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第三节 海水制碱
一. 氨碱法制纯碱的反应原理、纯碱的用途
过程：盐水 精 制 精盐水 吸 氨 氨盐水 碳 酸 化 碳酸氢钠 过滤 纯碱
原理：
①
②
注意：化学方程式①是一个总的化学方程式：
吸氨：NH3＋H2O＝NH3•H2O（氨水）
碳酸化：CO2＋H2O＝H2CO3
H2CO3＋NH3•H2O＝NH4HCO3
NaCl＋NH4HCO3＝NH4Cl＋NaHCO3
这四个化学方程式相加，就得①。由于碳酸氢钠的溶解度很小，所以，碳酸氢钠从溶液中以晶体的形式析出。
用途：人造纤维、石油精炼、粗盐精制、硬水软化、玻璃生产
二. 纯碱的性质
（1）物理性质：纯碱易溶于水
（2）化学性质：
①溶液呈碱性能使无色酚酞变红。
②纯碱能与酸反应生成一种气体能使澄清石灰水变浑浊。
实质：2H++CO32-＝H2CO3＝CO2↑+H2O
③与氢氧化钙、可溶性钙盐【CaCl2、Ca(NO3)2】反应，有白色沉淀生成
实质：Ca2++CO32-＝CaCO3↓
Na2CO3 + CaCl2＝CaCO3 ↓+ 2NaCl
④与氢氧化钡、可溶性钡盐【BaCl2、Ba(NO3)2】反应，生成白色沉淀碳酸钡
实质：Ba2++CO32-＝BaCO3↓
Na2CO3 + Ba(OH)2＝BaCO3↓+ 2NaOH
Na2CO3 + BaCl2＝BaCO3 ↓+ 2NaCl
三．常见的盐的性质和用途
1．常见的盐
（1）氯化钠（NaCl）：食盐的主要成分，有咸味，易溶于水，溶解度随温度变化不大，常用蒸发结晶的方法制盐。纯净的食盐不潮解，粗盐中因含有MgCl2、CaCl2等杂质，以吸收空气中的水份而潮解。用途：调味;腌制食品；医疗上用来配制生理盐水；工业上用来作原料制取碳酸钠、氢氧化钠、氯气、盐酸等；农业上用氯化钠溶液来选种；此外，还可以用来清除积雪。
（2）碳酸钠（Na2CO3）：俗称纯碱，易溶于水，溶液有涩味滑腻感，显碱性。溶解度随温度变化较大，常用降温结晶的方法获得碳酸钠晶体。用途：用于制人造纤维、石油精炼、硬水软化、制玻璃。此外，还广泛应用于冶金、造纸、纺织、印染、洗涤剂等领域。
（3）碳酸氢钠（NaHCO3）：俗称小苏打。易溶于水，水溶液呈碱性。用途：在食品工业上用作食品添加剂；在医疗上，用作治疗胃酸过多。
（4）碳酸钙（CaCO3）：大理石、石灰石的主要成分。白色固体，难溶于水。用途：重要的建筑材料、补钙剂。还用于除去过多的酸。
2．盐的溶解性
K+盐、Na+盐、NH4+盐、NO3-盐，
完全溶解不困难；
Cl-盐不容氯化银（AgCl）
SO42-盐不容Ba2+、Pb2+
碱中还溶Ca2+和Ba2+
同时别忘碳酸镁（MgCO3）【微溶】
3．盐的化学性质
（1）活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
盐 + 金属 ＝ 新盐 + 新金属
Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 + 2Ag
注意：①参加反应的盐必须可溶②反应的金属必须比被置换出的金属活泼③反应类型：置换反应。
（2）一些盐能与酸反应生成新盐与新酸。
AgNO3 + HCl ＝ AgCl↓+ H NO3 Ba(NO3)2 + H2SO4 ＝ BaSO4↓ +2 H NO3
CaCO3 + 2HCl ＝ CaCl2 + CO2↑+H2O
（3）一些盐能与碱反应生成新盐与新碱
CuSO4 + 2 NaOH ＝ Cu(OH)2↓+ Na2SO4 Na2CO3 + Ba(OH)2＝BaCO3↓+ 2NaOH
Na2CO3 +Ca(OH)2＝CaCO3↓+ 2NaOH
（4）一些盐之间也能反应生成两种新盐
CaCl2 + Na2CO3 ＝ 2NaCl + CaCO3↓ BaCl2 + Na2CO3 ＝ 2NaCl + BaCO3↓
BaCl2+Na2SO4 ＝BaSO4↓+ 2 NaCl AgNO3 + NaCl ＝ AgCl↓+ Na NO3
注意：① ⑶、⑷中反应物必须都溶于水；② ⑵、⑶、⑷都属于复分解反应，必须满足复分解反应发生的条件。
第七单元 金属
第一节 常见的金属材料
一．金属的物理性质
1．金属的物理性质：①大多数常见的金属都是银白色有金属光泽。铜：紫红色；金：黄色；铁粉：黑色。②金属的密度和硬度较大，熔、沸点较高。钠：质软，密度比水小，熔点较低；汞：常温下为液态。③具有良好的延展性、导电性和导热性。④除汞外，金属常温下都是固体。
2．一些金属的特性：铂：延性好；金：展性好；钨：熔点高，常用作灯泡的灯丝；银：电阻率最小，导电性最好的金属，广泛用于电子制造业。
二．合金
1．定义：合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属，而形成的具有金属特性的物质。
2．合金属于混合物，各成分金属保持自身化学性质不变。
3．合金的特性：一般来说，合金的硬度比成分金属大，熔点比成分金属低。
4．常见的合金：生铁、钢都是铁和炭的合金，主要区别是含炭量不同（生铁含碳量比钢高）；黄铜是铜锡合金，外观像黄金。
三．炼铁的原理
1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）
2．原理：Fe2O3 + 3CO 高温 Fe + 3CO2
3．装置
现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有铁生成。
