第十六讲氧化物与氢氧化物介绍
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第十六讲氧化物与氢氧化物介绍
如最常见的石英；有的是工业上提取特种金属和稀有金属
的主要矿物原料；有些矿物的晶体可直接为工业所利用， 如因硬度高而作仪表轴承或研磨材料的刚玉，以及因具压 电性而用于无线电工业的石英晶体—水晶。
4
（二）化学成分特点
阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和靠近惰
性气体型离子一边的过渡型离子(如Fe、Mn、Ti、Cr等), 及 少量铜型离子(如Cu、Sb、Bi、Sn等) 。此外，在少数氧化物 中还含有水分子。 本大类按阴离子可分为两类：氧化物类和氢氧化物类
；
本大类矿物成分中的类质同象替代现象比较广泛，在 成分复杂的铌钽氧化物中类质同象尤为发育，化学性质相近 的元素经常成组出现于同一矿物中。这一特点，对稀有、放 射性元素的综合利用具有重大意义。
5
• 氧化物矿物中类质同象代替广泛，阳离子的主 要类质同象如下：等价类质同象系列有：（1） Ca、Sr、Ba；（2）Mg、Fe、Mn；（3）Al、Cr、 V、Fe2+、Mn3+； （4）La、Ce、Y；（5）Zr、 Hf；（6）Ce、Th；（7）Th、U；（8）Mo、W， 其中，Mg、Fe、Mn；La、Ce；Nb、Ta可形成完 全类质同象。导价类质同象系列有：（1）Na+、 Ca2+、Y3+、Ce3+；（2）Li*、Al；（3）Fe2+、 Sc3+；（4）Ca、Ce3+；（5）Fe2+、Ti4+； （6）Fe3+、Ti4+；（7）Fe3+、Nb5+；（8） Ti4+、Nb5+；（9）Sn4+、Nb5+。 •
相联系，如一水软铝石，其中以三水铝
石Al(OH)3构造比较典型（如图）：
金属的氧化物和氢氧化物
③向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量
H++OH—=H2O
n[Al(OH)3]
Al3+ + 3OH—(少量) = Al(OH)3↓
Al(OH)3 + OH— = AlO2—+2H2O
n(NaOH)
④向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量
Mg2+ + 2OH— = Mg (OH)2↓ Al3+ + 3OH—(少量) = Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH— = AlO2—+2H2O
Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓
试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量
Al3+ + 3OH—(少量) = Al(OH)3↓ 3mol
Al(OH)3 + OH— = AlO2—+2H2O
1mol
n[Al(OH)3] 01234
n(NaOH)
Al(OH)3、 Mg(OH)2 Mg(OH)2
n(NaOH)
Al(OH)3 + 3H+ === Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- === AlO2- + 2H2O
Al(OH)3的制备：可溶性铝盐与弱碱反应
AlCl3 + 3NH3·H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl 。
②Al(OH)3加热能分解： 3）用2A途l(：OH)3＝Al2O3+3H2O
OH－ 适量
Al(OH)3
OH－ 过量
铝的氧化物与氢氧化物课件ppt
请将以上化学方程式改写成离子方程式
20
AlO2−+ H+ + H2O = Al(OH)3↓ AlO2− + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3− Al3+ + 3OH − = Al(OH)3↓ Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+
21
从铝土矿中提取铝的工艺流程
什么现象可说明氧化膜已除去？
5
请写出两支试管内发生反应的化学方程式 左侧试管
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 2H2↑
右侧试管 Al2O3 + 2NaOH —= 2N？aAlO2 + H2O
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
铝的氧化物与氢氧化物课件ppt
铝比铁活泼，铝在空气中为 什么不易腐蚀呢？
2
资料卡： 铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，是因
为它与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢 固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触， 从而防止铝被进一步氧化。
有哪些方法可以除去铝片表面的氧化膜？
3
Al2O3
金属氧化物
铝土矿 由氧化铝的水合物和少量的 氧化铁和二氧化硅杂质组成
8
9
从铝土矿中提取铝的工艺流程
NaOH溶液
过量CO2
冰晶石
溶解
酸化
熔融
过滤 铝土矿
NaAlO2溶液 过滤 Al(OH)3 灼烧
Al2O3
电解
Al
通电
2Al2O3
4Al+3O2↑
20
AlO2−+ H+ + H2O = Al(OH)3↓ AlO2− + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3− Al3+ + 3OH − = Al(OH)3↓ Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+
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从铝土矿中提取铝的工艺流程
什么现象可说明氧化膜已除去？
5
请写出两支试管内发生反应的化学方程式 左侧试管
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 2H2↑
右侧试管 Al2O3 + 2NaOH —= 2N？aAlO2 + H2O
