专题三 从矿物质到基础材料.ppt

第一单元 从铝土矿到铝合金 第二单元 铁、铜的获取及应用 第三单元 含硅矿物与信息材料 返回目录第一单元 从铝土矿到铝合金铝及其重要化合物的转化关系从铝铝土矿矿中提取铝铝 铝元素占地壳总量的 7.73% ,是地壳中含量 最多 的金属元素铝土矿（主要成分为 Al2O3 ，还有少量的 Fe2O3 、SiO2 等杂质）是铝元素在地壳中的主要存在形式之一，要从铝土矿中提取铝，必须获得纯度较高的Al2O3用于电解1.从铝土矿中提出Al2O3的两种方法方法一：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OAlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2OFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClNaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3 Al2O3+3H2O 方法二:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2ONa2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl2Al(OH)3 Al2O3+3H2O2.AlCl3是共价化合物，不能电解AlCl3制铝，一般是电解纯Al2O3制铝，2Al2O3 4Al+3O2↑。

MgO的熔点高，一般是电解MgCl2制Mg，而不是电解MgO1.工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝工艺流程如下图：（1）原料A的名称是______，步骤①反应的离子方程式是__________________ 2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是________，步骤②反应的离子方程式是：____________________________________________________3）步骤③的化学方程式是_________________________________________4）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提 取有什么影响______________________________________________________解析 由滤滤液2和石灰石煅烧产烧产 物之一（二氧化碳）反应应生成氢氢氧化铝铝可知滤滤液2中含有 ，从而可推知原料A是酸原料B是碱答案 (1)盐酸（硫酸、硝酸） Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(2)NaOH H++OH-=H2O Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ Al3++4OH-= +2H2O(3)NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3(4)若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO2溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al2O3混有SiO2杂质铝铝的性质质和用途金属铝呈 银白 色，硬度 小 ，密度 小 ，熔点 较高 ，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线。

铝元素位于元素周期表的第 三 周期第 ⅢA 族，化学性质比较活泼，在反应中多被氧化为Al3+，如： 铝可以在纯氧中燃烧：4Al+3O2 2Al2O3 ；铝与盐酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ ；铝溶于NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；用镁条引燃铝粉和Fe2O3的混合物：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，这一反应也被称作 铝热 反应1.在Al和NaOH溶液的反应中，氧化剂是哪种物质？这一反应的本质是怎样的？这一反应的本质是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ ①2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O ②反应①不易进行的原因是：a.Al的金属性相对较弱；b.产生的Al(OH)3不溶于水，覆盖在金属表面而阻止反应的进行由反应②可知Al(OH)3能溶于NaOH溶液中，能促使反应①向右进行，所以Al能与NaOH溶液反应，将①与②相加可得总反应：可简写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,氧化剂为水，不是NaOH。

2.与铝性质相似的金属还有Be和Zn等它们也能与强碱溶液反应：Be+2NaOH=Na2BeO2+H2↑ Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑2.将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol·L-1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余该溶液可能为 ( )A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液解析 因Al有剩余，且产产生的气体为为H2，所以A错错；B中200 mL 2.0 mol·L-1的 Ba(OH)2与5.4 g Al完全反应应后Al无剩余，故不符合题题意；C项项中200 mL 2.0 mol·L-1的H2SO4含H+为为0.8 mol，Al也无剩余；故选选DD3.往一金属易拉罐内（内空）放入一满药匙的白色晶体摇动几下后，立即向罐内注入6 mol·L-1氢氧化钠溶液10 mL后，用胶布严封罐口一段时间后，罐壁内凹而瘪，再经过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起要实现上述的实验现象，则做易拉罐的金属是__________，往罐内加入的白色晶体是。

罐壁内凹的原因是___________________________，反应的化学方程式是__________________罐壁重新鼓起的原因是______________________________________________，反应的化学方程式是________________________________________________解析 加入的白色晶体是干冰，汽化排出罐内空气，当加入NaOH溶液而吸收CO2后，使内压压小于大气压压，罐壁内凹而瘪瘪；再过过一段时间时间 后，过过量NaOH溶液与铝铝制易拉罐反应产应产 生H2，使内压压大于外压压，瘪瘪了的罐壁重新鼓起答案 铝 干冰 干冰汽化排出罐内空气，当加入NaOH溶液吸收CO2，使内压小 于大气压 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O过量NaOH溶液与铝制易拉罐反应产生H2，使内压大于外压 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑铝铝的重要化合物1.氧化铝铝氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高氧化铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料氧化铝属于典型的 两性 氧化物，与 酸、强碱 都能反应，请写出下列反应的化学方程式：氧化铝溶于盐酸：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。

