苏教版-从铝土矿到铝合金2

1、在在1919世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番，而元得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。为什学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具么拿破仑没有珍藏金制的餐具, ,而门捷列夫也而门捷列夫也没有给奖励一只金杯呢？没有给奖励一只金杯呢？在在1919世纪，从铝世纪，从铝矿石中提炼铝矿石中提炼铝极其困难。极其困难。电解法电解法铝

2、才得到普及铝才得到普及一、铝的物理性质一、铝的物理性质一一. .铝的物理性质和用途铝的物理性质和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、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，延展性好导热性能好导热性能好导电性能较好导电性能较好密度小、密度小、熔点熔点低低、硬度、硬度小小复习与思考复习与思考铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置 Al Al3e3e- - = Al= Al3+3+AlAl

3、的化学性质活泼的化学性质活泼, ,具有较强还原性具有较强还原性K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H H Cu Hg Cu Hg AlAl铁在空气中被氧化生成Fe203而生锈腐蚀，且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重，那么，Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3，Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去，越来越严重呢？因为Al与O2反应生成了Al2O3，Al2O3是一层致密的氧化膜，牢固覆盖在金属铝的表面上，使内部的铝与氧气隔绝，起到了一个保护作用，从而防止了铝进一步被氧化1.与与O2的反应：的反应：4Al + 3O2 =

4、2Al2O3想一想想一想:有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总感到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，你认为有不美观，所以常用钢丝球进行擦洗，你认为有必要吗？为什么？必要吗？为什么？（二）铝的化学性质：（二）铝的化学性质： 二二. .铝的化学性质铝的化学性质生活与思考生活与思考1.与与O2的反应的反应：4Al + 3O2 = 2Al2O3 铝在氧气中点燃可以看到铝在氧气中点燃可以看到耀眼的白光耀眼的白光铝具有导热性。常温下铝的表面被氧化，生成铝具有导热性。常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜而具有抗腐蚀性。若擦去，一层致密氧化物薄膜而具有抗腐蚀性。若

5、擦去，会导致铝制品快速被腐蚀会导致铝制品快速被腐蚀能写出能写出AlAl和和S S、ClCl2 2反应的化学方程式吗？反应的化学方程式吗？点燃点燃复习与思考复习与思考铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置 Al Al3e3e- - = Al= Al3+3+AlAl的化学性质活泼的化学性质活泼, ,具有较强还原性具有较强还原性K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H H Cu Hg Cu Hg AlAl观察与思考并完成观察与思考并完成P65P65表格表格把铝分别加入浓硝酸把铝分别加入浓硝酸、浓硫酸浓

6、硫酸、盐酸中盐酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2铝能将稀硫酸、盐酸中的铝能将稀硫酸、盐酸中的H+置换成置换成H2冷冷的的浓浓硝酸硝酸,浓浓硫酸使铝表面钝化硫酸使铝表面钝化!生活应用：浓生活应用：浓硝酸、硝酸、浓浓硫酸硫酸的运输的运输2.与酸反应与酸反应把铝加入到把铝加入到NaOHNaOH溶液溶液中中现象：现象：铝与铝与NaOHNaOH反应，有氢气产生。反应，有氢气产生。化学方程式：化学方程式：2Al + 2NaOH + 2H2Al + 2NaOH + 2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 + 3H + 3H2 2AlAl与强碱反应才能生成与强碱反应才能生成H H2

7、23.与碱反应与碱反应【】 铝的性质铝的性质【】 未打磨铝片浸入未打磨铝片浸入NaOH溶液溶液，思考以下问题：，思考以下问题：1浸入浸入NaOH溶液的铝片颜色有什么变化？为什么？溶液的铝片颜色有什么变化？为什么？2有无气泡冒出？静置较长一段时间后呢？为什么？有无气泡冒出？静置较长一段时间后呢？为什么？【】 铝铝2Al+6HCl= 2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 钝化：钝化： 铝与到浓硫酸、浓硝酸，会在铝的表面反铝与到浓硫酸、浓硝酸，会在铝的表面反应生成一层应生成一层致密致密的氧化物保护膜。的氧化物保护膜。试一试试一试将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中