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
铝的氧化物与氢氧化物课件ppt
铝比铁活泼，铝在空气中为 什么不易腐蚀呢？
2
资料卡： 铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，是因
为它与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢 固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触， 从而防止铝被进一步氧化。
有哪些方法可以除去铝片表面的氧化膜？
3
Al2O3
金属氧化物
铝土矿 由氧化铝的水合物和少量的 氧化铁和二氧化硅杂质组成
8
9
从铝土矿中提取铝的工艺流程
NaOH溶液
过量CO2
冰晶石
溶解
酸化
熔融
过滤 铝土矿
NaAlO2溶液 过滤 Al(OH)3 灼烧
Al2O3
电解
Al
通电
2Al2O3
4Al+3O2↑
个论--氧化物和氢氧化物类
刚玉常产于超基性岩内的伟晶岩中、接触交代变质岩 和高铝低硅的变质岩中，并常见于冲积砂矿中。
鉴定特征：晶形，晶面条纹，高硬度、无解理。 用途：可作为研磨材料及制造精密仪器的轴承，颜色世界著名产地有俄罗斯的乌拉尔山脉、南非的德 兰士瓦、加拿大的安大略、土耳其的士麦那、希腊的纳克 索斯。
宝石级的砂矿刚玉主要产于缅甸、斯里兰卡、泰国、坦 桑尼亚、美国蒙大拿州。
结晶学与矿物学 矿物个论－氧化物和氢氧化物 矿物加工工程专业
集合体形态多样,单晶体常呈片状、鳞 片状；菱面体和板状；隐晶质及非晶质呈 粒状、鲕状、肾状、土状、致密块状等。 物理性质：显晶质呈铁黑至钢灰色；隐 晶质呈暗红色，条痕樱红色，金属光泽至 半金属光泽，摩氏硬度为5--6，无解理， 比重5.0-5.3。 呈铁黑色金属光泽的片状赤铁矿集合 体称为镜铁矿；呈灰色、金属光泽的鳞片 化学成分：Fe2O3， 状赤铁矿集合体称为云母赤铁矿；呈红褐 晶体属三方晶系,与等 色、光泽暗淡的称为赭石；呈鲕状或肾状 轴晶系的磁铁矿呈同 的赤铁矿称为鲕状或肾状赤铁矿。 质多象。 成因产状：多数赤铁矿矿床是变质成因 的，也有一些是热液形成的，或大型水盆 地中风化和胶体沉淀形成的。
在光学性质方面，阳离子类型起着明显的控制作用：由 Mg、Al、Si等惰性气体型离子组成的氧化物和氢氧化物， 通常都呈无色或浅色，透明至半透明，以玻璃光泽为主。 由一些过渡型离子如Fe、Mn、Cr、Ti等组成的氧化物， 则常是深色或暗色，半透明至不透明。半金属光泽，含铁 的矿物常具磁性。 氧化物的熔点高、溶解度低，硬度大，其硬度大都在 5.5以上,其物理化学性质较稳定。
结晶学与矿物学 矿物个论－氧化物和氢氧化物 矿物加工工程专业
工业价值：由Si、Al、Mg等阳离子组成的矿物，在适 宜的地质条件下，常形成重要的非金属矿产；由Fe、Mn 、 Cr、V、Nb等阳离子组成的矿物，常构成重要的金属矿产。
《氧化物和氢氧化物》说课稿讲解
《氧化物和氢氧化物》说课稿尊敬的各位*****：你们好！我今天说的课题是氧化物和氢氧化物，下面我从以下四个方面说这堂课的设计：一、教材分析（一）本课内容在中学化学中的地位和作用本课内容选自人教版高中化学必修1的第三章第二节的前两个内容，本单元是高中化学的教学重点之一,因为涉及到高中化学的两性氧化物的知识。
通过本课内容的学习，不仅可以加深对铝以及铁等元素化学性质的理解，而且还会让学生体会体会化学物质和化学反应的多样性。
同时，本课内容中晶体形式的氧化铝是红蓝宝石的主要成分，无定形态的氧化铝又是冶炼铝的原料，与我们的生活、生产联系非常紧密，是一类存在和用途都十分广泛的物质。
因此，本课内容是整个第三章的重点之一,起到承上启下的重要作用。
（二）教学目标1、知识与技能目标（1）使学生知道氧化铝和氢氧化铝以及氢氧化铁的性质，了解它们在生产生活中的重要应用。
（2）了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物,但是氧化铁和氢氧化铁却不是两性氧化物和两性氢氧化物。
2、过程与方法目标（1）通过探究活动进一步了解探究性学习的一般过程和方法。
（2）学习运用联想、类比等方法学习新知识。
培养学生观察、分析、推理、实验操作能力，学会合作学习。
（3）帮助学生运用所学知识解释生产和生活中的化学现象。
3、情感态度与价值观目标（1）体验科学探究的艰辛和获得成功的喜悦，初步形成辨证唯物主义的科学观。
（2）通过体会化学在生产和生活中的重要用途，培养学生对化学学科的兴趣，激发学生热爱科学的情感。
（三）教学重点与难点1、教学重点：铁与铝氢氧化物的性质.2、教学难点：氢氧化亚铁的制法，氢氧化铝的两性，有关化学方程式的书写. （四）一.学情分析高一的学生，有了一定的自学能力和表达能力，在心理上都有探索创新的欲望；学生在前面学习了氧化还原反应、离子反应、物质的分类,以及金属的化学性质，具备了一定的金属性质以及物质的分类的知识，并且在本书的第一章中学习了研究物质的实验方法，对实验的领悟和操作都有一定基础。
氧化物和氢氧化物
化学组成：
阳离子主要是惰性气体型离子（如Si4+、Al3+ 等）和过渡型离子（如Fe3+、Mn2+、Ti4+、 Cr3+等）； 阴离子为O2-和OH-
晶体化学特征：
氧化物类：以离子键为主，同时具共价键性；当阳 离子配位数为4和6时，可看成是O2-作紧密堆积， 阳离子充填在其八面体和四面体空隙中而构成。 氢氧化物类：由OH-或O2-和OH-共同形成紧密堆积， 在后一种情况下O2-和OH-通常呈互层分布。晶体 结构主要为层状或链状。在氢氧化物中除离子键外， 还存在氢键。由于氢键的存在，以及OH-的电价较 O2-为低，导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此， 与相应的氧化物比较，其相对密度和硬度都趋于减 小。
物理性质：
性质 硬度 解理 相对密度 光学性质 氧化物 高，5.5以上 中等或不完全 变化较大（阳离子有关） 氢氧化物 降低 完全至极完全 减小
随阳离子类型的不同而变化。惰性气体型 的矿物呈浅色或无色，半透明至透明，玻 璃光泽；过渡型离子矿物呈深色或暗色， 不透明至微透明，半金属光泽，磁性增强
航 空 航 天 领 域
日常生活应用
记 忆 弹 簧 记 忆 照 明 灯
眼 镜 架
临 床 医 疗 领 域
汽车尾气 传感器水 晶源自紫 晶烟 晶蔷 薇 石 英
黄 水 晶
乳 石 英
优异的光学性能 电学性能极佳 热稳定性能好
良好的耐酸性能