注意事项：①装药品前，要检查装置的气密性；②反应前，要先通一会儿一氧化碳，待装置中的空气排净后，才开始加热。防止一氧化碳与空气混合，不纯而爆炸；③反应结束后，应先停止加热，待硬质玻璃管冷却到室温后，才能停止通入一氧化碳。防止还原出的铁粉高温时，被氧化。④反应应的尾气要进行处理。防止一氧化碳污染环境。
4．炼铁高炉及高炉炼铁的反应：
C + O2点燃CO2
CO2＋Ｃ高温2CO
Fe2O3 + 3CO 高温 Fe + 3CO2
四．氧化反应和还原反应
第二节 金属的化学性质
一．金属的化学性质
1．金属能与氧气发生化合反应生成金属氧化物
铁丝 在空气中不能燃烧；在纯净的氧气中剧烈燃烧，火星四溅，释放出大量的热量，有黑色固体物质生成 3Fe+2O2点燃Fe3O4
镁带 在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，冒出白烟，释放出大量的热量白有色固体物质生成。 2Mg+O2点燃2MgO
铜片 在空气中加热灼烧，红色的铜表面覆盖一层黑色物质 2Cu+O2加热2CuO
铝 铝片在空气中，铝能与氧气迅速反应，在铝表面生成一层致密的氧化膜，阻碍反应进一步进行。 4Al+3O2 2Al2O3
铝粉在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成白色固体 4Al+3O2点燃2Al2O3
2．比氢活泼的金属能与酸发生置换反应释放出氢气
金属 + 酸 ＝ 盐 + 氢气
稀盐酸与金属反应：
2Al + 6 HCl ＝ 2AlCl3 + 3 H2↑ Mg + 2 HCl ＝ MgCl2 + H2↑
Zn + 2 HCl ＝ ZnCl2 + H2↑ Fe + 2 HCl ＝ FeCl2 + H2↑
稀硫酸与金属反应：
2Al + 3H2SO4 ＝ Al2(SO4)3 + 3H2↑ Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2↑ Mg + H2SO4 ＝ MgSO4 + H2↑
注意：①实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气；②铁参加置换反应生成的是+2价的亚铁离子：Fe2+；③相同质量的金属与足量的酸反应生成氢气的质量又多到少的顺序：Al、Mg、Fe、Zn。；④在初中范围内，常见的Al、Mg、Fe、Zn这四种金属能与酸发生置换反应，生成氢气。
3．活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
盐 + 金属 ＝ 新盐 + 新金属
Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu
（湿法炼铜的原理，波尔多液不能装在铁桶中）
Cu + 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 + 2Ag
注意：①参加反应的盐必须可溶②反应的金属必须比被置换出的金属活泼③反应类型：置换反应。
二．置换反应
定义：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。
A + BC ＝ B + AC
三．金属活动顺序表
应用：1．K、Ca、Na由于太活泼，不能与酸、盐溶液发生置换反应；
2．排在H前的（除K、Ca、Na）能与酸发生置换反应生成氢气；
3．活泼金属（除K、Ca、Na）能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
4．如果溶液中有几种金属和几种金属的盐溶液，则活泼性相差大的先反应。如：向Cu(NO3)2 、AgNO3的混合溶液中加入铁粉，则Fe先与AgNO3反应，反应后如果铁粉有剩余，才能发生Fe与Cu(NO3)2的反应。
第三节 金属的锈蚀与防护
一．金属锈蚀的原因
1．钢铁锈蚀
原因：主要是钢铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的结果。
影响干铁锈蚀的因素：①钢铁越纯，约不容易锈蚀；②环境温度越高，湿度越大，钢铁越容易锈蚀；③酸性越强钢铁越容易锈蚀；④食盐等盐会加快钢铁的锈蚀。
铁锈的主要成分：氧化铁（Fe2O3），红棕色，疏松多孔，会把空气和水分保留在钢铁的表面，进一步加速钢铁的锈蚀。所以，要及时除去钢铁制品表面的铁锈。
钢铁除锈的方法：常用稀硫酸或稀盐酸，除去钢铁制品表面的铁锈。
Fe2O3 + 6HCl ＝ 2FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3 + 3H2O
2．铜的锈蚀
原因：铜与氧气、水、二氧化碳发生化学反应的结果。
铜锈主要成分：碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】,又叫铜绿，浅绿色粉末。
3．铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。
二．防止金属腐蚀的方法
①在金属表面覆盖保护层：涂刷矿物油、油漆，覆盖搪瓷、塑料等；②镀上一层不易锈蚀的金属：镀锌、镀铬；③改变金属组成与结构：制成不锈钢等合金、在锯皮表面形成致密的氧化膜。
三. 金属资源保护
金属回收利用；合理有效地开采矿物，以及寻找金属的代用品等。
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