高一化学第一单元从铝土矿到铝合金课件苏教.ppt

第一单元第一单元从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金一、学习目标一、学习目标1 1．了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要．了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要存在形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼存在形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响2 2．知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在．知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系3 3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物4 4．通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和方法．通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和方法5 5．尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结．尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结构的常用方法。

构的常用方法拿破仑的餐叉和钮扣拿破仑的餐叉和钮扣 现在，对铝制品谁也不稀罕，谁家都有铝锅、铝盆、现在，对铝制品谁也不稀罕，谁家都有铝锅、铝盆、铝勺之类的日用器具可是，在铝勺之类的日用器具可是，在100多年前，凡和铝沾边多年前，凡和铝沾边的东西，就是一种极贵重的宝贝，别说是铝锅，就是谁家的东西，就是一种极贵重的宝贝，别说是铝锅，就是谁家有一把铝勺，那都身价百倍当时，就像法国皇帝拿破仑有一把铝勺，那都身价百倍当时，就像法国皇帝拿破仑三世这样的一国之君，对铝也是垂涎三尺有一个故事，三世这样的一国之君，对铝也是垂涎三尺有一个故事，讲的就是他如何像赶讲的就是他如何像赶“新潮新潮”的小伙子一样对铝极尽顶礼的小伙子一样对铝极尽顶礼膜拜之能事的膜拜之能事的1848年以后，拿破仑三世登上了法国皇帝的宝座年以后，拿破仑三世登上了法国皇帝的宝座这位法国皇帝很能干，但也很虚荣当时，铝这种金属由这位法国皇帝很能干，但也很虚荣当时，铝这种金属由于产量很少，成本比金子还高，因而很难得到据说，当于产量很少，成本比金子还高，因而很难得到据说，当时有一位欧洲的国王买了一件有铝钮扣的衣服之后，就趾时有一位欧洲的国王买了一件有铝钮扣的衣服之后，就趾高气扬，并且瞧不起那些买不起这种奢侈品的穷国的君主。

高气扬，并且瞧不起那些买不起这种奢侈品的穷国的君主当然，买不起铝钮扣的君主们又十分嫉妒这位有着十分罕当然，买不起铝钮扣的君主们又十分嫉妒这位有着十分罕见的钮扣的国王，见的钮扣的国王，渴望着有朝一日也能得到这种钮扣渴望着有朝一日也能得到这种钮扣拿破仑三世上台后，决定炫耀一下自己的与众不同一拿破仑三世上台后，决定炫耀一下自己的与众不同一天，他举办了一个盛大的宴会，邀请了王室成员和贵族赴宴，天，他举办了一个盛大的宴会，邀请了王室成员和贵族赴宴，另外还有一些地位较低的来宾客人入席后，发现用餐的餐具另外还有一些地位较低的来宾客人入席后，发现用餐的餐具各不相同，在高贵的王室成员和皇宫贵族的餐桌上摆的都是铝各不相同，在高贵的王室成员和皇宫贵族的餐桌上摆的都是铝匙和铝叉，而在地位较低的来宾面前，摆的却是普通的金制和匙和铝叉，而在地位较低的来宾面前，摆的却是普通的金制和银制的餐具那一天，宴会虽很丰盛，但是使用金制和银制餐银制的餐具那一天，宴会虽很丰盛，但是使用金制和银制餐具的人心里就堵得慌，因为他们发觉自己是在低人一等的餐桌具的人心里就堵得慌，因为他们发觉自己是在低人一等的餐桌上用餐其实，这也不是拿破仑三世的本意，而是在当时，即上用餐。

其实，这也不是拿破仑三世的本意，而是在当时，即使是皇上也无法给每个来宾提供当时是既贵重而又稀少的铝餐使是皇上也无法给每个来宾提供当时是既贵重而又稀少的铝餐具不久，拿破仑三世决定摆脱这种不久，拿破仑三世决定摆脱这种“寒酸寒酸”局面他给提局面他给提炼铝的法国科学家和工业家圣克莱尔炼铝的法国科学家和工业家圣克莱尔·德维利提供了一大笔资德维利提供了一大笔资金，用来大量生产铝，他准备用这些铝为法国军队士兵的所有金，用来大量生产铝，他准备用这些铝为法国军队士兵的所有服装上都安上铝钮扣并装备铝胸甲但是，由于当时铝的冶炼服装上都安上铝钮扣并装备铝胸甲但是，由于当时铝的冶炼方法很落后，又没有足够的电力，因此铝的产量一直很少，德方法很落后，又没有足够的电力，因此铝的产量一直很少，德维利生产的铝仍然很贵，结果，拿破仑三世用铝钮扣和铝胸甲维利生产的铝仍然很贵，结果，拿破仑三世用铝钮扣和铝胸甲装备法国军队的计划没有实现但是，装备法国军队的计划没有实现但是，他对保卫他的安全的警卫部队则另眼相看，为他们装备了新的他对保卫他的安全的警卫部队则另眼相看，为他们装备了新的铝胸甲一直到一直到19世纪世纪80年代，铝仍然是一种有珠宝价值的珍年代，铝仍然是一种有珠宝价值的珍贵金属。

