高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第一单元 第二课时 从铝土矿中提取铝学案 苏教版必修1-苏教版高一必修1化学学案VIP免费

第二课时从铝土矿中提取铝——————————————————————————————————————[考试要求]1．地壳中铝的含量及存在形式(/a)2．从铝土矿中获得铝的方法(/b)3．Al(OH)3的重要性质(/c)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――→NaAlO2――→AlCl3――→Al(OH)3――→Al2O3。(2)铝土矿――→AlCl3――→NaAlO2――→Al(OH)3――→Al2O3。3．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Al2O3。2．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．①②③⑤B．①③②③⑤C．①③④③⑤D．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1molAlCl3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1molAlCl3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∶1。(3)向含1molNaAlO2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1molNaAlO2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1mol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1L1mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液(2)向1L1mol·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...