从铝土矿到铝合金——化学高考复习_图文.ppt

过滤2
生成 Al(OH)3
二氧化碳 铝 过滤4 灼烧5 电解6
溶解1
酸化3
NaOH溶液
残渣
滤液
保存 Al(OH)3
溶解 氧化铝
H2 O
生成 Al2O3
活动与探究
现有试剂：氧化铝、10%盐酸、6mol/L的氢氧化 钠溶液。 请设计简单实验验证氧化铝既能与酸反应,又能 与碱反应。 提示：1.液体用量一般约为2mL。 2.若反应较慢时，可小心加热提高反应 速率，但液体加热时一定要注意安全！
NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3￬ + NaHCO3
活动与探究
若验证反应生成的盐,可参考如下反应:
NaAlO2+HCl+H2O ＝Al(OH)3↓+NaCl
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3 ↓ + 3NaCI
得12e－
分析：
由上述知： 2Al2O3 ～
2Al2O3
电解
4Al＋3O2↑
失12e－
4Al
～
转移电子12
2mol
nAl2O3
108g
mAl
12mol
0.3mol
nAl2O3
= 0.05mol
mAl =2.7g
作业:
1.书P67 1、2、8 2.调查：在日常生活中，你认为哪些物质的
成分是氧化铝？它们在现实生活中有何应
巩固与练习
2．下列属于碱性氧化物的是（ B 属于酸性氧化物的是（ A 属于两性氧化物的是（ C ） ） ）
A．CO2
B．Fe2O3
C． Al2O3
D．CO
3．将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会 有沉淀的是( c ) A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.偏铝酸钠溶液 D.氯化钙溶液

铝在自然界以化合态形式存在，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。 铝元素占地壳总量的 7.73%，是地壳中含量 最多的金属。
想一想：
列举你所熟悉的铝和铝合金制品， 并指出它们分别利用了铝的哪些 性质？
二、铝的物理性质和应用：来自思考：铝是一种较活泼的金属，那为什么其在 空气中不易被腐蚀呢？
（二）铝的化学性质：
1.与O2的反应：4Al + 3O2 = 2Al2O3 想一想:
有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总感到 不美观，所以常用钢丝球进行擦洗，你认为有 必要吗？为什么？
2.与酸的反应： ① 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
+)
2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O
6e-
2Al+2NaOH+6H2O =2NaAlO2+ 4H2O +3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
e实质：Al H+ (水中) H2
练习：相同物质的量的铝与足量 的酸或足量的氢氧化钠反应时， 用去的酸和氢氧化钠的物质的量 相等吗？产生的氢气的物质的量 相等吗？
在氯化铝溶液中滴加氨水，然后 把产生的沉淀分成三份。
AlCl3 + 3NH3· H2O =Al（OH）3 + 3NH4Cl Al（OH）3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
两性氢氧化物
既可以与酸反应又可以与碱反应 生成盐和水的氢氧化物。

△ 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＋＋2SO42－ 其水溶液因Al3＋水解而显酸性。
• 1．铝热反应 • 铝的金属性强，常用来置换难熔的金属， 该反应因放出大量的热，被称为铝热反应。 通常实验如下表所示进行。 用两张圆形滤纸分别折叠成漏 斗状，套在一起，使四周都有四 层。把内层漏斗取出，在底部剪 实 一个孔，用水润湿，再跟另一纸 验 漏斗套在一起，放在铁架台铁圈 上，下面放置盛沙的蒸发皿。把5 操 作 g炒干的氧化铁粉末和2 g铝粉混合
镁条燃烧，放出一定的热量，KClO3作为 引燃剂在受热状态下同时发生分解，使氧 原因 化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应： 高温 分析 2Al＋Fe2O3===== 2Fe＋Al2O3，该反应放 出大量的热，发出耀眼的白光，生成的铁 在高温下呈熔化状态
• 注意事项： • (1)要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉 末要烘干。氧化铁和铝粉的质量比约为 3∶1，混合要均匀。 • (2)KClO3的作用为引燃剂。 • (3)纸漏斗必须用水润湿。 • (4)注意安全，实验装置不宜离人太近。 • (5)要用盛有细沙的蒸发皿接收熔融物， 以免损坏器物或引起物品的燃烧。 • (6)铝热反应是利用铝的还原性，所以像 氧化镁、氧化钙等则不能与铝粉形成铝热
• 2．铝三角 • “铝三角”是指Al3＋、Al(OH)3和AlO2－ 相互转化的三角关系，如下图：
• 3．有关氢氧化铝沉淀的相关图示 • (1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液 中至过量(如图1) • ①现象：先有白色沉淀，然后沉淀逐渐溶 解
• ②有关反应： • A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ • B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O