根据结构中A、B组阳离子分布的不同，尖晶石型结构可进 一步划分为3种类型： 1、正尖晶石型：A[B2]X4表示，即单位晶胞中8个A组2价阳 离子占据四面体位置，16个B组3价阳离子占据八面体位置， 如铬铁矿Fe[Cr2]O4; 2、反尖晶石型：B[AB]X4表示，即单位晶胞中1/2的B组3价 阳离子（8个）占据四面体空隙，剩余的1/2组3价阳离子（8 个）和全部的A组2价阳离子（8个）共同占据八面体位置， 如磁铁矿Fe3+[Fe3+Fe2+]O4 3、混合型：A1-xBx[AxB2-x]X4表示，如镁铁矿等。
阳离子主要是惰性气体型离子（如Si4+、Al3+ 等）和过渡型离子（如Fe3+、Mn2+、Ti4+、 Cr3+等）； 阴离子为O2-和OH-
晶体化学特征：
氧化物类：以离子键为主，同时具共价键性；当阳 离子配位数为4和6时，可看成是O2-作紧密堆积， 阳离子充填在其八面体和四面体空隙中而构成。 氢氧化物类：由OH-或O2-和OH-共同形成紧密堆积， 在后一种情况下O2-和OH-通常呈互层分布。晶体 结构主要为层状或链状。在氢氧化物中除离子键外， 还存在氢键。由于氢键的存在，以及OH-的电价较 O2-为低，导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此， 与相应的氧化物比较，其相对密度和硬度都趋于减 小。
物理性质：
性质 硬度 解理 相对密度 光学性质 氧化物 高，5.5以上 中等或不完全 变化较大（阳离子有关） 氢氧化物 降低 完全至极完全 减小
随阳离子类型的不同而变化。惰性气体型 的矿物呈浅色或无色，半透明至透明，玻 璃光泽；过渡型离子矿物呈深色或暗色， 不透明至微透明，半金属光泽，磁性增强
航 空 航 天 领 域
日常生活应用
记 忆 弹 簧 记 忆 照 明 灯
眼 镜 架
临 床 医 疗 领 域
汽车尾气 传感器水 晶源自紫 晶烟 晶蔷 薇 石 英
黄 水 晶
乳 石 英
优异的光学性能 电学性能极佳 热稳定性能好
良好的耐酸性能
根据结构中A、B组阳离子分布的不同，尖晶石型结构可进 一步划分为3种类型： 1、正尖晶石型：A[B2]X4表示，即单位晶胞中8个A组2价阳 离子占据四面体位置，16个B组3价阳离子占据八面体位置， 如铬铁矿Fe[Cr2]O4; 2、反尖晶石型：B[AB]X4表示，即单位晶胞中1/2的B组3价 阳离子（8个）占据四面体空隙，剩余的1/2组3价阳离子（8 个）和全部的A组2价阳离子（8个）共同占据八面体位置， 如磁铁矿Fe3+[Fe3+Fe2+]O4 3、混合型：A1-xBx[AxB2-x]X4表示，如镁铁矿等。
矿物鉴定：氧化物及氢氧化物矿物大类
氢氧化物中类质同像替代少见，而吸附作用 使其化学组成复杂化。
二、晶体化学
1．氧化物
O2-常作立方或六方最紧密堆积，阳离子充填四面 体或八面体空隙。键性以离子键为主，由于阳离子具不 同程度的极化性质，有些向共价键过渡（如刚玉、石 英）；有些则向金属键过渡（如磁铁矿、软锰矿）。
2．氢氧化物
(OH)- 或 (OH)- 和 O2- 共同 形成紧密堆积，后者中 (OH)-与O2-通常成互层分布。多数矿物为层状结构，层 内为离子键，层间以分子键或氢键联结； 部分矿物为 链状结构，链内为离子键， 沿链的方向联结力较强， 链间为氢键。
刚玉（红、蓝宝石） 桶状、板状
棕褐色、红色、蓝色
无 无（有裂开） 9
赤铁矿(云母、鲕状、肾状） 片状、鲕状、肾状、块状 钢灰色、砖红色 樱红色 无 小于小刀
刚玉
红宝石、蓝宝石
镜铁矿
赤铁矿
2．金红石族
特征
金红石
锡石
软锰矿
形态
四方晶系、柱状 四方晶系、柱状 四方晶系、针状 （标形特征） （标形特征） 常呈肾状、块状
第十三章
氧化物和氢氧化物大类
第一节 概 述
• 氧化物：是指金属阳离子与O2-结合而形成 的化合物。
• 氢氧化物：则是指金属阳离子与(OH)-相结 合而形成的化合物。
• 本大类矿物目前已发现有300种以上，其中 氧化物200种以上，氢氧化物80种左右。
• 本类矿物占地壳总重量的17%左右，其中 石英族矿物占了12.6%，而铁的氧化物和氢 氧化物占3.9%。
五、成因产状
• 氧化物：成因广泛，可形成于包括内生、表生和 变质作用过程中；少数矿物是单成因的（如铬铁 矿、钛铁矿），只产于超基性、基性岩中。而Cu、 Sb、Bi等元素的氧化物(赤铜矿Cu2O、锑华 Sb2O3、铋华Bi2O3等)，则是硫化物矿床氧化带 的次生矿物，它们是这些元素的硫化物在表生条
二、晶体化学
1．氧化物
O2-常作立方或六方最紧密堆积，阳离子充填四面 体或八面体空隙。键性以离子键为主，由于阳离子具不 同程度的极化性质，有些向共价键过渡（如刚玉、石 英）；有些则向金属键过渡（如磁铁矿、软锰矿）。
2．氢氧化物
(OH)- 或 (OH)- 和 O2- 共同 形成紧密堆积，后者中 (OH)-与O2-通常成互层分布。多数矿物为层状结构，层 内为离子键，层间以分子键或氢键联结； 部分矿物为 链状结构，链内为离子键， 沿链的方向联结力较强， 链间为氢键。
刚玉（红、蓝宝石） 桶状、板状
棕褐色、红色、蓝色
无 无（有裂开） 9
赤铁矿(云母、鲕状、肾状） 片状、鲕状、肾状、块状 钢灰色、砖红色 樱红色 无 小于小刀
刚玉
红宝石、蓝宝石
镜铁矿
赤铁矿
2．金红石族
特征
金红石
锡石
软锰矿
形态
四方晶系、柱状 四方晶系、柱状 四方晶系、针状 （标形特征） （标形特征） 常呈肾状、块状
第十三章
氧化物和氢氧化物大类
第一节 概 述
• 氧化物：是指金属阳离子与O2-结合而形成 的化合物。
• 氢氧化物：则是指金属阳离子与(OH)-相结 合而形成的化合物。
• 本大类矿物目前已发现有300种以上，其中 氧化物200种以上，氢氧化物80种左右。
• 本类矿物占地壳总重量的17%左右，其中 石英族矿物占了12.6%，而铁的氧化物和氢 氧化物占3.9%。
五、成因产状
• 氧化物：成因广泛，可形成于包括内生、表生和 变质作用过程中；少数矿物是单成因的（如铬铁 矿、钛铁矿），只产于超基性、基性岩中。而Cu、 Sb、Bi等元素的氧化物(赤铜矿Cu2O、锑华 Sb2O3、铋华Bi2O3等)，则是硫化物矿床氧化带 的次生矿物，它们是这些元素的硫化物在表生条
氧化物氢氧化物
高中化学常考的知识点30、氧化物（1）Al2O3的性质：氧化铝是一种白色难溶物，其熔点很高，可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。
