苏教版必修一专题3 从矿物到基础材料综合与测试学案

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专题3《从矿物到基础材料》知识汇总一、从铝土矿到铝合金铝在大自然以稳定的   化合 态存在。1、从铝土矿中提取铝⑴铝元素在地壳中含量仅次于   氧 、  硅  ，是地壳中含量最多的金属元素。⑵工业提取铝涉及的主要反应有  2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 、  NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3   、   2Al(OH)3Al2O3+3H2O   、  2Al2O34Al+3O2↑  ⑶由于氧化铝的熔点很高，在电解时人们往往会加入  冰晶石  来降低氧化铝的熔点。2、铝的性质⑴铝在空气中能表现出良好的抗蚀性是由于  铝的表面有致密的氧化保护膜   。⑵铝是一种既可以与酸反应又可以与碱反应的金属。（分别写出化学方程式）   2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑    、   2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑   ⑶在 常温 下，铝（或者铁）遇 浓H2SO4、 浓HNO3 时会在表面生成致密的氧化膜而发生 钝化 。⑷铝热反应： 2Al+Fe2O3AlCl3+2Fe ，常用于 焊接铁轨 3、氢氧化铝两性（两性氢氧化物）(1)与盐酸反应  Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O   、(2)与氢氧化钠反应  Al(OH)3+NaOH＝Na[Al(OH)4]   ⑶ 明矾的净水原理：  KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-  注意的是:①AlCl3中逐滴加入NaOH溶液，反应时可看作是经过两步反应：第一步：Al3++3OH—═Al(OH)3↓     第二步：Al(OH)3＋OH—═AlO2—+2H2O生成沉淀的量随加入NaOH溶液的体积变化曲线如右图:②在NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，也是分两步进行的，先生成Al(OH)3沉淀，盐酸过量时沉淀消失。反应：NaAlO2+HCl(少)+H2O=Al(OH)3+NaCl、Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 小结：“铝三角”铝盐和偏铝酸盐的相互转化：反应：①Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O ②AlO2-+ 4H+ = Al3+ + 2H2O③Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O ④AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3⑤Al3+ + 3OH- = Al(OH)3⑥Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 二、铁、铜的获取及应用1、从自然界中获取铁和铜⑴人类最早使用的的金属有 铁 、 铜 两种。人类经历了青铜器时代和铁器时代。⑵铁、铜的存在：人类最早利用的单质铁和单质铜直接来自于自然界。铁单质只存在于从天而降的 陨石 中，而铜则来自于自然存在的少量单质铜。铁和铜在自然界中主要以化合态形式存在。常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3 ）；常见的铜矿石有黄铜矿、孔雀石。（3）高炉炼铁：①原料： 铁矿石 、 焦炭 、 空气 、 石灰石 ②设备： 炼铁高炉 ③原理：  用还原剂将铁从其化合物中还原出来  主要反应：①还原剂的形成 C+O2CO2 、 CO2+C2CO ②还原铁矿石yCO+FexOyxFe+yCO2 ③炉渣的形成  CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3 ④石灰石的作用是： 除去铁矿石中的炉渣 ，反应为 CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3 要求理解：一氧化碳的形成、高炉中各进出口的流经的物质（祥细见教材P70图3-11）⑤在高炉中最终得到是含碳 2%—4.5% 的 生铁 ；钢的含碳量为 0.03%—0.2% 。因此从这层含义上讲生铁和钢都是铁的合金。（4）铜的冶炼：①火法炼铜②湿法炼铜：其原理是_CuSO4+Fe=FeSO4+Cu _③生物炼铜2、铁、铜及其化合物的应用⑴铁、铜物理性质比较：不同点：铁——银白色，质软，易被磁化 ； 铜——紫红色，导电性比铁好⑵铁、铜化学性质： 铁铜与非金属单质与Cl22Fe + 3Cl22FeCl3Cu+ Cl2 CuCl2与硫Fe + SFeS2Cu +S Cu2S与酸与HClFe+2HCl＝FeCl2+H2↑不反应离子方程式4Fe+2H+ = Fe2+ + H2↑不反应与金属的盐溶液CuSO4+Fe=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+Ag与浓硫酸、硝酸在常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化在加热条件下可与浓硫酸反应(P95）常温下可与硝酸反应（P101）铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液等发生反应，铁、铜在反应中充当还原剂。铁、铜与氧化性较弱的氧化剂（如S 、I2）反应转化为 +2 价铁的化合物，而与氧化性较强的氧化剂（如  氯气、氧气  等）反应转化为 +3 价铁的化合物。⑶Fe3+的检验：加入 KSCN 溶液，现象：溶液呈血红色 ，方程式 Fe3+ + 3SCN－=Fe(SCN)3 ⑷由Fe2+转化为Fe3+    2Fe2++Cl2=3Fe3++2Cl-   ⑸由Fe3+转化为Fe2+     Fe+2Fe3+=3Fe2+      ⑹Fe+H2O(g)Fe3O4+4H2↑  小结：“铁三角”Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化                                       请写出相应的离子方程式： ①Fe+2H+=Fe3++H2↑②FeO+CO=Fe+CO2③Fe+2Fe3+=3Fe2+④2Fe2++Cl2=3Fe3++2Cl-⑤2Fe+3Cl22FeCl3⑥Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe-      3、Fe2+、Fe3+的检验⑴Fe2+的检验①       滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，随后沉淀迅速变为灰绿色，最后为红褐色。Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓（白色）   4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（红褐色）②       先滴加KSCN无色溶液，无明显现象，再加入新制氯水，溶液立即变红色。2Fe3++Cl2=2Fe3++2Cl-            Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3⑵Fe3+的检验①       滴加KSCN无色溶液，溶液变血红色。   Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3②       滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。   Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ （红褐色）⑶Fe2+、Fe3+的鉴别①观察法：Fe2+盐溶液呈 浅绿 ，Fe3+盐溶液呈 黄 ②KSCN法：滴入KSCN无色溶液，溶液呈 血红色 者是Fe3+溶液， 无明显变化 者是Fe2+溶液③碱液法：分别加入碱液（氨水也可）， 形成沉淀是红褐色 是Fe3+， 形成白色沉淀，后变灰褐色，最后变为红褐色 是Fe2+溶液    ①在配制含Fe2+的溶液时，常常向溶液中加入少量的 铁粉 ，目的是 使被氧化成Fe3+ 的与Fe反应还原成Fe2+  应   ②为除去废水中的Fe2+，常先将废水中的 Fe2+氧化成Fe3+ ，再调节溶液的 PH值  Fe3+转化为 Fe(OH)2 析出。用  ③在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应，方程式为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+      ④铁及铜的化合物的应用：见教材的P74相关内容