蘇教版化學(xué)必修一

專題三(從礦物到基礎(chǔ)材料＞重難點解析

專題三課文目錄

第一單元從鋁土礦到鋁合金

第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用

第三單元含硅礦物與信息材料

專題三從礦物到基礎(chǔ)材料

【重難點】

1、氧化鋁的性質(zhì)：氧化鋁、氫氧化鋁的兩性

2、A1(OH)3的兩性；Al(0H)3與氨水、NaOH反應(yīng)現(xiàn)象的理解和方程式書寫

3、鋁的兩性；鋁與強堿的反應(yīng)

一、從鋁土礦到鋁合金

一、從鋁土礦中提取鋁

1.鋁土礦制備鋁的步驟和原理：

過量NaOH溶液

過量的co2

步驟：鋁土礦、溶解過濾.酸化一過濾

產(chǎn)物：(AID)(NaA102)(A1(OH)3)

---------＞灼燒---------＞電解----------＞鋁

(A1203)(A1)

有關(guān)反應(yīng)方程式：

溶解：AL03+2Na0H====2NaA102+H20酸化：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(0II)3I+NaHCO3

灼燒通申

灼燒:2A1(OH)；)^=A120S+3H20電解：2Al2()3==^4A1+302t

2.AI2O3的兩性

A1203+3HZS0F===A12(SO,)3+3H2O

Al203+2Na0ll====2NaA102+H20

二、鋁的氫氧化物

1.A1(OH)3的兩性：溶于過量的強酸和強堿

Al(0H)3+Na0H====NaA10z+2H20

Al(OH)3+3HCl==A1C13+3H2O

用途：(1)耐火材料(AbCh熔點高)(2)冶煉金屬鋁

2.氫氧化鋁A1(OH)3：典型的兩性氫氧化物，既能溶于強酸，又能溶于強堿

+

A1(OH)3+3H=Al"+3H2OA1(OH)3+OH=AIO2+2H2O

Al3\AIO2,A1(OH)3之間的關(guān)系可用下式表示

OH-

H+

從鋁土礦中提取鋁的過程中的的化學(xué)方程式

?A12O3+2NaOH=2NaA102+H2O②NaA102+CO2+2H2O=A1(OH)3>L+

NaHCOj灼燒通電

③2A1(OH)3=====A12O3+3H2O④2Al2O3=====4A1+3O2t

三、鋁

(1)鋁在常溫下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蝕性。

(2)跟酸的反應(yīng)

非氧化性酸：2Al+6HC1=2Aleb+3H2t

強氧化性酸：常溫下鋁遇濃硫酸或濃硝酸，會在鋁表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化。

(3)跟堿的反應(yīng)

鋁能和強堿溶液反應(yīng)。該反應(yīng)可理解為鋁先和強堿溶液中的水反應(yīng)生成氫氧化鋁，氫氧

化鋁再和強堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽：

2A1+6H2O=2A1(OH)3+3H2fA1(OH)3+NaOH=NaA102+2H2O

簡寫為：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlC)2+3H2T

(4)與氧化物的反應(yīng)：

鋁熱反應(yīng)：2Al+FezCh高溫==AI2O3+2Fe2A1+==A1O+2Cr

特點：放出大量熱，使足癥的金屬呈液態(tài)。本質(zhì)：鋁心屬氧化物中奪2取3氧，表現(xiàn)出很

強的還原性。

應(yīng)用：焊接鋼軌和冶煉某些難熔金屬(如V、Cr、Mn等)。

四、疑難解析

1.氫氧化鋁為什么具有兩性？

氫氧化鋁“兩性”的含義是指它既是一種酸，能夠電離出H+,能與堿反應(yīng)生成鹽和水;

