oh+2h2o=2alo2+3h2↑
【思考讨论】
1、在上述实验中，为什么铝片放入盐酸和naoh溶液中，不立即产生气泡？
2、由上述实验还能得出哪种物质既能与盐酸反应，又能与naoh溶液反应？（1）、原因：铝片表面上的al2o3先和盐酸和naoh溶液中，所以不立即产生气泡（2）、物质名称：al2o3 第三课时
物质的量在化学方程式计算中的运用
一、回忆以物质的量为中心的计算公式
二、理解方程式中化学计量数之比与物质的量之比的含义
我们知道：物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的，比如在下面的那个反应中，na和h2o以及产物naoh、h2是按2：2：2：1的比例进行的，也就是说它们的分子数之比为：2：2：2：1 2na + 2h2o == 2naoh +h2 化学计量数之比 2 2 2 1 扩大na倍 1.204×1024 1.204×1024 1.204×1024 6.02×1023 物质的量之比2mol 2mol 2mol1mol 质量之比 4g 32g 36g 从上面一系列的比例中我们可以得出一些什么结论呢？
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比，还等于在相同条件下各气体的体积之比。
计算时同种物质各种量（物质的量、质量、体积）的单位要统一。即上下单位要一致
三、物质的量在方程式中的运用 例题讲解 例1见课本p52页
例2实验室用60g含 caco3 80％的大理石与足量12mol/l浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)求：①参加反应浓盐酸的体积。②生成co2的体积(标况下)。
分析思路：把参加反应caco3转化为物质的量，再根据化学方程式中的化学计量数，求题目
所求。（注意解题格式）解n(caco3)? m(caco3)??(caco3)m(caco3)?60g?80% 100g/mol ?0.48mol caco3（s）+2hcl== cacl2+ h2o + co21mol2 mol22.4 l 0.48mol 12mol/l×v [hcl(aq)] v(co2)v [hcl(aq)]=0.08 lv v(co2)=10.752 l 答：参加反应浓盐酸体积为0.08l，生成co2的体积在标况下10.75 l。
例3.用8.7 g mno2与100 g 36.5﹪的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少?产生cl2 在标况下的体积是多少?未参加反应的hcl的质量是多少?被氧化的hcl物质的量是多少? 分析思路：根据化学方程式进行计算，当两种反应物的量均为已知时，首先须判断何者过量，然后根据不过量的物质来进行计算。
解： mno△
+ 4hcl(浓)======mncl2 ＋cl2↑＋2h2o 1 mol4 mol 22.4 l 8.7g%87g?mol?1 ?0.1mol 100g?36.536.5g?mol?1 ?1mol v(cl2)因为：１ｍｏｌ×０.1ｍｏｌ＜４ｍｏｌ×１ｍｏｌ
所以，反应物hcl过量，应根据mno2的物质的量0.1 mol计算： 消耗hcl为： n１（hcl）＝ 0.1mol?4mol 1mol ?0.4mol 剩余hcl为：
ｎ２（hcl）＝１ｍｏｌ－0.4ｍｏｌ＝0.6ｍｏｌ 剩余hcl的质量为： m（hcl）＝ｎ２（ｈｃｌ）·m（ｈｃｌ）=0.6 mol×36.5 ｇ·ｍｏｌ－１
＝21.9 ｇ
ｖ（cl2）＝ 0.1mol?22.4l 1mol ?2.24l 被氧化的hcl物质的量:因参加反应的盐酸一半被氧化所以n(被氧化hcl)=0.4mol/2=0.2mol 答：消耗hcl 0.4 mol，产生cl2 2.24 l，未参加反应的hcl为21.9 g，被氧化的hcl物质的量是0.2mol。
第二讲 《几种重要的金属化合物》
第一课时
一、钠的重要化合物
请同学回顾钠在常温下和加热条件下与氧气反应的现象及产物的差异？请写出反应的化学方程式。
篇四：金属及其化合物复习教案
第三章《金属及其化合物》
【课标要求】： 知识与技能要求：
1了解地壳中金属元素含量、金属的存在状态、金属的化学共性。
2了解fe与al分别与o2的反应，al2o3的保护作用，掌握al与naoh溶液的反应。3了解常见合金的性能及用途
第一讲 《金属的化学性质》
地壳中含量最多的金属元素是：7.73%，第二位：4.75%。大多数金属以化合态存在。原因：金属元素外层电子数较少，易失去电子，因而性质活泼。【思考与交流】举例说明金属能发生哪些化学反应？
一、金属与非金属的反应 1：na和o2反应（1）常温下
【实验探究1】用小刀从中间切开，观察钠切面的颜色变化银白色逐渐变暗（颜色：白色固体）（2）钠的燃烧。
【实验探究2】用小刀切下绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油后放入坩埚中，点燃酒精灯进行加热。
描述实验现象：金属先熔化，反应可表示为： 2na + o2（颜色：淡黄
在空气中燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体na2o2色固体）
注意：①用镊子夹取存放在煤油中的金属钠，②用滤纸吸干表面的煤油防止干扰观察现象，③未用完的钠块全部放回原试剂瓶中。
2、铝与氧气的反应 4al+3o2 点燃 2o3 【实验探究1】 用坩埚钳钳住一块铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动 实验现象 逐渐熔化，失去光泽，但不滴落
【实验探究2】 用坩埚钳钳住一块用砂纸打磨过的铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动
实验现象： 熔化的铝仍不滴落
原因： 磨去氧化膜的铝片在空气中很快又形成一层新的氧化膜
【归纳小结】 ①金属的活动性越强，与氧气反应就越易进行（如钠露置空气中就氧化）；金属活动性越弱，与氧气发生反应时反应条件较高（如铁在空气中不能被点燃），俗语说“真金不怕火炼”就说明金在加热条件下不与氧气反应。
②金属和氧气反应一般生成普通氧化物，例mgo al2o3 cuo，但钠在氧气中燃烧生成na2o2，铁在氧气中燃烧生成fe3o4。
③金属表面的氧化物有的疏松，不能保存内层金属，如铁；金属表面的氧化物有的致密，可以保存内层金属镁、铝。
二、金属和水的反应 1.钠与水反应
【实验探究】 na和烧杯里的水作用：
现象：反应剧烈，钠浮在水面上，熔成小球，迅速游动，嘶嘶作响，溶液变红。
．．．．．【思考讨论】
①金属钠着火，能否用水灭？为什么？应该如何处理？（不能，因能和水反应。应用细砂）
②为什么能将钠保存在煤油中？能否保存在汽油或ccl4中？(钠容易被氧气氧化而变质，必须将钠隔绝空气保存；钠不与煤油发生化学反应；钠的密度比煤油大，能够有效隔 222++oh-2 绝空气。不能保存在汽油中，因汽油易挥发，使钠暴露在空气中，发生火灾。不能保③将一小块金属钠投入cuso4溶液中，可观察到什么现象？写出发生的化学方程式。(观察到现象：反应剧烈，钠熔成小球，浮在水面上，迅速游动，嘶嘶作响，溶液中同
2、铁和水反应
铁不能和冷水、热水反应但能和水蒸气反应
铁与水蒸气反应的实验装置见课本p50(引导学生从水蒸气的产生，水蒸气与铁粉反应,)【实验探究】现象：点燃肥皂泡可听到爆鸣声
三、铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应
【实验探究】（1）取2支小试管分别加入5ml盐酸和5mlnaoh溶液，再分别放入一小段铝片，观察现象。
（2）将点燃的木条分别放在两支试管口，观察现象。
铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都能产生一种可燃性气体3+--【思考讨论】
1、在上述实验中，为什么铝片放入盐酸和naoh溶液中，不立即产生气泡？
2、由上述实验还能得出哪种物质既能与盐酸反应，又能与naoh溶液反应？（1（2）、物质名称：23 第二讲 《几种重要的金属化合物》
一、钠的重要化合物
请同学回顾钠在常温下和加热条件下与氧气反应的现象及产物的差异？请写出反应的化学方程式。
4na + o22o（白色固体；钠表面变暗）
2na + o2o2（淡黄色固体；火焰呈黄色）
1、氧化钠和过氧化钠
【思考1】na2o是一种碱性氧化物，其化学性质与氧化钙类似，具有碱性氧化物的通性。你能列举出其主要的化学性质吗？
（1）【演示实验3-5】na2o2和水反应
实验现象 所得结论 有大量气泡产生 过氧化钠与水剧烈反应产生气体 带火星木条复燃 有氧气产生 试管外壁温度升高 反应放热
酚酞试液变红后褪色有碱生成，na2o2氧化性应强 na2o2也是氧化物，但它不属于碱性氧化物，因还生成了o2（2）na2o2和co2反应 2na2o2+2co2=2na2co3+o2 【思考讨论】1过氧化钠与水反应，na2o2与co2反应，找出反应中的氧化剂和还原剂。过氧化钠极易与水、二氧化碳反应在实验室里应如何保存它呢？ 隔绝空气、远离易燃物、密封保存。
3过氧化钠为什么可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源 【归纳与整理】 钠的氧化物
（1）【实验探究】na2co3和nahco3在水中的溶解性
篇五：高一化学教案 金属及其化合物(1)第四讲 章末测试与总结
复习目标：
1、掌握金属单质的共性(物理性质)和金属化学性质；
2、掌握na2o、na2o2、na2co3、nahco3、fe(oh)
3、al(oh)3等几种重要的金属化合物的
性质； 1.铝
工业
制法 2.2 hal hno3 fe2 电解 h2o alo(熔)2 3-+ 3.h+ oh-al(oh)34.氯化铝和偏铝酸钠 h2oalcl3-3h4oh-4h+al(oh)3 h+oh-
二、掌握有关铁的转化关系
2+3+ fe、fe、fe之间的相互转化关系，可用如下大铁三角关系图说明。fe
2、i2 hno3、(强氧化剂)(较弱氧化剂)sh2so4(浓)h+ co 等 cu2+等
、(还原剂)fe、zn、cu、h2s、ki等 fe2+ fe3+ cl2、o2、hno3、h2so4(浓)、kmno4(h+等
（强氧化剂）h2o naalo2 【例1】（2002年全国高考19题）如图所示已知：①甲、乙、丙、丁均为前三周期元(1)甲是__________，乙是__________。
(2)甲与丙反应生成x的化学方程式是__________。
解析：（1）由②得知，甲必为短周期中的负三价元素n或p，又由常见反应知甲只能为 n。由③得知，乙必为短周期负二价元素，只有0符合。（乙为s时，分别与丙、丁反应比不为1：2）（2）丙、丁也可互换。均符合题意。1）当丙为mg时，丁为h2。2）当丙为h2时，则丁为mg。
答案：（1）甲是n2，乙是o2。（2）n2+ +3mg mg3n2（或n2+3h22nh3）；（3）o2+2h2=2h2o（或2mg+o2=2mgo）。
【例2】(2001广东高考试题)将等物质的量的两种氧化物溶于100ml硫酸，而后逐滴加
入1.00mol/l的氢氧化钠溶液．当加入的氢氧化钠的体积v1=50ml时，开始有沉淀析出，且沉淀量随氢氧化钠的加入量逐渐增加．当氢氧化钠的体积v2=650ml时，沉淀量达到最大值，继续滴加氢氧化钠时，沉淀量逐渐减小．当时，沉淀量不再改变．(1)最初加入的50ml氢氧化钠溶液的作用是什么？(2)计算所用硫酸的浓度．
(3)试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量．
分析：本题考察的知识点是物质的量在化学反应中的应用及两性氧化物的性质等基础化
