《高中化学 专题二 从自然资源到化学品 2_4 镁和铝的冶炼课件 苏教版选修21》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 专题二 从自然资源到化学品 2_4 镁和铝的冶炼课件 苏教版选修21(30页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第四单元 镁和铝的冶炼,1为什么不用电解AlCl3(熔融)制备Al? 提示 AlCl3是共价化合物,熔融态不导电,无法电解得到 Al。 2Al3、Mg2均易发生水解,其离子方程式?,1了解如何根据元素在自然界的存在状态和性质来开发、利用自然资源。 2了解从海水中提取氯化镁、从铝土矿中提取氧化铝的方法,以及获得金属镁、铝的基本原理。 3通过学习活动提高学习能力、交流合作能力和分析、解决实际问题的能力。,石灰,石灰乳,氢氧化镁,1. 制备纯度较高的氧化铝 (1)铝元素的含量占地壳中元素总量的7.45%,是地壳中含量最 的金属元素。铝在地壳中主要以 的形式存在。要从铝土矿中提取铝,首先必须制备纯度较
2、高的 。,多,铝土矿,氧化铝,(2)原料: 。 (3)制备过程:先要除去铝土矿中的 、 等杂质。在工业上可以使用 来处理铝土矿得到偏铝酸钠溶液,在得到的偏铝酸钠溶液中通入 ,析出 ,加热分解 ,就得到纯度较高的 。主要方程式有:,氧化铁,二氧化硅,二氧化碳,氢氧化铝沉淀,氢氧化铝,氧化铝,浓氢氧化钠溶液,铝土矿,较强,电解熔融氧化铝,熔点,冰晶石,将MgCl26H2O中的结晶水失去,在加热时需注意什么? 提示 由于Mg2水解得到Mg(OH)2故加热MgCl26H2O时需在HCl(g)气氛中防止Mg2水解。 电解熔融态的Al2O3制备Al时,将Al2O3熔化需较高能量,为了使Al2O3在相对较低
3、的温度下熔化需加什么物质?作用是什么? 提示 冰晶石(Na3AlF6)、降低Al2O3的熔化温度。 电解MgCl2和Al2O3时,阳极材料能否为活泼电极?为什么? 提示 需用惰性电极,否则阳极本身发生氧化反应。,【慎思1】,【慎思2】,【慎思3】,海水是一种丰富的资源,工业上从海水中可提取许多种物质,广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。,【例1】,回答下列问题: (1)流程图中操作a的名称为_。 (2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即
4、可制得纯碱。 气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是_(填化学式)。 滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质,工业上是向滤液D中通入NH3,并加入细小食盐颗粒,冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体,则通入NH3的作用是_。,(3)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是_。 操作b是在_氛围中进行,若在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式:_。,答案 C,阴极(和电源负极相连):4Al312e=4Al 阳极(和电源正极相连):6O212e=3O2 在高温下,阳极产
5、生的氧气会跟碳电极发生反应,生成二氧化碳,所以在电解中要定时补充碳块。铝的熔点是660 ,电冶铝反应的温度是1 000 左右。所以电解生成的铝呈液态,从电解装置的底部流出。,2电解过程:,铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答: (1)工业上冶炼铝的化学方程式是_。 (2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。,【例2】,该电解槽的阳极反应式是_。 通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 _。 除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或
6、“B”)导出。,解析 (1)金属铝的冶炼是电解熔融Al2O3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成偏铝酸盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。溶液中存在阴离子为OH和含氧酸根,应是OH先放电。溶液中存在的阳离子为K和H,应是H先放电。在阴极由于H放电,H不断减少,水的电离平衡向正反应方向移动,OH浓度增大,pH增大。K可通过阳离子交换膜流向B口,B口的OH不断增多,但无法通过阳离子交换膜,故氢氧化钾溶液从B口导出。,从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下: 请回答下列问题: (1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。 _。,【体验2】,(3)验证滤液B含Fe3,可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式),写出该溶质的一种用途_。 (5)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012。取适量的滤液B,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶液平衡,测得pH13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。 解析 本题考查的基本原理:利用氧化铝的两性进行氧化铝的分离与提纯。(4)由于CO2过量与碱反应时均产生碳酸氢盐;(5)根据溶度积Kspc(Mg2)c2(OH),又根据pH13.00,即c(OH)0.1 molL1代入易得。,