2023届新高考新教材化学鲁科版一轮学案-第3章第10讲　金属材料　开发利用金属矿物.docxVIP

第10讲金属材料开发利用金属矿物

复习目标

核心素养

1.知道金属材料常见类型，结合实例认识材料组成、性能及应用的联系。

2．以金属矿物的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。

3．认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。

科学态度与社会责任：能说明常见元素及其化合物的应用(如金属冶炼等)对社会发展的价值、对环境的影响。认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

考点一镁、铝及其化合物

一、镁

1．物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。

2．化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

②2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5())2MgO＋C

③Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())Mg(OH)2＋H2↑

④Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

3．工业制备：MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通电),\s\do5())Mg＋Cl2↑

4．用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。

[微思考1]

Mg3N2极易水解，请写出其水解反应的化学方程式。

提示：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑

二、铝及其化合物

1．铝

(1)存在和物理性质

①铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。

②铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。

(2)化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑

⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高温),\s\do5())Al2O3＋2Fe

(3)工业制备：化学方程式为：2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通电),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑。

(4)用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。

[微思考2]

铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？

提示：铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。

2．氧化铝

3．氢氧化铝

(1)物理性质：白色胶状固体，有较强的吸附性。

(2)化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－；

③2Al(OH)3eq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())Al2O3＋3H2O。

(3)制备

①向铝盐溶液中加入NH3·H2O，离子方程式为：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；

②向四羟基合铝酸盐溶液中通入足量的CO2，离子方程式为：

[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)；

③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合，离子方程式为：

3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。

4．一种重要的复盐——明矾

(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属阳离子和一种酸根离子组成的复盐。

(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其净水的原理涉及的离子方程式表示为：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，因Al(OH)3胶体微粒吸附杂质形成沉淀而净水。

[微思考3]

请列举中学化学中常见的既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质。

提示：①Al、②Al2O3、③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、⑥氨基酸。

(1)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。()

(2)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却。()

(3)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸盐。()

(4)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。()

(5)下列物质的转化在给定条件下能够实现：Al2O3eq\o(――――→,\s\up7(NaOH?aq?),\s\do5())Na[Al(OH)4](aq)eq\o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5())Al(OH)3。()

答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√

[典例]铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