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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
通电
④过滤:保留氢氧化铝
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
与酸的反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
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↑
钝化:在常温下,铝与浓***、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,不与浓***、浓硫酸进一步发生反应。
高温
铝热反应:
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(***氧化物)
氧化铝的用途
高硬度、熔点高,常用于制造耐火材料
氢氧化铝(***氢氧化物)
与酸的反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
与碱的反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
***化铝的制取:
***化铝与氨水反应AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3↓+NH4Cl3
***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
高温
高温
(2)还原(炼铁原理):Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
除SiO2:CaCO3===CaO+CO2↑,CaO+SiO2===CaSiO3
铜的冶炼方法
→电解精制;:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
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。
铁
△
铜
(1)与非金属反应
①铁生锈(铁在潮湿空气中被腐蚀生成Fe2O3)
点燃
②2Fe+3Cl2===2FeCl3
点燃
点燃
③2Fe+3Br2===2FeBr3还原性:Fe2+>Br
④3Fe+2O2===Fe3O4(2价Fe占,2价Fe占2/3)
Cu+O2===2CuO
点燃
Cu+Cl2===CuCl2
△
2Cu+S===Cu2S
①非强氧性的酸:Fe+2H+==Fe2++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):在一定条件下生成Cu(
(2)与酸反应
(浓H2SO4、浓HNO3用铁制容器盛装)
(Ⅲ)
Ⅱ)
(3)与盐溶液反应
(1)Fe+Cu2+==Fe2++Cu
(2)Fe+2Fe3+==3Fe2+
Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+(实验现象:铜粉溶解,溶液颜色发生变化。)
Fe2+与Fe3+的相互转化:
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。
Fe3++2OH-Fe(OH)3↓
Fe2+的检验(浅绿色)
实验:向FeCl2溶液加入NaOH溶液。
Fe2++2OH-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。
第三单元含硅矿物与信息材料
硅酸盐矿物、硅酸盐产品(传统材料)和信息材料的介绍
:
(1)硅酸盐的结构复杂,常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定,在自然界中稳定存在。
(2)氧化物形式书写的规律:
①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。
②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列,中间用“•”间隔。
③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。
:Na2SiO3易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,是建筑行业的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。
化学性质主要表现如下:
(1)水溶液呈碱性(用PH试纸测),通CO2有白色沉淀:Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓(白色胶状沉淀),离子方程式:SiO32-+CO2+H2O==CO32-+H2SiO3↓。
硅酸受热分解:H2SiO3H2O+SiO2,
原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸,酸性:H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。
(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀:
Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓,离子方程式:SiO32-+2H+==H2SiO3↓.
(3)硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O.
离子方程式:H2SiO3+2OH-==SiO32-+2H2O。
(传统材料)
主要原料
产品主要成分
普通玻璃
石英、纯碱、石灰石
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)
普通水泥
黏土、石灰石、少量石膏
2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3
陶瓷
黏土、石英沙
成分复杂主要是硅酸盐
制玻璃的主要反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑.
硅的制取
制粗硅:SiO2+2CSi+2CO
制纯硅:Si+2Cl2SiCl4(液态)
SiCl4+2H2Si+4HCl
硅的性质
(1)物理性质:晶体硅是灰黑色有金属光泽,硬而脆的固体;导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,熔沸点高,硬度大,难溶于溶剂。
(2)化学性质:常温只与单质***、氢***酸和强碱溶液反应。性质稳定。
Si+2F2==SiF4(气态),Si+4HF==SiF4+2H2,
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑,(Si+2NaOH+4H2O==Na2SiO3+2H2↑+3H2O.)
4e-
硅的用途
用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件;(2)制造太阳能;(3)制造合金,如含硅4%(质量分数)的钢导磁性好制造变压器的铁芯;含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。
二氧化硅的性质和用途
、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。
:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。
:常温下,性质稳定,只与单质***、氢***酸和强碱溶液反应。
SiO2+2F2==SiF4+O2,SiO2+4HF==SiF4+2H2O(雕刻玻璃的反应),
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O(实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因).
加热高温:SiO2+2CSi+2CO,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,SiO2+CaOCaSiO3.
:制石英玻璃,是光导纤维的主要原料;制钟表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生产;在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。