学知识和简单的推理计算能力和思维的整体性．从题目中可以得知这两种化合物都为金属氧化物，溶于酸后加入氢氧化钠50ml才开始有沉淀析出，证明硫酸是过量的．这部分氢氧化钠是来中和过量的硫酸的。当又滴入600ml氢氧化钠时金属离子完全沉淀，再加入100ml氢氧化钠时有一种金属氢氧化物沉淀恰好被溶解完，可判断该氢氧化物为氢氧化铝且物质的量为0.1mol，则氧化铝为0.05mol．所以另一种氧化物也为0.05mol，溶于酸后产生的金属离子完全沉淀时也消耗0.3mol的氢氧化钠．由此可以推出其化合价为+3价，必为三氧化二铁。
解答：
(1)中和过量的硫酸
-＋(2)沉淀量最大时所用oh的物质的量与100ml强酸中h的物质的量相等，-＋＋n(oh)=1.00mol/l×0.650l=0.650mol，故n(h)也为0.650mol，故n(h)也为0.650mol，硫
酸的浓度为3.25mol/l。
-（3）由题意知，其中一种氧化物为al2o3，根据al(oh)3+oh=alo2+2h2，该反应用去的 n(naoh)=1.00mol/l×(0.750-0.650)l=0.100mol故al(oh)3为0.100mol，而al2o3为 3+-0.0500mol根据al+3oh=al(oh)3,生成al(oh)3用去0.300molnaoh。而生成另一种氢氧化物
也用去0.300molnaoh，且已知两种氧化物的物质的量相等，故另一种氧化物也是三价金属的氧化物，且不溶于过量碱溶液中，可知其为fe2o3。fe2o3的物质的量为0.0500mol 点悟：本题的易错点是将50ml氢氧化钠中和的硫酸当作100ml硫酸中的全部硫酸，求
出了硫酸的浓度为0.5mol/l．根据氧化物不溶于氢氧化钠认为是氧化镁或氧化铁的确定缺乏说服力，没有任何说明直接得出结论．在作题目时要言之有据．
【例3】(2004年全国理综ⅲ，26)粉末状试样a是由等物质的量的mgo和fe2o3组成的混合物。进行如下实验：①取适量a进行铝热反应，产物中有单质b生成；②另取20 g a全部溶于0.15l6.0 mol·l?1盐酸中，得溶液c；③将①中得到的单质b和溶液c反应，放出 l.12 l（标况）气体，同时生成溶液d，还残留有固体物质b；④用kscn溶液检验时，溶液d不变色。
请填空:(1)①中引发铝热反应的实验操作是，产物中的单质b是。(2)②中所发生的各反应的化学方程式是。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是。
2＋2＋(4)若溶液d的体积仍视为0.15 l，则该溶液中c（mg）为__________，c（fe）为
__________。
【巧解思路】设试样a中mgo、fe2o3的物质的量依次为x、y。由题意有如下变化关系：
因为所加hcl中的氢原子全部进入h2o和h2中，所以，据氢元素守恒有： 1n(h2o)=n(hcl)－2n(h2)]=0.4mol； 2 而水分子中的氧原子全部来自两种金属氧化物中，所以，据氧元素守恒有： n(h2o)= n(mgo)+3n(fe2o3)，即0.4mol=x+3x，解得x=0.1mol；
又因为hcl中的氯原子最终全部进入溶液d的mgcl2和fecl2中，所以，根据氯元素守恒
有：
n(hcl)=2n(mgcl2)+2n(fecl2)，即0.9mol=2×0.1mol+2y，解得y=0.35mol.0.1mol0.35mol2＋-12＋-1因此，d溶液中c（mg）= =0.67mol·l；c（fe）=2.3mol·l。0.15 l 0.15 l 【例4】(2003年广东高考题)取一定量的na2co3、nahco3和na2so4固体的混合物与
－1250ml1.00mol·l过量盐酸反应，生成2.016l co（标准状况），然后加入500ml0.100mol·l2 －1－1ba(oh)2溶液，得到沉淀的质量为2.33 g，溶液中过量的碱用10.0ml1.00mol·l盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。
【巧解思路】本题涉及的反应方程式有四个：na2co3＋2hcl==2nacl＋h2o＋co2↑；nahco3 2－2＋＋－＋hcl==nacl＋h2o＋co2↑；so4＋ba==baso4↓；h＋oh==h2o。按常规思路需分步进行计
算，非常繁琐。而运用元素守恒关系则可不必写方程式而快速作答：
设 na2co3、nahco3和na2so4的物质的量分别为x、y、z。
题中2.33g 沉淀应该为baso4（物质的量为0.01mol），而反应中加入的ba(oh)2为0.5l 2＋2－×0.100mol/l＝0.05mol，所以，ba有剩余（过量0.05mol-0.01mol=0.04mol），so4反应
2－完全，因此，原来so4物质的量为0.01mol，即z=0.01mol，na2so4的质量为1.42g。2.016l 据碳元素守恒有 x+y=n(co2)=-1??① 22.4l·mol因为最后所得溶液中的溶质有nacl和bacl2，其中含bacl20.04mol。
据钠元素守恒可知：n(nacl)=2n(na2co3)+n(nahco3)+2n(na2so4)=（2x+y+2z）mol 据氯元素守恒又有n(nacl)+2n(bacl2)=n(hcl)即
-1-12x+y+2z+0.04mol×2=0.25l×1.00mol·l+0.01l×1.00mol·l=0.26mol 整理得 2x+y=0.16 ??②
解①②联立方程组得 x=0.07mol，y=0.02mol 所以，na2co3、nahco3的质量分别为0.07mol×106g/mol=7.42g、0.02mol× 16小题，每小题3分，共48分）1.下列所用材料不属于合金的是 a．家用的铝窗b．建筑用的钢筋
c．铸造用的黄铜 d．温度计用的水银
2．国际上推广使用中国铁锅，这是因为铁锅
a．是单质 b．含碳，属混合物 c．化学性质活泼d．易使食物中含人体所需的铁
元素
3.下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是 a.碳酸钠 b.氢氧化铝 c.氧化钙 d.碳酸钙 4.下面有关na2co3 与nahco3的叙述错误的是 ．． a.na2co3遇少量酸可转化为nahco3 b.在水中的溶解度na2co3比nahco3大
c.与同浓度的硫酸反应时，na2co3比nahco3剧烈 d.nahco3能与naoh反应，而na2co3不能 5.只能用焰色反应实验区分的是
a.nacl和na2co3b.kcl和nacl c.kcl和k2co3 d.钠和钾 6.为了检验某fecl2溶液是否变质，可向溶液中加入 a.naoh溶液b.铁片 c.kscn溶液d.石蕊溶液
7.下列反应，其产物的颜色按红色、淡黄色、蓝色顺序排列的是
①金属钠在纯氧中燃烧；②fecl3溶液滴入kscn溶液；③无水硫酸铜放入医用酒精中。a.②①③b.③②①c.③①② d.①②③
8.（2006全国ⅱ，8）下列反应的离子方程式书写正确的是
3＋－＋a 氯化铝溶液中加入过量氨水：al＋4nh3·h2o＝alo2＋4nh4＋2h2o 2＋－－b 澄清石灰水与少量苏打溶液混合：ca＋oh＋hco3＝caco3↓＋h2o ＋2＋c 碳酸钙溶于醋酸：caco3＋2h＝ca＋co2↑＋h2o 2＋3＋－d 氯化亚铁溶液中通入氯气：2fe＋cl2＝2fe＋2cl 2-9.向明矾溶液中滴入ba(oh)2溶液，当so4沉淀完全时，铝元素的存在形式是 3＋-a．al(oh)3和al b．al(oh)3和alo2-c．全部为al(oh)3 d．全部为alo2 ＋2＋2＋3＋10.某溶液中有nh4、mg、fe和al四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是
＋2＋2＋3＋a．nh4 b．mgc．fe d．al 11.mg、al、fe三种金属分别跟同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出的氢气质量相等，则下列说法中正确的是
a.三种金属的物质的量相等b.三种金属均过量
c.三种金属的质量相等 d.参加反应的三种金属的质量比为12：9：28 12.将铁屑溶于过量的盐酸后，在加入下列物质后，会有三价铁生成的是 a.硫酸 b.氯水 c.硝酸锌d.氯化铜
13.在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝
和硫酸铁溶液，这种试剂是
a．naoh b．nh3-h2o c．agno3 d．bacl2 14.在无色透明的强酸性溶液中，能大量共存的离子组是
＋2＋—2—＋3＋—-a.na、mg、mno4、so4 b.nh4、al、no3、cl ＋＋—2＋＋—-c.k、na、alo、no3 d.mg、k、hco3、oh ①h2 ②co ③co和h2 ④hcooch3 ⑤hooc-cooh a、全部 b．仅④⑤c、仅①②③ d．除⑤以外
16.在下面图中横坐标为向一定量的某溶液中加入某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量.符合向含少量naoh的naalo2溶液中，逐滴加入稀hcl的图象是
二、填空题（本题含5小题。共43分）
17.（13分）红砖是用粘土高温烧结而成，因其颜色呈红色或棕红色而得名，常用作建
筑材料
(1)根据红砖的颜色、猜测其可能含有的成份是（写化学式）__________________(2)为了检验你的猜测是否正确，请设计一个实验方案，简要地写出各步操作过程以及
最后的实验分析和结论，涉及化学反应的写出化学方程式（实验用品任取，该实验分几步自已决定，不必写实验装置中的仪器安装）
实验步骤：① 用铁锤敲碎红砖，取小块磨成粉末。
②
③
┇
┇
实验分析及结论：
___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。
（3）红砖曾对我国建设具有重要作用，就目前我国实际情况看，你是认为应继续使用或 者是禁止使用红砖？____________________，理由是___________________________。18.（6分）在长期载人太空飞行的宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9kg氧气，呼出1.0kg二氧化碳。为了能保持飞船坐舱内空气成分的稳定，有科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断把舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，并把处理后的气体充入座舱。有关反应的化学方程式是：
①；②。
第三篇：《金属及化合物--钠》教案
人教版高一年级《金属及化合物--钠》的教案
一、教案背景及教材分析
新课程理念关心的是课程的目标、课程改革的基本理念和课程设计思路，关注的是学生学习的过程和方法，以及伴随这一过程而产生的积极情感体念和正确的价值观。在这种理念之下，我采用“问题探究”的教学方法创设多层面、多维度的问题情境，诱发学生不断激起认知冲突，扣人心弦，造成心理悬念，唤起求知欲望，令学生情不自禁进入情境之中，情绪高涨，主动自发进行探究性学习。本节是元素化合物知识的重要组成部分，也是高中化学的重点知识，是学生学习化学的基础。
二、教学目标
知识与技能目标：了解钠的物理性质、存在及用途，掌握钠的化学性质。培养学生的质疑意识、操作基本技能、观察及分析问题的能力。
过程与方法目标：通过对实验探究和问题的讨论，培养学生善于思考，勇于发现问题、解决问题的能力和培养学生语言表达能力。
情感态度与价值观目标：通过化学实验的创新，激发学生学习化学的兴趣和情感，培养学生的创新精神。并在研究性学习活动中提升内在素养。
三、教学方法
1、实验探索法
利用实验引路，探讨新知识，从而得出钠的一些物理性质和化学性质。通过实验——讨论——小结，优化课堂的教学和学科能力的培养。
2、比较教学法
通过对比钠与水及盐溶液的反应的不同，让学生了解结构可以决定物质的化学性质，从而突破教学难点。
3、多媒体辅助教学法
本节课充分运用多媒体课件的优势，用幻灯片、实验动画等手段辅助教学，激发学生学习化学的兴趣和热情，增大知识容量，活跃课堂气氛，把传统教学中难以实现的过程、现象一一展示出来，通过生动的画面，延长学生学习的兴奋周期，创造一个学生积极参与、乐于探索的情境，提高教学的时效性，使教学更直观、生动、高效。
四、教学设计过程
[引言]：互联网搜索新闻报道，2001年7月6日、7日、8日接连三天，广州市珠江河段上惊现神秘“水雷”。8个铁皮桶漂浮在水面上，其中5个发生剧烈爆炸。一位目击者说：“上午10点多，桶内突然冒起一股白烟，从飘在水面上的一个铁桶内窜出亮红色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午，这个铁桶又连续爆炸多次，爆炸腾起的白色烟雾近10m高。”经广州市化工集团的化学品专家检测认定，铁桶内装有金属钠。
设计意图：情景引入课题，通过一篇报道引出“钠”，提出问题，激发学生的好奇心。
一、钠的物理性质
展示：密封在试管夹层中的金属钠
[实验]：教师在实物投影仪上演示钠的取用切割操作 [提示]：颜色 光泽 状态 硬度及金属最重要的特征
归纳物理性质：金属钠是一种银白色、质软而轻的固体，有良好的导电导热性能，密度比水小（0.97g/cm3），能浮于水面，熔点为97.810C，沸点为882.90C。[引导1]理论推测：分析钠的原子结构示意图，易失电子，化学性质活泼
二、钠的化学性质
[实验探究1]：观察切割钠的断面，会变暗，而密封在试管夹层中的钠却能保持光亮的银白色，为什么？
1、钠和氧气反应
常温
4Na + O2= 2Na2O(白色)对比实验：观察钠在蒸发皿中受热的现象，与钠在常温下的变化进行对比。加热 2Na + O2= Na2O2(淡黄色)[问题1]：为什么产物不同？我们在初中还学过什么类型的，反应物相同，而生成的产物不同呢？
教师用powerpoint课件展示答案
[实验]将少量的钠与硫粉研磨混合均匀，用纸包好，然后用小锤子敲击纸包。
2Na + S= Na2S 设计意图：实验中有火光和猛烈的爆炸声，实验现象鲜明，学生的情绪立即高涨。在调动学生积极性的同时，加深了对钠化学活性的认识。
过渡：日常生活中，人们常用金属器皿来盛水，也常用铁或铝制容器烧水，说明它们与水不反应，是否所有金属都不与水反应呢？回顾关于钠的新闻报道。
2、钠和水反应
[实验探究2]：学生分组实验：钠投入到水中。教师用powerpoint课件展示实验要求
观察要点提示：①钠在水中的位置？②钠的形状变化？③钠是否发生运动？④有无声响？⑤滴入酚酞试液后溶液颜色？
[分析归纳]钠与水反应的现象及产生原因。现象：红、嘶、浮、游、熔
方法指导：谐音记忆“红师傅游泳” 设疑：钠与水反应产生什么气体呢？ Na + H2O = NaOH + ？
探究性学习：从参加反应的元素种类来思考，反应生成的气体应该是氢气或氧气
[引导2]①用质量守恒定律分析 ②用氧化还原反应观点分析
学生讨论分析：由于生成NaOH，Na的化合价升高失电子，反应物中只有正一价的氢元素可得电子化合价降低为0，故生成了氢气。
讲述：实践是检验真理的唯一标准，能否设计实验来检验生成的气体呢？ ③实验验证
[电脑演示]教材中的实验
指出教材中验证氢气装置的不足，用改进装置进行实验，同时鼓励学生设计新装置你能否再设计一个实验，检测反应都生成了什么物质呢？
[引导3]：为什么会产生这些现象呢？请联系物理性质解释原因。请根据以上现象书写方程式：2Na + 2H2O =2NaOH + H2 [问题2]：
（1）此反应是否为氧化还原反应？若是，标出电子的得失，指出氧化剂，还原剂。
（2）此反应是否为离子反应？若是，写出离子方程式。教师用powerpoint课件展示答案
设计意图：通过猜想推测、方案讨论、装置设计、实验讨论等一系列探究活动，在思考和动手实验中完成知识与能力的建构，同时体验科学的探究过程与方法。
[问题3]：保存钠的油是一种什么液体？
[引导4]：打开自己药品盘中保存钠试剂瓶的瓶塞，闻一闻 学生操作后回答：煤油
介绍保存方法：这种液体浸没固体药品的方法叫液封法。
三、钠的保存方法
[探究]：为什么实验室里常把它保存在煤油里? 提供信息：密度：ρ(Na)=0.97g/cm3，ρ(水)=1.0g/cm3，ρ(煤油)=0.8 g/cm3，ρ(苯)=0.87 g/cm3，ρ(CCl4)=1.6 g/cm3。
推测：水、CCl4密度比钠大，不能起到液封的作用，而苯尽管密度比钠小，但易挥发且有毒性。
讨论归纳：保存药品的试剂要求：①与药品不反应；②密度比药品小；③挥发性小、无毒性。
思考:如果将钠加到水与煤油的混合液中有何现象
[实验探究3]：在一烧杯中加入约20mL水,在加入约8mL煤油，投入一小块钠，立即倒扣一漏斗。
观察实验现象：两液体分层，煤油在上层，水在下层，Na在两层交界处上窜下跳，往复多次，最终消失。
[实验探究4]：如果将钠投入到硫酸铜溶液中，能置换出铜吗？你还会看到哪些现象呢？
教师演示实验在实物投影仪上操作 [引导5]：
这节课你学到了什么？并看书总结钠的存在用途 powerpoint课件
[课堂总结]钠的性质与其存在、保存、用途及结构的相互关系。
[讨论]：结合本节课所学钠的性质，揭开“水雷”之谜，描述其中的化学原理，进一步强化危险品钠的使用注意事项。
四、教学反思
本节课采用“引导——实验探究法”，学生通过亲自设计实验、亲手做实验、观察实验、分析实验现象和解决问题来认识金属钠的有关性质。训练和培养了学生的实验设计能力、动手操作能力和分析整合能力。
第四篇：金属采矿方法现状
金属采矿方法现状
单位：辽宁工程技术大学 院系：矿业学院
专业班级：采矿专业14-2班 姓名：刘振宇 学号：1401020220 指导教师：王鑫阳
2016年10月11日 / 8
内容摘要
伴随着社会经济的迅速进步与不断发展,人们对于金属的需求逐渐提高。摘要讨论了我国金属矿山主要采矿方法的特点、应用情况，系统和全面地介绍了 50 年来我国金属矿山采矿技术在露天开采、井巷掘进、采矿方法、矿山充填、采矿装备和采矿环境控制等方面的主要成就,其中露天开采方法主要有：陡帮开采，松土机-铲运机露天开采，间断连续开采，高阶段采矿，露天开采工艺：陡坡铁路，装备大型化，边坡稳定与境界，边坡监控，露天地下联合开采。地下开采方式：空场采矿法，崩落采矿法，充填采矿法，深部开采，原地溶浸采矿法。
关键词：采矿方法现状；露天开采；地下开采。
Content summary With the rapid development of social economy and the continuous development, people's demand for metal gradually increased.In this paper, the main characteristics of China's Metal Mines mining methods, and systematically introduces 50 years of mining technology of metal mine in China in open-pit mining, tunneling, mining method, mine filling, mining equipment and mining environment control etc.the main achievements, which are the main method of open-pit mining: steep slope mining, scarifier scraper open-pit mining, continuous mining, high level mining, open-pit mining, technology: steep slope railway, large-scale equipment, slope stability and state, slope monitoring, combined open pit and underground mining.Underground mining: open stope mining method and caving mining method, filling method, deep mining, in-situ leaching mining method.Key words: mining method status;open pit mining;underground mining./ 8
目录
引言………………………………………………………………………………………………………………………………4
第1章金属矿的种类………………………………………………………………………………………………...4
第2章中国金属矿的采矿方法………………………………………………………………………………….…4
2.1露天开采………………………………………………………………………………………………….…....4
2.1.1露天开采工艺………………………………………………………………………………………………..5
2.1.2爆破技术………………………………………………………………………………………………………..6
2.2地下开采工艺…………………………………………………………………………………………………6
2.2.1空场采矿法…………………………………………………………………………………………………….6
2.2.2崩落采矿法…………………………………………………………………………………………………….6
2.2.3 充填采矿法…………………………………………………………………………………………………….6
2.3深部开采………………………………………………………………………………………………………….….7
2.4原地溶浸采矿法…………………………………………………………………………………………….……7
第3章结语………………………………………………………………………………………………………………….8
参考文献……………………………………………………………………………………………………………………..…8/ 8
引言
中国是一个金属矿采矿历史非常悠久的国家。三千年之前，就已经开始通过凿井对铜矿资源进行开采。两千多年前，开采技术已非常广泛地运用在矿产资源开采当中。但近代之后，我国金属矿开采技术一直处于长时间落后的状态，矿产资源的生产大都是经过手工作业的方式进行。直至50年代，金属矿采技术才获得了一定程度的发展和进步。特别是最近三十年，我国逐渐对现代化采矿技术和采矿工艺开展了全方位的探究。在露天陡帮的开采、连续和间断开采、分段中深孔的采矿、大直径深孔的采矿、自然崩落采矿、机械分层的采矿、溶提采矿、岩体加固和支护、高效率的矿山充填、井下成套采矿装备、矿山的防治水、露天的成套采矿装备等方面都获得了非常大的成效。为此，我国金属矿采矿技术水平得到了迅猛提升，这将促使金属矿开采技术的飞速发展与进步。第1章金属矿的种类
所谓金属矿是指经冶炼可以从中提取金属元素的矿产。如黑色金属矿产:铁、锰、铬、钒、钛等是用做钢铁工业原料的矿产。有色金属矿产包括：铜、锡、锌、镍、钻、钨、目、汞等。贵金属包括：自、铑、金、银等。轻金属矿产包括:铝、镁等。稀有金属矿产包括：锂、铍、稀土等。多数金属狂插的共同特点主要表现在质地比较坚硬、有光泽等方面。金属矿产按其物质成分、性质和用途可分为5类：黑色金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、称有分散元素矿产、半金属矿产。第2章中国金属矿的采矿技术 2.1露天开采
