吳興高級(jí)中學(xué)高一備課組.ppt

專題三 從礦物到基礎(chǔ)材料 吳興高級(jí)中學(xué)高一備課組 第一單元從鋁土礦到鋁合金 第一課時(shí)從鋁土礦提取鋁 鋁是地殼中含量最多的金屬元素 由于鋁是活潑的金屬 因此鋁元素在自然界中均以化合態(tài)的形式存在 鋁土礦的主要成分 Al2O3 Fe2O3 SiO2等 從鋁土礦制備鋁的工藝流程 鋁土礦 氫氧化鈉溶液 溶解 過濾 殘?jiān)?濾液 二氧化碳 酸化 過濾 殘?jiān)?濾液 NaAlO2 Al OH 3 Al2O3 灼燒 電解 鋁 流程中的一些主要反應(yīng)方程式 氧化鋁的熔點(diǎn)很高 加入冰晶石后就能降低熔點(diǎn) 從而節(jié)能 兩性氧化物 既可以與酸反應(yīng)也可以與堿反應(yīng)生成鹽與水的氧化物 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2OAl2O3 3H2SO4 Al2SO4 3H2O偏鋁酸鈉 NaAlO2 偏鋁酸的酸性比碳酸還弱 氧化鋁 高硬度 高熔點(diǎn) 高沸點(diǎn) 不溶于水的白色固體 常用作耐火材料 你知道嗎 剛玉的主要成分是 氧化鋁 硬度僅次于金剛石 紅寶石 藍(lán)寶石的主要成分也是剛玉 紅寶石 混有少量含鉻的化合物 藍(lán)寶石 混有少量含鈦的化合物 人造寶石不但是漂亮的裝飾品 還常用來制造鐘表的軸承 光學(xué)儀器等等 1 在MgO中混有少量的Al2O3雜質(zhì) 欲將雜質(zhì)除去可選用的試劑是 A 稀硫酸B 濃氨水C 稀鹽酸D 氫氧化鈉溶液 練習(xí) 答案 D 2 向某溶液中加入過量鹽酸生成白色沉淀 過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水 使溶液呈堿性 又有白色沉淀產(chǎn)生 再過濾后向?yàn)V液中加入純堿溶液 又生成白色沉淀 則原溶液中含有的離子可能是 A Ag Cu2 Ba2 B Ag Ca2 Al3 C Ag Ba2 Al3 D K Mg2 Al3 答案 BC 3 準(zhǔn)確稱取6g鋁土礦樣品 含Al2O3 Fe2O3 SiO2 放入盛有100mL某濃度硫酸溶液的燒杯中 充分反應(yīng)后過濾 向?yàn)V液中加入10mo1 L 1的NaOH溶液 產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量m與加入的HaOH溶液的體積V的關(guān)系如圖所示 請(qǐng)?zhí)羁栈卮?1 H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 2 若a 2 3 用于沉淀Fe3 消耗Na0H的體積是 mL 鋁土礦中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) Al2O3為 Fe2O3為 SiO2為 3 a值的范圍應(yīng)是 在這個(gè)范圍內(nèi) a值越大 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大 解析 此題可用終態(tài)分析法 即不管中間過程 只需抓住最終 研究最終組分與起始成分中的守恒關(guān)系 便可迅速求出硫酸的濃度 再根據(jù)圖形的 數(shù) 與 形 列式計(jì)算 答案 1 1 75mo1 L 1 2 2 7mL85 12 3 3 1 625 a 5Fe2O3 第一單元從鋁土礦到鋁合金 第二課時(shí)鋁的性質(zhì) 吳興高級(jí)中學(xué)高一備課組 根據(jù)鈉 鎂 鋁三種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)比較 1 三種原子的原子半徑大小順序 2 三種原子的失電子能力由強(qiáng)到弱的次序 3 三種金屬的金屬性由強(qiáng)到弱的次序 4 三種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的次序 結(jié)論 Na Mg Al 鋁也是一種比較活潑的金屬 很容易失去最外層的3個(gè)電子 形成鋁離子 Al3 一 鋁的物理性質(zhì)和應(yīng)用 1 鋁為銀白色金屬 質(zhì)地柔軟 密度較小 2 70g cm3 熔沸點(diǎn)較低 具有良好的導(dǎo)電性 延展性 2 常用于制造輕質(zhì)合金 用于飛機(jī) 汽車 輪船部件 做導(dǎo)線 炊具 建筑裝飾材料等 二 鋁的化學(xué)性質(zhì) 思考 一只長時(shí)間使用的鋁鍋表面呈什么顏色 用砂紙一擦又呈什么顏色 再經(jīng)過一段時(shí)間顏色有無變化 1 與O2的反應(yīng)4Al 3O2 2Al2O3 有人對(duì)鋁制品因?yàn)楸砻嫜趸霈F(xiàn)灰色而總感到不美觀 所以常用鋼絲球進(jìn)行擦洗 你認(rèn)為有必要嗎 為什么 2 與酸的反應(yīng) 鈍化 在常溫下 鋁與濃HNO3 濃H2SO4不反應(yīng) 對(duì)嗎 3 與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng) 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 練習(xí)1 相同物質(zhì)的量的鋁與足量的鹽酸或足量的氫氧化鈉反應(yīng)時(shí) 用去的鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等嗎 產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量相等嗎 4 鋁與水的反應(yīng) 鋁與冷水不反應(yīng) 與熱水反應(yīng)緩慢 4 與金屬氧化物的反應(yīng) 鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是高溫下 較活潑的鋁置換出較不活潑的金屬 工業(yè)上常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬 下列物質(zhì)中可以和鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是 A 氧化鈉B 鎂粉C 氧化鎢D 硫粉 C 利用鋁熱反應(yīng)還可以焊接鋼軌 向一裝滿CO2的鋁制易拉罐中迅速加入足量NaOH溶液 立即將口封住 搖動(dòng)易拉罐 經(jīng)過一段時(shí)間后罐壁內(nèi)凹變癟 再過一段時(shí)間后又鼓起來 解釋發(fā)生這一現(xiàn)象的原因 并寫出必要的化學(xué)方程式 罐壁內(nèi)凹的原因是 方程式為 罐壁又鼓起的原因是 方程式為 練習(xí)2 把鎂粉中混有的少量鋁粉除去 應(yīng)選用的試劑是 A 鹽酸B 氨水C 燒堿溶液D 純堿溶液 練習(xí)3 答案 C 練習(xí)4 稱取兩份鋁粉 第一份加入足量的NaOH溶液 第二份加入足量的鹽酸 若放出的氫氣的體積相等 同溫同壓 則兩份鋁粉的質(zhì)量比為 A 1 2B 1 3C 3 2D 1 1 解析 鋁無論和強(qiáng)酸反應(yīng)還是和強(qiáng)堿反應(yīng) 產(chǎn)生的H2的比例都是2Al 3H2 答案 D 練習(xí)5 某無色溶液能與鋁粉作用生成氫氣 則溶液中可能大量共存的離子組是 A H Mg2 Cl Cu2 B NO3 K Na H C Cl Ba2 NO3 OH D OH Cl HCO3 Mg2 解析 能與鋁粉反應(yīng)生成氫氣的可以是酸液也可以是堿液 但與強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)則無氫氣放出 如濃硫酸 硝酸 答案 A C 練習(xí)6 在工業(yè)上的鋁常用于冶煉難熔金屬 這一用途主要是由于鋁 A 具強(qiáng)還原性 反應(yīng)中放出大量的熱B 高溫時(shí)在空氣中能燃燒C 具有良好導(dǎo)熱性D 反應(yīng)后生成熔點(diǎn)更高的氧化鋁 答案 A 練習(xí)7 兩種金屬粉末的混合物15g 投入足量的稀鹽酸中 得到5 6L氫氣 標(biāo)準(zhǔn)狀況 這種混合物可能是 A 鎂和鐵B 鎂和鋁C 鐵和鋅D 鎂和銅 解析 利用平均值法則 要產(chǎn)生5 6L的H2需要鎂6g 鋁6 75g 鐵7g 鋅16 25g 所以混合物中必含有鋅 答案 CD 練習(xí)8 有一無色透明的溶液可能含有H Mg2 Ba2 Cl OH NO3 SO42 Ag Cu2 HCO3 離子 該溶液與鋁反應(yīng)只有氫氣生成 該溶液有兩種組合情況 第一種組合 其中一定含有 離子 一定不存在 離子 水電離子出H OH 忽略不計(jì) 下同 第二種組合 其中一定含有 離子 一定不存在 答案 第一種組合 H OH NO3 Ag Cu2 HCO3 第二種組合 OH H Mg2 Ag Cu2 HCO3 第一單元從鋁土礦到鋁合金 第三課時(shí)鋁的氫氧化物 吳興高級(jí)中學(xué)高一備課組 兩性氧化物 既可以與酸反應(yīng)也可以與堿反應(yīng)生成鹽與水的氧化物 