鋁的氧化物與氫氧化物

1、從鋁土礦中提取從鋁土礦中提取鋁鋁課題3 從礦物到基礎(chǔ)材料從鋁土礦中提取從鋁土礦中提取鋁鋁鋁的存在： 鋁元素占地殼總量的鋁元素占地殼總量的7.73 鋁元素是地殼中含量最多的鋁元素是地殼中含量最多的金屬金屬2468含量/NaCaFeAl2.743.454.757.73氧氧49.1349.13%鐵鈣鈉鉀鎂鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁鋁7.73%硅硅2626%硅26%交流與討論交流與討論鋁土礦鋁土礦NaOH溶液溶液溶解溶解1過濾過濾2酸化酸化3過濾過濾4灼燒灼燒5電解電解6殘?jiān)鼩堅(jiān)趸级趸紴V液濾液H2O鋁鋁生成生成Al(OH)3溶解溶解氧化鋁氧化鋁生成生成Al2O3除去除去雜質(zhì)雜質(zhì)保存保存Al(O

2、H)3鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlAlAl2 2O O3 3 + 2NaOH = 2NaAlO + 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H + H2 2O ONaAlONaAlO2 2+CO+CO2 2 +2H +2H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3 +NaHCO+NaHCO3 32 Al(OH)2 Al(OH)3 3 Al Al2 2O O3 33H3H2 2O O2Al2Al2 2O O3 3 4Al+3O 4Al+3O2 2 小結(jié)：小結(jié)：鋁的歷史鋁的歷史德國(guó)的沃勒于德國(guó)的沃勒于18271827年發(fā)現(xiàn)鋁年發(fā)現(xiàn)鋁 3K + AlCl3 3KCl +

3、Al 一定條件18861886年，美國(guó)霍爾和法國(guó)埃年，美國(guó)霍爾和法國(guó)埃魯用電解法冶煉得到鋁魯用電解法冶煉得到鋁 2Al2O3 4Al + 3O2 電解法國(guó)的德維爾于法國(guó)的德維爾于18541854年制得鋁年制得鋁 材料：鋁的再生“新世紀(jì)材料的亮點(diǎn)” 再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價(jià)值的材再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價(jià)值的材料。現(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為料?，F(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400400萬萬噸，相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量的噸，相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量的2525左右。與以鋁土礦左右。與以鋁土礦為起點(diǎn)相比，生產(chǎn)為起點(diǎn)相比，生產(chǎn)1 1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的的2.6

4、%2.6%，并節(jié)省，并節(jié)省10.510.5噸水，少用固體材料噸水，少用固體材料1111噸，噸，比電解鋁時(shí)少排放比電解鋁時(shí)少排放COCO2 2 91%91%，少處理廢液、廢渣，少處理廢液、廢渣1.91.9噸。噸。閃耀著六射星光的天然藍(lán)寶石閃耀著六射星光的天然藍(lán)寶石“亞洲之星亞洲之星”重重330330克拉，緬甸產(chǎn)，世界著名珍寶，現(xiàn)藏于美克拉，緬甸產(chǎn)，世界著名珍寶，現(xiàn)藏于美國(guó)華盛頓斯密森博物館。國(guó)華盛頓斯密森博物館。寶石展示寶石展示 閃耀著六射星光的天然紅寶石閃耀著六射星光的天然紅寶石“羅斯利夫羅斯利夫斯斯”，重，重138.7138.7克拉，斯里蘭卡產(chǎn)，世界著名克拉，斯里蘭卡產(chǎn)，世界著名珍寶?，F(xiàn)藏于

5、美國(guó)華盛頓斯密森博物館。珍寶?，F(xiàn)藏于美國(guó)華盛頓斯密森博物館。寶石展示寶石展示知識(shí)介紹知識(shí)介紹 氧化鋁的天然存在形式氧化鋁的天然存在形式 鋁土礦鋁土礦 由氧化鋁的水合物和少量的氧化由氧化鋁的水合物和少量的氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)組成鐵和二氧化硅雜質(zhì)組成 剛剛 玉玉 氧化鋁的天然晶體，硬度大僅次于金剛石、氧化鋁的天然晶體，硬度大僅次于金剛石、金剛砂（金剛砂（SiCSiC）( (藍(lán)寶石、紅寶石是剛玉的一藍(lán)寶石、紅寶石是剛玉的一種）種）一、氧化鋁（一、氧化鋁（ AlAl2 2O O3 3 ）1物理性質(zhì)物理性質(zhì) 白色難熔的固體物質(zhì)，難溶于水。白色難熔的固體物質(zhì)，難溶于水。2化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 典型的典型的兩性

6、氧化物兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)生，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水。成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水。Al2O3+ 6H+ = 2Al3+3H2O-2Al2O3+2OH = 2AlO +H2O3 3用途用途: : 利用高熔點(diǎn)的性質(zhì),可作很好的耐火材料,例如坩鍋。做耐火材料做耐火材料冶煉鋁的原料冶煉鋁的原料制備氫氧化鋁制備氫氧化鋁: 方案方案:取一支潔凈的試管，注入取一支潔凈的試管，注入23mL氯化鋁溶液，加氯化鋁溶液，加入適量的氨水，制備少量入適量的氨水，制備少量Al(OH)3，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。象。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)一學(xué)生實(shí)驗(yàn)一】有白色沉淀生成。有白色沉淀生成。結(jié)

7、論：結(jié)論：現(xiàn)象：現(xiàn)象：氯化鋁能與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁。氯化鋁能與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁。二、氫氧化鋁二、氫氧化鋁化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：AlCl33NH3H2O=3NH4ClAl(OH)3【探究一探究一】 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鋁是否具有兩性？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鋁是否具有兩性？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)二學(xué)生實(shí)驗(yàn)二】 Al(OH)3的兩性的兩性 將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)1制得的制得的Al(OH)3分成兩份，第一支試管逐滴分成兩份，第一支試管逐滴加入鹽酸直至過量，第二支試管逐滴加入加入鹽酸直至過量，第二支試管逐滴加入NaOH溶液直溶液直至過量，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。至過量，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：兩支試管的沉淀均逐漸

8、溶解，最后兩支試管的沉淀均逐漸溶解，最后變成澄清的溶液。變成澄清的溶液。兩性氫氧化物的概念兩性氫氧化物的概念：像像 Al(OH)3 這樣，既能這樣，既能與與酸酸反應(yīng)，又能與反應(yīng)，又能與堿堿反應(yīng)，這樣的氫氧化物稱反應(yīng)，這樣的氫氧化物稱為兩性氫氧化物。為兩性氫氧化物。化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：Al(OH)33HCl=AlCl33H2OAl(OH)3NaOH=NaAlO22H2O為什么制備氫氧化鋁使用氨水而不用氫氧為什么制備氫氧化鋁使用氨水而不用氫氧化鈉溶液呢？化鈉溶液呢？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)3】 利用利用AlCl3制備制備 Al(OH)3 方案比較方案比較【探究二探究二】 將少量將少量AlCl3溶液分

9、別注入兩支試管中，一支逐滴加溶液分別注入兩支試管中，一支逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過量，另一支逐滴加入氨水直至過量，入氫氧化鈉溶液直至過量，另一支逐滴加入氨水直至過量，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：加入氫氧化鈉的試管中先有白色膠狀沉淀加入氫氧化鈉的試管中先有白色膠狀沉淀生成，隨后沉淀逐漸溶解，最后變澄清。生成，隨后沉淀逐漸溶解，最后變澄清。加入氨水的試管中有白色膠狀沉淀生成，加入氨水的試管中有白色膠狀沉淀生成，隨著氨水的過量，沉淀不再溶解隨著氨水的過量，沉淀不再溶解通過對(duì)比你得出什么結(jié)論？通過對(duì)比你得出什么結(jié)論？結(jié)論：結(jié)論：Al(OH)3易溶于強(qiáng)堿，易溶于強(qiáng)堿，難溶于弱堿

10、難溶于弱堿-氨水氨水化學(xué)方程式：化學(xué)方程式： AlCl33NaOH(少量少量)=Al(OH)3 3NaClAl(OH)3NaOH=NaAlO22H2OAlCl33NH3H2O=3NH4ClAl(OH)3（1）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳（2）偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸）偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸比較兩種制備比較兩種制備Al(OH)3方法的優(yōu)劣。方法的優(yōu)劣。【探究四探究四】【學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)4】利用利用NaAlO2 制備制備Al(OH)3方案比較方案比較 將少量將少量NaAlO2溶液分別注入兩支試管中，一支逐逐溶液分別注入兩支試管中，一支逐逐漸通入漸通入CO2氣體氣體直至過量，

11、另一支逐滴加入鹽酸直至過量，直至過量，另一支逐滴加入鹽酸直至過量，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：通入通入 CO2 氣體有白色膠狀沉淀產(chǎn)生，氣體有白色膠狀沉淀產(chǎn)生，CO2 過量沉淀也不溶解。過量沉淀也不溶解。加入鹽酸先有白色膠狀沉淀生成，鹽酸加入鹽酸先有白色膠狀沉淀生成，鹽酸過量沉淀逐漸溶解最后變澄清。過量沉淀逐漸溶解最后變澄清。【小結(jié)小結(jié)】制備氫氧化鋁可以采用的方法有：制備氫氧化鋁可以采用的方法有：（1）氯化鋁溶液中加入氨水）氯化鋁溶液中加入氨水（2）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。結(jié)論：從反應(yīng)控制的角度來看，方案結(jié)論：從反應(yīng)控制的角度來看，方

12、案1優(yōu)于方案優(yōu)于方案2。 化學(xué)方程式：化學(xué)方程式： CO2NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3 NaAlO2+HCl(少量少量)+H2O= Al(OH)3+NaClAl(OH)33HCl=AlCl33H2O1物理性質(zhì)物理性質(zhì) 白色膠狀物，不溶于水，能凝聚水中的懸浮物，白色膠狀物，不溶于水，能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。并能吸附色素。2化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)與強(qiáng)酸反應(yīng)：與強(qiáng)酸反應(yīng)：Al(OH)3 + 3 = + 3H2O(2)與強(qiáng)堿反應(yīng)：與強(qiáng)堿反應(yīng)： Al(OH)3 + = +2H2O3 3A Al lH HO OH H2 2A Al lO O由上可知?dú)溲趸X為兩性氫氧化物，其在

13、水中電由上可知?dú)溲趸X為兩性氫氧化物，其在水中電離如下：離如下：Al3+ + 3OH- Al(OH)3 H+ + AlO2- + H2O 氫氧化鋁氫氧化鋁三三.Al(OH)3的應(yīng)用：的應(yīng)用：1 .在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用-中和胃酸中和胃酸胃舒平胃舒平2 .凈水凈水Al(OH)3膠體具有很強(qiáng)的吸附能力，膠體具有很強(qiáng)的吸附能力，它能凝結(jié)水中的懸浮物并使之沉降，它能凝結(jié)水中的懸浮物并使之沉降，從而達(dá)到凈水的目的。從而達(dá)到凈水的目的。由于鋁在體內(nèi)積累對(duì)人體健康有害，由于鋁在體內(nèi)積累對(duì)人體健康有害，因此目前用于飲用水凈化的含鋁凈因此目前用于飲用水凈化的含鋁凈水劑正逐步被含鐵凈水劑所取代。水劑正逐步被

14、含鐵凈水劑所取代。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)方法鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)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)行冶再進(jìn)行冶煉煉C C可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來可用常見的還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, , 可用電解法可用電解法C鞏固與練習(xí)鞏固與練習(xí)2 2下列屬于堿性氧化物的是（下列屬于堿性氧化物的是（ ） 屬于酸性氧化物的是（屬于酸性氧化物的是（ ） 屬于兩性氧化物的是（屬于兩性氧化物的是（ ）A ACOCO2 2 B BNaNa2 2O CO C AlAl2 2O O3 3 D DCOCOBAC3. 氫氧化鋁可作為治療某種胃病的內(nèi)服藥，這是利氫氧化鋁可作為治療某種胃病的內(nèi)服藥，這是利用了氫氧化鋁的用了氫氧化鋁的 ( ) A.酸性酸性 B. 堿性堿性