有这样一件有趣的事，很充分地说明了那时铝的价值：贵金属有这样一件有趣的事，很充分地说明了那时铝的价值：1889年，俄国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学，年，俄国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学，英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献，尤其是在发现元素英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献，尤其是在发现元素周期律和建立元素周期表上的贡献，赠给他一件贵重的奖品，周期律和建立元素周期表上的贡献，赠给他一件贵重的奖品，就是用金和铝制成的一架天平就是用金和铝制成的一架天平100多年后，铝进入了最平常的百姓家中，这是拿破仑多年后，铝进入了最平常的百姓家中，这是拿破仑三世决没有想到的铝现在变得这么便宜，要归功于那些一直三世决没有想到的铝现在变得这么便宜，要归功于那些一直在研究如何大批生产铝的科学家在研究如何大批生产铝的科学家19世纪末，奥地利化学家拜世纪末，奥地利化学家拜尔在前人实验的基础上研究出了一种生产铝的方法尔在前人实验的基础上研究出了一种生产铝的方法——电解氧电解氧化铝不久后，铝的产量剧增，铝的价格也大降在俄国，化铝不久后，铝的产量剧增，铝的价格也大降在俄国，1854年时年时1千克铝要千克铝要1200卢布；而到卢布；而到19世纪末，就降到了世纪末，就降到了1个个卢布。

珠宝商人从此对铝失去了兴趣，但铝却受到了整个工业卢布珠宝商人从此对铝失去了兴趣，但铝却受到了整个工业界的青睐界的青睐（一）存在一、从铝土矿中提取铝一、从铝土矿中提取铝铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7 7．．7373％，是地壳中％，是地壳中含量含量的金属元素铝土矿的金属元素铝土矿( (主要主要成分为成分为，还有少量的，还有少量的FeFe2 2O O3 3、、SiOSiO2 2等杂质等杂质) )是铝元素在地壳中的主要存在形是铝元素在地壳中的主要存在形式之一 （二）结构很容易失很容易失3e－－结论:铝有很强的还原性铝有很强的还原性Al3＋＋Al （三）物性铝是银白色有金属光泽的金属，铝是银白色有金属光泽的金属，熔点较低（熔点较低（660.4℃℃））,是热和电的良导体是热和电的良导体密度较小（密度较小（2.7g·cm－－3））,（四）化性（（1）与非金属反应：）与非金属反应：（（2）与酸反应）与酸反应①①在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化②②在热的浓硫酸、浓硝酸，稀硝酸在热的浓硫酸、浓硝酸，稀硝酸 中反应，但不产生氢气中反应，但不产生氢气③③与稀硫酸，盐酸反应产生氢气。

与稀硫酸，盐酸反应产生氢气（（4）与碱反应）与碱反应（（3）与氧化物反应）与氧化物反应向一个铝制的易拉罐中充满向一个铝制的易拉罐中充满CO2气体，然后往气体，然后往罐内注入足量的罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内罐口，不多会儿听到罐内“卡卡卡卡”作响，发现作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来，试易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来，试回答：回答：（（1）易拉罐变瘪的原因是）易拉罐变瘪的原因是 ，，反应的离子方程式是反应的离子方程式是 2）易拉罐又鼓起来的原因是）易拉罐又鼓起来的原因是 ，，反应的离子方程式是反应的离子方程式是 （五）用途（五）用途铝合金：主要用于建筑业、交通运输业铝合金：主要用于建筑业、交通运输业 以及电子行业以及电子行业铝导热能力强，可用于各种家用器皿铝导热能力强，可用于各种家用器皿铝导电能力强，可用于导线铝导电能力强，可用于导线铝延展性好，可制成铝箔铝延展性好，可制成铝箔铝热反应放出大量热，可置换铁铝热反应放出大量热，可置换铁下列为铝或铝合金的各种用途，在后面下列为铝或铝合金的各种用途，在后面的横线上写出所根据的性质。