8、，将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中，不会发生反应的是不会发生反应的是 （ ）A.稀硝酸稀硝酸 B.稀盐酸稀盐酸 C.硝酸铜硝酸铜 D.氢氧化钠氢氧化钠 C4.4.铝铝 热热 反反 应应2Al + Fe2Al + Fe2 2O O3 3 = 2Fe + = 2Fe + AlAl2 2O O3 3高温高温AlAl的还原性强，且反应能放的还原性强，且反应能放出大量的热，将生成物熔化出大量的热，将生成物熔化发出耀眼的光芒发出耀眼的光芒写方程式：写方程式：AlAl与与V V2 2O O5 5 、 AlAl与与CrOCrO3 3用途：焊接铁轨、冶炼难熔的金属用途：焊接铁轨、冶炼难熔的金属【】 阅读教材

9、中铝热剂内容阅读教材中铝热剂内容 ，思考以下问题，思考以下问题1.铝热剂的组成铝热剂的组成2.铝热剂的反应原理，为什么生成的铁会熔化？铝热剂的反应原理，为什么生成的铁会熔化？3.设想铝热剂有哪些用途？设想铝热剂有哪些用途？【】 铝热剂：铝热剂： 铝粉和某些金属氧化物（铝粉和某些金属氧化物（Fe2O3、V2O5、MnO2）组成的混合物。）组成的混合物。组成：组成：原理：原理：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3高温用途：用途：焊接、冶炼金属等焊接、冶炼金属等放热放热2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3高温高温铝热反应的铝热反应的实质实质是是高温高温下，较活泼的铝置换出下，较活泼

10、的铝置换出较较不活泼的金属不活泼的金属，工业上常用于冶炼金属。，工业上常用于冶炼金属。利用铝的利用铝的强还原性强还原性和铝转化为氧化铝时能放出和铝转化为氧化铝时能放出大量热大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一些的性质，工业上常用铝粉来还原一些金金属氧化物属氧化物，这类反应被称为，这类反应被称为铝热反应铝热反应。练一练一练练和铝粉可以发生铝热反应的是和铝粉可以发生铝热反应的是 （ ）A.氧化钠氧化钠 B.镁粉镁粉 C.氧化钨氧化钨 D.硫粉硫粉C四、应用：四、应用：主要用途：主要用途：常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件部件;做导线、炊具、建筑装饰

11、材料等。做导线、炊具、建筑装饰材料等。特性：合金的硬度一般比各成分金属特性：合金的硬度一般比各成分金属大大，多数合，多数合金的熔点金的熔点低于低于组成它的成分金属。组成它的成分金属。合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。熔合形成的有金属特性的物质。问问 题题 探探 究究1 1、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放有有酸酸性或性或碱碱性的食物？性的食物？2 2、相同物质的量的铝与足量的酸或足量的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氢氧化钠反应时，用去的酸和氢氧化钠的物

12、质的量相等吗？产生的氢气的物质的量物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量相等吗？相等吗？小结：小结： 一、铝在自然界以化合态形式存在一、铝在自然界以化合态形式存在 二、物理性质及用途二、物理性质及用途 三、化学性质三、化学性质 1 1、与氧气等非金属反应、与氧气等非金属反应 2 2、与酸反应、与酸反应 3 3、与强碱溶液反应、与强碱溶液反应 4 4、与氧化物反应、与氧化物反应1.1.下列关于铝的叙述中，不正确的是下列关于铝的叙述中，不正确的是: :A.A.铝属于金属单质铝属于金属单质, ,不与任何碱反应不与任何碱反应 B.B.铝是地壳中含量最多的金属铝是地壳中含量最多的金属C.C.在常温下，铝不

13、能与氧气反应在常温下，铝不能与氧气反应 D.D.铝既能与酸反应，也能与强碱反应铝既能与酸反应，也能与强碱反应ACAC课课 堂堂 练练 习习2、铝粉投入某无色溶液中产生、铝粉投入某无色溶液中产生H2，则下列离，则下列离子组合可存在于该无色溶液中的是子组合可存在于该无色溶液中的是 （ ） A. H+，Mg2+，Ba2+，Cl- B. OH-, NO3- , Cl-, Ba2+ C. H+，Cu2+，K+ ，SO42- D. OH-, Mg2+, CO32-, NO3-AB课课 堂堂 练练 习习3.3.铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为（ ）A.A.铝不活泼铝不活泼 B.B