又是一種堿，能夠電離出OH-，能與酸反應(yīng)生成鹽和水。那么為什么氫氧化鋁既可以電離

出H+,又可以電離出0H呢？

其實無論是氫氧化物，還是含氧酸鹽都含有R-O-H的結(jié)構(gòu)，該物質(zhì)顯酸性還是顯堿

性主要取決于其在水溶液中斷鍵的位置。若斷R—0鍵，則產(chǎn)生0H,顯堿性；若斷0—H

鍵，則產(chǎn)生H+,顯酸性。而斷鍵的位置取決于R—0及0—H鍵中R和H對0的吸引能力，

當(dāng)兩者對O的吸引力相當(dāng)時，R—0—H既可以呈酸性電離，又可以呈堿性電離。而R對0

的吸引能力又取決于它的離子半徑的大小和所帶電荷的多少，鋁離子的電荷數(shù)和離子半徑都

介于Mg和Si之間，所以它在水中既可以發(fā)生與H2SiC>3類似的酸式

電離，又可以發(fā)生與Mg(OH)2類似的堿式電離。A1(OH)3的酸式電離和堿式電離為：

FT+H()-rAIO；AI(OH)土A1十3OH

2酸式電離3堿式電離

當(dāng)A1(OH)3與強酸反應(yīng)時，將促使A1(OH)3電離生成0H,即發(fā)生堿式電離，生成鋁

鹽；當(dāng)Al(0H)3與強酸反應(yīng)時，將促使A1(OH)3電離生成H+,即發(fā)生酸式電離，生成偏鋁

酸鹽。

2.鋁土礦中鋁的浸出

氧化鋁以鋁土礦形式存在，鋁土礦是不純的一水鋁石或三水鋁石，含A12O345%-

65%,主要雜質(zhì)是氧化硅和氧化鐵，氧化硅含量可達12%,氧化鐵含量可達25%。鋁土礦

中還含有二氧化鈦等，其含量約為3%,結(jié)晶水含量為14%?36%。

因鋁土礦中的雜質(zhì)鐵也能溶于硫酸，故鋁土礦不能用硫酸浸出，可根據(jù)氫氧化鈉與氧化

鋁反應(yīng)，用氫氧化鈉溶液浸出。

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H20

一水鋁石(AI2O3?氏0)在氫氧化鈉溶液中的溶解度比三水鋁石(AI2O3?3七0)在氫氧化

鈉溶液中的溶解度小，對一水鋁石而言，就需要更嚴(yán)格的浸出條件。這兩種鋁土礦都采用中

壓浸出，浸出之前，將礦石粉碎，然后磨細，與氫氧化鈉和熱水一起加到球磨機中細磨。細

磨產(chǎn)物以濃度固定的礦漿形式放出，然后送入壓煮器。壓煮器是用低碳鋼制成的，采用蒸汽

夾套加熱，或直接噴射高壓新鮮蒸汽加熱。

母液均應(yīng)脫除赤泥(不溶殘渣)。首先在濃密機中進行逆流傾析，然后用壓濾機過濾，將

濾液冷卻，使之成為過飽和溶液，最后再從過飽和溶液中沉淀出氫氧化鋁。

赤泥含有三氧化二鐵、二氧化鈦和鋁硅酸鈉復(fù)鹽。赤泥中有鋁硅酸鈉存在，說明氫氧化

鈉和氧化鋁都有損失。鋁硅酸鈉的生成量與鋁土礦中氧化硅的含量有關(guān)，鋁土礦每含1kg

氧化硅就要損失約1.1kg氧化鋁和1.2kg氫氧化鈉。這種情況就限定了上述方法只能處理

氧化硅含量小于8%的鋁土礦。氧化硅含量為8%?15%的其他鋁土礦就得采用其他改良法

處理.實際上，一些與黏土伴生的氧化硅含量高達25%的鋁土礦也被開采。這種鋁土礦能

夠和低硅礦摻和成含SiCh12%的混合礦，就可以用改良法較好地進行處理。

改良法處理含SiO212%?15%的高硅鋁土礦，也是用氫氧化鈉溶液常規(guī)浸出，浸出后

分離出含鋁硅酸鈉復(fù)鹽的亦泥。首先把赤泥在球磨機中磨細，然后在回轉(zhuǎn)窯中加石灰和碳酸

鈉燒結(jié)。回轉(zhuǎn)窯的燒結(jié)料?，經(jīng)冷卻后放入球磨機中加水再磨，將再磨礦漿送入真空過濾機過

濾。用水把可溶性鋁酸鈉浸取出來，過濾后再返回壓煮器。過濾得的固體渣叫褐泥。褐泥中

所含的氧化硅是以硅酸二鈣形式存在，褐泥被棄去。

【例題解析】：

例1.(1)100mL1mol?L」的AlCb溶液與60mL6moi的KOH溶液混合后，生成

沉淀的質(zhì)量是g。

11

(2)若在200rnL0.5mol-L-的A12(SO4)3溶液中加入2mol-L-的NaOH溶液，可得

到7.8gA1(OH)3沉淀，則NaOH溶液的體積為mL,

解析：(1)n(Al')=0.1Lx1mol,L'l=0.1moln(OH')=0.06Lx6mol,L'1=0.36mol

3+

Al~3OW~A1(OH)3AI(OH)3~OH-~A1O2'

