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1、精品化学教学资料第二课时 从铝土矿中提取铝 课标要求1了解铝元素在自然界中的主要存在形式。2了解从铝土矿中得到金属铝的过程。1铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铝土矿(主要成分是Al2O3)是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。2从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取Al2O3的两个流程：(1)铝土矿NaAlO2AlCl3Al(OH)3Al2O3。(2)铝土矿AlCl3NaAlO2Al (OH)3Al2O3。3铝元素在溶液中存在的形式(1)在酸性溶液中存在形式Al3。(2)在碱性溶液中存在形式AlO。 1铝的存在(1)含量：铝元素是地壳中含量最多的金属元素。(2)存在：地壳中铝以化合态
2、存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O3。2从铝土矿制备铝的工艺流程(1)流程图 (2)反应原理碱溶：化学方程式：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；离子方程式：Al2O32OH=2AlOH2O；酸化：化学方程式：CO2(过量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；离子方程式：AlOCO2(过量)2H2O=Al(OH)3HCO；灼烧：2Al(OH)3,Al2O33H2O；电解：2Al2O3通电,4Al3O2。(3)电解氧化铝时冰晶石的作用由于氧化铝的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗很大的能量。在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝熔融温度降低，
3、从而减少了冶炼过程中的能量消耗。1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()A铝土矿溶于NaOH溶液中BNaAlO2溶液的酸化C灼烧氢氧化铝固体D电解熔融的氧化铝解析：选D从铝土矿制备铝所涉及的反应中，只有电解熔融的氧化铝涉及元素化合价的改变，2Al2O3(熔融)通电,4Al3O2，属于氧化还原反应。2铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，已知下列操作：加NaOH溶液溶解；通入过量的CO2；过滤；加盐酸酸化；灼烧。要得到高纯度的Al2O3，上述操作的正确顺序是()ABC D解析：选B将铝土矿用NaOH溶液溶解后过滤，目的是除去不与NaOH溶液反应的矿渣，并使Al2O
4、3变成AlO。用CO2酸化是因为Al(OH)3溶于强酸，若加入盐酸，则盐酸的量难以控制，故选B。方法技巧从铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3、SiO2杂质)中提取Al2O3两个流程： 1图像类型(1)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶于过量氨水。反应原理：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH数量关系：3时，生成沉淀的量最多。(2)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。反应原理：OA段：Al33OH=Al(OH
5、)3AB段：Al(OH)3OH=AlO2H2O数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为31。(3)向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。反应原理：OA段：AlO3H2OCO2=2Al(OH)3COAB段：COH2OCO2=2HCO数量关系：时，生成沉淀的量最多(4)向含1 mol NaAlO2的溶液中加入盐酸至过量实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。反应原理：OA段：AlOHH2O=Al(OH)3AB段：Al(OH)33H=Al33H2O数量关系：O
6、A段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为13。(5)向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。反应原理：OA段：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2；AB段：Al(OH)3OH=AlO2H2O数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3的物质的量。2反应过程中铝元素存在的形式分析(1)向1 L 1 molL1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液(2)向1 L 1 molL1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸1将Na
7、OH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是()解析：选D当溶液中有H、Al3时，加入的OH先与H反应，后与Al3反应：HOH=H2O，Al33OH=Al(OH)3， 故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：Al(OH)3OH=AlO2H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为31。综上所述，D项的图像符合题意。2向Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉
8、淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()A61B31C21D12解析：选D由5060 mL可知10 mL NaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30 mL NaOH，则在加入的50 mL NaOH溶液中有20 mL与Mg2反应，所以n(Al3)n(Mg2)11，则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量浓度之比为12。三级训练节节过关1工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝，下列说法正确的是()A氧化铝中的铝元素为3价，只有还原性，没有氧化性B加入冰晶石降低氧化铝的
9、熔点，在熔融状态下易被还原C铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝D铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝解析：选C氧化铝中铝元素为3价，是其最高价，故只有氧化性，无还原性，但Al3氧化性较弱，较难用还原剂还原氧化铝得到铝。2在H2SO4酸化过的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)与所加NaOH溶液体积V的关系如图，其中正确的是()解析：选DNaOH溶液先与H2SO4反应，没有沉淀生成，然后NaOH溶液再与Al2(SO4)3溶液反应生成Al(OH)3，生成Al(OH)3沉淀与溶解Al(OH)3沉淀所用NaOH的物质的量之比为31。3.将一定量的镁铝合金放入
10、一定量的盐酸中，合金恰好全部溶解，向所得溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积(V)与沉淀质量(m)的关系如图所示。下列说法正确的是()A点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3B点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3A点的沉淀是Al(OH)3B点的沉淀是Mg(OH)2ABC D解析：选DA点产生沉淀的质量最大，即A 的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3。Mg22OH=Mg(OH)2，Al33OH=Al(OH)3，之后再加入NaOH溶液，Al(OH)3溶解，Al(OH)3OH=AlO2H2O，至B点时Al(OH)3溶解完全，只剩下Mg(OH)2。4现根据以下几个实验作出了
11、如图所示的图像，横坐标表示向某溶液中加入另一种物质的物质的量，纵坐标表示沉淀的物质的量。根据实验内容，选择相应图像的字母填空。(1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量_。(2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量_。(3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量_。(4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量_。解析：(1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量，开始时无沉淀，后出现沉淀，且沉淀量增加，图D符合题意。(2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量，立即产生沉淀，沉淀量增加，且沉淀不消失，图C符合题意。(3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
12、，开始无沉淀，后产生沉淀，最终沉淀消失，图A符合题意。(4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量，立即产生沉淀，沉淀量先增加后减少，最终沉淀消失，生成沉淀消耗的HCl的物质的量与溶解沉淀消耗的HCl的物质的量之比为13，图B符合题意。答案：(1)D(2)C(3)A(4)B1下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()A常温下，铝不能与氧气反应，加热条件下可以与氧气、氯气反应B铝是地壳中含量最多的金属元素C用于熔化烧碱的坩埚可用Al2O3制成D因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性解析：选B铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化膜，A项错误；Al2O3能与烧碱(NaOH)反应，C项错误；氢氧化铝受热易
13、分解，说明其不稳定，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水是其两性的体现，D项错误。2下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是()A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态B提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似，可用电解法解析：选C铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原Al2O3，只能用电解熔融氧化铝实现。3.将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的()选项ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：选C滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为31，故排除A项，C正确。4下列各组物质，不能按 (“”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：选CA项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAl
