高中化学第4单元材料家族中的元素课件新人教

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1、1第一讲硅、无机非金属材料第一讲硅、无机非金属材料2硅硅钡钡31 1教学分析教学分析本讲内容一是由物质的属类去认识硅和二氧化硅的重要性质，化工理论在硅酸盐工业实际中的应用；二是了解物质性质对材料性能的影响，推测新型无机非金属材料的结构特点、分析其用途、关注材料的发展。42 2重点突破重点突破本讲教学的重点是硅及二氧化硅的主要性质，复习时在抓知识规律化、网络化的同时要注意物质的特殊性，完善对反应规律的认识，如与强碱反应生成H2的固体单质有Al和Si，能够置换出水中的氢的非金属单质为C，硅及其化合物有许多反应是在高温下的固态反应，从而把握解题的切入点和突破口。3 3例例题处理理例1是元素及化合物推

2、断题，解题的突破口是单质A与NaOH溶液反应生成氢气；产生的化合物乙与过量盐酸生成的化合物丁能两次失水；例2是新型无机非金属材料的考查，主要涉及化学式的确定、组成元素的化合价、晶体类型、主要特征和用途等知识点。56硅单质硅单质7二氧化硅晶体二氧化硅晶体8光导纤维彩灯光导纤维彩灯9硅酸盐保温材料硅酸盐保温材料10考纲点击命题热点1.了解Si元素单质及其化合物的主要知识和应用。2.了解Si元素单质及其化合物与无机非金属材料的关系。3.以上各部分知识的综合应用。1.关于硅及其化合物的实验探究。2.以硅及其化合物的特征性质为突破口的无机推断。3.无机非金属材料在现实中的应用。 学生P5511一、硅元素

3、与一、硅元素与单质硅硅1 1硅元素硅元素(1)存在 元素在地壳中的含量居第 位，且自然界中没有游离态的硅，常见的化合态的硅有 和硅酸盐等。 (2)硅在周期表中的位置 硅元素位于周期表的 ，其原子结构示意图为 。 学生P55硅硅二二二氧化硅二氧化硅第三周期第三周期AA族族12磷磷钾钾硅硅元元素素肥肥料料132 2单质硅硅单质硅有 和 非晶体硅两种 ，其晶体结构与 类似。(1)物理性质晶体硅是 色的固体，有金属光泽，硬度大，熔点和沸点高，导电性介于 和 之间。(2)化学性质在常温下只与F2、HF和强碱溶液反应，相关化学方程式分别为： ； ； 。晶体硅晶体硅无定形硅无定形硅同素异形体同素异形体金金刚

4、石石灰黑灰黑导体体绝缘体体SiSi2F2F2 2=SiF=SiF4 4SiSi4HF=SiF4HF=SiF4 42H2H2 2SiSi2NaOH2NaOHH H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 32H2H2 214单质硅单质硅15在加热时能与O2和Cl2等非金属单质反应，其化学反应方程式分别为： ； 。(3)工业制法用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为： 。(4)用途作为半导体材料。生产硅合金。16二、二氧化硅和光二、二氧化硅和光导纤维1 1二氧化硅二氧化硅(1)自然界中的存在沙子和石英的主要成分是 ，透明的石英即 ，它是 (写化学式)晶体，有很高的 和很大的 。

5、(2)二氧化硅的化学性质二氧化硅是一种 氧化物，能与碱、碱性氧化物及部分盐反应：与烧碱溶液反应的化学方程式为： ；二氧化硅二氧化硅水晶水晶SiOSiO2 2熔点熔点硬度硬度酸性酸性SiOSiO2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3H H2 2O O17二氧化硅晶体二氧化硅晶体18高温时与氧化钙反应的化学方程式为： ； 与碳酸盐如Na2CO3、CaCO3等反应的化学方程式为： 。 。(3)其他性质常温下可与氢氟酸反应，化学方程式为： ； 高温下与碳等还原性物质反应生成Si或SiC等，其反应的化学SiOSiO2 24HF=SiF4HF=SiF4 42H2H2 2O O19方

6、程式分别为： ； 。(4)用途 用于建筑，石英用于制造 ，纯SiO2用于制造 、 和 、 。2 2光光导纤维(1)主要成分： 。(2)用途：用于 、 、 、遥测遥控和 等方面。(3)优点： 等。沙子沙子玻璃玻璃电子部件子部件光学器材光学器材光光导纤维SiOSiO2 2医医疗器械制造器械制造能量能量传输信息信息处理理通通讯耐腐耐腐蚀、传送量大、送量大、损耗少、抗干耗少、抗干扰20光导纤维光导纤维21【温馨提醒温馨提醒】（1）CO2和SiO2的物理性质差别很大，是因为CO2通过分子间作用力形成分子晶体，熔沸点低，硬度小；SiO2通过共价键形成空间网状结构的原子晶体，熔沸点高，硬度大。（2）SiO2

