人教第3章 第15讲　金属材料　金属冶炼---2023年高考化学一轮复习（新高考）.docx

第15讲　金属材料　金属冶炼
复****目标　1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点一　铝及其化合物
(一)铝的结构与性质
1．铝的结构和存在
铝位于元素周期表的第三周期第ⅢA族，原子结构示意图：，是活泼金属，在自然界中以化合态的形式存在，铝是地壳中含量最多的金属元素。
2．铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度、硬度均较小。
3．铝的化学性质
(1)与非金属单质的反应
①与空气中的氧气形成致密的氧化膜。
②与***气加热反应的化学方程式：2Al＋3Cl22AlCl3。
(2)与水的反应
金属铝与水反应很困难。
(3)与酸的反应
①与H＋反应的离子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
②在冷的浓硫酸、浓***中钝化。
(4)与碱的反应
写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(5)与某些金属氧化物的反应
①写出铝与Fe2O3反应的化学方程式：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。该反应称作铝热反应，反应时放出大量的热。
②铝热反应实验中的有关问题
实验
装置
实验
现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
原理
应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
(6)铝的冶炼
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
(二)Al2O3的性质
1．物理性质
白色粉末，不溶于水，熔点高，是优良的耐火材料。
2．化学性质
(1)与H2O不反应。
(2)***氧化物
分别写出Al2O3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：
①与盐酸反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
②与NaOH溶液反应：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
(三)Al(OH)3的性质
1．物理性质
不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。
2．不稳定性
加热时，氢氧化铝易分解，反应的化学方程式：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
3．***——溶于强酸、强碱
分别写出Al(OH)3与稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式。
(1)与稀硫酸反应
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(2)与NaOH溶液反应
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
4．Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式
(1)Al3＋与氨水反应(不用强碱)
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(2)AlO溶液中通入过量的CO2
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
(3)Al3＋与AlO相互促进水解反应
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
(四)明矾
1．化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水。
2．明矾净水的原理
电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
(五)可溶性铝盐与NaOH溶液反应的图像分析
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
反应的
离子方
程式
AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
BD：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
AB：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
BC：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
1．MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)
5．在加热情况下利用H2还原Al2O3的方法得到金属铝(　　)
6．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
7．蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液，制备无水AlCl3(　　)
8．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体(　　)
9．(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S