第三專題從礦物到基礎材料

第三專題從礦物到根底資料第一單元從鋁土礦到鋁合金從鋁土礦中提取鋁生活消費中的鋁制品在19世紀中期，法蘭西第二共和國總統拿破侖三世，收藏著一套鋁制的餐具，平常舍不得用，直到國宴時才拿出來夸耀一番。元素周期表的開創(chuàng)人門捷列夫在遭到英國皇家學會的表揚時,得到的卻是一只鋁杯。歷史的疑問是由于鋁在地球上的含量比黃金還少嗎?一、鋁的存在：鋁元素占地殼總量的7.73％鋁元素是地殼中含量最多的金屬2－4－6－8－含量/％NaCaFeAl2.743.454.757.73氧49.13%鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁7.73%硅26%Al2O3主要以鋁土礦〔主要成分為Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2雜質〕存在〔1〕物理性質：白色、不溶于水的固體，熔點很高?！布t寶石、藍寶石的主要成分〕二、氧化鋁Al2O3紅寶石Al2O3藍寶石Al2O3天然氧化鋁—剛玉硬度大僅次于金剛石、金剛砂(SiC〕①和酸反響：Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+==2Al3++3H2O〔Al2O3表現了堿性氧化物的性質〕②和堿反響：Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2OAl2O3+2OH-===2AlO2-+H2O〔Al2O3表現了酸性氧化物的性質〕〔2〕化學性質—是典型的兩性氧化物兩性氧化物——既可以與酸反響又可以與堿反響生成鹽和水的氧化物。偏鋁酸鈉(1)往NaAlO2溶液中通入CO2氣體NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3偏鋁酸鈉(NaAlO2)的性質AlO2-+H2O+H+==Al(OH)3↓(2)NaAlO2與HCl的反響NaAlO2+H2O+HCl=Al〔OH〕3↓+NaCl由于Al(OH)3能被強酸溶解，即NaAlO2+4HCl〔過量〕=AlCl3+2H2O+NaClAl(OH)3+3H+==Al3++3H2O當鹽酸過量時有氫氧化鋁既能跟酸反響生成鹽和水，又能跟堿反響生成鹽和水，所以氫氧化鋁是兩性氫氧化物。

2、與酸反響：Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O

3、與堿反響：Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O活動與探求：P65實驗1：AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClAl3＋+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4＋實驗2：偏鋁酸鈉三、氫氧化鋁Al(OH)32Al(OH)3＝Al2O3＋2H2O1、熱不穩(wěn)定氫氧化鋁的兩性可以下電離方程式來闡明：

當Al(OH)3遇堿時反響向左方向開展，遇酸時反響向右方向開展。酸式電離堿式電離H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-【問題探求】現有兩瓶失去標簽的NaOH溶液和AlCl3溶液,不用任何試劑能不能鑒別?留意：不溶于弱酸、弱堿中，而溶解在強酸、強堿中，常用此鑒別Al(OH)3。四、明礬：KAl(SO4)2·12H2O1、復鹽的概念:由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的鹽叫復鹽。思索：復鹽是純真物還是混和物？2、凈水原理：①KAl(SO4)2＝K+＋Al3+＋2SO42-②Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+Al(OH)3膠體具有很強的吸附才干，它能凝聚水中的懸浮物并使之沉降，從而到達凈水的目的。凈水是什么變化？五、電解法制鋁冰晶石Na3AlF6做助熔劑,大大降低了Al2O3的熔點從鋁土礦制備鋁的工藝流程Al2O3Fe2O3SiO2過量NaOH溶液過濾①Fe2O3除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液過量鹽酸過濾②AlCl3NaClHCl溶液過量氨水過濾③濾液除去H2SiO3除去△④Al2O3通電⑤Al方法1：Al(OH)3堿溶法Al2O3Fe2O3SiO2過量鹽酸過濾①SiO2除去AlCl3FeCl3HCl溶液過量NaOH溶液過濾②Fe(OH)3除去NaAlO2NaClNaOH溶液過量CO2過濾③濾液除去Al(OH)3△④Al2O3通電⑤Al方法2：酸溶法問題與探求(二)猜測每一步的操作作用是什么？(一)從整個工藝流程看,可分成哪兩個階段?1.NaOH溶解鋁土礦的目的是什么？2.把濾液酸化的作用是什么？3.過濾2和4的作用是什么？4.酸化3過程中最后生成了什么？5.將過濾后的白色固體灼燒，發(fā)生什么反響？寫出有關的化學方程式。AlCl3+3NH3.H2O＝Al(OH)3↓+3NH4Cl(2)AlO2-通入CO2氣體NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓特殊反響：H2O+AlO2-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-氫氧化鋁的實驗室制法(3)偏鋁酸鹽和鋁鹽相混(可溶)Al3++3NH3.H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+〔1〕氨水與鋁鹽反響鋁土礦NaAlO2Al(OH)3Al2O3AlAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3Al2O3＋3H2O2Al2O34Al+3O2↑小結：資料：鋁的再生－“新世紀資料的亮點〞

再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價值的資料。如今世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400萬噸，相當于每年鋁產量的25％左右。與以鋁土礦為起點相比，消費1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的2.6%，并節(jié)省10.5噸水，少用固體資料11噸，比電解鋁時少排放CO291%，少處置廢液、廢渣1.9噸。工業(yè)冶煉鋁的流程溶解鋁土礦NaOH溶液過濾殘渣二氧化碳酸化過濾濾液灼燒H2O電解鋁制取純真的Al2O3電解Al2O3鋁土礦:主要成分為Al2O3還有少量的Fe2O3,SiO2等雜質穩(wěn)定與練習1．以下有關鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的選項是〔〕A．鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態(tài)B．提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進展冶煉C．可用常見的復原劑把氧化鋁中的鋁復原出來D．冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂類似,可用電解法C穩(wěn)定與練習2．以下屬于堿性氧化物的是〔〕屬于酸性氧化物的是〔〕屬于兩性氧化物的是〔〕

A．CO2B．Na2OC．Al2O3D．COBAC鋁的冶煉歷史1825年，丹麥科學家厄斯泰德用鉀制得了不純的鋁。1827年，德國化學家沃勒改良了厄斯泰德的方法，但制得的鋁純度和產量依然不高。1854年，法國化學家德維爾用鈉替代鉀，制得比較純的鋁，并且大量消費。他對沃勒極其尊崇，鑄了個鋁質獎章送給沃勒。交流與討論回想：1.工業(yè)上如何制取金屬鈉、金屬鎂？2.工業(yè)上如何制取金屬鈦？3K+Al