1311

0.10.30.1(生成)0.06

(繼續(xù)溶解)n(Al(OH)3)=0.1mol—0.06mol=0.04

mol

.\mAl(OH)3=78g/molx0.04mol=3.12g

工*g

78

(2)n(Al(OH)3)=g.T=0.1mol

n(Al3+)=0.2Lx0.5mol/Lx2=0.2mol

畫出NaOH溶液滴入AIKS。/溶液中生成沉淀的圖

像。

+

VAp+3OH=A1(OH)31A1(OH)3+OH-=A1O2+2H2O

.?.當(dāng)NaOH溶液剛滴入Ab(SC)4)3中，立即生成沉淀，n(OH>3n(Al3>0.6molB'J',沉淀

量最大，n(AI(OH)3)=0.2mol；隨著NaOH溶液繼續(xù)滴加，溶液中無Al",A1(OH)3與過量

3+

NaOH生成NaAIO2而溶解，當(dāng)過量n(NaOH)=n(Al)B-bA1(OH)3完全溶解。

由圖可知:當(dāng)n(Al(OH)3)=0.1mol時,對應(yīng)2個NaOH值。

a=0.3mol（NaOH不足）

,1OL>Mtrf

VNa0H=0=1KD1/L=0.15L=150mL

b=0.7mol（NaOH過量）

D.7noi

VNa0H=2iaoi/L=0.35L=350mL

例2.向明磯溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨Ba(OH)2物質(zhì)的量的變化

曲線圖(如圖)，請指出A、B兩點的意義，OA與AB段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

解析：本題要求能夠在熟練掌握AF+與OH反應(yīng)的基礎(chǔ)上，

充分對化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)有清楚的認(rèn)識。明機KA1(SO4)2-12H2O

+3+2

在水溶液中存在下面的電離方式：KA1(SO4)2=K+A1+2SO4",

加入Ba(OH)2后，Ba?+要和S(V-生成BaSCX,沉淀，A已要和

OH一先生成沉淀A1(OH)3,隨著Ba(OH)2的加入A1(OH)3又要和

OFT生成Al。?-溶解，所以要全面考慮本題中所給的各離子之間

的關(guān)系，在開始加入Ba(OH)2時BaSC>4和A1(OH)3同時沉淀，

當(dāng)A「+全部沉淀時，Ba?+還沒有完全沉淀，而當(dāng)Ba?+全部沉淀

時,A「+轉(zhuǎn)變成了A1O2,

答案：A點表示生成的全部A1(OH)3和部分BaSC\沉淀，B點表示此時的沉淀全部為

3+2+2

BaSO4?OA段的離子方程式為：A1+3OH=A1（OH）3IBa+SO4=BaSO4I.AB段的

-

離子方程式為：AI(OH)3+OH-=A1O2O

二、鐵、銅的獲取及應(yīng)用

一、鐵單質(zhì)

1、鐵原子的結(jié)構(gòu)

鐵的原子序數(shù)？在周期表中的位置？

其原子結(jié)構(gòu)示意圖？

26Fe位于第四周期第而族8?

2、鐵的物理性質(zhì)

鐵是一種可以被磁鐵吸引的銀白色金屬，

質(zhì)軟，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性。

純鐵具有良好的抗腐蝕性。

&鐵的化學(xué)性質(zhì)

回

鈍化

二、鐵的重要化合物

1、鐵的氧化物

^e2?3

FeOFe304

俗名/鐵紅磁性氧化鐵

色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體

價態(tài)+2+3+2,+3

穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定

++2+

與稀FeO+2H+=Fe203+6H=Fe3O4+8H=Fe

2+3+3+

酸Fe+H202Fe+3H20+2Fe+4H20

反應(yīng)

共性高溫時，都能被c、CO,坨、A1等還原劑還原，最終都生成鐵

2、鐵的氫氧化物

物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3

狀態(tài)不溶于水的白色固體不溶于水紅褐色固體

+3+

化學(xué)+2+Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O

Fe(0H)2+2H=Fe+2H20

性質(zhì),、△

不穩(wěn)定，易被氧化2Fe(OH)3=Fe203+3H20

轉(zhuǎn)化4Fe(OH)2+2H2。+02=4Fe(OH)3

白色沉淀先變成灰綠色，后成為紅褐色

新制Fes。,溶液與NaOH隔

制取鐵鹽與強堿反應(yīng)

