【铝方面精品文档】专题三从矿物到基础材料.ppt

《【铝方面精品文档】专题三从矿物到基础材料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【铝方面精品文档】专题三从矿物到基础材料.ppt（44页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、吴兴吴兴高级中学高级中学 高一备课组高一备课组第一单元第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金 第一课时从铝土矿提取铝铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是地壳中含量最多的金属元素。由于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界由于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均以化合态的形式存在。中均以化合态的形式存在。铝土矿的主要成分铝土矿的主要成分:Al2O3、Fe2O3、SiO2等。等。从从铝土矿制备铝的工艺流程：铝土矿制备铝的工艺流程：铝土矿铝土矿氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液溶解、过滤溶解、过滤残渣残渣滤液滤液二氧化碳二氧化碳酸化、过滤酸化、过滤残渣残渣滤液滤液NaAlO2Al(OH)3Al2O3灼烧灼烧电

2、电解解铝铝流程中的一些主要反应方程式流程中的一些主要反应方程式:Al2O32OH2AlO2-H2O;AlO2-CO22H2O Al（OH）3HCO-32Al（OH）3 Al2O33H2O；2Al2O3 4Al3O2.通电通电熔融态熔融态氧化铝的熔点很高，加入冰晶石后就能降低熔点，从而节能。氧化铝的熔点很高，加入冰晶石后就能降低熔点，从而节能。两性氧化物两性氧化物:既可以与酸反应也可以与碱既可以与酸反应也可以与碱反应生成盐与水的氧化物反应生成盐与水的氧化物.Al2O32NaOH 2NaAlO2H2OAl2O33H2SO4 Al2SO43H2O偏铝酸钠偏铝酸钠:NaAlO2偏铝酸的偏铝酸的酸性比碳

3、酸还弱酸性比碳酸还弱.酸式电离酸式电离Al（OH）3 H +AlO2 -+H2O Al（OH）3 Al3+3OH-碱式碱式电离电离酸式电离酸式电离氧化铝：高硬度、高熔点、高沸点，不溶于水氧化铝：高硬度、高熔点、高沸点，不溶于水 的白色固体。的白色固体。常用作耐火材料。常用作耐火材料。你知道吗？你知道吗？刚玉的主要成分是刚玉的主要成分是 氧化铝，硬度仅次氧化铝，硬度仅次于于金刚石。红宝石、蓝宝石的主要成分也是刚玉。金刚石。红宝石、蓝宝石的主要成分也是刚玉。红宝石：混有少量含铬的化合物；红宝石：混有少量含铬的化合物；蓝宝石：混有少量含钛的化合物。蓝宝石：混有少量含钛的化合物。人造宝石不但是漂亮的装

4、饰品，还常用来制人造宝石不但是漂亮的装饰品，还常用来制造钟表的轴承、光学仪器等等。造钟表的轴承、光学仪器等等。1、在、在MgO中混有少量的中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是（）去可选用的试剂是（）A稀硫酸稀硫酸B浓氨水浓氨水 C稀盐酸稀盐酸D氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液练习练习答案：答案：D2、向某溶液中加入过量盐酸生成白色沉淀，过、向某溶液中加入过量盐酸生成白色沉淀，过 滤后向滤液中加入过量氨水（使溶液呈碱滤后向滤液中加入过量氨水（使溶液呈碱 性），又有白色沉淀产生；再过滤后向滤液性），又有白色沉淀产生；再过滤后向滤液 中加入纯碱溶液，又生成白色沉淀。则原溶中

5、加入纯碱溶液，又生成白色沉淀。则原溶 液中含有的离子可能是（）液中含有的离子可能是（）AAg、Cu2、Ba2 BAg、Ca2、Al3 CAg、Ba2、Al3 DK、Mg2、Al3答案：答案：BC3准确称取准确称取6g铝土矿样品（含铝土矿样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）放入盛有放入盛有100mL某浓度硫酸溶液的烧杯中，充分反应后某浓度硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入过滤，向滤液中加入10mo1L1的的NaOH溶液，产生的溶液，产生的沉淀质量沉淀质量m与加入的与加入的HaOH溶液的体积溶液的体积V的关系如图所示。的关系如图所示。请填空回答：请填空回答：（1）H2SO4溶液的

