专题3《从矿物到基础材料》知识汇总

一、从铝土矿到铝合金

铝在大自然以稳定的 化合 态存在。

1、从铝土矿中提取铝

⑴铝元素在地壳中含量仅次于 氧 、 硅 ，是地壳中含量最多的金属元素。

⑵工业提取铝涉及的主要反应有 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 、 NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3 、 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 、

2Al2O34Al+3O2↑

⑶由于氧化铝的熔点很高，在电解时人们往往会加入 冰晶石 来降低氧化铝的熔点。

2、铝的性质

⑴铝在空气中能表现出良好的抗蚀性是由于 铝的表面有致密的氧化保护膜 。

⑵铝是一种既可以与酸反应又可以与碱反应的金属。（分别写出化学方程式）

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 、 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

⑶在 常温 下，铝（或者铁）遇 浓H2SO4、 浓HNO3 时会在表面生成致密的氧化膜而发生 钝化 。

⑷铝热反应： 2Al+Fe2O3AlCl3+2Fe ，常用于 焊接铁轨

3、氢氧化铝两性（两性氢氧化物）

(1)与盐酸反应 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 、

(2)与氢氧化钠反应 Al(OH)3+NaOH＝Na[Al(OH)4]

⑶ 明矾的净水原理： KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-

注意的是:①AlCl3中逐滴加入NaOH溶液，反应时可看作是经过两步反应：

第一步：Al3++3OH-═Al(OH)3↓ 第二步：Al(OH)3＋OH-═AlO2-+2H2O

生成沉淀的量随加入NaOH溶液的体积变化曲线如右图:

②在NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，也是分两步进行的，先生成Al(OH)3沉淀，盐酸过量时沉淀消失。反应：NaAlO2+HCl(少)+H2O=Al(OH)3+NaCl、Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

小结："铝三角"铝盐和偏铝酸盐的相互转化：

反应：①Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O

②AlO2-+ 4H+ = Al3+ + 2H2O

③Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

④AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3

⑤Al3+ + 3OH- = Al(OH)3

⑥Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

二、铁、铜的获取及应用

1、从自然界中获取铁和铜

⑴人类最早使用的的金属有 铁 、 铜 两种。人类经历了青铜器时代和铁器时代。

⑵铁、铜的存在：

人类最早利用的单质铁和单质铜直接来自于自然界。铁单质只存在于从天而降的 陨石 中，而铜则来自于自然存在的少量单质铜。铁和铜在自然界中主要以化合态形式存在。常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3 ）；常见的铜矿石有黄铜矿、孔雀石。