氧化铝的性质：

• 物理性质：白色固体，熔点高，是较好的耐火材料，天然的Al₂O₃叫刚玉，硬度仅次于金刚石；
• 化学性质：不溶于水的两性化合物，既能与酸反应，又能与强碱反应。
  (1)与酸反应：
  (2)与碱反应：
  

氧化铝的两性：

氧化铝属于两性氧化物，既能与酸反应，也能与强碱反应：
Al₂O₃＋6H⁺===2Al³⁺+3H₂O
Al₂O₃＋2OH^-===2AlO₂^-＋H₂O

氧化铝与氧化镁的比较：

氧化物		MgO	Al2O3
工业制备		MgCO3=(煅烧)=MgO+CO2↑	铝土矿——Al2O3
中央物理性质		白色固体，熔点高，密度小	白色固体，熔点高，密度较小
主要化学性质	H2O	MgO+H2O==Mg(OH)2，很慢	不溶解，也不反应
	H+	MgO+2H+==Mg2++H2O	Al2O3+6H+==2Al3++3H2O
	OH-	不反应	Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
重要用途		制造耐火、耐高温器材	制造耐火、耐高温器材；工业冶炼铝

硅：

①元素符号：Si
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第三周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅

硅的物理性质和化学性质：

（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 （2）化学性质：化学性质不活泼
①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应

(雕刻玻璃)

②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl₂反应后，蒸馏出SiCl₄，然后用H₂还原SiCl₄可得到纯硅。有关的反应为：。

碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。
C+H2O(g)CO+H2
5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。
10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

硅及其化合物的几种反常现象:

1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2CSi+2CO↑
2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。
3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2
4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。
6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性。
7．H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有：
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸。

硅的用途：

高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。

二氧化硅：

①化学式SiO2
②相对分子质量：60
③类别：酸性氧化物
④晶体类型：原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力：共价键

二氧化硅的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质：不活泼
①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

(制玻璃)
③具有弱氧化性

知识点拨：

二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体 (SiO₄)为骨架的二氧化硅的结构，如图所示。在二氧化硅晶体里，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si—Si键和O—O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子与两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1：2，二氧化硅的化学式为SiO₂.

二氧化硅的用途：

①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO₂，纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。纯净的SiO₂晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。 

氯水的成分：

新制氯水中存在的分子有盐酸（HCl)、次氯酸（HClO)，水（H₂O)、还有氯气

氯水的性质：

新制氯水呈黄绿色、有刺激性气味，属于混合物，其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。
①氯水的Cl₂氧化性，只表现氯水的氧化性
A. 在某些含非金属阴离子的溶液中加氯水。

氯水滴加溶液	反应方程式	实验现象
KI溶液	2KI+Cl2==2KCl+I2	溶液由无色变橙黄色
NaBr溶液	2NaBr+Cl2==NaCl+Br2	溶液由无色变橙色
K2S溶液	K2S+Cl2==2KCl+S↓	溶液变浑浊
Na2SO3溶液	Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl	氯水颜色褪去

B. 在某些含有较强还原性阳离子的溶液中滴加氯水。如：在FeCl₂溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变成棕黄色，是由于Cl₂将Fe²⁺氧化Fe³⁺的缘故。2FeCl₂+Cl₂==2FeCl₃
C. 某些强还原性的气体通入氯水中，氯气将其氧化。

通入的气体	化学方程式	实验现象
H2S	H2S+Cl2==2HCl+S↓	溶液出现浑浊
HBr	2HBr+Cl2==2HCl+Br2	溶液由浅黄绿色变橙色
HI	2HI+Cl2==2HCl+I2	溶液由浅黄色变橙黄色
SO2	SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl	溶液浅黄色褪去

②氯水中的盐酸和次氯酸起作用。
A. 新制氯水滴入NaOH溶液等强碱溶液中，氯水褪色：

B. 新制氯水中滴加紫色石蕊试液时，溶液先变红色，后褪色，是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的结果。 ③氯水中次氯酸的强氧化性。
新制氯水起漂白作用时，是由于HClO的强氧化性将色素氧化使之褪色的结果，也是Cl₂的漂白、杀菌、消毒作用必须有水存在的根本原因。
④氯水中盐酸的强酸性。
在AgNO₃溶液中滴加适量的氯水，有白色沉淀生成。是氯水中的HCl与AgNO₃作用的结果。
⑤氯水中盐酸的强酸性和氯气的强氧化性共同起作用。
向氯水中加镁粉、铝粉等活泼金属时，可观察到氯水颜色褪去且有气泡冒出，氯水中的Cl₂和HCl与镁、铝共同作用的结果。

有关氯水问题的分析方法：

 1．氯水性质的多样性
氯气溶于水形成的溶液叫氯水，新制的氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味。氯水中存在三个平衡：，，。所以，在氯水中存在三种分子：Cl₂、 H₂O、HClO；四种离子：H⁺、Cl^-、ClO^-及少量OH^-。由于在光照条件下HClO可分解，故久置的氯水为盐酸。
(1)氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和性质的多样性。

说明：
①氯水通常现用现制，可短时间密封保存于棕色试剂瓶中(见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中)；
②Cl：使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后褪色。
(2)新制氯水、久置氯水、液氯的区别

外界因素对平衡的影响:

卤离子的检验方法：

1.银盐法：

特别提醒：加入稀HNO₃的目的是防止CO₃^2-、 PO₄^3-等离子的干扰。有关反应为：

2．置换一萃取法

3．置换一淀粉法检验I^-

构成原子的三种微粒的比较:

原子的构成:

合金的概念：

由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。

合金的特性：

合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学和机械性能。
(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。
(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。

钢：

(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁，生铁进一步冶炼可成为钢。
(2)钢是用量最大、用途最广的合金，按其化学成分可分为两大类：碳素钢和合金钢。
(3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少，碳素钢又可以分为三类，见下表：

合金名称	含碳	主要性质
低碳钢	<0．3％	韧性、焊接性好，但强度低
中碳钢	0．3％～0．6％	强度高，韧性及加工性好
高碳钢	>0．6％	硬而脆，热处理后弹性好

(4)合金钢是在碳素钢中适量地加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。下表是几种常见合金钢的主要特性和用途。

名称	其他主要合金元素	主要特性	主要用途
锰钢	锰	韧性好,硬度大	钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲
不锈钢	铬、镍	抗腐蚀性好	医疗器械、容器、炊具等
硅钢	硅	导磁性好	变压器、发电机和电动机的铁芯
钨钢	钨	耐高温,硬度大	刀具

其他几种常见合金的主要成分,性能和用途：

合金	主要成分	主要性能	主要用途
球墨铸铁	铁，碳，硅，锰	机械强度好	在某些场合可代替钢
黄铜	铜，锌	强度高、可塑性 好、易加工、耐腐蚀	机器零件、仪表、日用品
青铜	铜，锡	强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀	机器零件如轴承、齿轮等
白铜	镍，铜	光泽好、耐磨、 耐腐蚀、易加工	钱币、代替银做饰品
焊锡	锡，铅	熔点低	焊接金属
硬铝	铝，铜，锰，镁，硅	强度和硬度好	火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金	钛，铝，钒	耐高温、耐腐蚀、高强度	用于宇航、飞机、造船，化学工业
金合金	金，银，铜，稀土元素	有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电	金饰品、电子元件、钱币、笔尖
Ti-Fe合金	Ti，Fe	室温下吸收H2快，且吸收H2量大，稍稍加热放H2速率快	储氢合金

合金的分类：

(1)铝合金：常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和字宙飞船的理想材料。
(2)铜合金
(3)
(4)新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。

 几种有色金属材料的比较及新型金属材料:

1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较

		金	银	铜
物理性质	颜色	黄色	银白色	紫红色
	硬度	Au<Ag<Cu
	延展性	Au>Ag>Cu
	导电性	Ag>Cu>Au
	导热性	Ag>Cu>Au
性能		极高的抗腐蚀性	催化,抗腐蚀性	在潮湿空气中易锈蚀
应用		电子工业,航空,航天工业	有机合成,能源开发,医用材料制造	电气和电子工业,建筑材料

2.新型金属材料
(1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖
(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料
(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”

金属资源的合理开发和利用:

1．合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用，矿产资源日渐减少，节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接，最基本水的措施
2．防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏，每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10％以上，因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段
3．回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品，大部分可以重新制成金属或它们的化合物，再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢；废铁屑可用于制铁盐
4．寻找金属替代品随着金属资源的目益减少，利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用，是当今社会的一项重要科研课题，例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料；新型的替代钢铁的无机非金属材料料；有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料，复合材料等

大气污染：

(1)大气污染源：颗粒物、硫的氧化物、氮的氧化物、CO 碳氢化合物、氟氯代烷
(2)大气污染危害：危害人体健康、影响动植物的生长、严重时会影响地球的气候
(3)全球性三大环境问题：酸雨、臭氧层受损、温室效应
①酸雨：正常雨水：PH约为5.6 酸雨：PH小于5.6 我国为硫酸型酸雨,烧煤炭造成
硫酸型：硫的氧化物转化 SO₂+H₂O=H₂SO₃ 2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄ 大气中烟尘和O₃作催化剂
硝酸型：氮的氧化物转化 3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO↑
②臭氧层：自然界的臭氧90%集中在距地面15-50km的大气平流层中 吸收自太阳的大部分紫外线
 引起臭氧层受损物质 氟氯代烷(致冷剂)、哈龙（含溴的灭火剂）、CCl₄、N₂O、NO、核弹爆炸产物
保护臭氧层公约：《保护臭氧层维也纳公约》 《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书公约》
③温室效应：太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应
温室效应后果：荒漠将扩大，土地侵蚀加重，森林退向极地，旱涝灾害严重，雨量将增加7－11％；温带冬天更湿，夏天更旱；热带也将变得更湿，干热的副热带变得更干旱，两极冰块将熔化，使海平面上升1米多，引起厄尔尼诺现象
引起温室效应的物质：CO₂、CH₄、N₂O、氟氯代烷 

改善大气质量：

①减少煤等化石燃料燃烧产生污染：改善燃煤质量、改进燃烧装置、技术和排烟设备、发展洁净煤技术和综合利用、调整和优化能源结构
煤的综合利用: 煤的的干馏、煤的气化、煤的液化
煤的气化 C+H₂O(g)=CO+H₂
煤的液化 CO+2H₂→CH₃OH
煤的脱硫 2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂ 
②减少汽车等机动车尾气污染
尾气污染（占大气污染排出总量的40-50%）：CO、NO₂、NO、碳氢化合物
使用无铅汽油：四乙基铅作抗爆震剂，铅对神经系统损害大
尾气系统加催化转化器：前半部 2CO+2NO₂CO₂+N₂ 后半部 2CO+O₂2CO₂ C₇H₁₆+11O₂7CO₂+8H₂O