7、Na2CO3 Na2SiO3CO2之所以能够发生，是因为CO2易挥发，且反应条件是高温；在水溶液中时可发生反应：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，说明碳酸的酸性比硅酸强。22三、硅酸三、硅酸盐与无机非金属材料与无机非金属材料1 1硅酸及其硅酸及其盐（1）硅酸水溶性： ，酸性比H2CO3 ，受热或在干燥空气中易分解，化学方程式为 。（2）硅酸钠（Na2SiO3） 溶于水，其水溶液俗称 ，有黏性。其水溶液因 而显碱性，长期露置于空气中会变 ，有关反应的化学方程式为 。(3)硅酸盐的表示方法 硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成 ，

8、钾云母(KH2Al3Si3O12)难溶于水溶于水可可水玻璃水玻璃SiOSiO3 32 2水解水解浑浊NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2H H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3H H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2OSiOOSiO2 2弱弱23硅酸铝板硅酸铝板24硅酸钠硅酸钠25写成 。 2 2传统无机非金属材料无机非金属材料（1）普通玻璃主要原料： 、 、 。生产中主要化学方程式为： ； 。 主要成分： 、 和 。（2）普通硅酸盐水泥主要原料： 、 。主要成分（写出名称和化学式） 、 、 。K K2 2O3AlO3Al2 2O O3 36SiO6SiO2 22H2H2

9、 2O O纯碱碱石灰石石灰石石英石英NaNa2 2SiOSiO3 3CaSiOCaSiO3 3SiOSiO2 2石灰石石灰石黏土黏土硅酸三硅酸三钙3CaOSiO3CaOSiO2 2硅酸二硅酸二钙2CaOSiO2CaOSiO2 2铝酸三酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2O O3 326普通玻璃普通玻璃27普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥28主要性能： 。3 3新型无机非金属材料新型无机非金属材料（1）高温结构陶瓷如氮化硅陶瓷具有较高的 和 性，较强的 性和 等。（2）生物陶瓷对机体 ，不会引起 。（3）压电陶瓷：具有 效应。【温馨提醒温馨提醒】玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质，没有

10、固定的熔、沸点，受热只能慢慢软化，有较强的化学稳定性。水硬性水硬性硬度硬度耐磨耐磨抗化学侵抗化学侵蚀电绝缘性性无排异反无排异反应代代谢作用异常作用异常压电29陶瓷陶瓷30 学生P56 碳、硅及其化合物的特殊性碳、硅及其化合物的特殊性1 1碳、硅的碳、硅的“反常反反常反应”（1）SiO22C Si2CO该反应中C作还原剂，SiO2中的硅得电子，而失电子的能力SiC。类似的还有FeOC FeCO。这可从化学平衡的角度理解，由于产物CO为气体，它的放出降低了生成物的浓度，促使反应向正反应方向进行。（2）Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2 CaSiO3CO231一般情况下，因

11、为碳酸的酸性比硅酸强，可发生反应如Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，即符合“较强酸制较弱酸”的复分解反应规律。而上述反应之所以能进行，是因为该反应不是在水溶液中，而是在高温条件下发生的，从化学平衡角度理解，高温时，SiO2这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的CO2气体，因CO2生成后离开反应体系使反应向右进行到底。2 2硅及其化合物的硅及其化合物的“反常反常”（1）非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。32（2）非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。

12、（3）非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。（4）酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用。（5）无机酸一般易溶于水，但H2SiO3和H4SiO4均难溶于水。（6）硅酸钠水溶液俗称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。（7）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但高温下：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2也能发生。深化提醒深化提醒与强碱反应生成H2的固体单质有Al和Si，能够置换出水中的氢的非金属单质为C，这些特征反应常作为推断题的突破口。33三三圈圈霸霸道道强强碱碱电电池池34 下列各单质和化合物之间有以下的转化关系，

13、而且各单质和化合物组成的元素皆为短周期元素。根据上述关系推断：（1）单质A只可能是_，这是因为_。（2）单质B一定是金属还是非金属？_，这是因为_。（3）各化合物的化学式为：甲_、乙_、丙_、丁_。35【思路点思路点拨拨】(1)单质A与NaOH溶液反应产生H2的元素可能是Al或Si。 (2)特殊变化两次失去H2O ；【解析解析】本题是元素及化合物推断题，解题的突破口是短周期内元素的单质A与NaOH溶液反应生成氢气C的元素可能是Al和Si，而产生的化合物乙与过量盐酸溶液反应，生成的化合物两次失去化合物丙而生成化合物甲，则进一步推断出A单质不是金属Al，而只能是Si。又由于单质A和化合物甲都能跟N