露天开采的地下开采两者比较起来，还是露天开采的量还是比较大的，新世纪一来，两者的产量比已经基本稳定在5:1到6:1左右，露天采矿占84°%,地下采矿占16%。虽然浅部的资源可开发量在不断减少，而深部的可开采资源量在不断增加，这一比例会受其影响不断减小,但是露天开采量还是会占到较大的比重。2.1.1露天采矿工艺
现代化的露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。开采工艺的选择，贵在因地制宜。对于那种范围广阔，能力巨大的大型矿山，应该要针对不同的开采对象、不同开采地段、不同开采深度的特点，采用不同的开采工艺，组成一个综合开采工艺的开采方案, 以实现优化开采效果。这一方法已经成为现代化的露天开采技术的发展趋势了。陡帮开采技术、分期开采技术、间断一连续开采技术、高台阶开采技术等，都是现金综合采矿工艺中常用的技术。
（1）陡帮开采。这一开采技术具有初期剥离量小，基建工程量少，建设周期短和最终边坡暴露时间短等优点。因此，我国“八五”期间，将陡帮开采列入国家科技攻关项目并在南芬露天矿开展了大规模的工业试验，为我国大中型露天矿的技术改造和新建、扩建提供了实践经验。目前我国金堆城、紫金山、眼前山等矿山都采用陡帮开采。
（2）松土机一铲运机露天开采。这种开采工艺主要应用于铝土矿开采，其技术特点是用松土机松散和破碎矿岩，以代替凿岩爆破，铲运机进行装载、运输和卸载。其工艺简单一机多用，通过分层铲装实现分层开采、分层排土，是实现排土一复垦一体化的理想工艺。1984年在孝义铝矿进行了该工艺的试验研宄并取得成功，目前己推广应用。/ 8
（3）间断一连续开采。这种采矿工艺是在工作面用电铲装载矿石，经汽车运输和破碎机破碎后，用胶带运输机将矿石运出采场。这种工艺有利于发挥汽车和胶带机的优点，适合于深凹露天矿开采。自20世纪80年代开始，我国先后在大孤山、东鞍山等铁矿和德兴铜矿应用该开采工艺。1997年齐大山铁矿通过引进，建成了采场内可移动式矿岩破碎一胶带运输系统，标志着我国深凹露天矿开采工艺进入了世界先进水平。
（4）陡坡铁路。采用陡坡铁路运输是解决深凹露天矿(米深350 ~ 400 m)开拓运输问题的发展方向。深凹露天矿改用陡坡铁路运输可保证铁路运输进入露天矿更深的水平，矿山基建工程和汽车集运量分别减少2.5%和1.5%运距缩短30%,由采场向上提升矿岩的费用降低20%,而且减少线路的移道工作量，可获得巨大的经济效益。为了将铁路坡度由30 %提高到40 %目前正在进行着“十五”国家科技攻关计划，分别在攀枝花和首钢水厂铁矿实验。
（5）高台阶采矿。随着露天开采设备大型化的发展，国外一些矿山研宄并采用高台阶开采工艺。我国对高台阶开采技术的研宄起步较晚，采用高台阶开采的露天矿不多，台阶高度最大也只有14~ 15 m。近几年来我国大型露天铁矿装备水平有了很大提高，采用10 m3以上的大型挖掘设备逐渐増多，为高台阶开采新工艺的实施提供了有利的技术保证，为此，将本项目列入国家“八五”科技攻关项目，南芬露天铁矿南山扩帮区开采参数优化表明，与12 m台阶相比，18 m高台阶开采的单位成本可降低5.76% ~ 6.12%,动态效益每年可节省1 052 ~ 1 162万元。南芬露天铁矿18 m高台阶开采工艺研宄和实践表明，高台阶开采技术是成功的，经济效益可观。
（6）装备大型化。随着高新技术特别是微电子技术的进一步扩大应用，大功率柴油机和大规格轮胎相继研制成功，为装载设备大型化发展创造了条件。在21世纪必将会有采用先进技术特别是高科技微电子控制系统的、更加灵活可靠的、造价较低的更大型装载设备登上露天开采的舞台。1988年，露天矿穿孔设备实现了国产化。至20世纪90年代，国产15 t到154 t的矿用自卸汽车形成系列产品，使露天矿用汽车不再依靠进口。（7）边坡稳定与境界。露天矿山采场合理境界确定是矿山设计和工程科研中的重要内容。一旦露天矿山采场境界确定后，边坡稳定性研宄就成为检验矿山设计方案合理与否的重要手段。因而边坡岩体稳定性研宄和分析己成为露天矿山尤其是大中型露天矿山贯穿整个生命周期的重要工程课题之一。在这方面，我国许多矿山取得了一些经验，其中，石录铜矿20世纪20世纪80年代采用半掩埋式抗滑粧加固了一长为120 m、垂高高度16 m的滑体;20世纪90年代会东铅锌矿采用6座高强抗滑粧和196根34 ~ 36 m的预应力长锚索组成的抗滑粧、长锚索、锚杆联合加固方式，成功地加固了山坡露天矿高边坡上的35万m3不稳定岩体。
（8）边坡监控。在露天采矿技术较先进的国家，边坡角己达45°左右，而在我国是40°左右。为了生产安全和避免损失，必须搞好岩移监测预报。20世纪90年代随着集成电子技术的发展，矿用监测仪器向便携式小型化、智能化、高精度、多功能、多层次方面发展，例如全站仪、声发射仪。尤其是近年发展起来的“3S”技术，将使金属矿山（特别是大型露天矿边坡）的岩移监测实现遥控全天候监测。
（9）露天地下联合开采、露天转地下开采技术。我国正在进行露天转地下开采的矿山或露天与地下联合开采的矿山，如广西的大新锰矿、河北的建龙铁矿、福建的连城锰矿、河南的银洞坡金矿、安徽的新桥硫铁矿、铜山铜矿和凤凰山铜矿、吉林板石沟铁矿等。取得了大量的成功经验。2.1.2爆破技术 / 8
牙轮钻机正向増大孔径(450 mm, 480 mm)、加大孔深方向的趋势发展，而今后要主要向自动化方向发展。控制爆破技术广泛应用挤压、微差爆破、孔内微差爆破、大爆区微差爆破等技术，解决了难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。新型炸药以及爆破器材不断问世:铵油炸药及各种衍生含水炸药、防水浆状炸药、爆药雷管、电子雷管、塑料导爆系统、气爆系统等新型爆破器材的使用对提高爆破精度、改善爆破质量、加强爆破安全等都有重大的影响。其中，在南芬露天铁矿，采用奥瑞凯雷管起爆器材，基本上实现了逐孔起爆的功能。
2.2地下开采工艺 2.2.1空场采矿法
(1)VCR法。20世纪80年代，VCR法（大直径深孔球状药包后退式崩落采矿法）首先在我国凡口铅锌矿试验成功。随后，这一高效率的采矿方法先后在金川有色金属公司、安庆铜矿、金厂略金矿和狮子山铜矿等矿山得到推广应用。1980 ~ 1985年间，在凡口铅锌矿又试验成功了另一种具有代表性的大直径深孔采矿方案，即阶段深孔台阶崩落采矿法。该采矿方法的实质是:将露天矿的台阶崩矿技术应用到地下开采中，即在采场的局部面积上，先形成切割槽，然后以这一切割槽为自由面和补偿空间，采用大直径深孔装药进行全阶段高或台阶状崩矿，崩落的矿石由采场下部的出矿系统运出。
(2)地下金属采矿连续化。地下金属矿山连续开采主要包括:矿房的连续回采、矿体(床）的连续开采、矿石的连续运送及全工艺过程的连续化。即在开采过程中一步化；回采过程中落矿、出矿、矿石运搬工艺的连续作业化;井下矿石的转载、运输、提升等环节矿石的连续化;掘进、落矿、出矿、运搬、运输等全工艺过程的连续化。2.2.2崩落采矿法
(1)无底柱分段崩落法，大结构参数。我国无底柱分段崩落法面临着一个如何加大和优化结构参数的问题。结构参数优化的主要方向是増大进路间距。増大进路间距将大幅度地减少采掘工程量，仅梅山铁矿将15 mX 15 m结构改为15 mX 20 m结构参数，将减少采掘工作量25%同时増大了一次崩矿量，提高采矿强度，降低矿石成本提高矿山的经济效益。由于増大进路间距具有较强的可操作性，易于推广应用，目前程潮、桃冲、板石沟、北铭河等矿山都应用了该技术具有重要的实践意义。低贫化放矿。低贫化放矿或无贫化放矿是指在放矿过程中当矿岩界面正常到达出矿口时便停止放出，以保持矿石界面的完整性，最大程度地减少矿岩的混杂性。低贫化放矿首先在镜铁山铁矿试验和应用成功，由于其具有简单、灵活、易于操作和无需对原采矿方法作重大改革等优点且可降低贫化、减少岩石混入而带来巨大的经济效益，因此，具有广阔的应用前景。目前，低贫化放矿在程潮、桃冲、弓长岭等矿山得到应用。
(2)自然崩落法自然崩落法是一种利用岩石自然应力落矿的方法，具有生产能力大、采矿成本低的优点，特别适用于矿体厚大、矿化均匀易于自然崩落的低品位矿床开采。其应用原理是在矿块大面积拉底后，破坏了矿块内矿体的应力平衡，引起应力重新分布，必然形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性脱落。铜矿略矿自1989年至 2002年应用该法在810 ~ 930 m采场累计出矿量 2 450.48万t,占回采矿量的101.2%。2.2.3充填采矿法
我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。最近，我国成功地试验了一批具有世界先进技术水平的充填采矿工艺。具有代表性的是:高水全尾砂速凝固化胶结充填新工艺、高浓度全尾砂自流输送及泵压输送充填新工/ 8
艺、粗粒级水砂充填新工艺、膏体泵送充填工艺与技术等。其中1994年在金川镍矿建成了我国第1个膏体泵送充填系统，1999年又在铜绿山矿建成了第2个膏体泵送充填系统。
2.3深部开采
我国除1969年闭矿的石嘴子铜矿外，近年己有一批金属矿山进入深部开采，即垂直开采深度超过600m以上。例如红透山铜矿目前开采己进入 900 ~ 1 100 m深度;冬瓜山铜矿矿体埋深达1 000 m,现建成2条超1 000 m竖井正进行深部开采；弓长岭铁矿设计开拓深度一750m,距地表达1 000 m;夹皮沟金矿己有2个坑口工作深度超过600 m, 其中二道沟坑口工业矿体延深至1 050 m,湘西金矿开拓38个中段，垂深超过850 m。此外，还有寿王坟铜矿、凡口铅锌矿、金川镍矿、乳山金矿等许多矿山，本世纪将进入深部开采。
国内深部开采技术:石嘴子铜矿是国内深部开采矿山之一，共22个阶段，最深达950 m。曾使用各种不同结构的浅孔留矿法，回采厚度1 ~ 35 m、平均6.3 m,平均倾角82°的矽卡岩型铜矿床，后期由于地压大，上下盘岩石收敛，顶板管理复杂，以大量矿石损失与贫化而结束回采作业。可以说是一座不成功的深部开采矿山。近期己有一批金属矿山相继进行深部开采，由于我国目前深部开采技术水平低，经验不足，因此，在第9个五年国民经济发展计划期间，国家把深部开采技术列入科技攻关研宄项目，分别在有色金属矿山的冬瓜山等3座矿山与黄金行业湘西金矿进行多项目联合攻关，通过研宄与实践，积累经验，指导其它深部金属矿床开采。2.4原地溶浸采矿法
原地溶浸采矿是将采、选、冶技术结合起来的一种直接从地下提取金属的开采工艺。铀、铜、金、银等20多种金属矿床都有可能应用溶浸采矿。我国原地溶浸采矿技术于1985年在铀矿试验成功，并己建成原地溶浸采铀矿山。1995年，长沙矿山研宄院在东乡铜矿进行了国内首次井下原地破碎浸铜试验;1998年北京矿冶研宄总院又在武山铜矿完成了原地浸铜试验。第3章结语
本文总结了我国目前的金属采矿的方法，这是我国自从50年代以来方法的总结，我国金属矿采矿技术己取得显著成就, 但总体水平仍然较低,与国际先进水平相比存在较大差距。其突出表现是多数矿山装备落后、开采规模小、劳动生产率低、矿山效益差和矿产资源利用率低。因此,矿山的效率和效益、资源保护性开采和自然环境保护 ,将在 21 世纪的一定时期内成为我国金属矿山采矿技术进一步发展的主要目标。其主要发展方向则有 :机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。发展机械化大规模采矿以解决矿山装备落后、开采规模小和劳动生产率低的问题,包括发展大型露天采矿装备和大型地下无轨采矿装备 ,以及高阶段深孔采矿法、高分段崩落采矿法和自然崩落采矿法等大规模地下采矿工艺。发展深井采矿技术以适应矿床开采向深部转移的需要。发展溶浸采矿是为了适应贫矿资源开采的需要 , 以提高矿山效益。发展充填采矿技术则为了充分利用矿产资源 ,实现资源保护性开采和有效地保护环境。随着科学技术的进步和采矿技术条件的进一步复杂化,还将逐步发展露天地下联合采矿技术、无爆破采矿技术、自动化采矿技术和连续采矿技术。
