专题三第1单元从铝土矿到铝合金(苏教版必修1)课件.ppt

第三专题从矿物到基础材料第三专题从矿物到基础材料z x xk 第一单元第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金从铝土矿中提取从铝土矿中提取铝铝铝的存在： 铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73 铝元素是地壳中含量最多的铝元素是地壳中含量最多的金属金属2468含量/Na CaFe Al2.743.454.757.73氧氧49.1349.13%铁钙钠钾镁铁钙钠钾镁14.55%铝铝7.73%硅硅2626% 法国皇帝拿破仑三世为显示自己的富法国皇帝拿破仑三世为显示自己的富有和尊贵有和尊贵,命令官员给自己打造了一顶命令官员给自己打造了一顶铝皇冠铝皇冠,他戴上铝皇冠他戴上铝皇冠,神气十足地接神气十足地接受百官的朝拜受百官的朝拜.在国宴上，他使用一套在国宴上，他使用一套珍藏的铝制餐具珍藏的铝制餐具 。而他为客人提供的。而他为客人提供的是金制的餐具。是金制的餐具。 门捷列夫创建了元素周期表，受到英门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。奖杯。资料：资料：交流与讨论交流与讨论铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液溶解溶解1过滤过滤2酸化酸化3过滤过滤4灼烧灼烧5电解电解6残渣残渣二氧化碳二氧化碳滤液滤液H2O铝铝问题与探究问题与探究( (二二) )猜测每一步的操作作用是什么？猜测每一步的操作作用是什么？( (一一) )从整个工艺流程看从整个工艺流程看, ,可分成哪两个阶段可分成哪两个阶段? ?1. NaOH1. NaOH溶解铝土矿的目的是什么？溶解铝土矿的目的是什么？ 2.2.把滤液酸化的作用是什么？把滤液酸化的作用是什么？ 3.3.过滤过滤2 2和和4 4的作用是什么？的作用是什么？4.4.酸化酸化3 3过程中最后生成了什么？过程中最后生成了什么？5.5.将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？ 写出有关的化学方程式。写出有关的化学方程式。 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlAlAl2 2O O3 3 + 2NaOH = 2NaAlO + 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H + H2 2O ONaAlONaAlO2 2+CO+CO2 2 +2H +2H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3 +NaHCO+NaHCO3 32 Al(OH)2 Al(OH)3 3 Al Al2 2O O3 33H3H2 2O O2Al2Al2 2O O3 3 4Al+3O 4Al+3O2 2 小结：小结：交流与讨论交流与讨论铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液溶解溶解1过滤过滤2酸化酸化3过滤过滤4灼烧灼烧5电解电解6残渣残渣二氧化碳二氧化碳滤液滤液H2O铝铝生成生成Al(OH)3溶解溶解氧化铝氧化铝生成生成Al2O3除去除去杂质杂质保存保存Al(OH)3铝的历史铝的历史德国的沃勒于德国的沃勒于18271827年发现铝年发现铝 3K + AlCl3 3KCl + Al 一定条件18861886年，美国霍尔和法国埃年，美国霍尔和法国埃鲁用电解法冶炼得到铝鲁用电解法冶炼得到铝 2Al2O3 4Al + 3O2 电解法国的德维尔于法国的德维尔于18541854年制得铝年制得铝 材料：铝的再生“新世纪材料的亮点” 再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材料。现在世界每年从废铝回收的铝量约为料。现在世界每年从废铝回收的铝量约为400400万万吨，相当于每年铝产量的吨，相当于每年铝产量的2525左右。与以铝土矿左右。与以铝土矿为起点相比，生产为起点相比，生产1 1吨再生铝合金能耗仅为新铝吨再生铝合金能耗仅为新铝的的2.6%2.6%，并节省，并节省10.510.5吨水，少用固体材料吨水，少用固体材料1111吨，吨，比电解铝时少排放比电解铝时少排放CO291%CO291%，少处理废液、废渣，少处理废液、废渣1.91.9吨。吨。巩固与练习巩固与练习1 1下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（ ）A A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态化学方法把铝元素变成游离态B B提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝, ,再再进行冶炼进行冶炼C C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D D冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, , 可用可用电解法电解法C闪耀着六射星光的天然蓝宝石闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之亚洲之星星”重重330330克拉，缅甸产，世界著名珍克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。