Al2O3是两性氧化物：既能与强酸反应，又能与强碱反应：Al2O3+ 6HCl ＝2AlCl3 + 3H2O （Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O ）Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O（Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O）（2）铁的氧化物的性质：FeO、Fe2O3都为碱性氧化物，能与强酸反应生成盐和水。
FeO＋2HCl =FeCl2+H2OFe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O31、氢氧化物（1）氢氧化铝Al(OH)3①Al(OH)3是两性氢氧化物，在常温下它既能与强酸，又能与强碱反应：Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O（Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O）Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O（Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O）②Al(OH)3受热易分解成Al2O3：2Al(OH)3＝＝Al2O3＋3H2O（规律：不溶性碱受热均会分解）③Al(OH)3的制备：实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3Al2(SO4)3＋6NH3·H2O＝ 2 Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4（Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋）因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水。
（2）铁的氢氧化物：氢氧化亚铁Fe(OH)2（白色）和氢氧化铁Fe(OH)3（红褐色）①都能与酸反应生成盐和水：Fe(OH)2＋2HCl＝FeCl2＋2H2O（Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O）Fe（OH）3+3HCl=FeCl3+3H2O（Fe(OH)3 + 3H＋= Fe3＋+ 3H2O）②Fe(OH)2可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)34Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3（现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色）③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3＝＝Fe2O3＋3H2O（3）氢氧化钠NaOH：俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮解，有强腐蚀性，具有碱的通性。
铝的氧化物与氢氧化物ppt课件
26
• 铝的历史
德国的沃勒于1827年发现铝 法国的德维尔于1854年制得铝
一定条件
3K + AlCl3
3KCl + Al
1886年，美国霍尔和法国埃 鲁用电解法冶炼得到铝
2Al2O3
电解 4Al + 3O2
27
材料：铝的再生－“新 世纪材料的亮点”
• 再生铝又称二次铝，是目前废物界 最有价值的材料。现在世界每年从废 铝回收的铝量约为400万吨，相当于 每年铝产量的25％左右。与以铝土矿 为起点相比，生产1吨再生铝合金能 耗仅为新铝的2.6%，并节省10.5吨水， 少用固体材料11吨，比电解铝时少排 28
3
2
2
20
三.Al(OH)3的应用：
1 .在医学上的应用 ------中和胃酸
胃舒平
21
2 .净水
Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力， 它能凝结水中的悬浮物并使之沉降， 从而达到净水的目的。
由于铝在体内积累对人体健康有害， 因此目前用于饮用水净化的含铝净 水剂正逐步被含铁净水剂所取代。
22
从铝土矿中提取铝
冰晶石（Na3AlF6）做助熔剂， 大大降低了Al2O3 的熔点。
5
为什么不采用电解熔融的AlCl3？
氯化铝的熔点是190℃，沸点是180℃.
升华
AlCl3是由分子构成的
6
铝土矿 Al2O3(Fe2O3)
？铝
7
铝土矿
电解 氧化铝
铝
8
从铝土矿制备铝的工艺流程
Al2O3 Fe2O3
过量 NaOH 溶液
过滤①
Al
Fe2O3固体
NaAlO2
NaOH 溶液
过量co2 过滤②
• 铝的历史
德国的沃勒于1827年发现铝 法国的德维尔于1854年制得铝
一定条件
3K + AlCl3
3KCl + Al
1886年，美国霍尔和法国埃 鲁用电解法冶炼得到铝
2Al2O3
电解 4Al + 3O2
27
材料：铝的再生－“新 世纪材料的亮点”
• 再生铝又称二次铝，是目前废物界 最有价值的材料。现在世界每年从废 铝回收的铝量约为400万吨，相当于 每年铝产量的25％左右。与以铝土矿 为起点相比，生产1吨再生铝合金能 耗仅为新铝的2.6%，并节省10.5吨水， 少用固体材料11吨，比电解铝时少排 28
3
2
2
20
三.Al(OH)3的应用：
1 .在医学上的应用 ------中和胃酸
胃舒平
21
2 .净水
Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力， 它能凝结水中的悬浮物并使之沉降， 从而达到净水的目的。
由于铝在体内积累对人体健康有害， 因此目前用于饮用水净化的含铝净 水剂正逐步被含铁净水剂所取代。
22
从铝土矿中提取铝
冰晶石（Na3AlF6）做助熔剂， 大大降低了Al2O3 的熔点。
5
为什么不采用电解熔融的AlCl3？
氯化铝的熔点是190℃，沸点是180℃.
升华
AlCl3是由分子构成的
6
铝土矿 Al2O3(Fe2O3)
？铝
7
铝土矿
电解 氧化铝
铝
8
从铝土矿制备铝的工艺流程
Al2O3 Fe2O3
过量 NaOH 溶液
过滤①
Al
Fe2O3固体
NaAlO2
NaOH 溶液
过量co2 过滤②
个论--氧化物和氢氧化物类.
