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2019-2020年高中化學 專題三《從礦物到基礎材料》知識點匯總 蘇教版必修1 一、從鋁土礦到鋁合金 鋁在大自然以穩(wěn)定的 化合 態(tài)存在。 1、從鋁土礦中提取鋁 ⑴鋁元素在地殼中含量僅次于 氧 、 硅 ，是地殼中含量最多的金屬元素。 ⑵工業(yè)提取鋁涉及的主要反應有 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 、 NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3 、 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 、 2Al2O34Al+3O2↑ ⑶由于氧化鋁的熔點很高，在電解時人們往往會加入 冰晶石 來降低氧化鋁的熔點。 2、鋁的性質(zhì) ⑴鋁在空氣中能表現(xiàn)出良好的抗蝕性是由于 鋁的表面有致密的氧化保護膜 。 ⑵鋁是一種既可以與酸反應又可以與堿反應的金屬。（分別寫出化學方程式） 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 、 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ⑶在 常溫 下，鋁（或者鐵）遇 濃H2SO4、 濃HNO3 時會在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生 鈍化 。 ⑷鋁熱反應： 2Al+Fe2O3AlCl3+2Fe ，常用于 焊接鐵軌 3、氫氧化鋁兩性（兩性氫氧化物） (1)與鹽酸反應 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 、 (2)與氫氧化鈉反應 Al(OH)3+NaOH＝Na[Al(OH)4] ⑶ 明礬的凈水原理： KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- 注意的是:①AlCl3中逐滴加入NaOH溶液，反應時可看作是經(jīng)過兩步反應： 第一步：Al3++3OH—═Al(OH)3↓ 第二步：Al(OH)3＋OH—═AlO2—+2H2O 生成沉淀的量隨加入NaOH溶液的體積變化曲線如右圖: ②在NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸，也是分兩步進行的，先生成Al(OH)3沉淀，鹽酸過量時沉淀消失。反應：NaAlO2+HCl(少)+H2O=Al(OH)3+NaCl、Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 小結：“鋁三角”鋁鹽和偏鋁酸鹽的相互轉(zhuǎn)化： 反應：①Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O ②AlO2-+ 4H+ = Al3+ + 2H2O ③Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O ④AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ⑤Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ⑥Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 二、鐵、銅的獲取及應用 1、從自然界中獲取鐵和銅 ⑴人類最早使用的的金屬有 鐵 、 銅 兩種。人類經(jīng)歷了青銅器時代和鐵器時代。 ⑵鐵、銅的存在： 人類最早利用的單質(zhì)鐵和單質(zhì)銅直接來自于自然界。鐵單質(zhì)只存在于從天而降的 隕石 中，而銅則來自于自然存在的少量單質(zhì)銅。鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)形式存在。常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是 Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是 Fe2O3 ）；常見的銅礦石有黃銅礦、孔雀石。 （3）高爐煉鐵： ①原料： 鐵礦石 、 焦炭 、 空氣 、 石灰石 ②設備： 煉鐵高爐 ③原理： 用還原劑將鐵從其化合物中還原出來 主要反應：①還原劑的形成 C+O2CO2 、 CO2+C2CO ②還原鐵礦石yCO+FexOyxFe+yCO2 ③爐渣的形成 CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3 ④石灰石的作用是： 除去鐵礦石中的爐渣 ， 反應為 CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3 要求理解：一氧化碳的形成、高爐中各進出口的流經(jīng)的物質(zhì)（祥細見教材P70圖3-11） ⑤在高爐中最終得到是含碳 2%—4.5% 的 生鐵 ；鋼的含碳量為 0.03%—0.2% 。因此從這層含義上講生鐵和鋼都是鐵的合金。 （4）銅的冶煉：①火法煉銅②濕法煉銅：其原理是_CuSO4+Fe=FeSO4+Cu _③生物煉銅 2、鐵、銅及其化合物的應用 ⑴鐵、銅物理性質(zhì)比較： 不同點：鐵——銀白色，質(zhì)軟，易被磁化 ； 銅——紫紅色，導電性比鐵好 ⑵鐵、銅化學性質(zhì)： 鐵 銅 與非金屬單質(zhì) 與Cl2 2Fe + 3Cl22FeCl3 Cu+ Cl2 CuCl2 與硫 Fe + SFeS 2Cu +S Cu2S 與酸 與HCl Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ 不反應 離子方程式4 Fe+2H+ = Fe2+ + H2↑ 不反應 與金屬的鹽溶液 CuSO4+Fe=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+Ag 與濃硫酸、硝酸 在常溫下遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化 在加熱條件下可與濃硫酸反應(P95）常溫下可與硝酸反應（P101） 鐵和銅在一定條件下可以與某些非金屬、酸和鹽溶液等發(fā)生反應，鐵、銅在反應中充當還原劑。鐵、銅與氧化性較弱的氧化劑（如S 、I2）反應轉(zhuǎn)化為 +2 價鐵的化合物，而與氧化性較強的氧化劑（如 氯氣、氧氣 等）反應轉(zhuǎn)化為 +3 價鐵的化合物。 ⑶Fe3+的檢驗：加入 KSCN 溶液，現(xiàn)象：溶液呈血紅色 ，方程式 Fe3+ + 3SCN－=Fe(SCN)3 ⑷由Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ 2Fe2++Cl2=3Fe3++2Cl- ⑸由Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+ Fe+2Fe3+=3Fe2+ ⑹Fe+H2O(g)Fe3O4+4H2↑ 小結：“鐵三角” Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化 請寫出相應的離子方程式： ①Fe+2H+=Fe3++H2↑ ②FeO+CO=Fe+CO2 ③Fe+2Fe3+=3Fe2+ ④2Fe2++Cl2=3Fe3++2Cl- ⑤2Fe+3Cl22FeCl3 ⑥Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe- 3、Fe2+、Fe3+的檢驗 ⑴Fe2+的檢驗 ① 滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，隨后沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后為紅褐色。 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓（白色） 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（紅褐色） ② 先滴加KSCN無色溶液，無明顯現(xiàn)象，再加入新制氯水，溶液立即變紅色。 2Fe3++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 ⑵Fe3+的檢驗 ① 滴加KSCN無色溶液，溶液變血紅色。 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 ② 滴加NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀。 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ （紅褐色） ⑶Fe2+、Fe3+的鑒別 ①觀察法：Fe2+鹽溶液呈 淺綠 ，F(xiàn)e3+鹽溶液呈 黃 ②KSCN法：滴入KSCN無色溶液，溶液呈 血紅色 者是Fe3+溶液， 無明顯變化 者是Fe2+溶液 ③堿液法：分別加入堿液（氨水也可）， 形成沉淀是紅褐色 是Fe3+， 形成白色沉淀，后變灰褐色，最后變?yōu)榧t褐色 是Fe2+溶液 ①在配制含F(xiàn)e2+的溶液時，常常向溶液中加入少量的 鐵粉 ，目的是 使被氧化成Fe3+ 的與Fe反應還原成Fe2+ 應 ②為除去廢水中的Fe2+，常先將廢水中的 Fe2+氧化成Fe3+ ，再調(diào)節(jié)溶液的 PH值 Fe3+轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)2 析出。 用 ③在制作印刷電路板的過程中常利用銅與氯化鐵溶液的反應，方程式為 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ④鐵及銅的化合物的應用：見教材的P74相關內(nèi)容