《高一化学专题三 第一单元 从铝土矿到铝合金（一）苏教版知识精讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一化学专题三 第一单元 从铝土矿到铝合金（一）苏教版知识精讲（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高一化学专题三 第一单元 从铝土矿到铝合金（一）苏教版【本讲教育信息】一、教学内容从铝土矿到铝合金（一）二、考点清单1、了解铝在地壳中的存在形式及含量；2、掌握铝的冶炼方法。3、知道氧化铝、氢氧化铝的性质。三、全面突破知识点1：从铝土矿中提取铝一）铝元素的存在在地壳中，铝元素的含量仅次于氧、硅，是地壳中含量最多的金属元素。铝在自然界以稳定的化合态存在。二）铝合金的特性和用途（1）特性：密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀力强（2）用途：建筑、机械、生活用品、电子元件等三）铝的制备过程和原理【思考】从铝土矿提取铝的工艺流程图中，思考以下几个问题：1、从整个工艺流程看，可分成哪两个
2、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、两次过滤的作用是什么？除去杂质和分离Al（OH）34、把滤液酸化的作用是什么？生成Al（OH）35、流程中为什么用二氧化碳而不用盐酸？Al（OH）3可溶解在过量的HCl中6、将过滤后的白色固体灼烧，生成了什么？生成Al2O32Al（OH）3 Al2O3+3H2O【说明】1. 从铝是活泼的金属元素，可以理解铝在自然界中以化合态的形式存在。铝主要以铝土矿的形式存在。2. 从铝土矿中提取铝的方法是本节的难点，学习时要运用氧化物、酸、碱、盐相互转化关系，结合化学原理，搞清楚生产工艺的每一步操作目的。例1：下图是工业上冶炼铝的工艺流程图：
3、写出有关的化学反应方程式： 【解析】本题涉及工业上铝土矿的冶炼工艺流程，需要掌握每一步的化学反应及反应原理。【答案】Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al（OH）3 + NaHCO3 （过量）2Al（OH）3 Al2O3+3H2O 2Al2O34Al+3O2知识点2：铝的氧化物与氢氧化物1. 两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物2. 氧化铝的性质：氧化铝是一种不溶于水的白色固体，熔沸点高，硬度大。常用于制造耐火材料。氧化铝是典型的两性氧化物，与强酸、强碱溶液反应：Al2O3 + 2 OH = 2AlO2 +
4、 H2OAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O3. 氢氧化铝的两性氢氧化铝是氧化铝的水化物，氧化铝是两性氧化物，它的水化物氢氧化铝是两性氢氧化物。两性氢氧化物的定义：既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。与酸反应：Al（OH）3 +3HClAlCl3+3H2O（离子反应方程式：Al（OH）3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O）与碱反应：Al（OH）3NaOHNaAlO2 + 2H2O（离子反应方程式：Al（OH）3 + = AlO2 + 2H2O）注意：因为Al（OH）3与碱反应时表现出酸的性质，所以有时把它写成酸的形式：H3AlO3Al（OH）3只能与强碱反应生成
5、偏铝酸钠，而不与弱碱（如氨水）反应。所以NH3H2O是铝盐制Al（OH）3的常用试剂。4. 氢氧化铝受热易分解：5. Al（OH）3胶体的制备Al（OH）3胶体中的胶粒具有很大的表面积，因此具有很强的吸附性，可吸附水中的悬浮物而沉降，使水得到净化。（1）将铝盐加入水中，Al3+与水反应通常生成的是Al（OH）3胶体，明矾【】是常用的净水剂。（2）明矾是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，化学上称这种盐为复盐。【典型例题】例2：将agFe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mL c（H+）=0.1molL1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+刚好沉淀，用去NaOH溶液1
6、00mL，则NaOH溶液的浓度为A. 0.1molL1 B. 0.2 molL1 C.0.4 molL1 D.0.8 molL1 【解析】反应过程为Fe2O3、Al2O3 + H2SO4Fe3+、Al3+、H+ + NaOH因此当Fe3+、Al3+ 刚好沉淀时，滤液中的成分只有Na2SO4。由电荷守恒原理有n（Na+）=2n（SO42），100mLc（NaOH）=2（200mL0.05 molL1），c（NaOH）=0.2 mol有关铝元素在溶液中的计算，抓住终态溶液中的成分，根据电荷守恒即可简化计算。【答案】B例3：向100mL1molL1 AlCl3溶液中逐滴加入1molL1NaOH溶液，
7、若充分反应后所得沉淀的质量为3.9g，则所加入NaOH溶液的体积可能是A. 150mL B. 200 mL C. 300 mL D. 350 mL【解析】当向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液时，AlCl3将与NaOH发生反应生成沉淀，随着NaOH溶液的增多，生成的Al（OH）3沉淀也将逐渐增多并达到最大值，此时继续加入NaOH溶液，因生成的Al（OH）3沉淀具有两性，将会与所加入的NaOH溶液进一步反应而生成偏铝酸钠，导致沉淀逐渐减少，最终完全溶解。因此，本题在解答时，应考虑在达到最大量沉淀前后可能各有一个答案。（1） Al3+ + 3OH = Al（OH）3 0.1mol（过量） x 0
