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1、2020-2021学年高三化学一轮复习第12讲 镁、铝、铜及其化合物 金属冶炼【考情分析】1.掌握镁、铝、铜的主要性质及其应用。2.掌握镁、铝、铜的重要化合物的主要性质及其应用。3.了解镁、铝、铜及其重要化合物的制备方法。【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理。2.科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养绿色环保意识。3.科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要性质。【重点知识梳理】知识点一 铝、镁的性质及应用1铝的结构和存在铝位
2、于元素周期表第3周期A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4Al3O22Al2O32AlFe2O32FeAl2O32Al6H=2Al33H22Al2OH6H2O=2Al(OH)43H24铝热反应实验装置实验现象镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O32Al2FeAl2O3原理应用制取熔点较高
3、、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，3MnO24Al3Mn2Al2O3；金属焊接，如野外焊接钢轨等5.铝的制备和用途(1)制备原理电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al3O2。【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。(2)铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。【归纳总结】对比记忆铝、镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2MgO22MgO 3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应 Mg2H2OMg(OH)2H2与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、
4、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO22MgOC【特别提醒】铝与酸或碱反应生成H2的量的关系2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：产生H2的物质的量相等。消耗H、OH的物质的量之比为n(H)n(OH)31。(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：消耗Al的物质的量之比为13。生成H2的物质的量之比为13。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：若产生氢气的体积比为1，则必定铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时
5、，铝不足而NaOH过量。知识点二 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(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为酸式电离：Al(OH)3H2O Al(OH)4H碱式电离：Al(OH)3Al33OH写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O。Al(OH)3OH=Al(OH)4。2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O =Al(OH)33NH。NaAl(OH)4溶液中通入足量CO
6、2，离子方程式为Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO。NaAl(OH)4溶液与AlCl3溶液混合：3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3。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)212H2O，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Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。【方法拓展】数形结合与“铝三角”1Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化关系 (1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33Al(OH
7、)4=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=Al(OH)4(4)Al(OH)44H=Al34H2O(5)Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCOAl(OH)4H=Al(OH)3H2O(6)Al(OH)3OH=Al(OH)42铝三角的应用(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径由Al3制备Al(OH)3，宜用Al3与氨水反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应：2H2OAlOCO2=Al(OH)3HCO从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3，Al制
8、备AlO，然后将二者混合：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(2)有关离子共存问题与Al3不能大量共存的(阴)离子有：OH、AlO、HS、SiO、CO、HCO、SO等。与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H、Al3、NH、Fe2、Fe3等。AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。(3)分析离子反应顺序向含有Al3、NH、H的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：.HOH=H2O；.Al33OH=Al(OH)3(若先与NH反应，则生成的NH3H2O又使Al3沉淀且生成NH)；.NHOH=NH3H2O若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀；.Al(O
9、H)3OH=AlO2H2O。向含有AlO、CO、OH的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：.OHH=H2O；.AlOHH2O=Al(OH)3(AlO比CO先反应)；.COH=HCO；.HCOH=CO2H2OHCO比Al(OH)3先反应；.Al(OH)33H=Al33H2O。知识点三 铜及其化合物 1铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质反应物化学方程式非金属O2潮湿的空气中：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)2CuO22CuO(_黑色_固体)Cl2CuCl2CuCl2(_棕黄_色烟)S2CuSCu2S氧化性酸浓硫酸Cu2H
10、2SO4(浓)CuSO4SO22H2O浓硝酸Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O稀硝酸3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O盐AgNO3、FeCl3Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag、Cu2FeCl3=CuCl22FeCl22.铜的氧化物和氢氧化物氧化铜氧化亚铜氢氧化铜化学式CuOCu2OCu(OH)2状态不溶于水的黑色固体(粉末)不溶于水的红色固体不溶于水的蓝色固体化学性质CuO2H=Cu2H2OCuOH2CuH2OCuOCOCuCO2Cu2O2H=Cu2CuH2OCu2OH22CuH2OCu(OH)22H=Cu22H2OCu(OH)2CuOH2O3
11、.铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2。(2)无水CuSO4是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为反应产物中是否含水的检验依据，但不适于作干燥剂。CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO45H2OCuSO45H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。知识点四 合金金
12、属材料1合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。熔点：一般比它的各成分金属的低；硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。2常见金属材料及应用金属材料(1)重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢(2)几种有色金属材料铝及铝合金铜及铜合金【归纳总结】合金的组成与性质(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具
13、有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。3金属的性质与金属冶炼(1)应用金属活动顺序表整合金属的性质金属活动性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au与O2反应常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物常温下一般生成致密的氧化膜(铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属)加热化合不反应与H2O反应常温下生成碱和氢气与热水反应有碱存在与水反应与高温水蒸气反应不反应与非氧化性酸反应生成盐和氢气生成盐和氢气不反应与盐溶液反应先与水反应，生成的碱再与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 (2)金属活动顺序与金属冶炼的关系热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。由HgO冶炼Hg的化学方程式：2HgO2HgO2；由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2O4AgO2。热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。完成冶炼铁、锌、钨的化学方程式：aCO还原Fe3O
