高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第1单元 从铝土矿到铝合金——从铝土矿中提取铝课件 苏教版必修1-苏教版高一必修1化学课件

1、铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73 主要以主要以铝土矿铝土矿存在存在（主要成分为（主要成分为Al2O3，含少量含少量Fe2O3等杂质）等杂质）铝元素是地壳中铝元素是地壳中含量最多的金属含量最多的金属元素元素2468含量含量/NaCaFeAl2.743.454.757.73铝元素在自然界以铝元素在自然界以化合态化合态形式存在形式存在在在1919世纪中期，法兰西第二共和国世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番。拿出来炫耀一番。元素周期表的创始人门捷列夫在受元素

2、周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。是一只铝杯。 问题：问题：为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具？为什么为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具？为什么没有给门捷列夫奖励一只金杯呢？没有给门捷列夫奖励一只金杯呢？是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗? ? 铝的冶炼历史铝的冶炼历史 Al2O3的熔点很高的熔点很高(2054) ，采用电解熔融的，采用电解熔融的Al2O3的方法冶炼铝，生产中的的方法冶炼铝，生产中的能量消耗很大能量消耗很大。1884年，当时还不满年，当时还不满21岁，在岁，在美国奥伯林学院化学美国奥伯

3、林学院化学系系上大学的上大学的霍尔霍尔开始探索开始探索廉价廉价的炼铝方法。最后，的炼铝方法。最后，霍尔把霍尔把氧化铝氧化铝熔化在熔化在熔融的冰晶石熔融的冰晶石（Na3AlF6）中）中进行进行电解电解。1886年年2月，他终于看到小球状的铝聚月，他终于看到小球状的铝聚集在集在阴极阴极上。后来，这些铝球竟成为上。后来，这些铝球竟成为“王冠宝石王冠宝石”，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。 2NaCl(熔融）熔融） 2Na + Cl2通电通电MgCl2(熔融）熔融） Mg +Cl2通电通电TiCl4+4Na Ti +4NaCl700800 2Al2O3 4Al+

4、3O2通电通电AlCl3+3Na Al +3NaCl 溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝制取纯净的制取纯净的Al2O3电解电解Al2O3 溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝1.铝土矿用铝土矿用NaOH溶液溶解的目的是什么？溶液溶解的目的是什么？Al2O3为什么能溶解在为什么能溶解在NaOH溶液中？溶液中？NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？残渣是什么？是什么？残渣是什么？Fe2O3等杂质等

5、杂质NaAlO2及过及过量的量的NaOH溶解溶解Al2O3，以便与，以便与Fe2O3等杂质分离等杂质分离Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝2.2.把滤液酸化的目的是什么？把滤液酸化的目的是什么？3.分别写出分别写出NaAlO2溶液中滴加盐酸、通入过量溶液中滴加盐酸、通入过量CO2的反应方程式的反应方程式NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl4.为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通过量的为

6、什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通过量的CO2酸化？酸化？溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝5.过滤后得到的白色固体是什么？过滤后得到的白色固体是什么？6.经灼烧后得到了什么物质？写出有关的化学方程式。经灼烧后得到了什么物质？写出有关的化学方程式。Al(OH)32Al(OH)3 Al2O3+3H2O溶解溶解铝土矿铝土矿NaOH溶液溶液过滤过滤残渣残渣二氧化碳二氧化碳酸化酸化过滤过滤滤液滤液灼烧灼烧H2O电解电解铝铝Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3Al二、工业冶炼铝的主要反应二、工业冶炼铝的主要

7、反应Al2O3+2OH =2AlO2 +H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3AlO2 +CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 2Al2O3 4Al+3O2通电通电 列举你所熟悉的铝和铝合金制品，并思列举你所熟悉的铝和铝合金制品，并思考它们分别利用了铝的哪些性质？考它们分别利用了铝的哪些性质？三、铝的物理性质和用途三、铝的物理性质和用途物理性质物理性质用途用途易加工成各种形状，易加工成各种形状，包装、装饰工艺，包装、装饰工艺，铝箔、铝丝、银粉涂料铝箔、铝丝、银粉涂料铝锅、

8、铝壶等加热器具铝锅、铝壶等加热器具铝芯电线、电缆铝芯电线、电缆银白色，有金属光泽银白色，有金属光泽质地较软，延展性好质地较软，延展性好密度小、熔沸点低密度小、熔沸点低导热性能好导热性能好导电性能较好导电性能较好熔点熔点低低、硬度、硬度大大铝合金具有密度小、强度高、可塑性好、制造工艺铝合金具有密度小、强度高、可塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强等特点，大量用于建简单、成本低、抗腐蚀能力强等特点，大量用于建筑业、交通运输业和电子行业。筑业、交通运输业和电子行业。用途不一的各种铝合金用途不一的各种铝合金4.4.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0.6mol0.6

9、mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需氧化铝多少克？需氧化铝多少克？解析解析：2Al2O3 4Al3O2通电通电得得12e12e失失12e12e由上述反应知由上述反应知：2Al2Al2 2O O3 3 4Al 4Al 转移转移12e12e2mol 4mol 12mol2mol 4mol 12mol 0.6mol 0.6molx molymolx =0.1moly=0.2molm(Al2O3)10.2gm(Al)5.4g5.5.写出下列反应的离子方程式写出下列反应的离子方程式(1)Al2O3分别与硫酸、分别与硫酸、NaOH溶液的反应溶液的反应

10、(2)NaAlO2溶液中分别加入少量盐酸和过量盐酸溶液中分别加入少量盐酸和过量盐酸(3)NaAlO2溶液中分别通入少量溶液中分别通入少量CO2和过量和过量CO2Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH2AlO2+H2OAlO2HH2OAl(OH)3AlO24H Al3+2H2O2AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32AlO2CO22H2OAl(OH)3HCO32. .从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，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属于氧化还原反应的是 （ ） A.铝土矿溶于铝土矿溶于NaOH溶液中溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝电解熔融的氧化铝 1.1.电解法炼铝时，冰晶石的作用是电解法炼铝时，冰晶石的作用是( ) ( ) A. A.助熔剂助熔剂 B.B.催化剂催化剂 C.C.氧化剂氧化剂 D.D.还原剂还原剂AD3.3.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以控制。铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制。