参考文献： / 8
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第五篇：高一化学必修一《金属及其化合物》知识点汇总
高一化学必修一《金属及其化合物》知识点汇总 高一化学必修一《金属及其化合物》知识点汇总
1．了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要物理性质（1）．钠、铝、铁、铜在自然界中的存在形式。
①．钠铝只以化合态形式存在：钠元素的主要存在形式是氯化钠，铝元素的存在形式有铝土矿。
②．铁铜有两种存在形式：铁的存在形式是游离态的陨铁和化合态的铁矿石（黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿），铜的存在形式是游离态的铜和黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石。（2）钠、铝、铁、铜单质的物理性质
①．颜色：块状钠铝铁单质是银白色金属，纯铜是紫红色金属；粉末状的铝和铜颜色不变，粉末状的铁屑是黑色，没有粉末状的钠，钠在空气中马上氧化成白色的氧化钠，最终氧化成碳酸钠；冶金工业中铁属于黑色金属，钠、铝、铜属于有色金属。
②．密度：钠的密度比水小，铝、铁、铜的密度比水大；钠、铝的密度小于4.5g/cm3是轻金属，铁、铜的密度大于4.5g/cm3是重金属。
③．熔点：钠的熔点低，钠与水反应产生的热量就可以使其熔化成小球；铝、铁、铜的熔点很高。
④．共性：不透明，有导电性、导热性、延展性；钠钾合金做原子反应堆的导热剂；铝、铁、铜可以做导线，金属的导电性：Ag>Cu>Al ；铝的延展性可以制成包装用的铝箔；铝、铁、铜可以制成各种容器等。⑤．硬度：钠的硬度很小，可以用小刀切割；纯铝的硬度较小，铁和铜的硬度较大。⑥．特性：铁可以被磁化，而产生铁磁性。（3）钠、铝、铁、铜的重要化合物的物理性质
①．氧化物的颜色：白色：Na2O、Al2O3；黑色：FeO、Fe3O4、CuO；淡黄色：Na2O2；红棕色：Fe2O3。②．氧化物的溶解性：Na2O、Na2O2溶于水生成强碱发生化学变化；Al2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CuO不溶水。
③．氢氧化物的颜色：白色：NaOH、Al(OH)
3、Fe(OH)2；红褐色：Fe(OH)3；蓝色：Cu(OH)2。
④．氢氧化物的溶解性：溶于水的：NaOH；不溶于水的：Al(OH)
3、Fe(OH)
2、Fe(OH)
3、Cu(OH)2 ；其中Fe(OH)2溶于水变色：先变成灰绿色，再变成红褐色Fe(OH)3。
⑤．盐酸盐（金属在氯气中燃烧的产物）的颜色：白色：NaCl ；棕红色：FeCl3 ；棕黄色：CuCl2。⑥．盐酸盐溶于水的颜色：无色：NaCl；黄色：FeCl3 ；蓝色：CuCl2。
⑦．硫酸盐的颜色：无色：芒硝（Na2SO4 ?10H2O）、白色：白色硫酸铜粉末（CuSO4）；明矾：[KAl(SO4)2 ?12H2O]；绿色：绿矾（FeSO4 ?7H2O）；蓝色：胆矾、蓝矾（CuSO4 ?5H2O）。⑧．碳酸盐的颜色：白色：Na2CO3、NaHCO3 ；孔雀绿：Cu2(OH)2CO3。
⑨．碳酸盐的溶解性：溶于水的：Na2CO3、NaHCO3 ；不溶于水的：Cu2(OH)2CO3。（4）钠、铝、铁、铜重要化合物的物理性质的用途
①．为无机框图题提供题眼：ⅰ、溶解性，ⅱ、颜色，ⅲ、颜色变化：白色→灰绿色→红褐色。②．为离子共存提供判断依据：ⅰ、有颜色的离子不能大量共存：黄色：Fe3+，浅绿色：Fe2+，蓝色：Cu2+ ；ⅱ、强碱性条件下不能共存的离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+ ；ⅲ、与HCO 不能大量共存（发生双水解反应）的离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+。
2．了解钠、铝、铁、铜等金属分别与氧气、水、酸、碱、盐等物质反应的情况，了解其共性和个性（1）与纯氧气反应：
①．常温：钠变质生成白色氧化钠，铝表面生成致密的氧化物薄膜保护内部金属不再反应，铁、铜稳定存在。②．加热：白色钠燃烧发出黄光生成淡黄色的过氧化钠，熔化的铝被白色氧化膜包裹不会滴落，白色铁丝燃烧产生耀眼的白光，有黑色颗粒物（Fe3O4）落下，紫红色的铜加热变成黑色的氧化铜。
说明：钠与氧气反应温度不同产物不同；铁与氧气反应的产物随接触面积、量的多少、温度高低有关。（2）与水的反应
①．常温：只有钠能与水反应；铝、铁、铜不与水反应。ⅰ、钠跟水的反应的化学方程式：2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ ；离子方程式：2Na + 2H2O=2Na+ + 2OH-+ H2↑ ⅱ、钠跟水的反应的现象：概括为“浮、熔、游、响、红”五个字来记忆”。
ⅲ、钠跟水的反应的现象的解释：浮：钠的密度比水小；熔：反应放热，钠熔点低熔化成小球；游：反应产生气体；响：反应剧烈 ；红：生成NaOH，酚酞遇碱变红。
说明1：在潮湿的空气中铁生锈成Fe2O3 ?xH2O，铜生锈成Cu2(OH)2CO3。
说明2：铜做阳极，石墨做阴极，电解水，电解初期会发生：Cu +2H2O Cu(OH)2+H2 ↑。
②．高温：铝铁虽与水反应，但是分别生成氢氧化物和氧化物（Fe3O4）薄膜阻止继续反应，铜不反应。③．钢铁吸氧腐蚀的反应原理。
ⅰ、负极（Fe）：2Fe-4e =2Fe2+（氧化反应）；正极（C）：O2+2H2O+4e =4OH-（还原反应）ⅱ、离子反应：Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2 ↓；
ⅲ、化学反应：4Fe(OH)2 O2+2H2O=4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3 = Fe2O3 ?3H2O（3）与酸的反应
①．与氧化性酸的反应
ⅰ、常温：铁铝遇浓硫酸、浓硝酸钝化；钠与浓硫酸反应时钠的量不同产物不同，铜与浓硫酸不反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水。
ⅱ、常温：钠、铁与稀硝酸反应量不同产物不同；铝合铜与稀硝酸反应产物不随量的改变而改变。
ⅲ、加热：铁铝与浓硫酸、浓硝酸的钝化膜被破坏，足量的铁铝与浓硫酸、浓硝酸反应时随着硫酸和硝酸的浓度变化而产物发生变化，硫酸先产生二氧化硫后产生氢气，硝酸先产生二氧化氮后产生一氧化氮。②．与非氧化性强酸反应：
ⅳ、常温：钠铝铁与盐酸和稀硫酸反应产生氢气；铜不反应。（4）与碱溶液反应：
①．钠与碱溶液中的溶剂水反应，铝与碱溶液中的溶剂和溶质都反应，铁和铜与碱溶液不反应。②．铝与碱溶液的反应：
ⅰ、铝与水的反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2。
ⅱ、氢氧化铝与强碱溶液的反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O ⅲ、综合反应方程式：2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑（5）与盐溶液的反应：
①．钠与明矾溶液的离子反应：
2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Al3+ +3OH-=Al(OH)3 ↓；Al3+ +4OH-=AlO +2H2O ②．钠铝铁铜与氯化铁溶液的离子反应：
ⅰ、钠与氯化铁溶液的离子反应：2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3 ↓； ⅱ、铝与氯化铁溶液的离子反应：2Al+6Fe3+=2Al3+ +6Fe2+ ；2Al+3Fe2+=2Al3+ +3Fe ⅲ、铁与氯化铁溶液的离子反应：Fe+ 2Fe3+=3Fe2+。ⅳ、铜与氯化铁溶液的离子反应：Cu+ 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+ ③．钠铝铁与硫酸铜溶液的离子反应：
ⅰ、钠与硫酸铜溶液的离子反应：2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2 ↑；Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓； ⅱ、铝与硫酸铜溶液的离子反应：2Al+3Cu2+=2Al3+ +3Cu ； ⅲ、铁与硫酸铜溶液的离子反应：Fe+ Cu2+=Fe2+ +Cu。
3．了解氧化钠、氧化铝、氧化铁、氧化铜等金属氧化物分别与水、酸、碱等物质反应的情况
说明1：氧化物的分类：二元化合物，其中一种元素是氧元素，并且氧元素呈负二价的化合物是氧化物。
说明2：金属氧化物分为酸性氧化物（Mn2O7、CrO3）、碱性氧化物（Na2O、Fe2O3、FeO）、两性氧化物（Al2O3、ZnO）。
说明3：碱性氧化物有三点共性：可溶于水的碱性氧化物溶于水生成碱；碱性氧化物与酸性氧化物反应生成含氧酸盐；碱性氧化物与酸反应生成盐和水。（1）与水反应：氧化铝、氧化铁、氧化铜不溶于水，不和水反应，只有氧化钠溶于水生成碱。Na2O＋H2O＝2NaOH ；Na2O＋H2O＝2Na+ +2OH-
说明1：过氧化钠与水的反应：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2 ↑；2Na2O2＋2H2O＝4Na+ +4OH-＋O2 ↑ 说明2：过氧化钠的用途：①漂白织物、麦秆、羽毛（利用其强的氧化性）；②用在呼吸面具中和潜水艇里作为氧气的来源。
（2）与强酸反应生成盐和水
（3）与强碱溶液反应：只有氧化铝能溶于强碱溶液
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；Al2O3+2OH-=2AlO +H2O（4）由氧化物制备单质：
①．电解熔融的氧化铝得到铝单质和氧气：2Al2O3 4Al +3 O2 ↑
②．一氧化碳还原三氧化二铁得到铁单质和二氧化碳：3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe ③．氢气还原氧化铜得到铜和水：H2+CuO H2O+Cu
④．碳还原氧化铜得到铜和二氧化碳或一氧化碳：C+2CuO CO2 ↑+2Cu ；C+CuO CO↑ +Cu
4．了解氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法；了解氢氧化铝的两性；了解氢氧化铝、氢氧化铁的受热分解
（1）碱的制备方法规律：可溶性盐和可溶性碱反应生成新盐和新碱 ①．氢氧化铝的制备方法：
ⅰ、硫酸铝溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铝溶液然后过滤： Al2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4 ；Al3++3NH3 ?H2O=Al(OH)3 ↓+3NH ⅱ、氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铝溶液，然后过滤（顺序不能错）
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ；6NaAlO2+12H2O +Al2(SO4)3=8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4 Al3++4OH-= AlO +2H2O ； 3AlO +2H2O+ Al3+ = 4Al(OH)3 ↓
ⅲ、硫酸溶液中加入过量的偏铝酸钠溶液，然后过滤（顺序不能错）