14、aOH溶液反应生成化合物乙Na2SiO3，只不过A的另一产物是氢气，而化合物甲的另一产物为化合物丙，丙又可通过氢气与单质B反应生成。故单质B为O2，其他的各种化合物也就能推断出来了。36【自我解答自我解答】（1）Si在短周期内，能与NaOH溶液反应放出氢气的只可能是铝和硅，但铝的氢氧化物可溶于过量HCl溶液中，不符合题意。故A只能是单质硅（2）非金属硅只有和氧气反应，才能生成酸性氧化物（SiO2），再与碱液NaOH溶液反应（3）SiO2Na2SiO3H2OH4SiO437 A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与

15、金刚石相似。请填空：（1）单质A的原子的结构示意图为_，它的最高化合价为_。（2）B的化学式为_，B的晶体类型为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式是_。（3）C的化学式为_，D的化学式为_。38【解析解析】由“A为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，晶体结构与金刚石相似”推知A为Si，根据 不难推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。【答案答案】（1） 4（2）SiO2原子晶体 SiO22C Si2CO（3）CaSiO3Na2SiO339金刚石金刚石40金刚石金刚石41材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料类别高温结构陶瓷半导体陶瓷光学材料生物陶瓷普通水泥、玻璃、陶瓷示例氮化硅

16、陶瓷氧化锡陶瓷光导纤维氧化铝陶瓷抗腐蚀性、耐高温，但质脆，经不起冲击特性耐高温、强度大电学特性光学特性生物功能用途汽轮机叶片、永久性模具、轴承集成电路中的半导体光缆、医疗照明人造骨、接骨螺钉 无机非金属材料的种无机非金属材料的种类和用途和用途42【警示警示】新型无机非金属材料的考查，主要涉及化学式的确定，组成元素的化合价、晶体类型、主要特性、主要用途等知识点，复习时应特别注意对相关的知识的掌握，并灵活运用化合物中元素化合价代数和为零的原则及元素周期表中“位、构、性”的三角关系推导无机非金属材料的化学式。43（1）想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类

17、的物质_。A光导纤维B有机陶瓷C人造纤维 D砖瓦（2）下列物质中，属于新型无机非金属材料的是_。A钢化玻璃 B碳化硼陶瓷C光导纤维 D硼酸盐玻璃 44陶瓷茶具陶瓷茶具45玻璃玻璃46水泥水泥47（3）人造骨是一种新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这是利用了这类材料的_特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成新骨，可在骨骼界面产生分解、吸收、析出等反应，实现骨髓的牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中_形成新骨。ACa2 BCl CNaDPO43 48【示范解析示范解析】（1）传统无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷，其中砖瓦是陶瓷中的一种，所以选D。

18、（2）新型无机非金属材料的品种较多，如高温结构陶瓷和光导纤维等，其中如氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷，所以选B、C。（3）新型无机非金属材料具有耐高温特性、电学特性、光学特性和生物特性，人造骨是利用了其生物特性。根据人造骨类似人骨和天然骨的性质和结构人骨的主要成分是Ca3（PO4）2，应从人体中吸收Ca2和PO43。【答案答案】（1）D（2）BC（3）生物AD49在氮化硅中添加氧化铝，用氧原子替代一部分氮，用铝原子替代一部分硅，通过常压烧结即成新一代无机非金属材料，叫做氧氮硅铝，即赛伦（Sialon），化学通式为Si6xAlxOxNy（x为24）。试回答：（1）赛伦有_等特性至少写三

19、种。（2）化学通式里的y值为_用含x的表达式或某一具体数值表示。【解析解析】赛伦是新一代无机非金属材料，应该具有新型无机非金属材料的特性；根据化合价规则可确定y与x的关系为y8x。【答案答案】（1）耐高温、高强度、耐磨损、抗腐蚀、热稳定性好（2）y8x50进入创新作业做题学而时习之，不亦说乎？51第二第二讲铝及其重要化合物及其重要化合物52铝铝百百叶叶531教学分析教学分析本讲教学掌握铝的化学性质、氧化铝和氢氧化铝的两性，认识到铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属及其化合物的不同，并能列举铝合金材料在生产和生活中的重要作用。 2 2重点突破重点突破本讲的重、难点是铝的还原性、氧化铝和氢氧

