从矿物到基础材料.doc

专题3 从矿物到基础材料从铝土矿到铝合金【学习目标】1.了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。2.了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物3、知道铝的物理性质和化学性质【教学重点难点】Al2O3的两性、Al的化学性质【主干知识】一、从铝土矿中提取铝1. 元素是地壳中含量最多的金属元素，约占地壳总量的 。2.铝土矿的主要成分为 ，还有少量的 、 等杂质。3.从铝土矿制备铝的工艺流程 过量NaOH溶液（方案）铝土矿 铝书写化学方程式 4.由于氧化铝较稳定，而铝单质的性质又较活泼，因此，工业上采用 方法冶炼铝，反应方程式为 。冰晶石在冶炼中所起的作用 ，其成分是 二、铝的性质1、铝的物理性质铝是一种较软_色的轻金属固体，密度为2.70 g/cm3 , 熔点660.4。2、铝的化学性质 铝的原子结构示意图为_，最外层电子数是_，易_铝是较活泼的金属元素。1、与非金属的反应常温下，在空气中铝的表面能形成致密的氧化膜而失去金属光泽，由于氧化膜能阻止金属继续氧化，所以铝具有抗腐蚀性。Al O2 Al Cl2 2、与水反应（用砂纸擦亮去掉铝表面的氧化膜） Al H2O（沸）3、与酸反应a、与非氧化性酸（如盐酸）反应Al H b、与氧化性酸反应浓 稀HNO3 铝被冷的浓H2SO4或浓HNO3所钝化。因此常用铝桶装运浓H2SO4、浓HNO3。4、铝与强碱溶液的反应 Al NaOH H2O该反应的离子方程式是 。5、与某些氧化剂反应（铝热反应）Al Fe2O3 铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等） 应用：野外焊接、冶炼难熔金属写出V2O5、MnO2分别与Al发生铝热反应的化学方程式： _ _【课堂练习1】常温下，铝与下列酸溶液作用产生H2的是（ ）A浓硫酸 B稀硫酸C浓硝酸 D稀硝酸【课堂练习2】两份质量相同的铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为 （ ）A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、1：4【变式】向两份物质的量浓度和体积都相同的盐酸和NaOH溶液中加入过量的铝，产生氢气的体积比为 （ ）A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、1：4【课堂练习3】由短周期元素组成的三种单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示转化关系，甲是典型的两性氧化物，也是工业上制取A的主要原料。通过量CO2 通过量NH3 C乙NaOH溶液A+B 甲NaOH溶液HCl溶液乙丁H2O丙请回答：（1）写出下列物质的化学式： 单质C 、化合物甲 ；（2）写出A的两种用途： 、 ；（3）写出A与氧化铁反应的化学方程式： 。【达标提高】一选择题：1、用于飞机制造业的重要材料的是（ ）AMg-Al合金 BCu-Sn合金 CAl-Si合金 D不锈钢2、1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用.铝在下列应用时应加以控制的是（ ）制铝合金 制电线 制炊具 银色漆颜料 明矾净水 明矾与苏打制食品膨松剂 易拉罐 用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片 包装糖果和小食品A.B.C.D.3、将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1molL-1的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是（ ）A、123 B、632 C、311 D、1114、从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是（ ）A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝5、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（ ）A3:1 B2:1 C1:1 D1:36、将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠7、把Al和Fe3O4粉配成铝热剂，分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量的盐酸充分反应，后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成气体的物质的量之比为（ ）A13 B98 C34 D438、在硫酸铝、硫酸钾和明矾KAl(SO4)212H2O的混合溶液中，SO42的浓度为0.4mol/L，当加入等体积0.4mol/L KOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解。则反应后溶液中K+的浓度约为A0.225mol/L B0.25mol/L C0.45mol/L D0.9mol/L二填空题：9、除去铁粉中混有的少量铝粉应用的化学试剂是_ 氧化铁中混有的少量氧化铝应用的化学试剂是_ 氧化硅中混有的少量氧化铝应用的化学试剂是_ ABC高温D盐酸E过量NaOH溶液FNaOH溶液盐酸GNaOH溶液H空气中I（红褐色固体）B加热盐酸J10、下图中AJ均为中学化学中常见的物质，它们之间有如下转化关系。其中A、D为金属单质。（反应过程中生成的水及其他产物已略去）请回答以下问题：（1）B是_，H是_。（填化学式）（2）写出J与D反应转化为G的离子方程式_。（3）A在常温下也可与NaOH溶液反应生成F，写出此反应的化学方程式 _。三计算题：11、将46克钠和27克铝放入足量的水中，在标准状况下放出氢气多少升？专题三：第二单元 铁、铜的获取及性质【学习目标】1 了解铁、铜在自然界的主要存在形式和铁、铜的冶炼方法。了解铁、铜的物理性质，掌握铁、铜的化学性质2 掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质；掌握Fe2+与Fe3+的相互转化3 了解金属腐蚀的利弊，了解化学腐蚀和电化学腐蚀的原理4 了解防止金属腐蚀的一般方法【主干知识】1 铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以 的形式存在。