工艺矿物学Ⅰ
矿物个论－氧化物和氢氧化物
矿物加工工程专业
氧化物和氢氧化物矿物有200多种，占地壳总重量的17% 左右，其中石英族矿物占12.6%，铁的氧化物和氢氧化物 占3.9%,其次是Al Mn Ti Cr的氧化物或氢氧化物。 氧化物和氢氧化物矿物大多形成于氧化电位(Eh)较高 的条件下，因此，变价元素Fe、Mn等在这类矿物中一般都 以高价状态出现。
矿物加工工程专业
工艺矿物学Ⅰ
矿物个论－氧化物和氢氧化物
矿物加工工程专业
工艺矿物学Ⅰ
矿物个论－氧化物和氢氧化物
矿物加工工程专业
小知识之一：
蓝宝石的化学成分 为三氧化二铝 （Al2O3），因含微量 元素钛（Ti4+）或铁 （Fe2+）而呈蓝色。在 一定的条件下，可以 产生美丽的六射星光， 被称为“星光蓝宝 石”。
工艺矿物学Ⅰ 矿物个论－氧化物和氢氧化物 矿物加工工程专业
刚玉集合体呈粒状或致密块状。玻璃光泽至金刚光 泽，透明到不透明，无解理，摩氏硬度9，比重 3.95—4.10，密度随着Cr2O3的含量的增加而增加，
熔点可达到2050℃。
工艺矿物学Ⅰ
矿物个论－氧化物和氢氧化物
矿物加工工程专业
成因产状：
工艺矿物学Ⅰ 矿物个论－氧化物和氢氧化物 矿物加工工程专业
工业价值：由Si、Al、Mg等阳离子组成的矿物，在适 宜的地质条件下，常形成重要的非金属矿产；由Fe、Mn 、 Cr、V、Nb等阳离子组成的矿物，常构成重要的金属矿产。
分类
属于本大类的矿物，按其成分中的阴离子种类可分为：
第一类：氧化物，阴离子为O2-，如石英、赤铁矿等。 第二类：氢氧化物，阴离子为OH-，如三水铝石、针 铁矿等。
第十六讲氧化物与氢氧化物介绍
第十六讲氧化物与氢氧化物介绍第十六课，我们将学习氧化物和氢氧化物。
氧化物和氢氧化物是一类重要的无机化合物，广泛存在于我们的日常生活中。
它们在化学反应、工业生产和环境保护等方面发挥着重要的作用。
首先，我们来介绍氧化物。
氧化物是由氧元素和其他元素形成的化合物。
它们的化学式通常为Ox，其中x为其他元素的价态。
氧化物是广泛存在于自然界中的，包括空气中的氧化物、地壳中的氧化物和生物体中的氧化物等。
氧化物的种类非常多样，常见的有氧化铁、氧化铝、氧化镁、氧化钙等。
氧化物在化学反应中起着重要的作用。
它们可以作为氧化剂或还原剂参与化学反应。
例如，氧化铁和碳反应可以得到金属铁：Fe2O3+3C→2Fe+3CO这是我们常见的还原反应，氧化铁作为氧化剂，将碳还原为CO。
同时，氧化物还可以与酸反应生成盐和水。
这是一类常见的酸碱反应，也是中学化学中经常学到的反应类型。
例如，氧化铝与硫酸反应可以得到硫酸铝：Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O氧化物的化学性质和结构有着密切的关系。
常见的氧化物结构有两种类型，即离子晶体和分子晶体。
离子晶体中，氧化物由阴阳离子组成，具有高熔点和硬度。
分子晶体中，氧化物由共价键连接形成分子，具有较低的熔点和硬度。
接下来，我们来介绍氢氧化物。
氢氧化物是由氢元素和氧元素形成的化合物。
它们的化学式通常为MOH，其中M为金属元素。
氢氧化物在水溶液中存在，成为碱。
常见的氢氧化物有氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铵等。
氢氧化物在化学反应中也起着重要的作用。
它们可以与酸反应生成盐和水。
例如，氢氧化钠与硝酸反应可以得到硝酸钠和水：NaOH+HNO3→NaNO3+H2O氢氧化物也可以与酸反应生成盐和水。
NaOH+HCl→NaCl+H2O氢氧化物的酸碱性质与其溶解度有关。
溶解度大的氢氧化物对应的溶液呈碱性，溶解度小的氢氧化物对应的溶液呈弱碱性。
除了在化学反应中的应用，氢氧化物还可以作为一种酸碱指示剂。
通过它们的酸碱指示性质，可以判断溶液的酸碱性。
氧化物及其氢氧化物大类
红黑-黑 金刚 1组完全 4-5 高温热液（条痕暗
红色）
石英 柱、块 无色、白 玻璃 蛋白石 块 白 玻璃
无 无
7
各种
低温热液、沉积
块、纤 一组极 水镁石 白、淡绿 玻璃 完全 维状 铝土矿 土、块 黑、褐红 玻璃
灰白、灰
2.5 1-3
中低温热液 外生
完全
刚玉(corundum) -Al2O3
石英 (quartz) SiO2
A在八面体空隙——反尖晶石结构。
光晶石型结构
AB2O4 氧呈立方最紧 密堆积，阳离 子充填在四面 体空隙和八面 体空隙中。
属于同一族 的矿物有：磁 铁矿、铬铁矿 等。
2、刚玉型结构
氧作六方紧密堆积，阳离子充填于1/3的八面体空隙。 属于该族的矿物还有：赤铁矿、钛铁矿等。
3、金红石型结构
钛位于氧所构成的八面体中，钛氧八面体沿C轴共棱 连结形成八面体链，链间八面体共顶角连结。 属于该族的矿物还有：锡石、软锰矿、黑铅矿等
四、成因和产状
氧化物矿物广泛形成于内生、外生和变质作用中 对于变价元素来说，其低价（如Fe2+, Cr3+, Mn2+等）氧 化物多是在内生作用(主要是热液作用、岩浆作用、其次 是伟晶作用)下产生的；而高价（如Mn4+, W6+, Sb5+等） 氧化物则多是在表生作用（如岩石或矿床的风化壳）中 产生的 不变价元素的氧化物则往往有多种成因。由于这些矿物 形成时所要求的温度、压力都比较高，因而多在岩浆、 伟晶、热液或变质作用中产生；又因其物理化学性质较 稳定，故又能保存于砂矿中
（1）粗粒晶体（粒）异种
水晶 紫水晶 无色透明的晶体 蓝紫、浅蓝、浅 红、浅紫的蓝紫色调
铝的氧化物和氢氧化物公开课课件
铝的氧化物在光催化领域的应用
铝的氧化物具有优秀的光催化性能，能够有效分解有机污染物，为环境保护和清洁能源 的开发提供了新的解决方案。
铝的氢氧化物的新发展
铝的氢氧化物在药物载体方面的应用
随着药物传递技术的发展，铝的氢氧化物因其独特的性质，如生物相容性好、可降解等，在药物载体领域展现出 巨大的潜力。
铝的氢氧化物在污水处理方面的应用
铝的氧化物在化学反应中可以作 为氧化剂或还原剂，为科研人员 提供了丰富的反应条件和可能性 。
铝的氢氧化物在科研中的价值
01
02
03
04
铝的氢氧化物是Βιβλιοθήκη 类重要的工 业原料，可用于制备各种铝盐
、催化剂等。
铝的氢氧化物在化学反应中具 有良好的反应活性和选择性， 使其在科研中具有重要价值。
铝的氢氧化物在环保领域中可 用于水处理、废气处理等，具
通过联合研究，可以发现新的应用领 域和潜在的应用前景，为铝的氧化物 和氢氧化物的应用提供更加广阔的空 间。
Part
05
未来展望：铝的氧化物和氢氧 化物的新发展
铝的氧化物的新发展
铝的氧化物在新型陶瓷材料中的应用
随着科技的发展，铝的氧化物在陶瓷材料中的应用越来越广泛，其在高温、耐磨、绝缘 等领域表现出优异的性能，为新型陶瓷材料的研发提供了新的可能性。
铝的氢氧化物能够有效地吸附和去除水中的有害物质，为污水处理技术的发展提供了新的方向。
铝的氧化物和氢氧化物的联合新发展
要点一
铝的氧化物和氢氧化物的复合材 料
通过将铝的氧化物和氢氧化物结合，制备出具有优异性能 的复合材料，如高强度、高韧性、耐高温等，为新材料领 域的发展提供了新的思路。
要点二
铝的氧化物和氢氧化物在能源存 储和转换方面的应用
铝的氧化物具有优秀的光催化性能，能够有效分解有机污染物，为环境保护和清洁能源 的开发提供了新的解决方案。
铝的氢氧化物的新发展
铝的氢氧化物在药物载体方面的应用
随着药物传递技术的发展，铝的氢氧化物因其独特的性质，如生物相容性好、可降解等，在药物载体领域展现出 巨大的潜力。
铝的氢氧化物在污水处理方面的应用
铝的氧化物在化学反应中可以作 为氧化剂或还原剂，为科研人员 提供了丰富的反应条件和可能性 。
铝的氢氧化物在科研中的价值
01
02
03
04
铝的氢氧化物是Βιβλιοθήκη 类重要的工 业原料，可用于制备各种铝盐
、催化剂等。
铝的氢氧化物在化学反应中具 有良好的反应活性和选择性， 使其在科研中具有重要价值。
铝的氢氧化物在环保领域中可 用于水处理、废气处理等，具
通过联合研究，可以发现新的应用领 域和潜在的应用前景，为铝的氧化物 和氢氧化物的应用提供更加广阔的空 间。
Part
05
未来展望：铝的氧化物和氢氧 化物的新发展
铝的氧化物的新发展
铝的氧化物在新型陶瓷材料中的应用
随着科技的发展，铝的氧化物在陶瓷材料中的应用越来越广泛，其在高温、耐磨、绝缘 等领域表现出优异的性能，为新型陶瓷材料的研发提供了新的可能性。
铝的氢氧化物能够有效地吸附和去除水中的有害物质，为污水处理技术的发展提供了新的方向。
铝的氧化物和氢氧化物的联合新发展
要点一
铝的氧化物和氢氧化物的复合材 料
通过将铝的氧化物和氢氧化物结合，制备出具有优异性能 的复合材料，如高强度、高韧性、耐高温等，为新材料领 域的发展提供了新的思路。
要点二
铝的氧化物和氢氧化物在能源存 储和转换方面的应用
铝的氧化物和氢氧化物鞠.ppt
NaAlO2溶液
不产生沉淀和沉淀生成 至最大量消耗NaAlO2 溶液体积比 == 1:3
AlO2- +4H+ ＝Al 3+ + 2H2O
3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)3↓
NaOH溶液
V（毫升）
沉淀（克）
A
MgCl2、AlCl3 溶液
NaOH溶液
产生沉淀和溶解沉淀 消耗NaOH溶液 体积比== 5:1
酸式电离 碱式电离
H++AlO2- +H2O Al(OH)3 Al3++3OH-
1.复盐: 由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。 思考：复盐是纯净物还是混和物？ 硫酸铝钾的电离: KAl(SO4)2 ＝ K+＋ Al3+ ＋ 2SO42-
四、氢氧化铝的制法
3.偏铝酸盐和铝盐(可溶)相混
Al3++3NH3.H2O ==Al(OH)3↓+3NH4+
五、有关反应的离子方程式和图象
Al3++3OH- ＝Al(OH)3↓
Al3++4OH- ＝ AlO2- +2H2O
AlO2- +H+ +H2O ＝Al(OH)3 ↓
AlO2- +4H+ ＝Al 3+ + 2H2O
2. AlO2- 通入CO2气体
NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3 AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-
3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl 3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)3↓
不产生沉淀和沉淀生成 至最大量消耗NaAlO2 溶液体积比 == 1:3
AlO2- +4H+ ＝Al 3+ + 2H2O
3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)3↓
NaOH溶液
V（毫升）
沉淀（克）
A
MgCl2、AlCl3 溶液
NaOH溶液
产生沉淀和溶解沉淀 消耗NaOH溶液 体积比== 5:1
酸式电离 碱式电离
H++AlO2- +H2O Al(OH)3 Al3++3OH-
1.复盐: 由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。 思考：复盐是纯净物还是混和物？ 硫酸铝钾的电离: KAl(SO4)2 ＝ K+＋ Al3+ ＋ 2SO42-
四、氢氧化铝的制法
3.偏铝酸盐和铝盐(可溶)相混
Al3++3NH3.H2O ==Al(OH)3↓+3NH4+
五、有关反应的离子方程式和图象
Al3++3OH- ＝Al(OH)3↓
Al3++4OH- ＝ AlO2- +2H2O
AlO2- +H+ +H2O ＝Al(OH)3 ↓
AlO2- +4H+ ＝Al 3+ + 2H2O
2. AlO2- 通入CO2气体
NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3 AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-
3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl 3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)3↓
铝的氧化物和氢氧化物课件
铝的氢氧化物的实验操作与注意事项
• 将反应后的混合物进行过滤，得到氢氧化铝沉淀物。
铝的氢氧化物的实验操作与注意事项
注意事项
在加入氢氧化钠溶液时，要缓慢加入，并不断搅拌，以 免发生剧烈反应导致溅出。
实验过程中要戴好防护眼镜和实验服，以防飞溅的溶液 伤及眼睛和皮肤。
在过滤过程中，应将滤纸紧贴漏斗内壁，以免滤液浑浊。
铝的氧化物和氢氧化物课件
