二、铝的性质及应用 （一）铝的存在
自然界中铝以化合态存在。铝的主要存在形式有：铝土矿（Al2O3·nH2O），铝元素占地壳总量的7.45％，是地壳中含量最多的金属元素。 （二）铝的性质 1.物理性质
铝有良好的导电性（居金属第三，最好的是银），传热性和延展性。铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。 2.化学性质
（1）与酸反应：一般与强酸反应（例如盐酸；稀硫酸等） 2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
（2）与碱反应：一般与强碱反应（例如：NaOH；KOH；Ba（OH）2等） 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
（3）与浓硝酸、浓硫酸的反应：在常温下，铝遇到浓硝酸、浓硫酸会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化；在加热的条件下可以发生反应。
（4）与某些盐溶液反应：铝的金属活动性比较强，可以跟不少的金属盐溶液发生置换反应 （如：CuCl2、AgNO3等） 2Al+3CuCl2＝3Cu+2 AlCl3
（5）与某些金属氧化物反应（铝热反应） Fe2O3+2Al（三）铝的应用
1.用于电器设备和做高压电缆 2.是重要的反光材料 3.野外焊接铁轨
4.铝合金是制造飞机的理想材料。 三、规律总结
2Fe+ Al2O3
（铝热反应用途①冶炼稀有金属②野外焊接铁轨。）
第二单元 铁、铜的获取及应用 一、从自然界获取铁和铜 1.铁的冶炼
①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石 ②反应器：炼铁高炉
③反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来
④工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生一氧化碳并放出大量的热
C?O2点燃CO2
CO2?C高温2CO
Fe2O3?3CO高温2Fe?3CO2
CaCO3高温CaO?CO2?
CaO?SiO2高温CaSiO3(炉渣)
⑤生铁：含碳量2%~4.5% 钢：含碳量<2%
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2.铜的制备
①电解精冶铜的原理是让粗铜作阳极，失去电子变为Cu2+，用铜棒作阴极，在阴极上即可得精铜。 ②湿法炼铜是指在溶液中将铜置换出来。 CuCl2?Fe?FeCl2?Cu ③生物炼铜是利用细菌将矿石分化得铜。 二、铁、铜及其化合物的应用 （一）铁、铜的物理性质
铁是一种金属光泽的银白色金属，质软，有良好导电、导热性、延展性。粉末为黑色，属于重金属，黑色金属，常见金属。铁能被磁铁吸引，抗腐性强。
铜是一种有金属光泽的紫红色金属，有良好的导电、导热性，良好的延展性，粉末为紫红色，铜属于重金属，有色金属，常见金属。
（二）铁、铜的化学性质 1.铁的化学性质 （1）与非金属反应
2Fe?3Cl2点燃2FeCl3(棕黄色的烟)3Fe?2O2点燃Fe3O4(FeO?Fe2O3)
（铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物） （2）与酸反应
?2?Fe?2H?Fe?H2? ①与非氧化性酸：
?2?3Fe?S?FeS②氧化性酸：常温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化，而加热时剧烈反应。 （3）与某些盐溶液反应 Fe＋Cu2
＋
Fe2＋Cu
＋
Fe＋2Fe3
＋3Fe2
＋
（4）铁的存在
铁在自然界中分布较广。在地壳中含量约5%，仅次于铝。分布在地壳中的铁均以化合态存在，游离态的铁只能在陨石中得到。常见的铁矿石有：磁铁矿（2.铜的化学性质 （1）与非金属单质反应 Cu＋Cl2
CuCl2（红棕色的烟）
Fe3O4）Fe2O3）等。
、赤铁矿（
2Cu＋S= Cu2S（硫化亚铜） （2）与某些盐溶液反应 Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2 Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2 （3）与强氧化性的物质反应
3Cu＋8HNO3（稀）=3 Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3（浓）= Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O Cu＋2H2SO4（浓）=3 CuSO4＋SO2↑＋2H2O （三）Fe2+和Fe3+的相互转化
1. Fe2+→Fe3+：Fe2+与强氧化剂（如Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4、浓H2SO4、H2O2等）反应时，被氧化为Fe3+ 2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2 Cl
－
2. Fe3+→Fe2+：Fe3+与还原剂（如Zn、Fe、Cu、S2、I、H2S等）反应时，被还原成Fe2+
－
－
Fe＋2Fe3 =3Fe2
＋
＋
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Cu＋2Fe3=Cu2+＋2Fe2+
＋
S2＋2Fe3=S↓＋2Fe2+
－
＋
2I＋2Fe3=I2＋2Fe2+
－
＋
（四）Fe3的检验
＋
1. KSCN法：加入KSCN呈血红色的是Fe3+溶液，而Fe2+的溶液无此现象，这是鉴别Fe2+和Fe3+最常用、最灵敏的方法。Fe3＋
＋
3SCN Fe3＋3OH
＋
－
－
Fe（SCN）3（红色）
＋
＋
2.碱液法：可加入碱液，Fe3有红褐色沉淀生成，Fe2先生成白色沉淀，然后变成灰绿色，最后变成红褐色。
Fe（OH）3↓（红褐色）
－
Fe2＋2OH
＋
Fe（OH）2↓（白色）
4Fe（OH）3
4 Fe（OH）2＋O2＋2H2O （五）规律总结
三、钢铁的腐蚀
（一）金属腐蚀的本质：M－ne=Mn+
－
（二）钢铁的腐蚀
1.化学腐蚀：金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀。（次要）