的横线上写出所根据的性质1）制造飞机或汽车外壳）制造飞机或汽车外壳（（2）作为储存浓硫酸的容器）作为储存浓硫酸的容器（（3）制造各种日用炊具）制造各种日用炊具（（4）铝热法冶炼金属）铝热法冶炼金属（（5）制造电线电缆）制造电线电缆（（6）制造包装用的铝箔）制造包装用的铝箔2 2．铝在人体中积累可使人慢性中毒，．铝在人体中积累可使人慢性中毒，19891989年世年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而 加加以控制铝及其化合物在下列场合的使用须加以以控制铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制的是控制的是（（））①①制铝锭制铝锭②②制易拉罐制易拉罐③③制电线、电缆制电线、电缆④④制包糖果用的铝箔制包糖果用的铝箔⑤⑤用明矾净水用明矾净水⑥⑥制炊具制炊具⑦⑦用明矾和苏打作食物膨化剂用明矾和苏打作食物膨化剂⑧⑧用氢氧化铝制胃药用氢氧化铝制胃药⑨⑨制防锈油漆制防锈油漆A A．．①②④⑤⑥⑦⑧①②④⑤⑥⑦⑧B B．．②⑤⑥⑦⑧②⑤⑥⑦⑧C C．．②④⑤⑥⑦⑧②④⑤⑥⑦⑧D D．．③④⑤⑥⑦⑧③④⑤⑥⑦⑧3 3．．铝铝分分别别与与足足量量的的稀稀盐盐酸酸和和氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液反反应应，，当当两两个个反反应应放放出出的的气气体体在在相相同同状状况况下下体体积积相相等等时时，，反反应应中中消消耗耗的的HClHCl和和NaOHNaOH的的物物质的量之比为质的量之比为（（））A A．．1 1：：l lB B．．2 2：：l lC C．．3 3：：1 1D D．．1 1：：3 37．某同学在进行铝的性质实验时发现，用擦去氧．某同学在进行铝的性质实验时发现，用擦去氧化膜的相同大小的铝片分别与化膜的相同大小的铝片分别与H+浓度相同的稀硫酸浓度相同的稀硫酸和稀盐酸反应时，实验现象明显不同：铝与硫酸反和稀盐酸反应时，实验现象明显不同：铝与硫酸反应的速率较慢，产生的气泡很少；铝与盐酸反应的应的速率较慢，产生的气泡很少；铝与盐酸反应的速率较快，产生的气泡较多。

速率较快，产生的气泡较多1）写出铝与稀硫酸、稀盐酸反应的离子方程式写出铝与稀硫酸、稀盐酸反应的离子方程式2）有人认为，铝与稀盐酸反应的速率较快，其）有人认为，铝与稀盐酸反应的速率较快，其原因是盐酸中的氯离子对反应有促进作用，试设计原因是盐酸中的氯离子对反应有促进作用，试设计一简单的实验验证该说法是否正确一简单的实验验证该说法是否正确3）也有人认为，铝与稀硫酸反应的速率较慢，）也有人认为，铝与稀硫酸反应的速率较慢，其原因是硫酸中的硫酸根离子对反应有抑制作用，其原因是硫酸中的硫酸根离子对反应有抑制作用，试设计一简单的实验验证该说法是否正确试设计一简单的实验验证该说法是否正确（六）制取（从铝土矿中提取铝）铝铝“从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝”所涉及反应：所涉及反应：8 8．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.2 mol0.2 mol电子发生转移，则理论上能得到电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克金属铝多少克? ?需氧化铝多少克需氧化铝多少克? ?＋＋3 3－－2 20 00 0失失6×2e－－得得4×3e－－12 e－－_______________ 4Al _______________2Al2O312 mol 4mol 2mol0.2mol n(Al) n(Al2O3)1 1．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应．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（中，属于氧化还原反应的是（）） A A．铝土矿溶于．铝土矿溶于NaOHNaOH溶液中溶液中 B B．偏铝酸钠溶液的酸化．偏铝酸钠溶液的酸化 C C．灼烧氢氧化铝固体．灼烧氢氧化铝固体 D D．电解熔融的氧化铝．电解熔融的氧化铝二、铝的化合物二、铝的化合物1。

Al2O3（五）用途（四）化性（三）物性（一）存在铝土矿、刚玉、红宝石、蓝宝石铝土矿、刚玉、红宝石、蓝宝石高硬度、高熔点（高硬度、高熔点（2054℃））两性氧化物两性氧化物新新乡乡市市晶晶华华耐耐火火材材料料厂厂刚玉耐磨球刚玉耐磨球红宝石红宝石2Al(OH)3（四）化性（三）物性难溶于水的难溶于水的白色絮状沉淀白色絮状沉淀,具有吸附性具有吸附性,常用于水的净化常用于水的净化1）两性氢氧化物）两性氢氧化物（（2）受热分解）受热分解（六）制取⑴⑴⑵⑵（六）制取⑶⑶⑷⑷（六）制取⑸⑸4．要使氯化铝溶液中的．要使氯化铝溶液中的A13＋＋完全转化成完全转化成 Al(OH)3沉淀，应选用的试剂是（沉淀，应选用的试剂是（ ）） A．．NaOH溶液溶液B．稀盐酸．稀盐酸 C．氨水．氨水D．．AgNO3溶液溶液 6 6．已知氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液能发生．已知氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液能发生 下列反应：下列反应：AlClAlCl3 3+3NaAlO+3NaAlO2 2+6H+6H2 2O = 4Al(OH)O = 4Al(OH)3 3↓+3NaCl↓+3NaCl 现以废铝、盐酸、氢氧化钠溶液为原料现以废铝、盐酸、氢氧化钠溶液为原料制取氢氧化铝。