• 铝的氧化物 • 铝的氢氧化物 • 铝的氧化物和氢氧化物之间的关系 • 铝的氧化物和氢氧化物在工业上的应用 • 实验操作与注意事项
01
铝的氧化物
铝的氧化物的性质
01
02
03
稳定性
铝的氧化物具有较高的稳 定性，不易与其他物质发 生反应。
物理性质
铝的氧化物具有致密的表 面，具有良好的绝缘性能 和耐腐蚀性。
铝的氧化物具有较高的稳定性，不易与水反应，但在酸性环境下可以与酸反应生成 相应的铝盐。
氢氧化物则具有较高的反应性，可以与酸、碱等物质发生中和反应，也可以与某些 盐发生复分解反应。
04
铝的氧化物和氢氧化物在工业上的应用
铝的氧化物在工业上的应用
催化剂载体
氧化铝具有较大的比表面积和良好的热稳定性， 常用作催化剂载体，如汽车尾气处理催化剂。
污水处理
氢氧化铝可用于污水处理，去除 水中的重金属离子和有害物质。
制药领域
氢氧化铝在制药领域中可用作药 物成分，如胃药中的主要成分。
03
铝的氧化物和氢氧化物之间的关系
化学结构上的关系
铝的氧化物和氢氧化物在化学结 构上存在一定的关联。
铝的氧化物是由铝原子与氧原子 结合形成的，而氢氧化物则是由 铝原子与氢氧根离子结合形成的。
第十章 第三大类：氧化物和氢氧化物
3．矿物形态：氧化物常形成完好的晶形，也常见致密块状、粒状、 或其他集合体状。 4．矿物的性质：当阳离子为惰性气体离子时，则为离子键晶体， 多表现为无色或浅色，透明或半透明，以玻璃光泽为主；当阳离子 为过渡性离子或铜型离子，则矿自色加深，为半透明至不透明，金 刚光泽、半金属光泽至金属光泽。 硬度一般大于5.5，即大于小刀。密度变化大，但化学性质稳定， 熔点高。
二．主要矿物介绍
1 ．铝土矿：是一种以铝的氢氧化物为矿物主的、含水的氧化铁、 含水量水的的铝硅酸盐（如高岭土）、赤铁矿、蛋白石等到矿物所 胶结，称之为铝土矿。其中，最主要的矿物为铝的含水矿物 ——硬 水铝石、一水铝石、三水铝石。
2．褐铁矿：是指以含水的氧化铁为主的矿物、铝的氢氧化物、泥 质混凝土合物、同时还需含有铜、铅、镍、钴、金等到的颗粒很 小的混合物。这些细小矿物颗粒难于区分，故统称褐铁矿。铁帽 即主要是由褐铁矿组成。这些含水的氧化铁矿物主要有针铁矿、 水落石出针铁矿、纤铁矿、水纤铁矿等。 3．硬锰矿（与软锰矿之区别）：
二．主要矿物介绍
1．刚玉：主要成分是三氧化二铝，主要混入物有铬、钛、铁、锰、 钒、硅、镓等。它们或以类质同象或机械混入物形式存在于刚玉之 中。 三方晶系，D3d。氧作六方最紧密堆积，堆积层垂直C轴，铝充填 于氧形成的2/3的八面体空隙中。 2．赤铁矿 3．金红石 4．石英 5．尖晶石：化学元素式为AB2O4，其中A 为二价的镁 、铁、锰、 镍、锌、钴、铜等，而B主要为三价或少量的四价的铝、铬、铁、 钒 、钛等，A和B的类质同象非常普遍，造成矿物成分复杂化。
第二类 氢氧化物
一．前言
1 ．化学成分；阴离子为要为（ OH ）和 O ；阳离了为镁 、铁、锰、 铝、以及少量的钙；成分中有时还有少量的中性水分子。由于氢氧 化物的吸附作用使用权化学成分变得复杂。 2 ．晶体化学特征：由于氢氧根的离子半径远大于其阳离子，固可 以把氢氧化物的晶体结构看成以氢氧根为最紧密堆栈积，其他阳离 子充填于空隙中。 3 ．矿物形态：多为三方、六方、斜方、单斜晶系，晶体呈板状、 细小鳞片状、或针状等到，更多是呈为细分散胶态混合物。 4．矿物的性质
铝的氧化物与氢氧化物
2．(2011·长沙高一检测)实验室中，要使AlCl3溶液中的 Al3+全部沉淀出来，适宜用的试剂是( )
A．NaOH溶液 C．氨水
B．Ba(OH)2溶液 D．盐酸
【解析】选C。NaOH溶液、Ba(OH)2溶液以及氨水均可 以与溶液中的Al3+反应生成Al(OH)3，但NaOH溶液、 Ba(OH)2溶液过量时，均可将Al(OH)3溶解；而氨水与 Al(OH)3不反应；盐酸与Al3+也不反应，故选C。
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断 出B、C，其他物质的推断就很容易了。化合物既能与盐酸 反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为 B △ C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推断出 D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰 色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。相应的化 学反应方程式也不难写出。
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(推荐)高中化学课件：铝的氧化物和氢氧化物
5
氧化铝(Al2O3)
2、化学性质
（1）与酸反应 Al2O3+6HCl = 2AlCl3+3H2O
（2）与碱反应 Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O
我们把Al2O3这样既能与酸反应又能与碱反应 生成盐和水的氧化物称为两性氧化物
6
氢氧化铝(Al(OH)3)
思考：如何用AlCl3制备Al(OH)3 ？
16
17
的铝片分别投入 来有气泡。
到两个试管中。
4
探究活动
现象
结论（用化学方程式表 示）
实验2：在试管 中加入1 mL 3mol·L-1 的 NaOH溶液，将 未打磨的铝片投 入到试管中。
铝片一开 始没有气 泡，后来 有气泡。
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2 +H2O
2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑
白色胶状 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+ 沉淀溶解。 3H2O
10
氢氧化铝(Al(OH)3)
思考：Al(OH)3是否也像Al2O3既能与酸反 应又能与碱反应呢？
11
探究活动
现象 结论（用化学方程式表 示）
实验5：向实验3 的另一支试管中 逐滴加入3mol·L-1 的NaOH溶液，边 滴加边振荡。
AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
强碱
弱碱
实验室中常用AlCl3和氨水反应制备Al(OH)3