6、物质的量浓度溶液的物质的量浓度为为_。（2）若）若a2.3，用于沉淀用于沉淀Fe3，消耗消耗Na0H的体积是的体积是_mL，铝土矿中各组分的质量分数：铝土矿中各组分的质量分数：Al2O3为为_，Fe2O3为为_，SiO2为为_。（3）a值的范围应是值的范围应是_，在这个范围内，在这个范围内，a值越大，值越大，_的质量分数越大。的质量分数越大。解析：此题可用终态分析法：即不管中间过程，只解析：此题可用终态分析法：即不管中间过程，只 需抓住最终，研究最终组分与起始成分中的需抓住最终，研究最终组分与起始成分中的 守恒关系，便可迅速求出硫酸的浓度。再根守恒关系，便可迅速求出硫酸的浓度。再根 据图形的据

7、图形的“数数”与与“形形”，列式计算。，列式计算。答案：答案：（1）1.75mo1L1 （2）2.7mL 85 12 3 （3）1.625a5Fe2O3第一单元第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金 第二课时第二课时 铝的性质铝的性质吴兴吴兴高级中学高级中学 高一备课组高一备课组比比 较较根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图请比较：根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图请比较：1.三种原子的三种原子的原子半径原子半径大小顺序大小顺序;2.三种原子的三种原子的失电子能力失电子能力由强到弱的次序由强到弱的次序;3.三种金属的三种金属的金属性金属性由强到弱的次序；由强到弱的次序；4.三种金属的

8、三种金属的还原性还原性由强到弱的次序；由强到弱的次序；结论：结论：NaMgAl铝也是一种比较活泼的金属，很容易失去最外铝也是一种比较活泼的金属，很容易失去最外层的层的3个电子，形成铝离子（个电子，形成铝离子（Al3+）。）。一、铝的物理性质和应用：一、铝的物理性质和应用：1、铝为银白色金属，质地柔软，、铝为银白色金属，质地柔软，密度较小（密度较小（2.70g/cm3），），熔沸点较低，熔沸点较低，具有良好的导电性、延展性。具有良好的导电性、延展性。2、常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件轮船部件;做导线、炊具、建筑装饰材料等。做导线、炊具、建筑装饰材

9、料等。二、铝的化学性质二、铝的化学性质思考：思考：一只长时间使用的铝锅表面呈什么颜色？一只长时间使用的铝锅表面呈什么颜色？用砂纸一擦又呈什么颜色？再经过一段用砂纸一擦又呈什么颜色？再经过一段 时间颜色有无变化？时间颜色有无变化？1、与、与O2的反应的反应 4Al +3O2 =2Al2O3想一想想一想:有人对铝制品因为表面氧化出有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总感到不美观，所以现灰色而总感到不美观，所以常用钢丝球进行擦洗，你认为常用钢丝球进行擦洗，你认为有必要吗？为什么？有必要吗？为什么？2、与酸的反应、与酸的反应 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2实质：实质：Al H+H2e-钝化：钝化

10、：要点：要点：常温常温下下是是铝铝浓浓HNO3、浓浓H2SO4在在常温下，铝与常温下，铝与浓浓HNO3、浓浓H2SO4不不反应，对吗？反应，对吗？3 3、与强碱溶液的反应、与强碱溶液的反应2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2练习练习1：相同物质的量的铝与足量相同物质的量的铝与足量的盐酸或足量的氢氧化钠反应时，的盐酸或足量的氢氧化钠反应时，用去的盐酸和氢氧化钠的物质的量用去的盐酸和氢氧化钠的物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量相相等吗？产生的氢气的物质的量相等吗？等吗？2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H26e-4、铝与水的反应、铝与水的反应铝与铝与冷水冷水不反应不

11、反应，与，与热水热水反应反应缓慢缓慢。2Al+6 H2O =2Al（OH）3+3H24.与金属氧化物的反应：与金属氧化物的反应：2Al+Fe2O3 =2Fe+Al2O3高温高温铝热反应的铝热反应的实质实质是是高温高温下，较活泼的铝置换出下，较活泼的铝置换出较不活泼较不活泼的金属的金属，工业上常用于冶炼高熔点的，工业上常用于冶炼高熔点的金属。金属。下列物质中可以和铝粉发生铝热反应的是（下列物质中可以和铝粉发生铝热反应的是（）A、氧化钠氧化钠 B、镁粉镁粉C、氧化钨氧化钨 D、硫粉硫粉利用利用铝热反应铝热反应还可以焊接钢轨。还可以焊接钢轨。向一装满向一装满CO2的铝制易拉罐中迅速加入足量的铝制易拉