20、化铝的两性，对铝的性质主要考查铝与强酸、强碱反应的简单计算、铝热反应等重要知识。54对铝与酸、碱反应的定量关系要重点掌握，密切联系氧化还原反应的有关规律或运用电荷守恒规律解决问题；能运用Al、Al3、Al(OH)3、Al2O3、Al(OH)4的性质关系，处理有关离子共存、化学图像、化学计算等问题，解释实际应用中的问题和现象。3 3例例题处理理例1是以铝和稀H2SO4、NaOH溶液为原料，用不同的方法制备Al(OH)3，学会定量分析和最佳方案选择；例2是运用“铝三角”的关系，处理化学图像及有关计算。5556铝合金型材铝合金型材57考纲点击命题热点了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。铝及其化合物

21、的“两性”，及NaAl(OH)4、AlCl3的水解作用是考查的重点。 学生P5858一、一、铝与与铝合金合金 1 1铝(1)物理性质铝为 色金属，熔点为660.4 ，沸点为2 467 ，密度为2.7 gcm3，仅为钢的1/3左右；导电性仅次于 ，是地壳中含量最多的金属元素。 学生P58银白白银、铜和金和金59铝棒铝棒60(2)化学性质 与氧气反应 常温下与空气中的氧气反应生成坚固的氧化物保护膜，故在空气中铝有良好的抗蚀性。在点燃条件下，铝在氧气中燃烧， 化学方程式为： 纯氧中点燃(剧烈燃烧且产生耀眼白光) 与其他非金属单质如Cl2、S等反应，化学方程式分别为：与Cl2反应： ；与S反应： 。6

22、1与酸反应与非氧化性强酸反应的离子方程式为： ；在常温下可被 钝化。与强碱溶液反应，化学反应方程式为： 。铝热反应Al与Fe2O3反应化学方程式为： ；此反应的应用为：冶炼稀有金属、焊接钢轨等。(3)工业上冶炼铝的化学方程式为 。2Al2Al6H6H=2Al=2Al3 33H3H2 2浓H H2 2SOSO4 4、浓HNOHNO3 32Al2Al2NaOH2NaOH6H6H2 2O=2NaAl(OH)O=2NaAl(OH)4 4 3H3H2 2622 2合金合金由 以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有 的物质。(1)特点：合金的熔点一般比成分金属熔点 ；比成分金属有 的硬度、强度等良好的

23、物理、化学和机械性能。(2)铝合金成分：铝和 、 、 、锌、锂等。性能：高 、低 、 好、耐腐蚀等。用途：用于 、 和 等。两种或两种两种或两种金属特性金属特性低低较大大铜镁硅硅强强度度密度密度塑性塑性建筑建筑业包装包装业交通运交通运输63铝合金铝合金64【温馨提醒温馨提醒】Al与NaOH溶液反应时，氧化剂是水，电子转移情况如下：2Al2NaOH6H2O=2NaAlO23H24H2O二、二、铝的重要化合物的重要化合物 1 1氧化氧化铝氧化铝的熔点 ，是一种比较好的耐火材料，也是一种 氧化物，与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别为： ， 。两性两性高高AlAl2 2O O3 36HCl=2A

24、lCl6HCl=2AlCl3 33H3H2 2O OAlAl2 2O O3 32NaOH2NaOH3H3H2 2O=2NaAl(OH)O=2NaAl(OH)4 4 65氧化铝粉氧化铝粉662 2氢氧化氧化铝(1)化学性质两性氢氧化物Al(OH)3与NaOH、盐酸反应的化学方程式为： ； 。受热分解 加热条件下，Al(OH)3分解的化学方程式为： (2)制备实验室里常用铝盐溶液如Al2(SO4)3与氨水反应制取Al(OH)3，Al(OH)Al(OH)3 3NaOH=NaAl(OH)NaOH=NaAl(OH)4 4 Al(OH)Al(OH)3 33HCl=AlCl3HCl=AlCl3 33H3H2

25、 2O O67活性氢氧化铝活性氢氧化铝68化学方程式为： 。3 3四四羟基合基合铝酸酸钠(1)易溶于水，其水溶液显 性。(2)与酸反应向NaAl(OH)4溶液中通入过量CO2的化学方程式为： ；向NaAl(OH)4溶液中逐滴滴入盐酸至过量的过程中依次发生反应的化学方程式为： ； 。AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 36NH6NH3 3HH2 2O=2Al(OH)O=2Al(OH)3 33(NH3(NH4 4) )2 2SOSO4 4NaAl(OH)NaAl(OH)4 4 COCO2 2=NaHCO=NaHCO3 3Al(OH)Al(OH)3 3NaAl(OH)NaAl(OH)4 4 H

26、Cl=NaClHCl=NaClAl(OH)Al(OH)3 3H H2 2O OAl(OH)Al(OH)3 33HCl=AlCl3HCl=AlCl3 33H3H2 2O O碱碱69【温馨提醒温馨提醒】两性物质指既能与酸又能与碱反应生成盐和水的化合物。包括Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。强碱弱酸酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、Na2HPO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4、NH4HS等)，也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质，因为它们与酸或与碱反应的生成物不全是盐和水。Al能与酸及强碱反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因Al与强碱反应的

27、本质是：2Al6H2O=2Al(OH)33H2Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O两式相加为：2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2Al不直接与NaOH作用。70试剂离子方程式Al3NH3或NH3H2OAl33NH3H2O= AlOH33NH4AlOH4CO2AlOH4CO2= AlOH3HCO3=Al3AlOH43AlOH4Al3=4AlOH3 学生P59 Al(OH)Al(OH)3 3的的实验室制法和室制法和Al(OH)Al(OH)3 3沉淀量的沉淀量的计算算1.Al(OH)1.Al(OH)3 3的制法的制法712.2.可溶性可溶性铝盐与与强强碱碱( (如如NaOH)NaO

28、H)反反应所得沉淀物所得沉淀物质的量与的量与反反应物之物之间量的关系量的关系723 3可溶性四可溶性四羟基合基合铝酸酸盐与酸与酸( (如如盐酸酸) )反反应所得沉淀物所得沉淀物质的量与反的量与反应物之物之间量的关系量的关系【特特别提醒提醒】利用可溶性铝盐与氢氧化钠溶液或NaAl(OH)4溶液与盐酸反应计算生成物中Al(OH)3的量时，先判断发生的反应，再根据实际发生反应的化学方程式进行计算。73盐盐酸酸74今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定 量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2Al2(SO4)36NaOH=2Al

29、(OH)33Na2SO42Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H22NaAl(OH)4H2SO4=2Al(OH)3Na2SO42H2O(1)上述哪一种方法比较节约试剂？提示：试从每生产2 mol Al(OH)3 所耗费的试剂用量予以说明(2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)。75【示范解析示范解析】(1)由题给化学方程式可分别得出两种方法的关系式：法2Al3H2SO46NaOH2Al(OH)3；法2Al2NaOHH2SO42Al(OH)3。所以，制备2 mol Al(OH)3法消耗2 mol Al,3 mol H2SO4,6 mol

30、 NaOH；法消耗2 mol Al,2 mol NaOH,1 mol H2SO4。故法比较节约试剂(2)根据Al33Al(OH)4=4Al(OH)3可采用以下转化关系：762 mol Al(OH)3【答案答案】(1)法比法节约试剂(2)2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2Al2(SO4)36NaAl(OH)4=8Al(OH)33Na2SO4故每生成2 mol Al(OH)3，需要2 mol Al,0.75 mol H2SO4,1.5 mol NaOH，可见比两法更节约试剂。77将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素

31、的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是()A13B23C14D27【解析解析】本题应对两种情况进行讨论：若AlCl3过量，NaOH不足，溶液中的铝元素应为Al3。78结晶氯化铝结晶氯化铝79氢氧化钠氢氧化钠80依题意，溶液中剩余1 mol Al3，则：c(AlCl3)c(NaOH)(11)323。若NaOH量稍多，AlCl3完全反应，溶液中的铝元素的形式为AlO2，不妨假设有2 mol Al3反应，依题意有关系式：c(AlCl3)c(NaOH)2(34)27。【答案答案】BD81 “铝三角三角”及及Al(OH)Al(OH)3 3沉淀沉淀图像像1

32、 1“铝三角三角”Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4或Al33OH=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAl(OH)3OH=Al(OH)4Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3或2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3CO32H2O或Al(OH)4H=Al(OH)3H2OAl(OH)44H=Al34H2OAl34OH=Al(OH)4另外，Al33Al(OH)4=4Al(OH)3(水解相互促进)822 2Al(OH)Al(OH)3 3沉淀的沉淀的图像分析像分析向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液ABAl33OH=Al(OH)3BCAl(OH)3OH=Al(OH)4向Na