7
探究活动
实验3：往三支 试管中分别注入 1mL1mol·L-1 的 氯化铝溶液，逐 滴加入3mol·L-1 的氨水至过量， 边滴加边振荡。
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10
对于氢氧化物类，由于阴离子主要为OH和O，此外还
常含中性水分子，因而它的键力比氧要弱得多，而OH-离子
比O2-更大，使OH-相邻阳离子的距离增大，从而使本类中 较多的矿物具有氢键和氢氧键，结构中质点堆积的紧密程度 下降，主要形成层状和链状结构。层状结构的构造是由两层 OH-或O2-离子，中间夹一层阳离子形成 比较牢固的所谓“三叠层”层内属离子键， 而三重层间则以微弱的分子键相联系， 如氢氧镁石Mg(OH)2，或以较弱的氢键
矿物呈现一定的颜色，金属光泽，条痕黑色或深彩色，不透明；
由于Ti4+的电子层结构属惰性气体型离子，因而其性质更加靠近 惰性气体型离子，因而其氧化物TiO2（金红石）的键性明显地向共价
键过渡，矿物具红褐色调，金刚光泽，条痕浅黄褐色，半透明；
对于铜型离子，如Sn4+，它具有较强的极化力，且与O-2的电负 性差值在1以上，离子电位也较高，因此，SnO2以离子键为主，具有
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（三）晶体化学特征及其与物性的关系
阳离子，特别是惰性气体型离子的电负性很低，因而两者的差值 较大，一般在2左右，且O2-的变形性不大，所以具惰性气体型阳离子 的氧化物以离子键为主，形成具离子晶格特征的玻璃光泽、透明、条 痕白色或无色的矿物，如Al2O3和SiO2；但若阳离子的离子电位很高 时，化学键则又可具有向共价键过渡的性质； 对于过渡型离子，特别是Fe和Mn，由于具有一定的极化能力和相 当的金属性以及呈色能力，决定了其与O-2结合的键性以金属键为主，
相联系，如一水软铝石，其中以三水铝
石Al(OH)3构造比较典型（如图）：
11
这些晶体化学特征决定了该类矿物的形态多为片状或针状，力学性质上
表现为硬度和比重明显降低，硬度均小于小4，比重一般小于4，理解普遍发
如最常见的石英；有的是工业上提取特种金属和稀有金属
的主要矿物原料；有些矿物的晶体可直接为工业所利用， 如因硬度高而作仪表轴承或研磨材料的刚玉，以及因具压 电性而用于无线电工业的石英晶体—水晶。
4
（二）化学成分特点
阳离子主要是惰性气体型离子(如Si、Al等)和靠近惰
性气体型离子一边的过渡型离子(如Fe、Mn、Ti、Cr等), 及 少量铜型离子(如Cu、Sb、Bi、Sn等) 。此外，在少数氧化物 中还含有水分子。 本大类按阴离子可分为两类：氧化物类和氢氧化物类
；
本大类矿物成分中的类质同象替代现象比较广泛，在 成分复杂的铌钽氧化物中类质同象尤为发育，化学性质相近 的元素经常成组出现于同一矿物中。这一特点，对稀有、放 射性元素的综合利用具有重大意义。
5
• 氧化物矿物中类质同象代替广泛，阳离子的主 要类质同象如下：等价类质同象系列有：（1） Ca、Sr、Ba；（2）Mg、Fe、Mn；（3）Al、Cr、 V、Fe2+、Mn3+； （4）La、Ce、Y；（5）Zr、 Hf；（6）Ce、Th；（7）Th、U；（8）Mo、W， 其中，Mg、Fe、Mn；La、Ce；Nb、Ta可形成完 全类质同象。导价类质同象系列有：（1）Na+、 Ca2+、Y3+、Ce3+；（2）Li*、Al；（3）Fe2+、 Sc3+；（4）Ca、Ce3+；（5）Fe2+、Ti4+； （6）Fe3+、Ti4+；（7）Fe3+、Nb5+；（8） Ti4+、Nb5+；（9）Sn4+、Nb5+。 •
地 球 科 学 学 院 地 质 学 系
（石英晶簇）
1
第四部分 矿物学各论
• • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 自然元素大类 硫化物及其类似化合物大类 氧化物和氢氧化物大类 含氧盐大类 卤化物大类
/AtoZ/IndexB.shtml 矿物学数据库 中国地质大学晶星晶体结构网 美国矿物学会主页 2
向共价键过渡的性质；
8
由于O-2的半径（1.32A）远大于和它相结合的阳离子
，因此绝大多数氧化物的晶体构造是O2-作等大球体最紧密 堆积(立方或六方)，阳离子则位于O2-形成的八面体或四面 体空隙中，配位数分别为6和4，因此构造都比较紧密；其 次，多数氧化物，尤其是惰性气体型阳离子氧化物离子电
位都比较高，各向联结力都很强。因此，氧化物类矿物的
6
O2-和(OH)-离子不仅半径较大，其电负性与其它阴离子 相比也是较大的(3.5)，而阳离子的电负性与其它阳 离子相比又是较低的，半径也是较小的； O2-和 (OH)-离子的变形性并不大，而阴阳离子间的电负性 差值和半径差值多数是较大的，少数矿物的差值较 小，这些因素直接影响矿物的物性。 • 在氧化物类中，可根据阳离子种类的多少分为 简单氧化物和复杂氧化物。只有一种金属阳离子， 则为简单氧化物；若含有两种及以上则为复杂氧化 物，如磁铁矿和铬铁矿（不包含类质同象，两种阳 离子，各自占据数在4以上， 解理也普遍不发育
9
阳离子的配位数
• 配位数为4的有：Be、Mg、Fe2+、Mn2+、 Ni2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+； • 配 位 数 为 6 的 有 ： Mg2+ 、 Fe2+ 、 Mn2+ 、 Ni2+、Al、Fe3+、Cr3+、V3+、Ti4+、Zr4+、 SB4+、Ta5+、Nb5+； • 配位数为8的有：Zr4+、Th4+、U4+ • 配 位 数 为 12 的 有 ： Ca2+ 、 Na+ 、 Y3+ 、 Ce3+、La3+
第十六讲 矿物学各论
三、氧化物和氢氧化物大类
概述 化学成分特点 晶体化学和物性特征及其 相互关系 成因产状特点 氧化物类 氢氧化物类
3
（一）概述
氧化物和氢氧化物矿物是一系列金属阳离子与 O2- 或 OH- 相结合的化合物。这类矿物的种数约在 200 种左右。 它们占地壳总重量的 17% 左右，其中石英族矿物就占了 12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占了3.9%。 由于氧是地壳中分布量最多的元素，因而与氧直接有 关的氧化物和氢氧化物，特别是石英、磁铁矿、钛铁矿等 氧化物在地壳中广泛产出。它们中有些是主要造岩矿物，