宝石展示宝石展示 闪耀着六射星光的天然红宝石闪耀着六射星光的天然红宝石“罗斯利夫斯罗斯利夫斯”，重，重138.7138.7克拉，斯里克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。华盛顿斯密森博物馆。宝石展示宝石展示知识介绍知识介绍 氧化铝的天然存在形氧化铝的天然存在形式式 铝土矿铝土矿 由氧化铝的水合物和少量由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组的氧化铁和二氧化硅杂质组成成 刚刚 玉玉 氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂（刚石、金刚砂（SiCSiC）( (蓝宝石、红宝蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）石是刚玉的一种）z x xk活动与探究活动与探究现有试剂：氧化铝、现有试剂：氧化铝、10%10%盐酸、盐酸、6mol/L6mol/L的氢氧化钠溶液。的氢氧化钠溶液。 根据铝的冶炼过程根据铝的冶炼过程,请推测氧化铝可能性质，请推测氧化铝可能性质，并用所给药品进行验证。并用所给药品进行验证。 一、氧化铝（一、氧化铝（ AlAl2 2O O3 3 ）1物理性质物理性质 白色难熔的固体物质，难溶于水。白色难熔的固体物质，难溶于水。2化学性质化学性质 典型的典型的两性氧化物两性氧化物，既能与酸反应，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。AlAl2 2O O3 3+ 6H+ 6H+ + = 2Al = 2Al3+3+3H+3H2 2O OAlAl2 2O O3 3+2OH+2OH = 2AlO = 2AlO2 2 +H+H2 2O O3 3用途用途: : 利用高熔点的性质,可作很好的耐火材料,例如坩锅。做耐火材料做耐火材料冶炼铝的原料冶炼铝的原料 如何在实验室里制备氢氧化铝如何在实验室里制备氢氧化铝呢？呢？ 1、偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳。、偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳。2、偏铝酸钠溶液中滴加盐酸。、偏铝酸钠溶液中滴加盐酸。3氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液。氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液。4氯化铝溶液中加入氨水。氯化铝溶液中加入氨水。【探究一探究一】氢氧化铝氢氧化铝制备氢氧化制备氢氧化铝铝: 方案方案:取一支洁净的试管，注入取一支洁净的试管，注入23mL氯化铝氯化铝溶液，加入适量的氨水，制备少量溶液，加入适量的氨水，制备少量Al(OH)3，观察、记录实验现象。观察、记录实验现象。 【学生实验一学生实验一】有白色沉淀生成。有白色沉淀生成。结论：结论：现象：现象：氯化铝能与氨水反应生成氢氧化铝。氯化铝能与氨水反应生成氢氧化铝。【探究二探究二】 请设计实验探究氢氧化铝是否具有请设计实验探究氢氧化铝是否具有两性？两性？【学生实验二学生实验二】 Al(OH)3的两性的两性 将实验将实验1制得的制得的Al(OH)3分成两份，第一支分成两份，第一支试管逐滴加入盐酸直至过量，第二支试管逐滴试管逐滴加入盐酸直至过量，第二支试管逐滴加入加入NaOH溶液直至过量，观察、记录实验现溶液直至过量，观察、记录实验现象。象。 两性氢氧化物的概念两性氢氧化物的概念：像像Al(OH)3这样，这样，既能与既能与酸酸反应，又能与反应，又能与碱碱反应，这样的反应，这样的氢氧化物称为两性氢氧化物。氢氧化物称为两性氢氧化物。为什么制备氢氧化铝使用氨水而不为什么制备氢氧化铝使用氨水而不用氢氧化钠溶液呢？用氢氧化钠溶液呢？【学生实验学生实验3】 Al(OH)3制备方案比较制备方案比较【探究三探究三】将少量将少量AlCl3溶液分别注入两支试管中，一支逐滴加入溶液分别注入两支试管中，一支逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量，另一支逐滴加入氨水直至过量，氢氧化钠溶液直至过量，另一支逐滴加入氨水直至过量，观察、记录实验现象。观察、记录实验现象。 通过对比你得出什么结论？通过对比你得出什么结论？结论：结论：Al(OH)3易溶于强碱，易溶于强碱，难溶于弱碱难溶于弱碱-氨水氨水（1）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳（2）偏铝酸钠溶液中滴加盐酸）偏铝酸钠溶液中滴加盐酸比较两种制备方法的优劣。比较两种制备方法的优劣。【探究四探究四】【小结小结】制备氢氧化铝可以采用的方法有：制备氢氧化铝可以采用的方法有：（1）氯化铝溶液中加入氨水）氯化铝溶液中加入氨水（2）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳。）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳。结论：从反应控制的角度来看，方案结论：从反应控制的角度来看，方案1优于方案优于方案2。 一物理性质一物理性质 白色胶状物，不溶于水，能凝聚水中的悬浮物，白色胶状物，不溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。