8、.05mol 解得：x = 0.15molV1= 0.15mol 1000/1 molL1 =150mL（2） Al3+ + 3OH = Al（OH）3 0.1mol 0.3mol 0.1mol Al（OH）3 + OH = AlO2 + 2H2O（0.10.05）mol y 解得：y = 0.05molV2=（0.3+ 0.05）mol 1000/1 molL1= 350mL【答案】AD例4. 有下列几个反应：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液；向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液；向NaAlO2溶液中滴加盐酸。符合反应的图象是_，符合反应的图象
9、是_，符合反应的图象是_，符合反应的图象是_，写出步骤中的三个化学方程式_、_、_。【解析】向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，其反应过程为：AlCl3 + 3NaOH =，Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O，所以沉淀完全与沉淀溶解消耗的NaOH的量为3：1； 向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液，反应过程为：HCl + NaOH = NaCl + H2O，AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al（OH）3，Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，其反应过程为：4OH + Al3+ = A
10、lO2 + 2H2O ，3AlO2 + Al3+ + 6 H2O = 4Al（OH）3，所以没有沉淀与产生沉淀消耗的AlCl3的体积比为3：1；向NaAlO2溶液中滴加盐酸，其反应过程为：AlO2 + H+ + H2O = Al（OH）3， + 3H+ = Al3+ + 3H2O，所以产生沉淀与沉淀溶解消耗的HCl的体积比为1：3【答案】A，B，C，D HCl + NaOH = NaCl + H2O，AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl+，Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O例5. 向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，沉淀的物质的量随Ba（OH）2物质的量的变
11、化曲线图（如图），请指出A、B两点的意义，并写出OA与AB段发生反应的离子方程式。【解析】本题要求能够在熟练掌握Al3与OH反应的基础上，对化学反应的本质有清楚的认识。明矾KAl（SO4）212H2O在水溶液中存在下面的电离方式：KAl（SO4）2=K+Al3+2SO42，加入Ba（OH）2后，Ba2要和SO42生成BaSO4沉淀，Al3要和OH先生成沉淀Al（OH）3，随着Ba（OH）2的加入Al（OH）3又要和OH生成AlO2而溶解，所以要全面考虑本题中所给的各离子之间的关系，在开始加入Ba（OH）2时BaSO4和同时沉淀，当Al3全部沉淀时，Ba2还没有完全沉淀，而当Ba2全部沉淀时，A
12、l3转变成了AlO2。【答案】A点表示生成的全部Al（OH）3和部分BaSO4沉淀，B 点表示此时的沉淀全部为BaSO4。OA段的离子方程式为：Al3+3OH=Al（OH）3 Ba2+SO42=BaSO4，AB段的离子方程式为：Al（OH）3+OH=AlO2 + 2H2O。Ba2+SO42=BaSO4例6. 准确称取6g铝土矿样品（含）放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入NaOH溶液，产生的沉淀质量m与加入NaOH溶液体积V的关系如图。回答：（1）硫酸的物质的量浓度为_。（2）若a=2.3，用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是_mL，该铝土矿样品中各组成成分的质
13、量分数：为_，为_。 【解析】（1）题给铝土矿样品中只有、与H2SO4反应。滤液：H2SO4、Al2（SO4）3、Fe2（SO4）3，加35mL NaOH溶液时，沉淀值最大，此时沉淀为Al（OH）3、Fe（OH）3，形成溶液，由电荷守恒，根据元素守恒知，得（2）沉淀消耗的量与溶解所耗的的量之比为3：1，沉淀所用NaOH溶液为；所用NaOH溶液为：。【答案】（1）1.75 mol/L （2）2.7；85%；12% 【点评】考查铝盐与碱反应的规律，图象关键点和守恒法的运用。四、应考锦囊铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途，特别是铝及其化合物的两性，在题目中的计算形式方法性和技巧性较强，是
14、金属及其化合物知识的重点与难点。代表题型有：铝盐与强碱反应产物的讨论，含铝化合物的沉淀图象题等。解题关键是：（1）熟悉铝及其化合物的转化关系。（2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。（3）结合图象综合分析。（4）充分利用守恒关系。五、本讲小结 （1）与NaOH生成沉淀的规律：当时，。当时，。当时，。（2）与强酸（）生成沉淀的计算规律：当01时，产生Al（OH）3沉淀，nAl（OH）3n（H+）14时，生成的Al（OH）3部分溶解，nAl（OH）34n（）n（H+）当4时，无Al（OH）3生成。六、超前思维：（从铝土矿到铝合金（二）铝的性质）铝的性质1、铝的物理性质：铝为_金属，质地_，密度较_（2.70g/cm3），熔沸点较_，具有良好的_