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2OAl2O3 3H2SO4 Al2SO4 3H2O偏鋁酸鈉 NaAlO2 偏鋁酸的酸性比碳酸還弱 復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn) 在氯化鋁溶液中滴加氨水 然后把產(chǎn)生的沉淀分成三份 沉淀溶解 沉淀溶解 沉淀不溶解 兩性氫氧化物 既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽與水的氫氧化物 由于氫氧化鋁既可溶于強(qiáng)堿又可溶于強(qiáng)酸 所以制備氫氧化鋁宜采用以下途徑 鋁鹽與氨水的反應(yīng) Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 偏鋁酸鹽與碳酸的反應(yīng) AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 Al3 與AlO2 在溶液中的雙水解反應(yīng) Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 拓展知識(shí) 氫氧化鋁沉淀的圖象分析 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量A BAlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaClB CNaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O 向鹽酸酸化后的AlCl3溶液滴加NaOH溶液直至過量 A BHCl NaOH NaCl H2OB CAlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaClC DNaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O 向NaAlO2溶液滴加HCl至過量 A B NaA1O2 HCl H2O NaCl Al OH 3 B C Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O 向NaOH與NaAlO2混合液中滴加HCl直至過量 A BHCl NaOH NaCl H2OB C同 A BC D同 B C 向NaOH溶液滴加AlCl3 直至過量 A B4NaOH AlCl3 NaAlO2 3NaCl 2H2O 12NaOH 3AlCl3 3NaAlO2 9NaCl 6H2O B C3NaAlO2 AlCl3 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 向鹽酸中滴加NaAlO2溶液直至過量 A B4HCl NaAlO2 AlCl3 NaCl H2OB CAlCl3 3NaAlO2 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 向等物質(zhì)的量混合的MgCl2 AlCl3溶液中滴加NaOH直至過量 A BMgCl2 2NaOH Mg OH 2 2NaClAlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaClB CAl OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 練習(xí) 1 向30mL1mol L 1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol l 1的NaOH溶液 若產(chǎn)生0 78g白色沉淀 則加入的NaOH溶液的體積可能為 A 3mLB 7 5mLC 15mLD 27 5mL 解析 利用圖形一目了然地看到堿的量有兩個(gè)值0 03mol 4mo1 L 1 7 5mL 0 11mol 4mo1 L 1 27 5mL 答案 BD 2 Na Mg Al Fe4種金屬中的兩種組成的混合物12g 與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生0 5g的H2 則此混合物中必含 解析 此題用 摩爾電子質(zhì)量法 即轉(zhuǎn)移1mo1電子所需要金屬的質(zhì)量 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量 0 5 2 2 0 5mol 平