14、.具有两性具有两性 C.C.铝与氧气在常温下不反应铝与氧气在常温下不反应D.D.铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜D D课课 堂堂 练练 习习练习练习2可用作制作熔融烧碱的坩埚物质是（可用作制作熔融烧碱的坩埚物质是（ ）A铁铁 B氧化镁氧化镁氧化铝氧化铝 钠和钾合金钠和钾合金练习在铝土矿制金属制备铝的个主要操作：练习在铝土矿制金属制备铝的个主要操作：溶解酸化灼热电解中发生了如下类型的溶解酸化灼热电解中发生了如下类型的反应，按要求写出反应方程式反应，按要求写出反应方程式（1）氧化还原反应）氧化还原反应_(2)复分解反应复分解反应_(3)分解反应分解反

15、应_ AB天然氧化铝天然氧化铝刚玉刚玉红宝石（红宝石（Al2O3）蓝宝石蓝宝石（Al2O3）铝的氧化物与氢氧化物（2 2）主要用途：）主要用途：作耐火材料：制耐火管、耐火坩埚、耐作耐火材料：制耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器等高温的实验仪器等冶炼铝的原料冶炼铝的原料.AlAl2 2OO3 3 + 2NaOH = 2NaAlO + 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H + H2 2OOAlAl2 2OO3 3 + 2OH + 2OH- - = 2AlO = 2AlO2 2- - + H + H2 2OO（AlAl2 2OO3 3表现了酸性氧化物的性质）表现了酸性氧化物的性质）四四. .氢

16、氧化铝的性质氢氧化铝的性质1.物理性质物理性质氢氧化铝是几乎不溶于氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状固体物质。水的白色胶状固体物质。能凝聚水中悬浮物，能凝聚水中悬浮物，又有吸附色素的性能。又有吸附色素的性能。三：氢氧化铝三：氢氧化铝在氯化铝溶液分两份分别滴加氨水在氯化铝溶液分两份分别滴加氨水AlCl3 + 3NH3H2O =Al（OH）3 + 3NH4Cl典型的两性氢氧化物典型的两性氢氧化物Al（OH）3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O两性氢氧化物：两性氢氧化物：既与既与酸酸反应又可与反应又可与碱碱反应生成反应生成盐和水盐

17、和水的的氢氢氧化物氧化物。实验实验实验的两支试管分别滴加盐酸和氢氧化钠实验的两支试管分别滴加盐酸和氢氧化钠实验实验现象：出现白色沉淀现象：出现白色沉淀现象：白色沉淀都消失现象：白色沉淀都消失沉淀沉淀Al(OH)3加加稀盐酸稀盐酸加加NaOH加氨水加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶沉淀不溶解解思考思考注意注意：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱碱沉淀不溶于弱酸或者弱碱AlCl3 + 3NH3H2O =Al(OH)3 + 3NH4ClAl(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2OAl(OH)3制取制取与强酸反应与

18、强酸反应与强碱反应与强碱反应NaAlO2 + 2CO2+H2O=Al(OH)3 +NaHCO3 受热分解受热分解 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O常用净水剂常用净水剂电离方程式：电离方程式：KAl(SO4)2 = K+Al3+2SO42-化学式：化学式：KAl(SO4)212H2O，是一种复盐。，是一种复盐。Al3+ +3H2O = Al(OH)3(胶体胶体) +3H+ 吸附能力吸附能力五五. .明矾明矾德国的沃勒于德国的沃勒于18271827年发现铝年发现铝 3K + AlCl3 3KCl + Al 一定条件一定条件18861886年，美国霍尔用年，美国霍尔用电解法冶炼得到铝电

19、解法冶炼得到铝 2Al2O3 4Al + 3O2 电解电解法国的德维尔于法国的德维尔于18541854年制得铝年制得铝 氧氧49.13%硅硅26%铝铝7.73%铁钙钠钾镁铁钙钠钾镁14.55%铝的存在铝的存在铝在自然界以铝在自然界以化合态化合态形式存在，形式存在，铝土矿铝土矿（主要（主要成分为成分为Al2O3，还有少量的，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）等杂质）是铝元素在地壳中的是铝元素在地壳中的主要存在主要存在形式之一。形式之一。铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量，是地壳中含量最多的金属最多的金属。从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝： 问题问题1：用用NaOH溶

20、液溶解铝土矿的目的是什么？溶液溶解铝土矿的目的是什么？问题问题2 2：铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠溶液反应，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，判矿制备氧化铝过程中发生的化学反应方程式，判断是否为氧化还原反应，是离子反应的写离子方断是否为氧化还原反应，是离子反应的写离子方程式。程式。 P63P632Al(OH

21、)3=Al2O3+3H2O灼烧灼烧NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO32NaOH+Al2O3=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2Al2O3=4Al+3O2电解电解铝的制备铝的制备Al2O32NaOH2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2OAl（OH）3NaHCO32Al（OH）3 Al2O33H2O灼烧灼烧2Al2O3 4Al3O2电解电解1.1.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

22、应的是 （ ）A.A.铝土矿溶于铝土矿溶于NaOHNaOH溶液中溶液中B.B.偏铝酸钠溶液的酸化偏铝酸钠溶液的酸化C.C.灼烧氢氧化铝固体灼烧氢氧化铝固体D.D.电解熔融的氧化铝电解熔融的氧化铝 D D2.2.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。铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制的是加以控制的是 （ ）制铝锭制铝锭 制易拉罐制易拉罐 制电线、电缆制电线、电缆 制制包糖果用的铝箔包糖果用的铝箔 用明矾净水制炊具用明矾

23、净水制炊具 用用明矾和苏打作食物膨化剂明矾和苏打作食物膨化剂 用氢氧化铝制胃用氢氧化铝制胃药药 制防锈油漆制防锈油漆 A.A. B. B. C. C. D. D. C C3.3.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0.2mol0.2mol电子发生转移，则理论上能得到电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需氧化铝多少克？金属铝多少克？需氧化铝多少克？分析：分析：2Al2O3 4Al3O2电解得得12e12e失失12e12e由上述知：由上述知： 2Al 2Al2 2O O3 3 4Al 4Al 转移电子转移电子12122mol 4mol 12mol2mol 4mol

24、 12mol 0.2mol 0.2mol将一个用金属铝做的易拉罐内充满将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后，然后往罐内注入足量的往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。（1）罐壁内凹而瘪的原因是）罐壁内凹而瘪的原因是_ ；（2）罐再鼓起的原因是）罐再鼓起的原因是_ 。课课 堂堂 练练 习习CO2被被NaOH吸收，压强减小吸收，压强减小铝和铝和NaOH反应生成反应生成H2，压强增大，压强增大【】 二、铝的制备过程和原理二

25、、铝的制备过程和原理Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlNaOH CO2 溶解、过滤溶解、过滤酸化、过滤酸化、过滤灼烧灼烧电解电解三、三、Al2O3的性质的性质AlCl3AlAl(OH)3通电通电+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOHAl（OH）3Al3+AlO2-Al3+ + 3OH- =Al（OH）3Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2OAl3+4

26、OH- AlO2- +2H2OAl3+3NH3H2O Al(OH)3 +3 NH4 +AlO2- +H+ +H2O Al(OH)3 AlO2- +4H+ Al 3+ + 2H2O2AlO2- +CO2 +3H2O 2 Al(OH)3 +CO3 2AlO2- +CO2 +2H2O Al(OH)3 +HCO3Al(OH)3+3H+ Al3+ +3H2OAl(OH)3+OH- AlO2- +2H2O 3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)31：31：41：11：4特殊反应：特殊反应： H2O+AlO2- +HCO3 - = Al(OH)3+CO32-铝三角：铝三角：NH3H2OH+过量过量OH-过