Al： 属光泽，具有较强的韧性、延展性、
良好的 导电 和 导热性 。在常温下 能很快被氧气氧化，形成致密 的 氧化膜 ，具有一定的抗腐蚀性。
Al2O3: A熔1、2O3沸是点一种白色固高，体是，较难好溶的于耐水，
火材料，可用于制耐火坩埚。
Al(OH)3：A絮I状(O沉H)淀3是，不具溶有于
水的 白 色 吸附性 ，可以
小结
通性 特性
铝的化学性质：
1、与非金属单质(O2、Cl2)反应
2、与酸溶液反应
还原性
3、与强碱溶液反应
4、与某些金属氧化物反应
考点3：（B）了解氧化铝与酸、碱等物质反应情况
Al2O3：典型的两性氧化物
Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2 +H2O
A．NaAlO2溶液通入过量CO2 B．向澄清石灰水中通入过量CO2 C．AlCl3溶液加过量NaOH溶液 D．NaAlO2溶液加过量盐酸
( A)
从铝土矿制备铝的工艺流程图
铝土矿
二氧化碳
①
溶解 过滤 NaOH溶液 残渣
酸化 ② 过滤 滤液
灼烧
③
H2O
铝
④
电解
制取纯净的Al2O3
电解Al2O3
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望
•
9、
。上 午2时25 分9秒 上午2时 25分02: 25:092 0.11.7
• 10、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值 钱。11/7/2020 2:25:09 AM02:25:092020/11/7

溶液反应的实质加以解释。该反应还原剂、氧化剂分
别是何物质？ 铝和强碱溶液反应实质： 说明铝具有金属性 2Al+6H2O=== 2Al(OH)3 +3H2↑ 2Al(OH)3 + 2NaOH===2NaAlO2 +4H2O 2Al+6H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑+4H2O 此反应中，还原剂是 铝 ，氧化剂是 水 。
铬、锰。 2、某无色溶液与铝作用生成氢气，则溶液中肯定不能 大量共存的离子组合为 （D ）
A.I－、Mg2+、 NO3- 、K+ B.NH4+、Cl－、Na+、Ba2+
C.SO42-、Cl－、CO32-、Na+
D.HCO3-、K+、NO3-、 SO42-
1.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
考点三、铝的重要化合物
1、氧化物和氢氧化物
耐火、耐高温材料
氧化铝
物理性质 物质类型 白色粉末、熔点高 两性氧化物
氢氧化铝
白色固体，难溶于水 两性氢氧化物
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
化 学 性 质 制备
与酸 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 与碱 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 热稳 定性

煮好的菜能否放铝锅中过夜？
1、下列叙述正确的是 温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。（ NhomakorabeaCD
）
A．铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常 B．两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和
氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多。 C．合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
b. Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 ↓ +2NaHCO3
灼烧
c. H2SiO3==SiO2+H2O d. Al(OH)3能与酸.碱反应
２Al(OH)3+3H2SO4==Al2(SO4)3+６H2O Al(OH) +NaOH==NaAlO +２H O

巩固练习
3.铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世 界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而 加以控制。铝及其化合物在下列场合的使用须 加以控制的是 （ C） ①制铝锭 ②制易拉罐 ③制电线、电缆 ④制 包糖果用的铝箔 ⑤用明矾净水⑥制炊具 ⑦用 明矾和苏打作食物膨化剂 ⑧用氢氧化铝制胃 药 ⑨制防锈油漆 A.①②④⑤⑥⑦⑧ B.②⑤⑥⑦⑧ C.②④⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
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1.请同学们阅读62页,图3-2从铝土
问题讨论
2.铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠溶液反应， 生成偏铝酸钠和水。向偏铝酸钠溶液中通 入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢 钠，灼烧氢氧化铝得到氧化铝。请结合工 艺流程，写出从铝土矿制备氧化铝过程中 发生的化学反应方程式。 Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
观察 与 思考
铝土矿
四、铝的冶炼 从铝土பைடு நூலகம்中提取铝
从铝土矿制备铝的工艺流程
二氧化碳 铝
溶解
过滤
酸化
过滤
灼烧
电解
NaOH溶液
残渣
滤液
H2O
问题讨论

矿制备的工艺流程,交流讨论,思考该 工艺分几步进行,每步的操作的作用 是什么? 1.溶解:用NaOH溶解Al2O3 2.过滤:除去杂质 3.酸化:从溶液中提取Al(OH)3 4.过滤:将Al(OH)3与溶液分离 5.灼烧:得到Al2O3 6.电解:制备Al

电解
制取纯净的Al2O3
得到Al
巩固与练习
1．下列属于碱性氧化物的是（ B ） 属于酸性氧化物的是（ A ）
A．CO2 B．Fe2O3
C． Al2O3
D．CO
Al2O3+6HCl=2AlCl3+H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
巩固与练习
2．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是 （ C） 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
巩固与练习
4. 铝及其化合物因其有优良的性能决定了具有 下列用途： ①制包装糖果和食品用的铝箔
②制易拉罐 ③制电线电缆 ④制备牙膏皮 ⑤制炊具 ⑥铝合金门窗 ⑦制飞机构件 （1）由铝的良好的延展性决定的是 ①②③④ （2）由铝的良好的导电导热性决定的是 ③⑤ （3）由铝的合金的密度小，强度高，抗腐蚀 能力强的性质决定的是 ⑥⑦ （4）铝元素在人体中积累可使人慢性中毒，在 食品污染源中加以控制的是 ①②④⑤
元素在铝地土壳矿中的主要存
在于
中，
其主要Al成2O分3 是
，
还含有少量
的Fe2O3、 SiO2 。
交流与讨论
从铝土矿提炼铝，必须得到纯度 较高的氧化铝，设计提纯铝土矿可 能途径。（提示：铝土矿中含有杂质氧
化铁、二氧化硅）
问题解决
铝土矿的成分:主要成分是氧化铝，杂质有二氧化 硅、氧化铁 提纯过程:
巩固与练习
3. 从铝土矿制备铝所涉及的前两个反应， 改写成离子方程式。

AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
强碱
弱碱
Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O
方案二: AlCl3 NH3·H2O 沉淀不溶解
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
不溶解于氨水
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反思延伸 制备氢氧化铝
盐酸
方案三:
NaAlO2
盐酸
氢氧化钠溶液
NaAlO2 Al(OH)3 Fe(OH)3
NaAlO2+HCl+H2O =NaCl+Al(OH)3 ↓
Al(OH)3 ＋3HCl =AlCl3+3H2O
不反应
Al(OH)3+ NaOH = NaAlO2+2H2O
Fe(OH)3 ＋3HCl =FeCl3+3H2O
不反应
2Al(OH)3
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
与强碱反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
氢氧化铝既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱 反应生成盐和水，所以氢氧化铝是两性氢氧化物。
第27页/共61页
氢氧化铝的两性可以下电离方程式来说明：
H++AlO2-+H2O
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二、铝的氧化物与氢氧化物
（一）氧化铝（Al2O3） 1.物理性质：Al2O3是一种白色难熔的固体, 不溶于水，可作耐火材料(熔点2050℃) (天然产称作刚玉)
价值连城 的宝石Βιβλιοθήκη 第19页/共61页闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”重330克拉， 缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。

刚 玉 氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金 刚石、金刚砂（SiC）(蓝宝石、红宝 石是刚玉的一种）
活动与探究
根据铝的冶炼过程,请推测氧化铝可能性 并用所给药品进行验证。
现有试剂：氧化铝、10%盐酸、6mol/L 的氢氧化钠溶液。ຫໍສະໝຸດ 一、氧化铝（ Al2O3 ）
1．物理性质 白色难熔的固体物质，难溶于水。 2．化学性质 典型的两性氧化物，既能与酸反应 生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。 Al2O3+ 6H+ = 2Al3++3H2O Al2O3+2OH– = 2AlO2– +H2O
二氧化碳 铝 过滤4 灼烧5 电解6
溶解1
酸化3
NaOH溶液
残渣
保存 Al(OH)3
滤液
H2 O
生成 Al2O3
溶解 氧化铝
铝的历史
德国的沃勒于1827年发现铝 法国的德维尔于1854年制得 铝
一定条件
3K + AlCl3
3KCl + Al
1886年，美国霍尔和法国埃 鲁用电解法冶炼得到铝
2Al2O3
结论： 氯化铝能与氨水反应生成氢氧化铝。
【探究二】
请设计实验探究氢氧化铝是否具有 【学生实验二】 Al(OH)3的两性 两性？
将实验1制得的Al(OH)3分成两份，第一支
试管逐滴加入盐酸直至过量，第二支试管逐滴
加入NaOH溶液直至过量，观察、记录实验现
象。 两性氢氧化物的概念：像Al(OH)3这样， 既能与酸反应，又能与碱反应，这样的 氢氧化物称为两性氢氧化物。
【探究四】
（1）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳
（2）偏铝酸钠溶液中滴加盐酸
比较两种制备方法的优劣。 结论：从反应控制的角度来看，方案1优于方案2。 【小结】制备氢氧化铝可以采用的方法有：

关闭
A选项,Fe2O3、Al2O3均与盐酸反应,错误;B选项,Al(OH)3不与氨水反应,
错误;C选项,Na2CO3不与Al反应,错误;D选项,先加入过量的氢氧化钠溶 关闭
液D ,过滤、洗涤,然后再加入适量盐酸,正确。
解析
答 案
考点一
-13-
必备知识•自主预诊
关键能力•考向突破
方法指导 (1)Al、Al2O3、Al(OH)3与酸、碱反应的共同点。
解析
答 案
考点一
-19-
必备知识•自主预诊
关键能力•考向突破
4.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,
向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体
体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g
B.3.6 g
C.2.7 g
D.1.8 g
必备知识•自主预诊
关键能力•考向突破
2.Al2O3 (1)物理性质:Al2O3是高熔点的氧化物,常作为 耐火
及冶炼金属铝的原料。
材料
(2)化学性质(用离子方程式表示):
两性 与强酸反应: Al2O3+6H+ 与强碱反应: Al2O3+2OH-
2Al3++3H2O 2AlO2- +H2O
。 。
3.Al(OH)3 (1)吸附性:Al(OH)3是难溶于水的白色胶状沉淀物质,它能
D.在铝热反应中铁的还原性强于铝的还原性
关闭
Al原子比Al3+多一个电子层,故半径Al>Al3+,A正确;铝热反应制得的金属
的活泼性小于Al,而活泼性Mg>Al,故无法用铝热反应提取镁,B错误;铝热