（江苏专用）2020版高考化学专题二第2讲从铝土矿到铝合金课件.pptx

第2讲 从铝土矿到铝合金,考点一 铝的性质及用途,1.铝的原子结构与物理性质,知识梳理,银白,3,A,2.金属铝的化学性质,写出图中有关反应的化学方程式： ,_ _ _(铝热反应) 提醒：常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。,钝化,2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,3.铝的制备及用途,(1)制备：电解熔融Al2O3：_。 (2)用途： 纯铝用作导线。 铝合金制备汽车、飞机、生活用品等。,1.下列说法正确的是( ),A.用坩埚钳夹住一小块经砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来 B.Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应 C.铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重 D.常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完,题组诊断,铝的性质及用途,解析 加热时，因为铝箔表面生成Al2O3，且Al2O3的熔点很高，把熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A错误；Al既能与强酸反应又能与强碱反应，B正确；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁，固体质量不会增加，C错误；常温下，铝在浓HNO3中“钝化”，D错误。 答案 B,2.科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH12，然后加入适量的铝粉、搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是( ),A.处理废水时铝单质转化为Al3 B.处理废水时亚硝酸盐被还原 C.处理过程中，OH参与了反应 D.铝粉颗粒大小影响废水处理的速率,答案 A,3.某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：,(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。 (2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_ _。 (3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是_(填序号)。 A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液,4.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：,(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。,铝与酸、碱反应的定量分析,(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1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)12，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 解析 (1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al与H2的关系式均为2Al3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13。 (3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。,(4)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al6HCl = 2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 227 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。 答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A,考点二 铝的重要化合物,1.铝的氧化物,知识梳理,2Al33H2O,2.氢氧化铝,(1)_色胶状不溶于水的固体。 (2)化学性质：,白,反应的化学方程式或离子方程式分别为： ； ； 。,Al(OH)33H=Al33H2O,(3)制备 向铝盐中加入氨水，离子方程式为 。 NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为 。 NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为 。 名师助学：Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 Al2O3、MgO的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH固体。 既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)。,3.常见的铝盐,(1)复盐：两种不同的金属阳离子(或金属离子和铵根)和一种酸根阴离子组成的盐。 (2)明矾净水 明矾的化学式： ， 净水原理涉及的离子方程式： _。,KAl(SO4)212H2O,Al33H2O Al(OH)3(胶体)3H,1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”,题组诊断,铝的重要化合物的性质用途,2.下列除去杂质的方法不正确的是( ),A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B.用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3 C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 解析 Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 答案 B,3.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( ),A.稀硝酸 B.稀盐酸 C.硝酸铜 D.氢氧化钠 解析 钝化的实质是Fe、Al在冷的浓H2SO4或冷的浓HNO3作用下其表面被氧化成一层致密的氧化膜。由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。 答案 C,探究制取Al(OH)3的最佳途径,4.用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是( ),加盐酸溶解 加NaOH溶液 过滤 通入过量CO2生成Al(OH)3 加盐酸生成Al(OH)3 加过量氨水生成Al(OH)3 A. B. C. D.,答案 C,5.实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案：,(1)用方案制备Al(OH)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是_； 写出该方案中有关的离子方程式_ _。 (2)用方案来制备Al(OH)3时，必须注意_的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。 (3)三种方案中，你认为最好的是_(填序号)，原因是_。,考点三 铝及其化合物之间的转化,知识梳理 1.“铝三角”转化关系,2.含铝化合物转化关系的应用,产生白色沉淀,沉淀溶解,无明显现象,产生白色沉淀，沉淀不溶解,(3)判断铝元素的存在形式 可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式,1.下列各组物质，不能按 (“”表示反应一步完成)关系转化的是( ),“铝三角”转化及应用,题组诊断,解析 Al2O3与过量NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2与AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。 答案 C,答案 B,“铝三角”拓展应用,3.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ),答案 C,4.下列反应中的离子方程式书写正确的是( ),答案 C,1.从海水中提取镁的流程,8 有关镁、铝及其化合物的化工流程题,(1)流程：,2.工业炼铝的流程,铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。,方案一：碱溶法,写出两步骤中可能发生反应的离子方程式。,方案二：酸溶法,写出中可能发生反应的离子方程式。,训练1 (1)海水提镁的一段工艺流程如下图：,浓海水的主要成分如下：,该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。 (2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_； 电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式_。,训练2 铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。,铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：,以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：,回答下列问题： (1)写出反应1的化学方程式_。 (2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。 (3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式_。 (4)电解制铝的化学方程式是_， 以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。,训练3 (2017江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：,注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (