专题3 从矿物到基础材料(3).doc

高邮市第二中学高一化学教学案一体化 专题3 从矿物到基础材料 第一单元 从铝土矿到铝合金（一） 从铝土矿中提取铝 【学习目标】 1、了解铝元素在地壳中的存在、含量及氧化铝、氢氧化铝在生产生活中的用途； 2、运用铝的化合物的性质和转化关系等知识，理解从铝土矿提取铝的化学原理。 【学习重难点】 1、铝土矿提取铝的方法和工艺流程中相关化学反应知识。 2、氧化铝与碱溶液的反应。 课前准备1.地壳中铝元素的含量如何铝元素以什么形式存在 2.钠和镁都是活泼金属，该如何提取工业上如何提取铝 【学习过程】 引言铝在我们身边无处不在，与我们生活和生产密切相关，具有广泛的应用，请大家举例铝的应用。 整理与归纳 1. 铝元素占地壳总量的7.73，位居 ，是地壳中含量最多的金属元素。 2. 铝元素在地壳中的主要存在形式是 ，其主要成分为 ，还有少量的 、 等杂质。 3.从铝土矿中提取铝的工业流程 （1）原料 （2）从铝土矿制备铝的工艺流程图见书本P64页图32 根据从铝土矿提取铝的工艺流程图，思考以下几个问题 1、从整个工艺流程看,可分成哪两个阶段 2、用NaOH溶解铝土矿的目的是什么（提示我们需要的是反应以后的滤液。） 3、过滤2和4的作用是什么 4、把滤液酸化的作用是什么（提示我们需要的是沉淀物。） 5、将过滤后的白色固体灼烧，生成了什么 6、电解过程中如何使熔点很高的氧化铝（20540C）熔化而导电 整理与归纳 提取步骤 目的 反应 溶解 得到______溶液 过滤 除去____物质 酸化 得到______和_________ 过滤 得到氢氧化铝 灼烧 得到高纯度____ 电解 得到______ 讨论你认为该工艺流程可以作哪些修改或调整，使其工艺更合理如果采用如下流程“用HCl溶解铝土矿，再加入过量NaOH溶液，再通入二氧化碳，灼烧沉淀”，与目前工业上采用的流程相比较，有何优、缺点 【课堂作业】 1．从铝土矿制备铝的过程中，没有涉及的化学反应类型是（ ） A．化合反应 B 分解反应 C 置换反应 D 复分解反应 2. 已知SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O，Na2SiO3 CO2H2OH2SiO3↓（硅酸）Na2CO3。工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3以及少量的Fe2O3、SiO2等）提取Al2O3 作冶炼铝的原料。操作过程如图 （1） 写出步骤2的化学方程式 。 （2） 写出步骤3的化学方程式 。 （3） 若步骤1中没有过滤操作而直接进入步骤2，对后面的操作将产生的影响是 。 【巩固练习】 1．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 2. 电解法炼铝时，冰晶石的作用是（ ） A．助熔剂 B．催化剂 C．还原剂 D．氧化剂 3. 下列离子方程式不正确的是（ ） A．氯气通入水中Cl2 H2O 2HCl-ClO- B．向偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2AlO2-2H2OCO2 AlOH3↓HCO3- C．向澄清石灰水中加入碳酸钠Ca2CO32- CaCO3↓ D．氧化铝溶于稀硫酸Al2O36H 2Al33H2O 4. 写出电解熔融氧化铝的化学方程式，标明电子转移的方向和数目 ； 电解时转移10mol电子，得到铝的质量为______。 5.铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3，写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时需加入的试剂和各步反应的化学方程式（已知Al3与过量的OH-发生如下反应Al3 4OH-AlO2-2H2O） （1）加过量溶液，过滤除去SiO2沉淀，化学方程式为 ， ； （2）加过量烧碱溶液，过滤除去______，化学方程式为 ， ； （3）通入过量______，过滤得到______，化学方程式为 ； （4）煅烧______ 可以得到纯净的Al2O3，化学方程式为 。6. 电解熔融氧化铝制取金属铝，若有2106mol电子转移，则理论上能得到金属铝多少吨需要含氧化铝55的铝土矿多少吨 2.某混合物A，含有KAlSO42、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化据此判断1 固体B所含物质的化学式 。 2 固体E所含物质的化学式 。 3 反应①的离子方程式为 。 【巩固练习】 对比一下镁和铝的提取，看有没有相似之处 Al 海水（MgCl2） 铝土矿（主要成分Al2O3） 纯MgCl2 Mg 高纯度Al2O3 溶解Al2O32NaOH2NaAlO2H2O 酸化NaAlO2 CO2 2H2O AlOH3↓ NaHCO3 灼烧2AlOH3Al2O33H2O 电解 2Al2O34Al3O2↑ 通电 Na3AlF6 通过镁铝的提取过程对比分析给我们的启示，我们如果从自然界获取金属一般需要考虑几个方面问题 问题1 NaOH溶解铝土矿的目的是什么（提示我们需要的是反应以后的滤液。）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么 问题2 把滤液酸化的作用是什么（提示我们需要的是沉淀物。）酸化是通过量的CO2，反应后生成了什么过滤后滤液的主要成分是什么 问题3电解过程中如何使熔点很高的氧化铝（2054）熔化而导电 写出上述两个化学反应方程式 ； 。 5. 由于氧化铝较稳定，而铝单质的性质又较活泼，因此，工业上采用 方法冶炼铝，反应方程式为 。 冰晶石在冶炼中所起的作用 ，其成分是 6.我们把既可以跟酸反应生成盐和水，又可以跟碱反应生成盐和水的氧化物称为 ，如 、 、 。 （1） 涉及的化学反应 Al2O3 NaOH------- NaAlO2 H2O CO2 AlOH3 Al2O3 小结Al2O3、AlOH3、NaAlO2三者之间的转化反应，与氧化铝、氢氧化铝的性质有关。 从铝土矿中提取铝 提取步骤 步骤 目的 反应 溶解 得到______溶液 过滤 除去____物质 酸化 得到______和_________ 过滤 得到氢氧化铝 灼烧 得到高纯度____ 电解 得到______ 对比一下镁和铝的提取，看有没有相似之处 Al 海水（MgCl2） 铝土矿（主要成分Al2O3） 纯MgCl2 Mg 高纯度Al2O3 溶解Al2O32NaOH2NaAlO2H2O 酸化NaAlO2 CO2 2H2O AlOH3↓ NaHCO3 灼烧2AlOH3Al2O33H2O 电解 2Al2O34Al3O2↑ 通电 Na3AlF6 通过镁铝的提取过程对比分析给我们的启示，我们如果从自然界获取金属一般需要考虑几个方面问题 根据刚才所讲以及结合书本从铝土矿提取铝的工艺流程图，思考以下几个问题 1、从整个工艺流程看,可分成哪两个阶段提纯和冶炼 2、NaOH溶解铝土矿的目的是什么溶解氧化铝 3、过滤2和4的作用是什么除去杂质和分离AlOH3 4、把滤液酸化的作用是什么生成AlOH3 5、将过滤后的白色固体灼烧，生成了什么生成Al2O3 8