常见的有磁铁矿 、赤铁矿 ，常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石 等。2 铁的冶炼：工业上铁的冶炼是在 中进行的。原料有 、 、 和 等。在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是 ，产生还原剂的化学方程式 、 。由于矿石中有杂质，需除去，所加造渣剂为 ，反应方程式为 。用这种方法炼出的铁是含碳2%4.5%的 ，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。3 铜的冶炼：工业上用高温冶炼黄铜矿得到铜。次冶炼得到的铜，其含量达到99.5%99.7%。通过 法精炼铜，同等含量可以达到99.95%99.98%。4 铁、铜的物理性质： 铁是 色金属，可以被磁铁吸引。而铜是 色金属 。铁和铜都有良好的 性和 性。铁和铜的密度 ，熔沸点 。5 铁、铜的化学性质：1.与非金属单质的反应（如与O2、Cl2、S等反应）2.与酸的反应3与盐溶液的反应 Fe+CuSO4_Cu+AgNO3_6 铁的氧化物的性质比较：化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态铁的价态水溶性稳定性与酸的反应共性7Fe2+与Fe3+的检验物质Fe2+Fe3+溶液颜色化学性质检验观察法碱法SCN-法8金属的腐蚀（1）金属的腐蚀是指 ，发生化学反应被侵蚀损耗的过程，在金属腐蚀的过程中金属 电子而被 。金属的腐蚀有 和 两大类。金属腐蚀的实质是 。（2）金属跟周围的物质接触 而引起的腐蚀叫 。如 、 。（3）钢铁不是纯净的铁。通常含有少量的 等杂质。在 的空气中，钢铁的表面形成了一层 溶液的薄膜，金属接触电解质溶液后，较活泼的铁 而被氧化成 ，溶液中的 则在碳上 被还原成 。 Fe2+ （或Fe(OH)2）被空气氧化成 （或 ），随着溶液pH 值的增大，溶液中的 与 结合生成 ，最后生成 。把上述情况下钢铁发生的腐蚀称为 。整个过程中的化学方程式为： 。（4）钢铁的防护主要有三种方法： 、 和 。 在钢铁表面镶嵌比铁 的金属如锌，也能起到防止钢铁腐蚀的作用。其原理是利用锌的 性比铁强，更 失去电子而被腐蚀，从而使钢铁得到保护。【精彩例题】1下列物质中，不能由Fe跟非金属单质直接化合而成的是 （ ）A Fe3O4 B CuS C FeCl3 D FeCl22. 常温下，不能用铁制容器存放的物质是 （ ）A 浓H2SO4 B 浓氨水 C CuSO4溶液 D KOH溶液 3下列关于铁的叙述中错误的是 （） A 纯净的铁是光亮的银白色金属 B 铁能被磁体吸引C 铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D 常温下，铁与浓HNO3不反应4下列各组离子在水溶液中能大量共存的是 （ ）A、Fe3+、Fe2+、Cl-、OH- B、Fe2+、H+、Na+、NO3-C、H+、Fe2+、SO42-、Cl- D、Fe3+、NO3-、K+、Cl-5下列事实不能用电化学原理解释的是 （ ）A 铝片不需要特殊的保护方法 B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌 D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀【巩固练习】一选择题（每题有1个答案）1下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是 ( )A. 铁粉与盐酸 B. 铁屑与稀硫酸C. 铁粉与硫酸铜溶液 D. 铁钉浸入水中2在Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中，具有相同的 ( ) A. 质子数 B. 最外层电子数 C. 核外电子数 D. 电荷数3在化学反应：3Fe4H2O Fe3O43H2中，H2O作 ( )A. 还原剂B. 氧化剂C. 催化剂D. 溶剂4下列物质中，不属于合金的是 （ ）A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银5下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是 ( )A. FeS2B. FeOC. Fe2O3D. Fe3O46为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用 （ ）A烧碱溶液 B浓氨水 C镁粉 D铁粉7将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是 （ ）A.FeSB.Fe2O3C.FeCl3D.Fe2(SO4)38埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是 （ ）A在含铁元素较多的酸性土壤中B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中D在含有碳粒较多，潮湿透气的土壤中9.下列事实不能用电化学腐蚀知识解释的是 （ ）A轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌快B铝片不用特殊方法保存C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后反应速率加快D镀锌铁比镀锡铁更耐用二填空题10两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。 （1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知： 2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。 检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时。t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。图1 图2在0t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了_；t1t2时间段，反应生成的气体是_。t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液