氧化铝与烧碱溶液反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O电解熔融的氧化铝：2Al2O3 4Al+3O2↑2.氢氧化铝可溶性铝盐和氨水反应可制得Al(OH)3，它是一种难溶于水的 白色胶状 物质，具有较强的吸附能力Al(OH)3受热 易 分解，是一种典型的 不稳定 氢氧化物Al3++3OH- Al(OH)3 H++ +H2O;Al(OH)3与盐酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O ；Al(OH)3与NaOH溶液反应：Al(OH)3+OH-= +2H2O ；Al(OH)3受热分解的化学方程式：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 3.明矾：KAl(SO4）2·12H2O明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2=K++Al3++2其水溶液因Al3+水解而显 酸 性Al(OH)3能否溶于弱酸或弱碱，为何Al(OH)3表现酸的性质时相当于是一元酸？(1)Al(OH)3不溶于弱酸或弱碱，原因是在Al(OH)3的悬浊液中，加入弱酸或弱碱时，因OH-或H+浓度太小，不能促使Al(OH)3的电离平衡向某一方向移动。

2)Al(OH)3表现酸的性质时相当于一元酸，是因为Al(OH)3并不直接电离出 H+，Al(OH)3水溶液中的H+是水电离的，即：其中［Al(OH)4］- +2H2O，因此表示偏铝酸盐时可以有两种写法，如NaAlO2也可写成Na［Al(OH)4］4.既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是 ( )①Al ②NaHCO3 ③Al2O3 ④Mg(OH)2 ⑤Al(OH)3A.①②③⑤ B.①④⑤C.②③⑤ D.①③④5.（2008·宁波模拟）下图是用明矾［KAl(SO4)2·12H2O］制取硫酸铝和硫酸钾的操作步骤流程图（图中略去了沉淀物的洗涤操作），请在图中圆括号内填入适当的试剂名称，在方括号内填入适当的分离方法，并回答有关问题C（1）试剂a是_______，b是________，c是________，分离方法①是_______， ②是________，③是___________；（2）进行上述操作要用到的玻璃仪器有_______________________________。

3）按上述操作，不考虑损耗，在理论上158 g明矾（相对分子质量474）最多可以制得Al2(SO4)3·18H2O(相对分子质量666）_____g，至少可以制得K2SO4 （相对分子质量174）_________g答案 （1）氨水 硫酸 氢氧化钾 过滤 加热 蒸发结晶（2）烧杯、玻璃棒、漏斗、量筒、胶头滴管、烧瓶、玻璃导管、酒精灯（3）111 116 据下图写出下列转化的离子方程式：(1)Al3+ Al(OH)3①Al3++ 3NH3·H2O =Al（OH）3↓+ 3②Al3++ 3 +6H2O =4Al（OH）3↓③Al3++ 3OH- =Al（OH）3↓Al3+、Al(OH)3、 间间的转转化关系(2)Al(OH)3 Al3+Al（OH）3+ 3H+ =Al3++ 3H2O(3)Al3+ Al3++ 4OH- = + 2H2O(4) Al3++ 4H+ =Al3++ 2H2O(5) Al(OH)3①NaAlO2溶液中通少量CO2：2 +CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+NaAlO2溶液中通入足量CO2：+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+② 3 +Al3++6H2O=4Al(OH)3↓③ +H++H2O=Al(OH)3↓(6)Al(OH)3 Al(OH)3+ OH- = + 2H2O体现“铝三角”关系的图象1.往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量（1）O→A:Al3++3OH-=Al(OH)3↓A→B:Al(OH)3+OH-= +2H2O(2）现象：开始产生白色沉淀并逐渐增多￿ 白色沉淀开始溶解￿ 白色沉 淀全部溶解（3）图象（见图1）2.往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量（1）O→A：Al3++4OH- = +2H2OA→B:3 +Al3++6H2O=4Al(OH)3↓（2）现象：开始无现象￿ 出现白色沉淀，且沉淀不溶解（3）图象（见图2）3.往NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至过量（1）O→A： +H++H2O=Al(OH)3↓A→B:Al(OH。