内容正文:
第10讲 金属材料及金属矿物的开发利用
课程内容 1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究,了解金属材料及其重要化合物的主要性质,了解其在生产、生活中的应用。2.结合实例认识金属性质的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化,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作用。
考点一 镁、铝及其重要化合物
镁、铝、铜是重要的金属材料,应了解它们及其重要化合物的性质。
一、镁与海水提镁
1.镁的性质与用途
(1)物理性质:具有银白色金属光泽的固体。
(2)化学性质(写化学方程式)
①与O2反应:2Mg+O22MgO
(产生强烈白光)
②与N2反应:3Mg+N2Mg3N2
③与CO2反应:2Mg+CO22MgO+C
④与沸水反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
提醒:Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气,所以只能在干态下制取。
(3)用途:生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
2.海水中提取镁
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制熟石灰
CaCO3CaO+CO2↑,
CaO+H2O===Ca(OH)2
沉淀
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
酸化
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
蒸发结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解
电解熔融氯化镁制得镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
二、铝及其重要化合物
1.铝的结构、存在与性质
(1)铝的结构和存在
铝位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子结构示意图为。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)金属铝的物理性质
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,密度较小,质地柔软。
(3)金属铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案 ①4Al+3O22Al2O3
②2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
③2Al+6H+===2Al3++3H2↑
④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(4)铝的用途
纯铝用做导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
2.铝的重要化合物
(1)氧化铝
①物理性质:白色固体,难溶于水,熔点很高。
②化学性质(用化学方程式表示)
(2)氢氧化铝
①物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
②化学性质
Al(OH)3的电离方程式为
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;
Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-;
2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
③制备
向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH。
(3)常见的铝盐
①硫酸铝钾是由两种不同的金属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,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH<(填“<”“>”或“=”)7。明矾可以净水,其净水的原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。
(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( )
(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂( )
(3)冶炼铝时常用焦炭做还原剂( )
(4)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐( )
(5)相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧,所得固体的质量相同( )
(6)工业上制造镁粉时,可将镁蒸气在N2中冷却( )
(7)Al2O3的熔点高,可做耐高温材料,实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等( )
(8)明矾可做净水剂,起到杀菌消毒的作用( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
1.镁粉能溶于浓氯化铵溶液,且产生两种气体,请结合镁单质的性质及平衡移动理论解