制取氢氧化铝 （（1 1）请设计实验方案，并写出相应的化学）请设计实验方案，并写出相应的化学方程式2 2）请与同学交流讨论，从中找出最理想）请与同学交流讨论，从中找出最理想的实验方案的实验方案⑴⑴AlCl3＋＋3NaOH=Al(OH) 3↓ ＋＋3NaCl⑵⑵NaAlO2 ＋＋HCl＋＋H2O=Al(OH) 3↓＋＋ NaCl⑶⑶AlCl3+3NaAlO2+6H2O = 4Al(OH)3↓+3NaClAl(OH)Al(OH)3 3HClHClNaOHNaOH⑴⑴4mol4mol⑵⑵4mol4mol⑶⑶4mol4mol3明矾[KAl(SO4) 2·12H2O]（（1）复盐：）复盐：（（2）水解生成胶体）水解生成胶体KAl(SO4) 2·12H2O=K＋＋＋＋Al3＋＋＋＋2SO42－－＋＋12H2OAl3＋＋＋＋3H2O=3H＋＋＋＋Al(OH) 3（胶体）（胶体）5．设计实验方案验证明矾中含有．设计实验方案验证明矾中含有K＋＋，，Al3＋＋，，和和SO42－－ ，写出实验步骤、实验现象及结论写出实验步骤、实验现象及结论 12．向明矾．向明矾[KAl(SO4)2]溶液中滴人氢氧化钡溶液中滴人氢氧化钡溶液，当硫酸根离子恰好完全沉淀时，铝元溶液，当硫酸根离子恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式是（素的存在形式是（ ））A．一部分为．一部分为Al(OH)3，一部分为，一部分为Al3＋＋B．一部分为．一部分为 Al(OH)3，一部分为，一部分为AlO2－－C．全部是．全部是 Al(OH)3 D．全部是．全部是 AlO2－－1KAl(SO4)2＋＋2Ba(OH)2=2BaSO4↓ ＋＋KAlO2＋＋2H2O（（1））Al3＋＋盐性质盐性质Al3＋＋＋＋3OH－－=Al(OH) 3↓Al3＋＋＋＋4OH－－=AlO 2－－＋＋2H2O（（2））AlO2－－盐性质盐性质AlO2－－ ＋＋H＋＋＋＋H2O=Al(OH) 3↓AlO2－－ ＋＋4H＋＋= Al3＋＋＋＋ 2H2O ：：Al(OH) 3 的两性的两性Al3＋＋＋＋3OH－－ Al(OH) 3 AlO2－－ ＋＋H＋＋＋＋H2O2 2．下列关于铝及其化合物与强碱溶液．下列关于铝及其化合物与强碱溶液反反应的说法中，正确的是（应的说法中，正确的是（））A A．都有．都有H H2 2O O生成生成B B．都有．都有H H2 2生成生成C C．反应后铝元素主要以．反应后铝元素主要以AlOAlO2 2－－的形式存在的形式存在D D．反应后铝元素主要以．反应后铝元素主要以AlAl3 3＋＋的形式存在的形式存在 5 5．试判断下列关于铝的叙述是否正确，并说．试判断下列关于铝的叙述是否正确，并说明理由。

明理由1 1）铝在常温下不与浓硝酸、浓硫酸发生反应铝在常温下不与浓硝酸、浓硫酸发生反应2 2）氢氧化铝既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶）氢氧化铝既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应3 3）铝不能与氧气发生反应铝不能与氧气发生反应4 4）在高温下，铝能将氧化铁中的铁置换出来在高温下，铝能将氧化铁中的铁置换出来（（1）向）向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液：溶液：（（2）向）向NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3 溶液：溶液：（（3）向）向NaAlO2溶液中滴加溶液中滴加HCl 溶液：溶液：NaAlO2 ＋＋HCl＋＋H2O=Al(OH) 3↓＋＋ NaCl（（4）向）向HCl溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2 溶液：溶液：NaAlO2＋＋4HCl= AlCl3＋＋ NaCl＋＋2H2O （（5）向）向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2 溶液：溶液：（（6）向盐酸酸化的）向盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液：溶液：AlCl31molAlCl3 ＋＋3NaOH=Al(OH) 3↓ ＋＋3NaCl1mol 1mol AlCl3 ＋＋3NaOH=Al(OH) 3↓ ＋＋3NaCl1mol 1mol AlCl3 ＋＋4NaOH=NaAlO 2 ＋＋3NaCl1mol 1mol 。