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專題3 從礦物到基礎材料
第一單元從鋁土礦到鋁合金
鋁的製取
①溶解：al2o3+2naoh === 2naalo2+h2o
②過濾：除去雜質
③酸化：naalo2+co2+2h2o === al(oh)3↓+nahco3
④過濾：保留氫氧化鋁
⑤灼燒：2al(oh)34al+3o2↑
鋁合金特點：1、密度小2、強度高3、塑性好4、製造工藝簡單5、成本低6、抗腐蝕力強
鋁的化學性質
（1） 與酸的反應：2al + 6hcl = 2alcl3 + 3h2↑
（2） 與鹼的反應：2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2↑
第一步：2al+6h2o= 2al(oh)3+3h2↑
第二步：al(oh)3+naoh=naalo2+2h2o
★ 總方程式： 2al+2naoh+6h2o=2naalo2+ 4h2o +3h2↑
（3） 鈍化：在常溫下，鋁與濃硝酸、濃硫酸時會在表面生成緻密的氧化膜而發生鈍化，不與濃硝酸、濃硫酸進一步發生反應。
（4） 鋁熱反應：
2al + fe2o3 === 2fe + al2o3
鋁熱劑：鋁粉和某些金屬氧化物（fe2o3、feo、fe3o4、v2o5、cr2o3、mno2）組成的混合物。
氧化鋁的化學性質（兩性氧化物）
氧化鋁的用途
高硬度、熔點高，常用於製造耐火材料
氫氧化鋁（兩性氫氧化物）
（1） 與酸的反應：al(oh)3 + 3hcl = alcl3 + 3h2o
（2） 與鹼的反應：al(oh)3 + naoh = naalo2 + 2h2o
氯化鋁的製取：
氯化鋁與氨水反應 alcl3+3nh3h2o=al（oh）3↓+nh4cl3
氯化鋁與氫氧化鈉溶液反應 alcl3+3naoh=al（oh）3↓+3nacl
alcl3+4naoh=naalo2+2h2o+3nacl
第二單元鐵、銅及其化合物的應用
常見的鐵礦石和銅礦石
鐵的冶煉方法
1）製取co：c+o2 === co2，co2+c ===co
2）還原（煉鐵原理）：fe2o3 + 3co === 2fe + 3co2
（3） 除sio2：caco3===cao+co2↑，cao+sio2===casio3
銅的冶煉方法
1.高溫冶煉黃銅礦→電解精製；2.濕法煉銅：fe + cuso4 = feso4 + cu；3.生物煉銅
鐵、銅的化學性質
鐵的化學性質：鐵是較活潑的金屬（或中等活潑金屬）表現為還原性。
fe2+與fe3+的相互轉化：
fe3+的檢驗
實驗①：向fecl3 溶液中加入幾滴kscn溶液，溶液顯血紅色，
fe3＋＋3scn－fe(scn)3
實驗②：向fecl3溶液加入naoh溶液，有紅褐色沉澱。
fe3＋＋2oh－fe(oh)3↓
fe2+的檢驗(淺綠色)
實驗：向fecl2溶液加入naoh溶液。
fe2＋＋2oh－fe(oh)2↓（白色/淺綠色）4fe(oh)2＋o2＋2h2o4fe(oh)3（紅褐色）
fe3+與cu的反應
fe3++cu=fe2++cu2+（製作印刷電路板用）
金屬腐蝕的種類
化學腐蝕：金屬跟周圍的物質之間發生化學反應而引起的腐蝕。
電化學腐蝕：不純的金屬跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。
常用的防腐蝕的方法
①改變金屬的內部結構。例如，把鉻、鎳加入普通鋼中製成不鏽鋼。②在金屬表面覆蓋保護層。
例如，在金屬表面塗漆、電鍍或用化學方法形成緻密耐腐蝕的氧化膜等。③電化學保**。因為金屬單質不能得電子，只要把被保護的金屬做電化學裝置發生還原反應的一極——陰極，就能使引起金屬電化腐蝕的原電池反應消除。
第三單元含矽礦物與資訊材料
矽酸鹽礦物、矽酸鹽產品（傳統材料）和資訊材料的介紹
1．矽酸鹽的結構：
（1）矽酸鹽的結構複雜，常用氧化物的形式表示比較方便。矽酸鹽結構穩定，在自然界中穩定存在。
（2）氧化物形式書寫的規律：
①各元素寫成相應的氧化物，元素的價態保持不變。
②順序按先金屬後非金屬,金屬元素中按金屬活動順序表依次排列，中間用「」間隔。
③注意改寫後應與原來化學式中的原子個數比不變。
2．na2sio3的性質：na2sio3易溶於水，水溶液俗稱「水玻璃」，是建築行業的黏合劑，也用於木材的防腐和防火。
化學性質主要表現如下：
（1）水溶液呈鹼性（用ph試紙測），通co2有白色沉澱：na2sio3 + co2 + h2o == na2co3 + h2sio3↓（白色膠狀沉澱），離子方程式：sio32－ ＋ co2 + h2o ＝＝ co32－ ＋ h2sio3↓。
矽酸受熱分解：h2sio3 h2o + sio2 ，
原矽酸和矽酸都是難溶於水的弱酸，酸性：h2co3強於h4sio4或h2sio3。
(2)矽酸鈉溶液中滴加稀鹽酸有白色沉澱：
na2sio3 + 2hcl == 2nacl + h2sio3↓，離子方程式：sio32－ ＋ 2h+ == h2sio3↓.
(3)矽酸和氫氧化鈉反應：h2sio3 + 2naoh == na2sio3 + 2h2o.
離子方程式：h2sio3 ＋ 2oh－ ＝＝sio32－ ＋2h2o 。
4．矽酸鹽產品（傳統材料）
制玻璃的主要反應：sio2 + na2co3 na2sio3 + co2↑,sio2 + caco3 casio3 + co2↑.
矽的製取
製粗矽：sio2 + 2c si + 2co
製純矽：si + 2cl2 sicl4(液態)
sicl4 + 2h2 si + 4hcl
矽的性質
（1）物理性質：晶體矽是灰黑色有金屬光澤，硬而脆的固體；導電性介於導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料，熔沸點高，硬度大，難溶於溶劑。
（2）化學性質：常溫只與單質氟、氫氟酸和強鹼溶液反應。性質穩定。
si +2f2 == sif4（氣態si + 4hf == sif4 +2 h2,
si +2naoh + h2o == na2sio3 +2h2↑,（si +2naoh + 4h2o == na2sio3 +2h2↑+ 3h2o.）
矽的用途
（1）用於製造矽晶元、積體電路、電晶體、矽整流器等半導體器件；（2）製造太陽能；（3）製造合金，如含矽4％（質量分數）的鋼導磁性好製造變壓器的鐵芯；含矽15%(質量分數)的鋼有良好的耐酸性等。
二氧化矽的性質和用途
1．sio2在自然界中有較純的水晶、含有少量雜質的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化矽又稱矽石。
2．sio2物理性質：硬度大，熔點高，難溶於溶劑(水)的固體。
3．sio2化學性質：常溫下，性質穩定，只與單質氟、氫氟酸和強鹼溶液反應。
sio2 + 2f2 == sif4 + o2 , sio2 + 4hf == sif4 + 2h2o （雕刻玻璃的反應),
sio2 + 2naoh == na2sio3 + h2o （實驗室裝鹼試劑瓶不能用玻璃塞的原因）.
加熱高溫：sio2 + 2c si +2 co, sio2 + na2co3 na2sio3 + co2↑
sio2 + caco3 casio3 + co2↑，sio2 + cao casio3 .
4．sio2的用途：制石英玻璃，是光導纖維的主要原料；制鐘錶部件；可製耐磨材料；用於玻璃的生產；在光學儀器、電子工業等方面廣泛應用。
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