4H2SO4+2NaAlO2=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O；Al2(SO4)3+12H2O +6NaAlO2 =8 Al(OH)3 ↓+3Na2SO4 4H+ + AlO = Al3+ +2H2O ；Al3+ +2H2O+ 3AlO = 4Al(OH)3 ↓ ②．氢氧化铁的制备方法
ⅰ、硫酸铁溶液中加入过量的氨水然后过滤或者氨水中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤： Fe2(SO4)3+6NH3 ?H2O=2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4 ；Fe3++3NH3 ?H2O=Fe(OH)3↓+3NH
ⅱ、硫酸铁溶液中加入过量的氢氧化钠溶液然后过滤或者氢氧化钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤： Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 ；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
ⅲ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸氢钠溶液然后过滤或者碳酸氢钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤 Fe2(SO4)3+6NaHCO3=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +6CO2 ↑；Fe3++3HCO =Fe(OH)3↓+3CO2 ↑
ⅳ、硫酸铁溶液中加入过量的碳酸钠溶液然后过滤或者碳酸钠溶液中加入过量的硫酸铁溶液然后过滤
Fe2(SO4)3+3Na2CO3 +3H2O=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 +3CO2 ↑；2Fe3++3CO +3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2 ↑ ③．氢氧化亚铁的制备方法
ⅰ、．化学反应原理：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl ；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
ⅱ、制备氢氧化亚铁的关键：需要创造的条件——无Fe3+的环境；无O2的环境。可以采取的措施——排除溶液中的Fe3+ →加铁粉；驱逐溶液中的溶解氧→加热煮沸；避免与空气接触→反常规操作、油封、滴管的使用、试剂瓶装满等
（2）不溶性碱的共性热不稳定性：受热分解生成对应价态的氧化物和水
ⅰ、氢氧化铝的受热分解生成氧化铝和水：2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O（白色不变）
ⅱ、氢氧化铁的受热分解生成氧化铁和水：2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O（红褐色变红棕色）ⅲ、氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水：Cu(OH)2 CuO +H2O（蓝色变黑色）（3）．变价金属的高价态的碱的氧化性： ⅰ、氢氧化铁与氢碘酸的反应：2Fe(OH)3 +6HI=2FeI2 +I2 +3H2O
ⅱ、新制备的氢氧化铜与含醛基的化合物的反应：2Cu(OH)2 +CH3CHO Cu2O↓+CH3COOH+2H2O 附：银氨溶液（可溶性络碱）与含醛基的化合物的反应： 2Ag(NH3)OH +CH3CHO 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3 +H2O
（4）．氢氧化铝的两性：电离方程式H+ +AlO +H2O Al(OH)3 Al3+ +3OH-ⅰ、与硫酸反应生成硫酸铝和水：
2Al(OH)3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O ；Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O ； ⅱ、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水：
Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+2H2O ；Al(OH)3 +OH-=AlO +2H2O ； 5．比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应（1）物理性质：
①．溶解性：碳酸钠和碳酸氢钠都溶于水，碳酸氢钠的溶解性比碳酸钠小。
说明：碱土金属的碳酸盐的溶解性小于其对应酸式盐的溶解性，例如：溶解性：CaCO3 盐的通性：与酸反应生成新酸新盐；与碱反应生成新盐和新碱；与盐反应生成两种新盐。①．与酸的反应： ⅰ、与盐酸反应： 化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 ；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑ 离子方程式：CO +2H+=H2O+CO2 ↑；CO +H+= HCO ；HCO +H+=H2O+CO2 ↑ 意义： ※碳酸钠与盐酸反应，盐酸的量不同产物不同，少量盐酸生成碳酸氢钠，过量盐酸产生二氧化碳。※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸（同浓度）反应，碳酸钠消耗的盐酸体积多。※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸（同浓度）反应，碳酸钠消耗的盐酸体积多。※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸（同浓度）反应产生的二氧化碳一样多。 ※等摩的碳酸钠和碳酸氢钠与少量（等体积同浓度）盐酸反应碳酸氢钠产生的二氧化碳多。※等质量碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应，碳酸氢钠产生的二氧化碳多； 例题：互滴法鉴别碳酸钠溶液和盐酸： 取2毫升B溶液盛于试管中，另取少量A溶液用滴管伸入液面以下缓慢释放3~5滴；如果产生气泡，说明B溶液是盐酸，A溶液是碳酸钠溶液；有关化学方程式为：2HCl +Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2 ↑；如果不产生气泡，说明B溶液是碳酸钠溶液，A溶液是盐酸，有关化学方程式为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3。ⅱ、与醋酸反应： 化学方程式：Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+H2O+CO2 ↑；NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+H2O+CO2 ↑ 离子方程式：CO +2CH3COOH =2CH3COO-+H2O+CO2↑；HCO + CH3COOH = CH3COO-+H2O+CO2↑ ⅲ、与石炭酸反应：碳酸钠溶液可与石炭酸反应，无论石炭酸的量是多少，都生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与石炭酸不反应 Na2CO3+C6H5OH→C6H5ONa+NaHCO3 ②．与碱溶液反应： ⅰ、与氢氧化钠溶液反应：NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O；HCO +OH-=CO +2H2O； 意义：揭示了酸式盐转变成正盐的规律：酸式盐与碱（酸式盐中含有的阳离子相同的碱）反应生成正盐。ⅱ、与澄清石灰水反应： ※碳酸氢钠与澄清石灰水反应量不同产物不同： NaHCO3(少量)+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+NaOH+H2O ；2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+Na2CO3+2H2O HCO +Ca2+ +OH-= CaCO3 ↓+H2O；2HCO +Ca2+ +2OH-= CaCO3 ↓+ CO +2H2O； 意义：高考离子方程式考查的重点。 ※碳酸钠与澄清石灰水反应量不同产物不变： ※Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH ；CO + Ca2+ = CaCO3 ↓ ③．与盐发生复分解反应 ⅰ、碳酸钠与氯化钙溶液的反应：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl ；CO + Ca2+ = CaCO3 ↓ 意义：用氯化钙溶液鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液。 ⅱ、碳酸氢钠与偏铝酸钠溶液的反应：NaHCO3 +H2O+NaAlO2=Na2CO3 +Al(OH)3 ↓ 意义：HCO 与AlO 离子不能大量共存。 ④．与水发生单一的水解反应：强碱弱酸盐水解呈碱性；碳酸钠水解的碱性比碳酸氢钠水解的碱性强。有关化学方程式：Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH ；NaHCO3 +H2O H2CO3+ NaOH 有关离子方程式：CO +H2O HCO +OH-；HCO +H2O H2CO3+ OH-⑤．与盐发生双水解反应： ⅰ、与硫酸铁溶液的双水解： 3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Fe(OH)3 ↓；3 CO +2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓； 6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓；3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3 ↓； ⅱ、与硫酸铝溶液的双水解： 3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Al(OH)3 ↓；3 CO +2Al3++3H2O=3CO2↑+2Al(OH)3 ↓； 6NaHCO3+Al2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Al(OH)3 ↓；3HCO +Al3+=3CO2↑+Al(OH)3 ↓； 意义：离子共存的判断：Fe3+与CO、HCO 不能大量共存；Al3+与CO、HCO 不能大量共存。⑥．热稳定性： 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 ↑ 意义：除去碳酸钠中碳酸氢钠的方法；鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法 6．掌握碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法（1）定性检验法： ①．取少量固体盛于固体制氧装置中，加热，将导管伸入装有澄清石灰水的试管中，石灰水变浑浊，说明固体是碳酸氢钠，否则是碳酸钠。 ②．取少量固体溶解，加入氯化钙溶液，产生沉淀是碳酸钠溶液，否则是碳酸氢钠溶液。（2）定量检验法： ①．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，生成气体快的是碳酸氢钠，慢的是碳酸钠。②．分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，固体溶解量的多的碳酸钠，少的是碳酸氢钠。7．了解Fe3＋的氧化性，认识Fe3＋和Fe2＋之间的相互转化（1）物理性质：亚铁盐溶液呈浅绿色，铁盐溶液呈黄色。（2）化学性质： ①亚铁盐的氧化反应（体现还原性） ⅰ、氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ；2Fe2+ +Cl2=2Fe+3+ +2Cl- 说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。ⅱ、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下通入氧气转化为氯化铁溶液 4FeCl2+4HCl+O2=4FeCl3+2H2O ；4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O 说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。ⅲ、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下加入双氧水转化为氯化铁溶液 2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O ；2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。ⅳ、硝酸亚铁溶液在稀硝酸的氧化下成为硝酸铁溶液 3Fe(NO3)2+4HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；3Fe2++4H+ +NO = 3Fe3++NO↑+2H2O 说明：溶液由浅绿色变成黄色，Fe2+ 和NO 在大量H+ 存在时不能大量共存。ⅴ、硫酸亚铁在硫酸酸性条件下氧化成硫酸铁 4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O ；4Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O 说明：硫酸亚铁放置在空气中容易变质，除去硫酸铁中的硫酸亚铁可以用此原理。②铁盐的还原反应（体现氧化性） ⅰ、氯化铁溶液与铁的还原反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2 ；2Fe3++Fe=3Fe2+ 说明：除去氯化亚铁中的氯化铁用此原理，配制氯化亚铁溶液时加入少量的铁粉，防止氯化亚铁被氧化成氯化铁。 ⅱ、氯化铁溶液与铜的还原反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 说明：用氯化铁溶液腐蚀电路板除去铜线路。 ⅲ、氯化铁溶液与氢硫酸反应：2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓；2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓ ⅳ、氯化铁溶液与氢碘酸反应：2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2 ；2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2 ⅴ、氯化铁溶液与硫化钾溶液反应量不同产物不同： 2FeCl3+K2S（少量）=2FeCl2+2KCl+S↓；2FeCl3+3K2S（过量）=2FeS↓+6KCl+S↓ 对应的离子方程式：2Fe3++S2-（少量）=2Fe2++S↓；2Fe3++3S2-（过量）=2FeS↓+S↓ 说明：量不同产物不同，用于考查离子方程式书写；氯化铁是强酸弱碱盐而硫化钾是强碱弱酸盐二者发生的不是双水解反应而使氧化还原反应，切记！ ⅵ、氯化铁溶液与碘化钾溶液反应：2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2，2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2 说明：氯化铁溶液使淀粉碘化钾溶液变蓝就是利用此原理 ③亚铁盐与碱的复分解反应 ⅰ、硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液的反应 FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2↓（白色）；Fe2+ + 2OH-= Fe(OH)2↓（白色）ⅱ、硫酸亚铁溶液与氨水的反应：Fe2+ + 2NH3 ?H2O = 2NH + Fe(OH)2↓（白色）说明：在碱性条件下不会大量存在Fe2+，强碱溶液与弱碱溶液离子方程式不同。④铁盐与碱的复分解反应 ⅰ、氯化铁溶液与氢氧化钠溶液的反应 FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3↓（红褐色）；Fe3+ + 3OH-= Fe(OH)3↓（红褐色）ⅱ、氯化铁溶液与氨水的反应：Fe3+ + 3 NH3 ?H2O = 3 NH + Fe(OH)3↓（红褐色）说明：在碱性条件下不会大量存在Fe3+。⑤铁盐的单一水解反应，温度不同产物不同 ⅰ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到产生红褐色为止停止加热： FeCl3(饱和)+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl；Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+ ⅱ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干： FeCl3+3H2O Fe(OH)3 ↓+3HCl↑； ⅲ、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干，然后灼烧产物： 2FeCl3+3H2O Fe2O3+6HCl↑ ⑥．铁盐的双水解反应 3Na2CO3+Fe2(SO4)3+3H2O=2Na2SO4+3CO2 ↑+2Fe(OH)3 ↓；3 CO +2Fe3++3H2O=3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓； 6NaHCO3+Fe2(SO4)3=2Na2SO4+3CO2↑+2Fe(OH)3 ↓；3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3 ↓； ⑦．氯化铁溶液的络合反应 ⅰ、与硫氰化钾溶液的络合反应：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl；Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 说明：实验室检验Fe3+的特征检验法，溶液由黄色变成血红色；在平衡体系中加入固体氯化钾平衡不移动。血红色不变浅。ⅱ、与苯酚溶液的络合反应：FeCl3+6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3HCl；Fe3++6C6H5OH→H3[Fe(C6H5O)6]+3H+ 说明：苯酚遇到氯化铁溶液呈紫色，是苯酚的显色反应，用来鉴别苯酚。（3）亚铁离子的检验方法： ⅰ、加入强碱溶液产生灰白色沉淀，一会儿灰白色沉淀转变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中含Fe2+。ⅱ、加入硫氰化钾溶液，溶液不变色，再向溶液中通入氯气，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2+。（4）铁离子的检验方法： ⅰ、加入强碱溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含Fe3+ ⅱ、加入硫氰化钾溶液，溶液呈红色，说明溶液中含Fe3+。（5）FeCl3溶液作为检验试剂一次能鉴别的无色溶液有： ①KSCN（红色溶液）、②C6H5OH（紫色溶液）、③AgNO3（白色沉淀和黄色溶液）、④NaOH（红褐色沉淀）、⑤CCl4（溶液分层、上层有颜色）、⑥C6H6、（溶液分层、下层有颜色）⑦KI（溶液是浅绿色和褐色的混合色）、⑧KI淀粉溶液（溶液呈蓝色）、⑨K2S（浅绿色溶液中有淡黄色沉淀）、⑩CH3CH2OH（不反应溶液稀释成淡黄色）。 8、金属及其化合物小专题（1）分类专题： ①．含金属阳离子的物质分为金属单质、金属氧化物、金属过氧化物、金属超氧化物、金属氢氧化物、金属无氧酸盐、金属含氧酸盐。 ②．金属氧化物分为酸性氧化物（过渡元素的高价态氧化物Mn2O7、CrO3）、碱性氧化物（CaO、Na2O、Fe2O3、FeO）和两性氧化物（Al2O3、ZnO）。 ③．金属氢氧化物的分类：碱性氢氧化物[Fe(OH)3、Fe(OH)2、NaOH]和两性氢氧化物[Al(OH)3]。④．盐的分类： ⅰ、根据组成盐的阴阳离子分类： ※根据阳离子分为钾盐、钠盐、铵盐、铁盐、亚铁盐、镁盐、铝盐、铜盐、银盐等。 ※根据阴离子分为盐酸盐、次氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐 ⅱ、根据复杂程度分类 ※络盐：阳离子是络离子的盐：Fe(SCN)Cl2，阴离子是络离子的盐：Na3AlF6 ；※复盐：KAl(SO4)2 ?12H2O ；(NH4)2SO4 ?FeSO4 ?24H2O；KCl?MgCl2 ?6H2O ；※硅酸盐：铝硅酸盐：K2O ?Al2O3 ?6SiO2 ⅲ、根据化学键分类： ※含有共价键的盐：铵盐、含氧酸盐；※不含共价键的盐：氯化钠。ⅳ、根据溶解性分类 ※可溶于水的盐：所有的钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐、碳酸的酸式盐，绝大多数的硫酸盐、盐酸盐，少数的碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、亚硫酸盐。※不溶于水的盐：硫酸钡、硫酸铅、氯化银、氯化亚汞、碳酸钙、碳酸钡；※微溶于水的盐：碳酸镁、硫酸银、硫酸钙。ⅴ、溶于水后的盐溶液酸碱性分类 ※呈酸性的盐：强酸弱碱盐、中强酸的酸式盐（NaHSO3、NaH2PO4、NaHC2O4）、强酸的酸式盐(NaHSO4)； ※呈中性的盐：强酸强碱盐、某些弱酸弱碱盐（CH3COONH4）；※呈碱性的盐：强碱弱酸盐。ⅵ、溶于水后溶液是否有颜色 ※有颜色的盐溶液：MnO（紫色）、Fe3+（黄色）、Fe2+（浅绿色）、Cu2+（蓝色）、Cr2O（橙色）、CrO（黄色）、Cr3+（绿色）；※无颜色的溶液：Na+、K+、NH、Cl-、NO、SO。ⅶ、根据酸碱中和的程度分类 ※正盐：Na2CO3 ；※酸式盐： NaHCO3 ；※碱式盐： Cu2(OH)2CO3 ⅷ、根据阴离子的得失电子的能力分类 ※氧化性盐：高锰酸盐、重铬酸盐、次氯酸盐；※还原性盐：亚硫酸盐、硫化物、碘化物、ⅸ、根据阳离子的得失电子的能力分类 ※氧化性盐：银盐、铁盐、铜盐；※还原性盐：亚铁盐 x．根据热稳定性分类 ※热稳性盐：碳酸钠、氯化钠；※热不稳定性盐：铵盐、碳酸的酸式盐（2）用途专题 ①．