12、罐中迅速加入足量NaOH溶液，立即将口封住，摇动易拉罐，经溶液，立即将口封住，摇动易拉罐，经过一段时间后罐壁内凹变瘪，再过一段时间后过一段时间后罐壁内凹变瘪，再过一段时间后又鼓起来，解释发生这一现象的原因，并写出又鼓起来，解释发生这一现象的原因，并写出必要的化学方程式必要的化学方程式罐壁内凹的原因是罐壁内凹的原因是-方程式为方程式为-罐壁又鼓起的原因是罐壁又鼓起的原因是-方程式为方程式为-练习练习2、把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是（）试剂是（）A盐酸盐酸 B氨水氨水C烧碱溶液烧碱溶液 D纯碱溶液纯碱溶液练习练习3、答案：答案：C练习练习4 称取两

13、份铝粉，第一份加入足量的称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等（同温同压）。则两份铝粉的质量比体积相等（同温同压）。则两份铝粉的质量比为（）为（）A1 2B1 3 C3 2D1 1解析：铝无论和强酸反应还是和强碱反应，解析：铝无论和强酸反应还是和强碱反应，产生的产生的H2的比例都是的比例都是2Al3H2 答案：答案：D练习练习5 某无色溶液能与铝粉作用生成氢气，则溶液某无色溶液能与铝粉作用生成氢气，则溶液中可能大量共存的离子组是（）中可能大量共存的离子组是（）AH、Mg2、Cl、Cu2BNO3-、K、N

14、a、HCCl、Ba2、NO3-、OHDOH、Cl、HCO3、Mg2解析：能与铝粉反应生成氢气的可以是酸液也可解析：能与铝粉反应生成氢气的可以是酸液也可 以是碱液，但与强氧化性的酸反应则无氢以是碱液，但与强氧化性的酸反应则无氢 气放出，如浓硫酸、硝酸。气放出，如浓硫酸、硝酸。答案：答案：A、C练习练习6、在工业上的铝常用于冶炼难熔金属，这一用在工业上的铝常用于冶炼难熔金属，这一用途主要是由于铝（）途主要是由于铝（）A具强还原性，反应中放出大量的热具强还原性，反应中放出大量的热B高温时在空气中能燃烧高温时在空气中能燃烧C具有良好导热性具有良好导热性D反应后生成熔点更高的氧化铝反应后生成熔点更高的氧

15、化铝答案：答案：A练习练习7、两种金属粉末的混合物两种金属粉末的混合物15g，投入足量的投入足量的稀盐酸中，得到稀盐酸中，得到5.6L氢气（标准状况），这种氢气（标准状况），这种混合物可能是（）混合物可能是（）A镁和铁镁和铁 B镁和铝镁和铝 C铁和锌铁和锌 D镁和铜镁和铜解析：利用平均值法则，要产生解析：利用平均值法则，要产生5.6L的的H2需要需要 镁镁6g、铝铝6.75g、铁铁7g、锌锌16.25g，所所 以混合物中必含有锌以混合物中必含有锌 答案：答案：CD练习练习8、有一无色透明的溶液可能含有有一无色透明的溶液可能含有H、Mg2、Ba2、Cl、OH、NO3-、SO4 2-、Ag、Cu2

16、、HCO3-离子，该溶液与铝反应只有氢气生成，该离子，该溶液与铝反应只有氢气生成，该溶液有两种组合情况。溶液有两种组合情况。第一种组合：其中一定含有第一种组合：其中一定含有_离子，离子，一定不存在一定不存在_离子。离子。（水电离子出（水电离子出H、OH忽略不计，下同。）忽略不计，下同。）第二种组合：其中一定含有第二种组合：其中一定含有_离子，离子，一定不存在一定不存在_。答案：答案：第一种组合：第一种组合：H；OH、NO3-、Ag、Cu2、HCO3-第二种组合：第二种组合：OH；H、Mg2、Ag、Cu2、HCO3-第一单元第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金 第三课时第三课时铝的氢氧化物

17、铝的氢氧化物吴兴吴兴高级中学高级中学 高一备课组高一备课组两性氧化物两性氧化物:既可以与酸反应也可以与碱既可以与酸反应也可以与碱反应生成盐与水的氧化物反应生成盐与水的氧化物.Al2O32NaOH 2NaAlO2H2OAl2O33H2SO4 Al2SO43H2O偏铝酸钠偏铝酸钠:NaAlO2偏铝酸的偏铝酸的酸性比碳酸还弱酸性比碳酸还弱.酸式电离酸式电离Al（OH）3 H +AlO2 -+H2O Al（OH）3 Al3+3OH-碱式碱式电离电离酸式电离酸式电离复习复习实验在在氯化铝溶液中滴加氨水，然后氯化铝溶液中滴加氨水，然后把产生的沉淀分成三份。把产生的沉淀分成三份。AlCl3+3NH3H2O=

