专题3 从矿物到基础材料 第一单元 从铝土矿到铝合金
铝的制取
①溶解:Al2O3+2NaOH === 2NaAlO2+H2O ②过滤:除去杂质
③酸化:NaAlO2+CO2+2H2O === Al(OH)3↓+NaHCO3 ④过滤:保留氢氧化铝
通电
⑤灼烧:2Al(OH)3 ======= 4Al+3O2↑
铝合金特点:1、密度小2、强度高3、塑性好4、制造工艺简单5、成本低6、抗腐蚀力强
铝的化学性质
(1) 与酸的反应:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ (2) 与碱的反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
第一步:2Al+6H2O= 2Al(OH)3+3H2↑
第二步:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
★ 总方程式: 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+ 4H2O +3H2↑
(3) 钝化:在常温下,铝与浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,
不与浓硝酸、浓硫酸进一步发生反应。
(4) 铝热反应:
高温
2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3
铝热剂:铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、FeO、Fe3O4、V2O5、Cr2O3、MnO2)组成的混合物。
氧化铝的化学性质(两性氧化物)
氧化铝的用途
高硬度、熔点高,常用于制造耐火材料
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氢氧化铝(两性氢氧化物)
(1) 与酸的反应:Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O (2) 与碱的反应:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O 氯化铝的制取:
氯化铝与氨水反应 AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3↓+NH4Cl3
氯化铝与氢氧化钠溶液反应 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl AlCl3+4NaOH=NaAlO2+2H2O+3NaCl
第二单元 铁、铜及其化合物的应用
常见的铁矿石和铜矿石
铁的冶炼方法
(1)制取CO:C+O2 === CO2,CO2+C ===CO
(2)还原(炼铁原理):Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
高温 高温
(3) 除SiO2:CaCO3===CaO+CO2↑,CaO+SiO2===CaSiO3
铜的冶炼方法
1.高温冶炼黄铜矿→电解精制;2.湿法炼铜:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu;3.生物炼铜
铁、铜的化学性质
铁的化学性质:铁是较活泼的金属(或中等活泼金属)表现为还原性。
(1)与非金属反应 (2)与酸反应 铁 ①铁生锈(铁在潮湿空气中被腐蚀生成Fe2O3) 点燃 ②2Fe+3Cl2 === 2FeCl3 点燃 ③2Fe+3Br2 === 2FeBr3 还原性:Fe2+>Br 铜 Cu +O2 === 2CuO 点燃 Cu + Cl2=== CuCl2 △ 2Cu + S === Cu2S △ ④3Fe+2O2 === Fe3O4(2价Fe占+点燃 1 ,2价Fe占2/3) 32+①非强氧性的酸:Fe + 2H == Fe + H2↑ ②强氧性的酸(浓H2SO4、HNO3): ①非强氧性的酸: 不反应 ②强氧性的酸(浓H2SO4、HNO3):在一定a.常温下钝化(浓H2SO4、浓HNO3用铁制容器盛装) 条件下生成Cu(Ⅱ) b.一定条件下反应生成Fe(Ⅲ) .
(3)与盐溶液反应 (1) Fe + Cu == Fe + Cu (2) Fe + 2Fe3+ == 3Fe Fe2+与Fe3+的相互转化:
2+2+2+Cu + 2Ag=2Ag + Cu Cu + 2Fe=2Fe + Cu(实验现象:铜粉溶解,溶液颜色发生变化。) 3+2+2++2+
Fe3+的检验
实验①:向FeCl3 溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液显血红色,
Fe3+3SCN
+
-
Fe(SCN)3
实验②:向FeCl3溶液加入NaOH溶液,有红褐色沉淀。
Fe+2OH
Fe的检验(浅绿色)
实验:向FeCl2溶液加入NaOH溶液。 Fe+2OH
2+
-
2+
3+
-
Fe(OH)3↓
Fe(OH)2↓(白色/浅绿色)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(红褐色)
Fe3+与Cu的反应
Fe3++Cu=Fe2++Cu2+(制作印刷电路板用)
金属腐蚀的种类
化学腐蚀:金属跟周围的物质之间发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
常用的防腐蚀的方法
①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。③电化学保护法。因为金属单质不能得电子,只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极——阴极,就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。
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