最新高中苏教版化学必修1教学案：专题3 第一单元 第二课时 从铝土矿中提取铝 Word版含答案.doc

最新化学精品教学资料第二课时 从铝土矿中提取铝—————————————————————————————————————— [课标要求]1．了解铝元素在自然界中的主要存在形式2．了解从铝土矿中得到金属铝的过程　1．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铝土矿(主要成分是Al2O3)是铝元素在地壳中的主要存在形式之一2．从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取Al2O3的两个流程：(1)铝土矿NaAlO2AlCl3Al(OH)3Al2O32)铝土矿AlCl3NaAlO2Al (OH)3Al2O33．铝元素在溶液中存在的形式(1)在酸性溶液中存在形式Al3＋2)在碱性溶液中存在形式AlO 1．铝的存在(1)含量：铝元素是地壳中含量最多的金属元素2)存在：地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O32．从铝土矿制备铝的工艺流程(1)流程图 (2)反应原理①碱溶：化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；离子方程式：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；②酸化：化学方程式：CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；离子方程式：AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；③灼烧：2Al(OH)3△,Al2O3＋3H2O；④电解：2Al2O3通电,4Al＋3O2↑。

3)电解氧化铝时冰晶石的作用由于氧化铝的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗很大的能量在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝熔融温度降低，从而减少了冶炼过程中的能量消耗1．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是(　　)A．铝土矿溶于NaOH溶液中B．NaAlO2溶液的酸化C．灼烧氢氧化铝固体D．电解熔融的氧化铝解析：选D　从铝土矿制备铝所涉及的反应中，只有电解熔融的氧化铝涉及元素化合价的改变，2Al2O3(熔融)通电,4Al＋3O2↑，属于氧化还原反应2．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，已知下列操作：①加NaOH溶液溶解；②通入过量的CO2；③过滤；④加盐酸酸化；⑤灼烧要得到高纯度的Al2O3，上述操作的正确顺序是(　　)A．①②③⑤　　　　　 　B．①③②③⑤C．①③④③⑤ D．①④③⑤解析：选B　将铝土矿用NaOH溶液溶解后过滤，目的是除去不与NaOH溶液反应的矿渣，并使Al2O3变成AlO用CO2酸化是因为Al(OH)3溶于强酸，若加入盐酸，则盐酸的量难以控制，故选B[方法技巧]　从铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3、SiO2杂质)中提取Al2O3两个流程： 1．图像类型(1)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶于过量氨水。

②反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH③数量关系：＝3时，生成沉淀的量最多2)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失②反应原理：OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O③数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶13)向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解②反应原理：OA段：AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋COAB段：CO＋H2O＋CO2===2HCO③数量关系：＝时，生成沉淀的量最多(4)向含1 mol NaAlO2的溶液中加入盐酸至过量①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失②反应原理：OA段：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓AB段：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O③数量关系：OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为1∶3。

5)向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失②反应原理：OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O③数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3＋的物质的量2．反应过程中铝元素存在的形式分析(1)向1 L 1 mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液(2)向1 L 1 mol·L－1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸1．将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是(　　)解析：选D　当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， 故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。

形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1综上所述，D项的图像符合题意2．向Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为(　　)A．6∶1　 　B．3∶1　　C．2∶1　　D．1∶2解析：选D　由50→60 mL可知10 mL NaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30 mL NaOH，则在加入的50 mL NaOH溶液中有20 mL与Mg2＋反应，所以n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1，则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝，下列说法正确的是(　　)A．氧化铝中的铝元素为＋3价，只有还原性，没有氧化性B．加入冰晶石降低氧化铝的熔点，在熔融状态下易被还原C．铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝D．铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝解析：选C　氧化铝中铝元素为＋3价，是其最高价，故只有氧化性，无还原性，但Al3＋氧化性较弱，较难用还原剂还原氧化铝得到铝。

2．在H2SO4酸化过的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)与所加NaOH溶液体积V的关系如图，其中正确的是(　　)解析：选D　NaOH溶液先与H2SO4反应，没有沉淀生成，然后NaOH溶液再与Al2(SO4)3溶液反应生成Al(OH)3，生成Al(OH)3沉淀与溶解Al(OH)3沉淀所用NaOH的物质的量之比为3∶13.将一定量的镁铝合金放入一定量的盐酸中，合金恰好全部溶解，向所得溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积(V)与沉淀质量(m)的关系如图所示下列说法正确的是(　　)①A点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3　②B点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3　③A点的沉淀是Al(OH)3　④B点的沉淀是Mg(OH)2A．①②　　　　　　　　 　B．②③C．③④ D．①④解析：选D　A点产生沉淀的质量最大，即A 的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后再加入NaOH溶液，Al(OH)3溶解，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，至B点时Al(OH)3溶解完全，只剩下Mg(OH)2。

4．现根据以下几个实验作出了如图所示的图像，横坐标表示向某溶液中加入另一种物质的物质的量，纵坐标表示沉淀的物质的量根据实验内容，选择相应图像的字母填空1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量________________________________2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量________________________________3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量________4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量________解析：(1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量，开始时无沉淀，后出现沉淀，且沉淀量增加，图D符合题意2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量，立即产生沉淀，沉淀量增加，且沉淀不消失，图C符合题意3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量，开始无沉淀，后产生沉淀，最终沉淀消失，图A符合题意4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量，立即产生沉淀，沉淀量先增加后减少，最终沉淀消失，生成沉淀消耗的HCl的物质的量与溶解沉淀消耗的HCl的物质的量之比为1∶3，图B符合题意答案：(1)D　(2)C　(3)A　(4)B1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)A．常温下，铝不能与氧气反应，加热条件下可以与氧气、氯气反应B．铝是地壳中含量最多的金属元素C．用于熔化烧碱的坩埚可用Al2O3制成D．因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性解析：选B　铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化膜，A项错误；Al2O3能与烧碱(NaOH)反应，C项错误；氢氧化铝受热易分解，说明其不稳定，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水是其两性的体现，D项错误。

2．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是(　　)A．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B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似，可用电解法解析：选C　铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原Al2O3，只能用电解熔融氧化铝实现3.将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的(　　)选项ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：选C　滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为3∶1，故排除A项，C正确4．下列各组物质，不能按 (“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：选C　A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3Na。