18、Al（OH）3 +3NH4Cl沉淀沉淀加加稀盐酸稀盐酸加加NaOH加氨水加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解沉淀不溶解两性氢氧化物两性氢氧化物:既可以与强酸反应也可以与既可以与强酸反应也可以与强碱反应生成盐与水的氢氧化物强碱反应生成盐与水的氢氧化物.由于氢氧化铝既可溶于强碱又可溶于强酸，由于氢氧化铝既可溶于强碱又可溶于强酸，所以制备氢氧化铝宜采用以下途径：所以制备氢氧化铝宜采用以下途径：铝盐与氨水的反应：铝盐与氨水的反应：Al33NH3H2O=Al（OH）33NH4+偏铝酸盐与碳酸的反应：偏铝酸盐与碳酸的反应：AlO2-CO22H2O=Al（OH）3HCO3-Al3与与AlO2-在

19、溶液中的双水解反应：在溶液中的双水解反应：Al33 AlO2-6H2O=4Al（OH）3拓展知识拓展知识氢氧化铝沉淀的图象分析氢氧化铝沉淀的图象分析 向向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量 ABAlCl33NaOH =Al（OH）33NaCl BCNaOHAl（OH）3 =NaAlO22H2O向盐酸酸化后的向盐酸酸化后的AlCl3溶液滴加溶液滴加NaOH溶液溶液 直至过量：直至过量：ABHClNaOH=NaClH2OBCAlCl33NaOH =Al（OH）33NaClCDNaOHAl（OH）3 =NaAlO22H2O向向NaAlO2溶液滴加溶液滴加HCl至过量：至过

20、量：AB：NaA1O2HClH2O =NaClAl（OH）3BC：Al（OH）33HCl=AlCl33H2O向向NaOH与与NaAlO2混合液中滴加混合液中滴加HCl直至过量：直至过量：ABHClNaOH=NaClH2OBC同同ABCD同同BC向向NaOH溶液滴加溶液滴加AlCl3，直至过量：直至过量：AB4NaOHAlCl3 =NaAlO23NaCl2H2O （12NaOH3AlCl3 =3NaAlO29NaCl6H2O）BC3NaAlO2AlCl36H2O =4Al（OH）33NaCl 向盐酸中滴加向盐酸中滴加NaAlO2溶液直至过量溶液直至过量:AB4HClNaAlO2 =AlCl3Na

21、ClH2OBCAlCl33NaAlO26H2O =4Al（OH）33NaCl 向等物质的量混合的向等物质的量混合的MgCl2、AlCl3溶液中滴溶液中滴 加加NaOH直至过量：直至过量：ABMgCl22NaOH =Mg（OH）22NaCl AlCl33NaOH =Al（OH）33NaClBCAl（OH）3NaOH =NaAlO22H2O练习练习1、向、向30mL1molL1的的AlCl3溶液中逐渐溶液中逐渐加入浓度为加入浓度为4moll1的的NaOH溶液，若产溶液，若产生生0.78g白色沉淀，则加入的白色沉淀，则加入的NaOH溶液溶液的体积可能为（）的体积可能为（）A3mL B7.5mLC15

22、mL D27.5mL解析：利用图形一目了然地看到碱的量有两个值解析：利用图形一目了然地看到碱的量有两个值0.03mol4mo1L17.5mL。0.11mol4mo1L127.5mL。答案：答案：BD2、Na、Mg、Al、Fe4种金属中的两种组成种金属中的两种组成的混合物的混合物12g，与足量的盐酸反应产生与足量的盐酸反应产生0.5g的的H2，则此混合物中必含则此混合物中必含_。解析解析：此题用：此题用“摩尔电子质量法摩尔电子质量法”即转移即转移1mo1电子所需电子所需 要金属的质量。要金属的质量。转移电子的物质的量转移电子的物质的量0.5/220.5mol，平均摩尔电子质量：平均摩尔电子质量：12/0.524gmol1因因Na、Mg、Al摩尔电子质量均小于摩尔电子质量均小于24gmol1，所以所以混合物中必含有混合物中必含有Fe。此判断方法又叫此判断方法又叫“平均值法平均值法”.资料资料硫酸铝钾硫酸铝钾KAl（SO4）2十二水硫酸铝钾十二水硫酸铝钾KAl（SO4）212H2O俗名是明矾俗名是明矾KAl（SO4）2=KAl32SO42-；Al33H2O Al（OH）3（胶体）3H （铝离子水解；可逆反应）Al（OH）3（胶体胶体）具有很强的吸附能力，具有很强的吸附能力，是很好的净水剂。是很好的净水剂。