金属单质的用途： ⅰ、钠单质的用途：利用钠元素的特征焰色（黄色）制高压钠灯，高压钠灯的透雾力强，可以做航标灯；利用钠单质的熔点低，钠钾合金常温下呈液态，做原子反应堆的导热剂；利用钠单质制备过氧化钠，利用钠单质还原熔融态的四氯化钛制备金属钛。 ⅱ、铝单质的用途：利用铝的良好导电性，做导线。利用铝块和铝粉的颜色都是银白色，铝粉制成银粉（白色涂料）。 ②．金属化合物的用途： ⅰ、过氧化钠做漂白剂，过氧化钠做水下作业、坑道下作业的供氧剂；氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠做食品添加剂；NaHCO3治疗胃酸过多症的一种药剂。氯化钠做为制备单质钠和氯气的原料，氯化钠做为制备氢氧化钠、氢气、氯气的原料。Na2CO3用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中；还可以用来制造其他钠的化合物。ⅱ、氧化铝的熔点高，做耐高温的材料：耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器。（3）明矾做净水剂。 ⅲ、氯化铁溶液的用途：氯化铁溶液可以止血，氯化铁溶液可以用来腐蚀电路板，饱和氯化铁溶液滴入沸水中可以制备氢氧化铁胶体，氯化铁溶液蒸干得到氢氧化铁，灼烧得到氧化铁。（3）外界条件（温度、浓度、物质的量）不同产物不同的化学反应归纳 ①．温度不同产物不同的化学方程式：4Na+O2=2Na2O ；2Na+O2 Na2O2 ②．浓度不同产物不同的化学方程式： Cu+4HNO4(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O；3Cu+8HNO4(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O； ③．物质的量不同产物不同的化学方程式： ⅰ、二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应： CO2 + NaOH = NaHCO3 ；CO2+2NaOH =Na2CO3 + H2O ⅱ、二氧化碳与澄清石灰水的反应： Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O；Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2↓ ⅲ、硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液的反应： Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4 ；Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O ⅳ、碳酸氢钠与澄清石灰水的反应： NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O；2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O ⅴ、碳酸氢钙溶液与氢氧化钠溶液的反应： Ca(HCO3)2+NaOH=CaCO3+NaHCO3+H2O；Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3+Na2CO3+2H2O ⅵ、明矾溶液与氢氧化钡溶液的反应 2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4 ；KAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2H2O+2BaSO4↓+KAlO2 ⅶ、硝酸银溶液与氨水的反应： AgNO3+NH3?H2O=AgOH↓(Ag2O)+NH4NO3 ； AgNO3+3NH3?H2O=Ag(NH3)2OH+NH4NO3+H2O ⅷ、硫酸铜溶液与氨水的反应： CuSO4+ 2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4 ；CuSO4+ 4NH3?H2O=Cu(NH3)4(OH)2↓+(NH4)2SO4+2H2O ⅸ、碳酸钠与盐酸的反应： Na2CO3 +HCl =NaHCO3+NaCl；Na2CO3 +2HCl=2NaCl + H2O+CO2↑ x、偏铝酸钠溶液与盐酸反应： NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3 ↓+NaCl；NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl +2H2O xi、铁和稀硝酸反应： Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O （4）、既能与HCl反应，又能与NaOH溶液反应的是：Al、Al2O3、Al(OH) 3、(NH4)2CO3、NaHCO3（弱酸的铵盐、多元弱酸的酸式盐）、氨基酸；有关化学方程式如下： ①．铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 ↑ ②．氧化铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O； Al2O3 +6HCl=2AlCl3+3H2O ③．氢氧化铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O ④．碳酸氢钠既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 NaHCO3+ NaOH= Na2CO3 + H2O；NaHCO3+ HCl = NaCl + H2O+CO2↑ ⑤．碳酸铵既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 (NH4)2CO3+ 2NaOH= Na2CO3 + 2NH3 ?H2O；(NH4)2CO3+2HCl =2NH4Cl + H2O+CO2↑ ⑥．-氨基乙酸既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 H2N-CH2COOH+ NaOH→H2N-CH2COONa+H2O ；HOOC-CH2NH2+HCl→HOOC-CH2NH3Cl（5）物质的检验 ①．Fe2+的检验： 方法一：取少量待测液于试管中，在试管中滴入可溶性碱溶液，先产生白色沉淀，过一会沉淀变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中有Fe2+。 方法二：取少量待测液于试管中，在试管中先滴入KSCN溶液，无现象，再滴入氯水，溶液马上变成血红色，说明溶液中有Fe2+。②．Fe3+的检验： 方法一：取少量待测液于试管中，在试管中滴入可溶性碱溶液，产生红褐色沉淀，说明溶液中有Fe3+。 方法二：取少量待测液于试管中，在试管中先滴入KSCN溶液，溶液马上变成血红色，说明溶液中有Fe3+。③．检验酒精中是否含水：需投入无水CuSO4（白色）检验，若变蓝，则含水。 ④．检验粗盐中含有少量钾盐的实验方法是焰色反应，现象是：显紫色（隔蓝色钴玻璃观察）。⑤．检验长期放置的FeSO4溶液已经变质实验方法是用KSCN溶液，现象是：显红色。（6）物质的鉴别 ①．互滴法鉴别无色试剂的实验组： ⅰ、碳酸钠溶液和盐酸；ⅱ、硫酸铝溶液和强碱；ⅲ、偏酸盐溶液和强酸 ②．FeCl3溶液作鉴别试剂一次能鉴别的无色溶液有： ⅰ、KSCN（红色溶液）、ⅱ、C6H5OH（紫色溶液）、ⅲ、AgNO3（白色沉淀和黄色溶液）、ⅳ、NaOH（红褐色沉淀）、ⅴ、CCl4（溶液分层、上层有颜色）、ⅵ、C6H6、（溶液分层、下层有颜色）ⅶ、KI（溶液是浅绿色和褐色的混合色）、ⅷ、KI淀粉溶液（溶液呈蓝色）、ⅸ、K2S（浅绿色溶液中有淡黄色沉淀）、x、CH3CH2OH（不反应溶液稀释成淡黄色）。 ③．Na2CO3溶液作鉴别试剂一次能鉴别的无色溶液有： ⅰ、酚酞试液（红色溶液）、ⅱ、HCl（有气泡产生）、ⅲ、CaCl2（白色沉淀）、ⅳ、Al2(SO4)3（白色沉淀和气泡产生）、ⅴ、CCl4（不等体积、CCl4多、溶液分层、界膜偏上）、ⅵ、C6H6、（不等体积、C6H6多、溶液分层、界膜偏下）。 ④．NaOH溶液作鉴别试剂一次能鉴别的无色溶液有： ⅰ、MgSO4溶液（白色沉淀）、ⅱ、Al2(SO4)3溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解，ⅲ、(NH4)2SO4溶液（有刺激性气味放出）ⅳ、BaCl2溶液（无现象）。（7）离子共存的判断 ①．与Fe3+不能共存的离子有：ⅰ、发生复分解反应的离子：OH-；ⅱ、发生络合反应的离子：SCN-；ⅲ、发生双水解反应的离子：CO32-、HCO3-、AlO2-；ⅳ、发生氧化还原反应的离子：S2-、I-。 ②．与Al3+不能共存的离子有：ⅰ、发生复分解反应的离子：OH-；ⅱ、发生双水解反应的离子：CO32-、HCO3-、S2-、AlO2-。③．与H+不能共存的离子有：ⅰ、发生复分解反应产生气体的离子：CO32-、HCO3-、（S2-、HS-、S2O32-）； ⅱ、发生复分解反应产生沉淀的离子：AlO2-、[SiO32-、C6H5O-（石炭酸根）]；ⅲ、发生复分解反应没有任何现象的离子： OH-、F-、ClO-、（PO43-、HPO42-、H2PO4-、CH3COO-、HC2O4-、C2O42-）。④．与OH-不能共存的离子有：ⅰ、发生复分解反应产生气体的离子：NH4+ ；ⅱ、发生复分解反应产生沉淀的离子：金属活动顺序表中镁以后的离子：Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+ ；ⅲ、发生复分解反应没有任何现象的离子： H+、HCO3-、（HS-、HSO3-、HPO42-、H2PO4-、HC2O4-）。⑤．与Ag+不能共存的离子有：发生复分解反应的离子：OH-、S2-、I-、Br-、Cl-、CO32-、SO ；（8）金属及其化合物的除杂归纳 ①．利用氧化还原反应原理除去杂质 ⅰ、除去氯化铁中的氯化亚铁：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ⅱ、除去氯化亚铁中的氯化铁：2FeCl3+Fe=3FeCl2 ⅲ、除去Fe粉中混有的Al粉：2Al+2H2O +2NaOH=2NaAlO2+3H2 ↑ 说明：利用纸板和磁铁也可以将Fe粉中混有的Al粉分离除去。②．利用溶液的酸碱性除去杂质 ⅰ、除去碳酸氢钠中的碳酸钠：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 ⅱ、除去碳酸钠中的碳酸氢钠：NaHCO3 +NaOH = Na2CO3 + H2O ③．利用热稳定性差除去杂质： ⅰ、除去碳酸钠中的碳酸氢钠：2NaHCO3 Na2CO3+CO2 ↑+H2O （9）工业冶炼金属的方法有：化学方法：（共性）化合态的金属元素得到电子被还原的过程。 ①．电解法：适用于活泼金属（K ~ Al）的冶炼，特点：氧化还原发生在分子内,电解的是熔融的活泼金属的盐酸盐或氧化物，例如电解熔融的氯化钠得到钠和氯气。 ②．热还原剂法：用还原剂碳、一氧化碳、铝粉、氢气等还原剂将金属氧化物还原的方法，该法使用于中等活泼金属（Fe~ Cu），特点：氧化还原发生在分子间；例如：氢气还原氧化铜，一氧化碳还原氧化铁，铝粉还原二氧化锰等，用金属钠制取金属钛。 ③．热分解法：适用于不活泼金属（Hg~Ag）的冶炼, 特点：氧化还原发生在分子内,该法是在加热分解金属氧化物或含氧酸盐的情况下,化合态的金属得电子被还原的方法。④．浮选法：适用于金属金。
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