33、OH溶液中滴入AlCl3溶液AB4OHAl3=Al(OH)4BC3Al(OH)4Al3=4Al(OH)383向盐酸中滴入NaAl(OH)4溶液ABHAl(OH)4=Al(OH)3H2OAl(OH)33H=Al33H2OBCAl33Al(OH)4=4Al(OH)3向NaAl(OH)4溶液中滴加盐酸ABAl(OH)4H=Al(OH)3H2OBCAl(OH)33H=Al33H2O84将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L的NaOH溶液。请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1

34、160 mL时，则金属粉末中n(Mg)_mol，V2_mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)_mL。 (3)若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量为a，用100 mL 2 mol/L的H2SO4溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的85NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是_。【示范解析示范解析】(1)由图像可以看出镁铝混合物与H2SO4反应，H2SO4是过量的。则有解得NaOH溶液体积为V2时溶液中溶质为Na2SO4和NaAl(OH)4，根据守恒关系V21 mol/L2

35、0.1 L2 mol/L0.04 molV20.44 L440 mL86(2)Mg(OH)2、Al(OH)3刚好沉淀时溶液中溶质里有Na2SO4，根据SO42守恒关系，故有：V1 mol/L20.1 L2 mol/LV0.4 L400 mL(3)当沉淀中恰好只有Mg(OH)2时，加入的NaOH全部生成Na2SO4和NaAl(OH)4，根据Na守恒可得如下关系式：解得0.05 mola0.1 mol【答案答案】(1)0.06440(2)400(3)0.05 mola0.1 mol87如图是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液和盐酸时，沉淀的物质的量y mol与加入NaOH溶液和盐

36、酸的体积x mL的关系图，根据图示判断，下列结论中不正确的是()AN点时溶液中的溶质只有NaClBM点之前加入的是NaOH溶液，M点之后加入的是盐酸Cc(NaOH)c(HCl)D原混合溶液中c(MgCl2)c(AlCl3)1288【解析解析】分析图像可知M点之前加入的是NaOH溶液，M点之后加入的是盐酸，当加NaOH溶液和盐酸的体积为12 mL时，MgCl2和AlCl3又回到了起点，说明加入的NaOH与HCl恰好完全中和，c(HCl) Lc(NaOH) L，故c(HCl)c(NaOH)，C项正确；由图象分析可知，Al(OH)3溶解消耗NaOH为1 mL，则由Al3沉淀为Al(OH)3时，消耗N

37、aOH为3 mL。则沉淀Mg2消耗NaOH为2 mL，所以n(Mg2)n(Al3)，c(MgCl2)c(AlCl3)11，D错。【答案答案】D89进入创新作业做题学而时习之，不亦说乎？90第三讲金属材料复合材料第三讲金属材料复合材料911 1教学分析教学分析本讲内容复习铜及其化合物的性质，通过对铜、银、金性能及用途的比较，理解性质决定用途的学习思路，体现金属材料在现代化建设中的重要作用；了解复合材料的定义及优越性和科技在现代生活中的重要作用。922 2重点突破重点突破本讲的重点有两个：一是铜及其化合物的性质；二是材料在现代科技中的重要作用。复习时学会用分类和比较的方法研究铜及其化合物的性质，尤

38、其是Cu与浓H2SO4、浓HNO3等强氧化性酸的反应及有关计算是高考的重点。材料与我们的生活密切相关，复习时，重点掌握材料的性能和优越性。3 3例例题处理理对于例1要抓住两点：一是由粗制CuO经两条途径制取胆矾，并比较其优点；二是定量分析实验和基本操作。例2要根据金属的活动性顺序及金属在自然界中的存在形态选择不同的冶炼方法。9394铜铜95考纲点击命题热点1.了解铜及其重要化合物的性质。2.了解金属材料和复合材料。1.关注与材料有关的STS。2.重要金属的冶炼。 学生P6296 一、一、铜及其化合物及其化合物1 1单质铜(1)物理性质 色金属，具有良好的 性、 性和 性。(2)化学性质与非金属

39、单质反应与O2反应： 。与S反应： 。与Cl2反应： 。 学生P62紫紫红延展延展导电导热97铜铜98与氧化性酸反应与浓H2SO4反应： ；与浓HNO3反应： ；与稀HNO3反应： 。在潮湿的空气里生成铜绿的反应： 。与某些盐溶液反应如与FeCl3、AgNO3溶液反应，化学方程式分别为： ， 。CuCu4HNO4HNO3 3( (浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 22NO2NO2 22H2H2 2O O3Cu3Cu8HNO8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 22NO2NO4H4H2 2O O2Cu2CuO O2 2H H2 2O OCOCO2 2

