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专题三

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复习回顾. 专题三. 从矿物到基础材料. 元素的存在. 铝土矿 (Al 2 O 3 ). 化合态. 化合态. 磁铁矿 ( Fe 3 O 4 ) 、赤铁矿 ( Fe 2 O 3 ). 黄铜矿 ( CuFeS 2 ) 孔雀石 ( Cu CO 3 · Cu (OH) 2 ). 化合态. 化合态. 硅酸盐、 SiO 2. 工业 制备. 硅的 制备. 电解 制备铝. 铁的 冶炼. 铜的 精炼. 硅 二氧化硅 硅酸盐. 铁 铁和亚铁离子. 铜. 性质 探究. 铝 氧化铝 氢氧化铝. 社会 应用. 生产和生活等领域的应用.

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slide1

复习回顾

专题三

从矿物到基础材料

slide2

元素的存在

铝土矿(Al2O3)

化合态

化合态

磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)

黄铜矿(CuFeS2)

孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2 )

化合态

化合态

硅酸盐、SiO2

slide3

工业

制备

硅的

制备

电解

制备铝

铁的

冶炼

铜的

精炼

二氧化硅

硅酸盐

铁和亚铁离子

性质

探究

氧化铝

氢氧化铝

社会

应用

生产和生活等领域的应用

slide4

①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

③NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

⑤2Al(OH)3==Al2O3+3H2O

通电

⑥2Al2O3==4Al+3O2↑

P62页图3-2,冰晶石的作用?

slide5

铝:

高温

2Al + Fe2O3 == 2Fe +Al2O3

(1)铝在常温下能很快被氧化,形成致密的氧化膜,因而具有一定的抗腐蚀性。

注意:氯化钠溶液对铝制品有腐蚀作用,能破坏铝表面的氧化膜。

(2)跟酸反应:常温下铝遇浓硫酸或浓硝酸钝化。

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑

(3)跟碱反应:

2Al + 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2↑

(高中阶段唯一与碱反应生成氢气的金属)

(4)铝热反应(与氧化物的反应)

应用:焊接钢轨和冶炼某些难熔金属(如V、Cr、Mn等)

slide6

Al2O3:

a、难溶于水的白色粉末,熔点高,

b、天然氧化铝俗称刚玉,硬度仅次于金刚石

c、典型的两性氧化物

用途:(1)耐火材料 (2)冶炼金属铝

Al(OH)3

a、几乎不溶于水的白色胶状固体

b、具有吸附性,既能凝聚水中悬浮物,又能

吸附色素

c、典型两性氢氧化物

能与强酸和强碱反应,不能和弱碱(如氨水)反应,不能和弱酸(如碳酸)反应.

用途:

作净水剂和色素吸附剂

用做胃药(胃舒平的成分)

slide7

a.设备:

b.原料:

c.炼制过程

d.产品:

高炉

C+O2 CO2

CO2+C 2CO

高温

高温

高温

高温

高温

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

CaCO3 CaO+CO2 ↑

CaO+SiO2 CaSiO3

除碳

工业炼铁

铁矿石、焦炭、石灰石、空气

——CO还原Fe2O3

生铁(约97%)

有关方程式

①还原剂的生成

②铁矿石还原成铁

③除脉石、炉渣的形成

slide8

硬度小、延展性好、熔点沸高,导电

导热性良好、能被磁体吸引,具铁磁性

a、物理性质:

浅绿色

①观色法: 的是Fe2+, 的是Fe3+

黄色或棕黄色

Fe

氧化性较弱的氧化剂

如 HCl 、Cu2+等

氧化性较强的氧化剂

如Cl2、硝酸等

氧化性较强的氧化剂如O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4、H2O2等

Fe

2+

Fe

3+

还原剂如Fe、Cu、H2S、I-等

b、化学性质:

较活泼的金属,常显+2、+3价,且通常Fe3+比Fe2+稳定。

注:在常温下,铁与浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。

c、Fe2+与Fe3+鉴别

②加KSCN :加KSCN变血红色的是Fe3+

用途:①Fe2O3作颜料②氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂③作磁性材料④维持生命的微量元素

③加淀粉碘化钾:试纸变蓝色的是Fe3+

④加碱:白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色的是Fe2+,

立即产生红褐色沉淀的是Fe3+

slide9

铜的冶炼:

2Cu+O2 = 2CuO

点燃

Cu+Cl2=CuCl2

Fe+CuSO4= FeSO4+Cu

  • 高温冶炼黄铜矿(CuFeS2),
  • 得粗铜(99.5%~99.7%);
  • (2)电解精炼得纯度较高的铜。

性质:

铜具有与众不同的紫红色。质软,具有良好的导电(比铁强,仅次于银)、导热性、延展性。

Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

铜盐可杀菌,CuSO4溶液杀灭寄生虫,治疗皮肤病。

用途:

slide10

金属的腐蚀

金属或合金与周围物质接触,发生化学反应而被腐蚀损耗的过程

本质:金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)

影响腐蚀的因素

①金属的本性(组成和结构):金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀(包括合金中的活泼金属);

②介质:金属接触到潮湿的空气、腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。

slide11

3、防腐方法

a、覆盖保护层

(涂油、刷漆、加塑料、搪瓷、钝化)

b、改变金属内部结构

(不锈钢)

c、牺牲阳极的阴极保护法

(镀锌)

d、外加电流保护法

④<②<①<③

1、下面铁被腐蚀由快到慢的顺序为。

①镀锌 ②镀铅 ③与负极相连 ④与正极相连

slide12

工业制硅:

高温

SiO2+2C===Si+2CO↑

高温

Si+2Cl2===SiCl4

高温

SiCl4+2H2===Si+4HCl

粗硅

粗硅提纯:

硅:

a、物理性质:具有金属光泽、不溶于水的固体、

熔点高,硬度大、半导体

b、化学性质:性质很稳定,常温下与强酸、强氧化剂等都不反应,常温下能与强碱反应

Si+2NaOH+H2O==== Na2SiO3 +2H2↑

用途:半导体、光电池、硅芯片

slide13

硅酸盐

高温

Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2 ↑

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高温

活泼金属氧化物 ·不活泼金属氧化物 · SiO2 · H2O

(1)水泥

石灰石、黏土

a、生产原料:

b、产品的成分:

3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3

c、产品的特性:

水硬性

(2)玻璃

a、主要反应:

b、产品主要成分:

c、产品的特性:

Na2O·CaO·6SiO2

没有固定的熔点、有一定的膨胀系数

slide14

二氧化硅

高温

SiO2+CaO====CaSiO3

高温

SiO2+2C====2CO↑+Si

a、物理性质:

不溶于水的固体、熔点高、硬度大

b、化学性质:

与碱性氧化物、强碱

——典型的酸性氧化物

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O

高温下能被碳还原

—有弱氧化性

只与酸中的HF反应

SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O

——HF能腐蚀玻璃

用途:制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。

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硅酸钠 (Na2SiO3)

原理

Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl

白色胶状

强酸制弱酸

Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3 +Na2CO3

Na2SiO3是极少数可溶于水硅酸盐中的一种,它的水溶液称“水玻璃”。为黏稠状液体,是建筑行业经常使用的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。