絕空氣：

3+

2+Fe+30H-=Fe(OH)3I

Fe+20H-=Fe(0H)21

&Fe%FW+的鑒別和檢驗

鑒別方法Fe2+Fe3+

直接觀色淺綠色黃色

顯E

色心；與KSCN不見紅色血紅色

與苯酚不顯紫色顯紫色

利用Cu被腐蝕

與銅片無明顯現(xiàn)象

Fe3+的溶液支藍色

氧化

性與淀粉試紙不變藍試紙變藍色

KI試紙

白色沉淀迅速變灰立即產(chǎn)生紅褐

利用與0田反應(yīng)

綠色最后呈紅褐色色沉淀

三、銅

1.銅的物理性質(zhì)純銅呈紫紅色;熔點1083.4C,

沸點2567C;密度8.92g/cm3;

質(zhì)軟；具有良好的延展性、導(dǎo)

熱、導(dǎo)電性。

2.銅的化學(xué)性質(zhì)

(1)與氧氣反應(yīng)2Cu+02==2CuO

⑵與硫反應(yīng)2Cu+S==Cu2S(黑色物質(zhì))

⑶與氯氣反應(yīng)Cu+Cl2爨Cu1棕黃色的煙

伊硫氟酸鉀溶液溶液呈血紅色

《②氫氧化鈉溶液

Fe3+紅褐色沉淀

L苯酚溶液溶液顯紫色

(■①氫氧化鈉溶液生成白色沉淀，迅速變成

灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色

,②硫氟酸鉀溶液和氯水

先加硫氟酸鉀溶液，無明顯現(xiàn)

象，再加氯水，溶液呈血紅色。

4＞鐵三角關(guān)系

三、銅

1.銅的物理性質(zhì)純銅呈紫紅色;落點1083.4C,

沸點2567t；密度8.92g/cm3;

質(zhì)軟；具有良好的延展性、導(dǎo)

熱、導(dǎo)電性。

2.銅的化學(xué)性質(zhì)

(1)與氧氣反應(yīng)2Cu+02-2CuO

(2)與硫反應(yīng)2Cu+S==Cu2S(黑色物質(zhì))

⑶與氯氣反應(yīng)Cu+Cl2==Cu5棕黃色的煙

3.氫氧化銅

⑴和稀硫酸的反應(yīng)：Cu(OH)2+H2sO4=CUSO4+2H2°

⑵加熱分解：CU(°H)2aCUO+H2O

⑶新制氫氧化銅懸濁液與乙醛加熱反應(yīng)：

2Cu(0H)；,+CH《HO-CH￡OOH+C%。+2H?0

4.硫酸銅

硫酸銅的用途及硫酸銅晶體中水的測定？

四、金屬的冶煉

1.鐵的冶煉

設(shè)備：高爐

原料：鐵礦石、焦碳、空氣、石灰石等

原理：CH-O2=CO21

M0℃j制備還原劑

CO2+C=COJ

3co+Fe2O3=2Fe+3CO2

產(chǎn)物：生鐵一鋼

2.銅的冶煉

濕法煉銅：(古代)

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

高溫?zé)掋~：黃銅礦

碳|

粗銅

銅的精煉：粗銅

電解

精銅（含量99.9556-99.98%）

比較

方法

制備

幾種

方法

冶煉

形式

存在

上金屬

活

Na

l

中NaC

海水

潑電解

氟

Mg

電解

gC%

海水M

Al

I2O3

礦中A

鋁土

電解

活e

潑活

Fe

原

劑還

還原

等

磁鐵礦

金潑赤鐵礦

屬和

吹

Cu

原

劑還

還原

雀石等

礦孔

黃銅

總結(jié)

方法

煉的

的冶

金屬

)Cu

Pb(H

Sn

ZnFe

gAl

NaM

KCa

g

HgA

法

也今解

伏

執(zhí)迷及

注

電解

金

五.合

金屬和

屬（或

的金

以上

兩種

種或

:由兩

定義

1.

質(zhì).

性的物

金屬特

的具有

合而成

屬）熔

非金

特點

2.

的總和

屬性質(zhì)

成分金

不是各

的性質(zhì)

①合金

屬低.

分的金

比各成

度一般

、密

熔點

金的

②合

大.

的金屬

各成分

一般比

的硬度

③合金

最早

不同.

分金屬

和各成

性質(zhì)也

的化學(xué)

④合金

.

金是鋼

大的合

用量最

見、

，最常

是青銅

的合金

析

疑難解

六、

蝕的

怎樣腐

屬鐵是

1.金

通

電子

移的

中轉(zhuǎn)

反應(yīng)

還原

氧化

?種將

池是

。原電

電池

成原

是形

本質(zhì)

蝕的

學(xué)腐

電化

鋼鐵

位

在電

間存

極之