2.电化学腐蚀：钢铁不是纯净的铁，通常含有少量的碳杂质。金属在电解质溶液中发生原电池反应而引起的腐蚀，伴有电流。（主要）
?2Fe?2H2O?O2?2Fe(OH)2??4Fe(OH)2?2H2O?O2?4Fe(OH)3?2Fe(OH)?FeO?3HO(FeO?xHO即为铁锈)3232232?（三）金属的防护 （1）喷涂保护。 （2）改变结构。
（3）涂加更活泼的金属，通过牺牲涂加的金属来防护。 （4）连接电源负极，使铁不失去电子，这是最有效的保护。 第三单元 含硅矿物与信息材料 一、硅 1.硅的存在
硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里，硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，含量丰富，居地壳元素第二位。 2.物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很高，硬度也很大，晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体。 3.化学性质
（1）很稳定，常温下不与O2、Cl2、浓HNO3、浓H2SO4等反应。 （2）加热时表现出还原性：Si＋O2（4）常温时，与F2、HF反应
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SiO2 。
（3）常温时，和强碱溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O= Na2SiO3＋2H2↑
Si＋2F2= SiF4
Si＋4HF= SiF4↑＋2H2↑ 4.硅的重要用途
作为良好的半导体材料，硅可用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等，主要用于电子工业。 5.高纯硅的工业制法 （1）2C＋SiO2（2）Si＋2Cl2
高温Si+2CO↑ （制粗硅）
高温SiCl4 （液态） Si＋4HCl （精硅）
（3）SiCl4＋2H2二、二氧化硅 1. SiO2的存在
高温SiO2广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。 2.物理性质
硬度大、熔点高、不导电、不溶于水。天然的二氧化硅分为晶体和无定形两大类。 3.化学性质
二氧化硅十分稳定，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，能与碱性氧化物、碱或碳酸盐等发生反应，不与水、酸（除HF外）发生反应，能耐高温、耐腐蚀。 （1）与强碱反应：
SiO2＋2NaOH= Na2SiO3+ H2O
硅酸钠是极少溶于水的硅酸盐中的一种，硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业经常使用的一种黏合剂，还可用作肥皂填料、木材防火剂及防腐剂等。 （2）与HF反应
SiO2＋4HF= SiF4↑＋2H2O
由于玻璃中含有大量的SiO2，SiO2与HF（溶液）反应很迅速，所以氢氟酸可用于雕刻玻璃。同时氢氟酸不用玻璃容器制备和贮存。
（3）与碱性氧化物反应 CaO+SiO2
高温CaSiO3（炼铁高炉的造渣反应）
（4）与碳酸盐反应 Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2
高温Na2SiO3+CO2↑
高温CaSiO3+CO2↑
4.二氧化硅的结构：
二氧化硅晶体坚硬，耐磨，熔沸点高的原因是二氧化硅的结构是空间立体网状结构。该空间构形类似于金刚石，具有高硬度，高熔沸点特征。
天然产透明的二氧化硅晶体俗称水晶。水晶为无色透明的六棱柱状。由于水晶内部往往分散有不同的杂质，使水晶带有一定的颜色，所以有烟水晶和紫水晶之分。 5.主要存在物质：
常见的以SiO2为主要成分的有：燧石、沙子、石英、硅藻土、玛瑙、水晶等。 6.二氧化硅的用途：
二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃，水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜等，含有有色杂质的石英，还可以用于制造精密仪器轴承；耐磨器皿和装饰品等；还用于作建筑材料。
三、硅酸（H2SiO3）
硅酸是一种比碳酸还弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。
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Na2SiO3+CO2＋H2O= H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl
四、硅酸盐工业 1.水泥
生产水泥的主要原料：黏土、石灰石 生产水泥的设备：水泥回转窑 加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度
普通水泥的主要成分：硅酸三钙（3 CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3 CaO·Al2O3）。 2.玻璃
生产普通玻璃的主要原料：纯碱、石灰石、石英 生产设备：玻璃熔炉 生产条件：高温熔融
形成玻璃的过程中的主要化学变化： Na2CO3+SiO高温2Na2SiO3+CO2↑
CaCO高温3+SiO2
CaSiO3+CO2↑
普通玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2 种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等。 3.陶瓷
制造陶瓷的主要原料：黏土
陶瓷的优点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。
五、用氧化物的形式表示硅酸盐的组成
书写顺序为：金属氧化物（较活泼的金属氧化物→较不活泼的金属氧化物）→二氧化硅→水。 如：硅酸钠[Na2SiO3]：Na2O·SiO2 镁橄榄石[Mg2SiO4]： 2MgO·SiO2
高岭土[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O 正长石 [K2Al2Si6O16]：K2O ·Al2O3·6SiO2
六、规律总结
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