并能吸附色素。二化学性质二化学性质1与强酸反应：与强酸反应：Al(OH)3 + 3 = + 3H2O2与强碱反应：与强碱反应： Al(OH)3 + = +2H2O3 3A Al lH HO OH H2 2A Al lO O二、氢氧化铝二、氢氧化铝三三.Al(OH)3的应用：的应用：1 .在医学上的应用在医学上的应用-中和胃酸中和胃酸胃舒平胃舒平2 .净水净水Al(OH)3胶体具有很强的吸附胶体具有很强的吸附能力，能力，它能凝结水中的悬浮物并使之它能凝结水中的悬浮物并使之沉降，沉降，从而达到净水的目的。从而达到净水的目的。由于铝在体内积累对人体健康由于铝在体内积累对人体健康有害，有害，因此目前用于饮用水净化的含因此目前用于饮用水净化的含铝净铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取水剂正逐步被含铁净水剂所取代。代。1. 氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的这是利用了氢氧化铝的 ( ) A.酸性酸性 B. 碱性碱性 C.两性两性 D.氧化性氧化性B2.2.下列物质中属于两性氢氧化物的是：下列物质中属于两性氢氧化物的是：（ ）A A NaOH BNaOH BAl(OH)Al(OH)3 3 Mg(OH)Mg(OH)2 2 D DBa(OH)Ba(OH)2 2B巩固与练习巩固与练习巩固与练习巩固与练习3.要使要使AlCl3中的中的 完全转化成完全转化成Al(OH)3沉淀，沉淀，选用的最佳试剂为：（选用的最佳试剂为：（ ）A. NaOH B.稀盐酸稀盐酸 C.氨水氨水 D. AgNO3C3 3 3A Al l 铝铝 制制 品品铝铝 制制 品品一、一、铝的物理性质与用途铝的物理性质与用途 飞机制造飞机制造-铝的密度小铝的密度小 用作导线用作导线-良好的导电性良好的导电性 铝制炊具铝制炊具-良好的导热性良好的导热性 用作包装用作包装-良好的延展性良好的延展性 地壳中含量最多的金属元素地壳中含量最多的金属元素是是 ；地壳中的铝以；地壳中的铝以 (填填单质或化合物单质或化合物)形式存在。形式存在。说明了铝的性质如何说明了铝的性质如何 ？想一想想一想铝化合物交流与讨论交流与讨论交流观察对象观察对象 现象现象 初步结论初步结论 铁门铁窗铁门铁窗 锈迹斑斑，锈蚀严重，锈迹斑斑，锈蚀严重，表皮脱落，裸露出来表皮脱落，裸露出来的内层铁也被腐蚀了的内层铁也被腐蚀了铁在空气中生铁在空气中生锈腐蚀锈腐蚀 铝合金门铝合金门窗窗 表面平整光滑，无生表面平整光滑，无生锈腐蚀现象锈腐蚀现象铝合金没有发铝合金没有发生生锈腐蚀生生锈腐蚀 根据金属活动性顺序表，铝根据金属活动性顺序表，铝比铁活泼，但铝为什么却不像比铁活泼，但铝为什么却不像铁那样容易被空气腐蚀？铁那样容易被空气腐蚀？ 设疑一设疑一?z x xk设疑二设疑二?请设计实验探究铝的性质请设计实验探究铝的性质? ? 与铝反应与铝反应的物质的物质实验现象实验现象结论或离子方程式结论或离子方程式盐酸盐酸氢氧化钠氢氧化钠溶液溶液 2Al+6H+=2Al3+3H2 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2 + 2H2O铝溶解铝溶解铝溶解铝溶解铝桶能否盛放浓硝酸、浓硫酸？为什么？设疑三? Al片打磨后分别浸入浓硝酸、浓硫酸中，观察现象。实验与铝反应与铝反应的物质的物质实验现象实验现象结论或离子方程式结论或离子方程式浓硝酸浓硝酸浓硫酸浓硫酸无气泡产生无气泡产生表面钝化表面钝化无气泡产生无气泡产生表面钝化表面钝化 煮好的菜能否放铝锅中过夜？煮好的菜能否放铝锅中过夜？ 设疑四设疑四?铝热反应写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式 。 归纳.什么叫铝热反应？练一练 铝和金属氧化物生成其它金属和氧化铝的反应属于铝热反应2.铝热剂？ 铝和金属氧化物的混合物铝与人体健康铝与人体健康 铝使用不当也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导铝使用不当也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状。研究人员对老鼠的实验表明，是早老性痴呆症特有的症状。研究人员对老鼠的实验表明，混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。可测量的水平。 世界卫生组织提出人体每天的摄铝量不应超过每千克体世界卫生组织提出人体每天的摄铝量不应超过每千克体重重1 1毫克，一般情况下，一个人每天摄取的铝量绝不会超过这毫克，一般情况下，一个人每天摄取的铝量绝不会超过这个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭莱，都会使人的摄铝量增加，从而影食用铝制炊具炒出的饭莱，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。1.两份等质量的铝粉，一份投入足量的稀盐酸中，另一份投入足量的氢氧化钠溶液中，则生成氢气的质量比为_。巩固练习巩固练习2.不宜用铝热法冶炼的金属是 （ ）A镁 B铁C铬 D钨1:1A巩固与练习巩固与练习2 2下列属于碱性氧化物的是（下列属于碱性氧化物的是（ ） 属于酸性氧化物的是（属于酸性氧化物的是（ ） 属于两性氧化物的是（属于两性氧化物的是（ ） A ACOCO2 2 B BNaNa2 2O CO C AlAl2 2O O3 3 D DCOCOBAC