廣西梧州市第八中學(xué)高一化學(xué)《從鋁土礦中提取鋁》課件

鋁在哪里？鋁在哪里？火箭的火箭的鋁合金鋁合金材料材料“嫦娥一號嫦娥一號”上首次使用的上首次使用的鋁鋰鋁鋰合金合金月球車上月球車上泡沫鋁泡沫鋁防護(hù)服防護(hù)服法國皇帝拿破侖三世，為顯示自法國皇帝拿破侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己的富有和尊貴，命令官員給自己打造了一頂己打造了一頂鋁皇冠鋁皇冠。他戴上鋁。他戴上鋁皇冠，神氣十足地接受百官的朝皇冠，神氣十足地接受百官的朝拜。在國宴上，拿破侖三世使用拜。在國宴上，拿破侖三世使用一套珍藏的一套珍藏的鋁制餐具鋁制餐具，而大臣們，而大臣們使用的是金或銀制餐具。使用的是金或銀制餐具。門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國皇家學(xué)會(huì)的表彰，受到英國皇家學(xué)會(huì)的表彰，獎(jiǎng)品是一只獎(jiǎng)品是一只鋁制鋁制獎(jiǎng)杯。獎(jiǎng)杯。自然界中的鋁土礦：自然界中的鋁土礦：主要成分為主要成分為AlAl2 2O O3 3，還含有，還含有FeFe2 2O O3 3等雜質(zhì)，如何將鋁單等雜質(zhì)，如何將鋁單質(zhì)提煉出來呢？質(zhì)提煉出來呢？鋁土礦鋁土礦NaOHNaOH溶液溶液NaAlONaAlO2 2溶液溶液二氧化碳二氧化碳Al(OH)3AlAl2 2O O3 3冰晶石冰晶石AlAl過濾過濾1 1過濾過濾2 2灼燒灼燒這種方法又叫堿處理法，思考：這種方法又叫堿處理法，思考：第一步加入第一步加入NaOHNaOH溶液的目的是什么？溶液的目的是什么？探究一探究一 ： AlAl2 2O O3 3作為金屬氧化物應(yīng)當(dāng)具有什么性質(zhì)？作為金屬氧化物應(yīng)當(dāng)具有什么性質(zhì)？預(yù)測：預(yù)測：應(yīng)該能與酸反應(yīng)應(yīng)該能與酸反應(yīng)向裝有向裝有Al2O3的試管中加入的試管中加入HCl溶液溶液向裝有向裝有Fe2O3的試管中加入的試管中加入HCl溶液溶液Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O結(jié)論：結(jié)論：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：探究二：探究二：用用NaOH溶液溶解鋁土礦中什么物質(zhì)？溶液溶解鋁土礦中什么物質(zhì)？溶解溶解鋁土礦后，濾液中的主要成分是什么？殘?jiān)X土礦后，濾液中的主要成分是什么？殘?jiān)鞘裁?？是什么？預(yù)測：預(yù)測：可能溶解了可能溶解了Fe2O3向裝有向裝有Al2O3的試管中加入的試管中加入NaOH溶液溶液向裝有向裝有Fe2O3的試管中加入的試管中加入NaOH溶液溶液Fe2O3與與NaOH不反應(yīng)不反應(yīng)結(jié)論：結(jié)論：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉濾液：濾液：NaAlO2、過量的、過量的NaOH殘?jiān)簹堅(jiān)篎e2O3等雜質(zhì)等雜質(zhì)指導(dǎo)學(xué)生回憶堿性氧指導(dǎo)學(xué)生回憶堿性氧化物和酸性氧化物的化物和酸性氧化物的概念，引出兩性氧化概念，引出兩性氧化物的概念。物的概念。探究三：探究三： 把濾液酸化的目的是什么？把濾液酸化的目的是什么？兩試管都有白色沉淀生成。兩試管都有白色沉淀生成?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：把濾液酸化的作用是中和過量的把濾液酸化的作用是中和過量的NaOH溶液并讓溶液并讓NaAlO2中的鋁元素轉(zhuǎn)化為中的鋁元素轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀沉淀結(jié)論：結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：向向大大試管中加入試管中加入NaAlO2溶液，緩慢地逐滴加入鹽酸溶液，緩慢地逐滴加入鹽酸向向小小試管中加入試管中加入NaAlO2溶液，用玻璃管吹入溶液，用玻璃管吹入CO2NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3 +NaClNaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3探究四：探究四：為什么工藝流程中不是用鹽酸來酸化，而是為什么工藝流程中不是用鹽酸來酸化，而是通足量的通足量的CO2酸化？酸化？結(jié)論：結(jié)論：Al(OH)3可以溶于強(qiáng)酸，但不能溶于可以溶于強(qiáng)酸，但不能溶于H2CO3等弱酸。等弱酸。現(xiàn)象：現(xiàn)象：加稀鹽酸的加稀鹽酸的大大試管中沉淀溶解試管中沉淀溶解通通CO2的的小小試管中沉淀不溶解試管中沉淀不溶解 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：向向大大試管中繼續(xù)滴加稀鹽酸至過量。試管中繼續(xù)滴加稀鹽酸至過量。向向小小試管中繼續(xù)吹入試管中繼續(xù)吹入CO2氣體至過量。氣體至過量。分析五：分析五： 過濾后的白色固體是什么？過濾后的白色固體是什么？2Al(OH)3=Al2O3+3H2O經(jīng)灼燒后得到了什么物質(zhì)？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。經(jīng)灼燒后得到了什么物質(zhì)？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。Al(OH)31919世紀(jì)中期，人們用白金坩堝作為容器，用世紀(jì)中期，人們用白金坩堝作為容器，用Na、K等金屬與熔融等金屬與熔融AlCl3反應(yīng)得到反應(yīng)得到Al，但是這樣得到的，但是這樣得到的Al很不純，所以當(dāng)時(shí)純鋁的價(jià)格甚至超過很不純，所以當(dāng)時(shí)純鋁的價(jià)格甚至超過了白金。