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高中化学-苏教版-必修一-专题三-知识点总结

专题3 从矿物到基础材料
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
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
(1)与酸的反应:2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
(2)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↑
(3)钝化:在常温下,铝与浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,不与浓硝酸、浓硫酸进一步发生反应。

(4)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(两性氧化物)
氧化铝的用途
高硬度、熔点高,常用于制造耐火材料
通电
高温
氢氧化铝(两性氢氧化物)
(1)与酸的反应:Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
(2)与碱的反应:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
氯化铝的制取:
氯化铝与氨水反应AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3↓+NH4Cl3
氯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
(2)还原(炼铁原理):Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
(3)除SiO2:CaCO3===CaO+CO2↑,CaO+SiO2===CaSiO3
铜的冶炼方法
1.高温冶炼黄铜矿→电解精制;
2.湿法炼铜:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu;
3.生物炼铜
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)
②2Fe+3Cl2 === 2FeCl3
③2Fe+3Br2 === 2FeBr3 还原性:Fe2+>Br
④3Fe+2O2 === Fe3O4(2价Fe占
3
1
,2价Fe占2/3)
Cu +O2 === 2CuO
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
高温
高温


点燃
点燃
点燃
点燃
(2)与酸反应 a.常温下钝化(浓H2SO4、浓HNO3用铁制容器盛装)
b.一定条件下反应生成Fe(Ⅲ)
条件下生成Cu(Ⅱ)
(3)与盐溶液反

(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:
(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。

2.Na2SiO3的性质: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:H2SiO3△
2O + 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 。

4.硅酸盐产品(传统材料)
制玻璃的主要反应:SiO 2 + Na 2CO 3
高温
Na 2SiO 3 + CO 2↑,SiO 2 + CaCO 3
高温
CaSiO 3
+ CO 2↑. 硅的制取
制粗硅:SiO 2 + 2C
高温
Si + 2CO 制纯硅:Si + 2Cl 2
高温
SiCl 4(液态) SiCl 4 + 2H 2
高温
Si + 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:常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。

性质稳定。

Si +2F 2 == SiF 4(气态), Si + 4HF == SiF 4 +2 H 2,
Si +2NaOH + H 2O == Na 2SiO 3 +2H 2↑,(Si +2NaOH + 4H 2O == Na 2SiO 3 +2H 2↑+ 3H 2O.) 硅的用途
(1)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
1.SiO 2在自然界中有较纯的水晶、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。

2.SiO2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。

3.SiO2化学性质:常温下,性质稳定,只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。

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 + 2C 高温
Si +2 CO, SiO2 + Na2CO3
高温
Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3高温
CaSiO3 + CO2↑,SiO2 + CaO
高温
CaSiO3 .
4.SiO2的用途: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。

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