第3章 第3讲 金属材料 金属矿物的开发利用-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（新教材，创新版）

第3讲　金属材料　金属矿物的开发利用 [复习目标]　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.了解合金的概念及金属材料的重要应用。3.掌握金属矿物开发利用的方法，认识物质转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。 一、镁的性质及制取 1.单质镁的性质及用途 (1)物理性质 银白色、具有金属光泽的固体，密度小，熔、沸点高，具有良好的导电性、导热性、延展性、韧性。 (2)化学性质 镁是第三周期ⅡA族元素，容易失电子，是活泼的金属元素。 ①与非金属单质反应 与O2：2Mg＋O22MgO(在空气中燃烧的现象：发出耀眼白光) 与N2：3Mg＋N2Mg3N2。 [提醒]　氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气：Mg3N2＋6H2O 3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。 ②与沸水反应，化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑。 ③在CO2中燃烧，化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。 ④与稀盐酸、稀硫酸反应，离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 ⑤与某些盐溶液反应 与NH4Cl溶液：Mg＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2↑(实质是Mg与NH4Cl水解产生的H＋反应)。 与CuSO4溶液：Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu。 (3)用途：制造镁合金，用于制造飞机、汽车、航天器、导弹、科学仪器等；冶金工业上，镁常用作还原剂和脱氧剂。 2．镁的制取——从海水中提取镁 (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＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋ 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↑ [强调]　由于氧化镁的熔点很高，工业上不用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁，而采用电解熔融氯化镁的方法[不能用电解MgCl2溶液的方法，因电解MgCl2溶液的反应为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑]。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却。(×) 错因：Mg与N2反应生成Mg3N2，故Mg不能在N2中冷却。 (2)大量镁条燃烧引起的火灾用干冰灭火器灭火。(×) 错因：Mg与CO2可反应，不能用干冰灭火器灭火。 (3)工业上用电解熔融氧化镁的方法制备金属镁。(×) 错因：氧化镁熔点很高，会增加能耗和成本。 (4)镁不能与冷水反应。(×) 错因：镁能与冷水反应，只是很缓慢，加热条件下反应较快。 (5)氧化镁性质稳定，故可作耐火材料。(×) 错因：氧化镁熔点较高，可作耐火材料。 二、铝及其重要化合物 1.铝的性质 (1)铝的物理性质 银白色、具有金属光泽的固体，熔、沸点高，密度小。质地柔软，具有良好的延展性、导电性、导热性。铝是地壳中含量最多的金属元素。 (2)铝的化学性质 铝是第三周期ⅢA族元素，容易失电子，是活泼的金属元素。 ①与非金属单质反应 与O2：4Al＋3O22Al2O3(常温下在空气中形成氧化膜)； 与Cl2：2Al＋3Cl22AlCl3。 ②与稀盐酸、稀硫酸反应，离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。 ③与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应 a．常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化。 b．与稀硝酸反应：Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O。 ④与NaOH等强碱溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 ⑤与某些金属氧化物反应(铝热反应)：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe。 (3)工业制法：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 [强调]　Al与NaOH反应的实质是：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，故该反应电子转移的方向和数目应表示为：===2NaAlO2＋3H2↑＋4H2O。 2．氧化铝和氢氧化铝 (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 [提醒]　像Al2O3这类既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。 ③用途：作耐火材料，作冶炼铝的原料。 (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 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： a．Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 b．Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 c．2