40、=Cu=Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 32FeCl2FeCl3 3Cu=2FeClCu=2FeCl2 2CuClCuCl2 22AgNO2AgNO3 3Cu=Cu(NOCu=Cu(NO3 3) )2 22Ag2Ag992氧化铜(1)物理性质： 色粉末状固体。(2)化学性质碱性氧化物的某些通性可与酸(如HCl、H2SO4、HNO3等)反应，其离子方程式为： 。氧化性可与还原性物质(如H2、CO等)反应，化学方程式分别为： 。高温下分解化学方程式为： 。黑黑CuOCuO2H2H=Cu=Cu2 2H H2 2O O100氧化氧化铜101【温馨提醒温馨提醒】CuO(黑色)可以与NH3、H

41、2、CO、C2H5OH等物质反应，体现CuO的氧化性。如：CuOH2 CuH2O,3CuO2NH3 3CuN23H2O，CuOCO CuCO2，C2H5OHCuO CH3CHOH2OCu。二、金属材料二、金属材料1 1冶金工冶金工业将金属分将金属分为两大两大类1022常见的合金(1)铜合金 ：中国使用最早的合金。 ：含锌及少量锡、铅、铝等。 ：含镍、锌及少量锰。(2)钢用量最大，用途最广的合金碳素钢合金钢：在碳素钢中添加铬、锰、钨、镍等合金元素。青青铜黄黄铜白白铜103铜合金合金104钢105金(Au)银(Ag)钛(Ti)主要性能共性良好的延展性、导电性和导热性特性黄色金属，柔软，化学性质尤其

42、稳定银白色金属，质地柔软，化学性质稳定熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、很活泼(但易形成保护膜)、亲生物性重要用途电子元件、航空航天部件、货币、装饰品等催化剂、化学电源、牙科材料、货币、饰品等广泛用于航空、航天、航海、化工设备、医疗器械等3 3金、金、银、钛的性能与用途的性能与用途106金金107银器银器108钛钛109三、复合材料三、复合材料1 1概念概念复合材料是指 或 性质不同的材料经特殊加工制成的一种新型的材料。2 2组成成(1)基体(2)增强体3 3性能性能既保持或发展了原来材料的长处，又能弥补原材料的不足。两种两种两种以上两种以上110复合材料复合材料111 学生P63 铜及其化合

43、物之及其化合物之间的的转化化112 某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a蒸发皿b石棉网c泥三角d表面皿 e坩埚钳 f试管夹113(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径实现

44、用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、_、自然干燥。114胆胆矾115(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。(5)在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)中结晶水x值的实验过程中，称量操作至少进行_次。(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是_。a加热温度过高b胆矾晶体的颗粒较大c加热后放在空气中冷却d胆矾晶体部分风化116【示范解析示范解析】(1)因坩埚加热时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，灼烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后产物中含有

45、少量铜其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥。117铂金坩埚铂金坩埚118(4)根据途径的反应方程式Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O和途径的反应方程式2CuO22H2SO4(稀) 2CuSO42H2O，可以看出途径的优点是：产生等量的胆矾比途径耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行4次，分别是：称量坩埚；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再

46、加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1 g。(6)若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高，使CuSO4晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。 【答案答案】(1)ceb (2)ab (3)蒸发过滤(4)产生等量胆矾途径消耗硫酸少；途径不会产生污染大气的气体 (5)4(6)a119 铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳酸铜，兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质。试推测：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物质是()A黑色的氧化铜 B红色的氧化亚铜C蓝色的氢氧化铜和碳酸铜 D黑色的氧化亚铜【答案答案】B【解析解析】碱式碳酸铜兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质，加热时Cu(OH)2、CuCO3均

47、分解：Cu(OH)2 CuOH2OCuCO3 CuOCO2而高温下黑色的CuO不稳定，又会分解生成红色的Cu2O：4CuO 2Cu2OO2。120铜锈121 金属的冶金属的冶炼由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此冶炼不同的金属必须采用不同的冶炼方法。1 1热分解法分解法适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银：2HgO 2HgO2，2Ag2O 4AgO2。2 2热还原法热还原法用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金属活动性介于AlCu之间的大多数金属的冶炼(不包括Al)。如122Fe2O33CO 2Fe3CO22CuOC 2CuCO2

48、2AlCr2O3 2CrAl2O3WO33H2 W3H2O若这类金属以硫化物或碳酸盐的形式存在时，应首先将其转化成氧化物后再还原，如：2ZnS3O2 2ZnO2SO2ZnOC ZnCO3 3电解法电解法适合冶炼金属活动性很强的金属(一般是在金属活动顺序表中铝及排在铝前边的金属)。例如：1232Al2O3(熔融) kdljsgijre 4Al3O2MgCl2(熔融) MgCl2深化提醒深化提醒（1）有些活泼性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如Na+KCl K+NaCl2RbCl+Mg MgCl2+2Rb等，在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，先汽化离开反应体系，使化学反应得以向正