直到。了白金。直到。電解鋁方法的發(fā)明電解鋁方法的發(fā)明 18861886年，美國化學(xué)家年，美國化學(xué)家霍爾霍爾通過通過不斷摸索不斷摸索, , 把把氧化鋁氧化鋁熔化在熔融的熔化在熔融的冰晶石冰晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6）中進(jìn)行電解中進(jìn)行電解, , 終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上。終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上。冰晶石（冰晶石（Na3AlF6）做助熔劑，大大降低了）做助熔劑，大大降低了Al2O3 的熔融溫度。的熔融溫度。232342OAlOAl通電如何將提純出來的如何將提純出來的Al2O3變成單質(zhì)鋁？變成單質(zhì)鋁？少處理少處理1.9噸噸廢液、廢渣廢液、廢渣比電解鋁時(shí)少排放比電解鋁時(shí)少排放91%CO2少用少用11噸噸固體材料固體材料可節(jié)約可節(jié)約10.5噸噸水水能耗僅為新鋁生產(chǎn)的能耗僅為新鋁生產(chǎn)的2.6%能源消耗能源消耗優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)類別類別生產(chǎn)生產(chǎn)1 1噸再生鋁與新生產(chǎn)噸再生鋁與新生產(chǎn)1 1噸鋁相比較噸鋁相比較通過上述材料的了解，你有怎樣的想法呢？通過上述材料的了解，你有怎樣的想法呢？課外小知識課外小知識1 1、鋁元素的存在形式：鋁土礦（、鋁元素的存在形式：鋁土礦（ Al Al2 2O O3 3含有含有FeFe2 2O O3 3等雜質(zhì)）等雜質(zhì)）2 2、提取鋁的工藝流程、提取鋁的工藝流程3 3、提取鋁的反應(yīng)原理、提取鋁的反應(yīng)原理Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO32Al(OH)3=Al2O3+3H2O232342OAlOAl通電4 4、鋁合金的主要用途、鋁合金的主要用途鞏固與練習(xí)鞏固與練習(xí) 1. 1.下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是 ( )( ) A A鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學(xué)鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學(xué)方方 法把鋁元素變成游離態(tài)。法把鋁元素變成游離態(tài)。 B B提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁, ,再進(jìn)行再進(jìn)行冶煉。冶煉。 C C可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來?？捎贸Ｒ姷倪€原劑把氧化鋁中的鋁還原出來。 D D冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似, , 可用電解可用電解法。法。C C2. 2. 從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是：屬于氧化還原反應(yīng)的是： （ ） A.A.鋁土礦溶于鋁土礦溶于NaOHNaOH溶液中溶液中 B.B.偏鋁酸鈉溶液的酸化偏鋁酸鈉溶液的酸化 C.C.灼燒氫氧化鋁固體灼燒氫氧化鋁固體 D.D.電解熔融的氧化鋁電解熔融的氧化鋁232342OAlOAl通電Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3=Al2O3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3. 3. 從鋁土礦制備鋁所涉及的前兩個(gè)反應(yīng)，從鋁土礦制備鋁所涉及的前兩個(gè)反應(yīng)，改寫成離子方程式。改寫成離子方程式。NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2OAlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + HCO3-4. 4. 鋁及其化合物因其有優(yōu)良的性能決定了具有鋁及其化合物因其有優(yōu)良的性能決定了具有下列用途：下列用途： 制包裝糖果和食品用的鋁箔制包裝糖果和食品用的鋁箔 制易拉罐制易拉罐 制電線電纜制電線電纜 制備牙膏皮制備牙膏皮 制炊具制炊具 鋁合金門窗鋁合金門窗 制飛機(jī)構(gòu)件制飛機(jī)構(gòu)件（1 1）由鋁的良好的延展性決定的是：由鋁的良好的延展性決定的是：（2 2）由鋁的良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性決定的是：由鋁的良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性決定的是：（3 3）由鋁的合金的密度小，強(qiáng)度高，抗腐蝕由鋁的合金的密度小，強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)的性質(zhì)決定的是：能力強(qiáng)的性質(zhì)決定的是：（4 4）鋁元素在人體中積累可使人慢性中毒，在鋁元素在人體中積累可使人慢性中毒，在食品污染源中加以控制的是：食品污染源中加以控制的是：請大家課后利用請大家課后利用圖書館查閱圖書館查閱、網(wǎng)絡(luò)搜索網(wǎng)絡(luò)搜索等等方式，了解我國及國際在煉鋁行業(yè)的方式，了解我國及國際在煉鋁行業(yè)的最新最新動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)。根據(jù)我國面臨的根據(jù)我國面臨的鋁資源缺乏鋁資源缺乏與與鋁需求增大鋁需求增大的矛盾，撰寫一篇的矛盾，撰寫一篇小論文小論文，提出你的觀點(diǎn)，提出你的觀點(diǎn)來解決這一問題。來解決這一問題。