49、反应方向进行。（2）化学性质很稳定的金属如Au、Pt等，在自然界中呈游离态，用物理方法即可得到。124火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁 冶炼金属一般有下列方法：焦炭法水煤气(或氢气或一氧化碳)法活泼金属置换法电解法四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：_。125(2)写出以下化学方程式用焦炭法炼铁_用水煤气法炼钨_用铝热法炼锰_用电解法冶炼钠_【思路点思路点拨】(1)依据金属的活动性及金属在自然界中的存在形态选择冶炼方法。(2)孔雀石的主要成分是Cu2(O

50、H)2CO3受热易分解。126【自我解答自我解答】(1)127下列用于制备相应金属的反应原理中，不可行的是()A用氢气还原氧化铝制备铝B湿法炼铜：FeCuSO4=FeSO4CuC用铝热法可制备铁、锰、钒、铬等金属，但不能制镁D用金属钠与AgNO3溶液反应制银【答案答案】AD128进入创新作业做题学而时习之，不亦说乎？129单元高效整合单元高效整合130一、硅及其化合物之一、硅及其化合物之间的的转化化二、二、铝及其化合物之及其化合物之间的的转化化131硅晶片硅晶片132铝盖铝盖133三、三、铜及其化合物之及其化合物之间的的转化化134铜铜135四、材料的分四、材料的分类136 据报道，科学家通过

51、对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法中，正确的是A二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物B将二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得到硅酸C因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸137易易错点点1.忽略SiO2不溶于水，不能和水反应而错选A。2忽略非金属性强弱判断依据而错选C。【解析解析】二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，A错误；碳酸的酸性比硅酸强，B正确；该反应是在非溶液

52、状态下进行的反应，属于用不挥发性的酸酐来制取挥发性的酸酐，所以二氧化硅在高温下与碳酸钠的反应不能作为判断硅酸与碳酸酸性强弱的依据，C错误；二氧化硅可以与氢氟酸发生反应，D错误。【答案答案】B138铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一，与铝同族，位于第六周期，Tl3与Ag在酸性介质中发生反应：Tl32Ag=Tl2Ag。下列推断正确的是ATl的最外层有1个电子BTl3的氧化性比Al3弱CTl能形成3价和1价的化合物DTl的还原性比Ag强139铊140易错点易错点1.想当然地、下意识地受Na+误导，未及细审即错选A。2.思维定势于“与Al同族（A）”的元素只有+3价而未选C。3.对于题干中的反应不能

53、正确识别还原剂、还原产物以进行比较，或主观上不接受“陌生”的客观事实而错选D。【解析解析】因铊“与铝同族”，故Tl的最外层应有3个电子，A错，由反应方程式可知Tl3氧化性大于Ag，则大于Al3，Tl的还原性小于Ag，故B、D错。【答案答案】C1410.5 mol/L的AlCl3溶液100 mL，跟未知浓度的NaOH溶液50 mL相混合，得到1.56 g沉淀，则NaOH溶液的浓度是A1.2 mol/L B2.4 mol/LC3.6 mol/L D4.4 mol/L易易错点点1.片面认为加入的NaOH不足，单纯按照Al33OH=Al(OH)3计算而漏选C。2片面认为加入的NaOH过量，单纯按照计算

54、而漏选A。142【解析解析】NaOH溶液可以和AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，如果NaOH溶液过量，NaOH溶液又可以溶解Al(OH)3沉淀。所以当生成的Al(OH)3沉淀的物质的量小于原有AlCl3的物质的量时，计算要分NaOH不足(原有的Al3以Al(OH)3和Al3存在)和NaOH过量(原有的Al3以Al(OH)3和AlO2存在)两种情况分析。【答案答案】AC143NaCuAlFe熔点/97.81 0836601 535沸点/8832 5672 4672 750(2010福建质检)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。分析下表中的数据，不能形成合金的是A.Cu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na144易易错点点只考虑钠的熔沸点比较低而误认为钠与任何金属都不能形成合金而多选D。【解析解析】两种金属熔合形成合金时，其中一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点，选项C中，当温度高于883 而低于1 535 时，金属铁尚未熔化，而此时金属钠已变为气体，因此铁和钠不能形成合金。【答案答案】C C145学而时习之，不亦说乎？146