從鋁土礦到鋁合金

1、專題專題3 3 從礦物到基礎(chǔ)材料2013年學(xué)業(yè)水平考試復(fù)習(xí)學(xué)業(yè)水平考試標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)水平考試標(biāo)準(zhǔn)的要求的要求考試要求考試要求知識(shí)條目知識(shí)條目c（應(yīng)用）（應(yīng)用）兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性質(zhì)的重要性質(zhì)b（理解）（理解）鋁的重要性質(zhì)（與酸、堿的反應(yīng)，鋁的重要性質(zhì)（與酸、堿的反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象）鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象）b（理解）（理解）從鋁土礦中獲得鋁的方法從鋁土礦中獲得鋁的方法a（識(shí)記）（識(shí)記）地殼中鋁的含量及存在形式地殼中鋁的含量及存在形式6從鋁土礦到鋁合金從鋁土礦到鋁合金專題專題三、從礦物到基礎(chǔ)材料三、從礦物到基礎(chǔ)材料在國(guó)宴上，

2、拿破侖三世使用一套珍藏的在國(guó)宴上，拿破侖三世使用一套珍藏的鋁制餐具鋁制餐具， 而大臣們使用的是銀制餐具。而大臣們使用的是銀制餐具。伊麗莎白女王有一頂伊麗莎白女王有一頂鋁帽子鋁帽子，只有在十分重大的場(chǎng)合才戴。，只有在十分重大的場(chǎng)合才戴。門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的表彰，門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的表彰， 獎(jiǎng)品是一只獎(jiǎng)品是一只鋁制獎(jiǎng)杯鋁制獎(jiǎng)杯。鋁的趣史鋁的趣史問(wèn)題：?jiǎn)栴}：這些材料說(shuō)明什么？這些材料說(shuō)明什么？1.1.鋁以化合態(tài)存在鋁以化合態(tài)存在 2.2.單質(zhì)很難獲得單質(zhì)很難獲得. .鋁元素是地殼中含量鋁元素是地殼中含量最多的金屬最多的金屬2Al2O3 4Al3O2熔融

3、通電熔融通電冰晶石冰晶石材料一材料一材料二材料二自然界中的鋁自然界中的鋁 氧氧49.1349.13%鐵鈣鈉鉀鎂鐵鈣鈉鉀鎂14.55% 硅硅26.3026.30% %鋁鋁7.73%：要從鋁土礦中提取鋁，必須先制備較純的要從鋁土礦中提取鋁，必須先制備較純的氧化鋁氧化鋁較純的較純的AlAl2 2O O3 3鋁土礦鋁土礦鋁鋁電解電解提純提純鋁土礦鋁土礦過(guò)量燒堿過(guò)量燒堿濾液濾液 A( )硅鋁酸鹽沉淀硅鋁酸鹽沉淀和和Fe2O3通入過(guò)量的通入過(guò)量的CO2沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )SiO2濾液濾液FeCl3和和 B( )Fe(OH)3濾液濾液 A( )沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )過(guò)量鹽酸過(guò)量

4、鹽酸通入過(guò)通入過(guò)量的量的CO2 氧化鋁氧化鋁 灼燒灼燒灼燒灼燒過(guò)量過(guò)量燒堿燒堿流程甲流程甲流程乙流程乙從從鋁土礦鋁土礦（主要成分是（主要成分是Al2O3，含，含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)）中提等雜質(zhì)）中提取取氧化鋁氧化鋁的過(guò)程通常有兩種工藝的過(guò)程通常有兩種工藝【提示：少量的【提示：少量的SiO2與與NaOH溶液反應(yīng)后生成的溶液反應(yīng)后生成的Na2SiO3與與NaOH溶液和溶液和Al2O3進(jìn)一步反應(yīng)，生成硅鋁進(jìn)一步反應(yīng)，生成硅鋁酸鹽沉淀（酸鹽沉淀（Na2Al2Si2O8）】。 問(wèn)題問(wèn)題1：請(qǐng)寫出用字母代表的各種物質(zhì)的化學(xué)式：請(qǐng)寫出用字母代表的各種物質(zhì)的化學(xué)式NaAlO2Al(OH)3NaAlO2A

5、l(OH)3NaHCO3NaHCO3AlCl3問(wèn)題問(wèn)題2：請(qǐng)寫出：請(qǐng)寫出、中涉及的化學(xué)方程式中涉及的化學(xué)方程式 NaAlO2 2H2OCO2 = Al(OH)3 NaHCO3 鋁土礦鋁土礦過(guò)量燒堿過(guò)量燒堿濾液濾液 A( )硅鋁酸鹽沉淀硅鋁酸鹽沉淀和和Fe2O3通入過(guò)量的通入過(guò)量的CO2沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )SiO2濾液濾液FeCl3和和 B( )Fe(OH)3濾液濾液 A( )沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )過(guò)量鹽酸過(guò)量鹽酸通入過(guò)通入過(guò)量的量的CO2 氧化鋁氧化鋁 灼燒灼燒灼燒灼燒過(guò)量過(guò)量燒堿燒堿流程流程甲甲流程乙流程乙NaAlO2Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3Na

6、HCO3NaHCO3AlCl3問(wèn)題問(wèn)題2：請(qǐng)寫出：請(qǐng)寫出、中涉及的化學(xué)方程式中涉及的化學(xué)方程式 Al2O3+ 2NaOH 2NaAlO2+ H2O Al2O3+ 6HCl2AlCl3+3H2OAlCl3 3+4NaOH = NaAlO2+3NaCl +2H2OAlCl3 3 + 3NaOH = Al(OH)3 3 +3 NaClAl(OH)3 3NaOH = NaAlO2 2 2H2 2O問(wèn)題問(wèn)題2：請(qǐng)寫出：請(qǐng)寫出、中涉及的化學(xué)方程式中涉及的化學(xué)方程式鋁土礦鋁土礦過(guò)量燒堿過(guò)量燒堿濾液濾液 A( )硅鋁酸鹽沉淀硅鋁酸鹽沉淀和和Fe2O3通入過(guò)量的通入過(guò)量的CO2沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D(

7、)SiO2濾液濾液FeCl3和和 B( )Fe(OH)3濾液濾液 A( )沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )過(guò)量鹽酸過(guò)量鹽酸通入過(guò)通入過(guò)量的量的CO2 氧化鋁氧化鋁 灼燒灼燒灼燒灼燒過(guò)量過(guò)量燒堿燒堿流程甲流程甲流程乙流程乙NaAlO2Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3NaHCO3NaHCO3AlCl3 AlAl2 2O O3 3+ 2NaOH+ 2NaOH 2NaAlO2NaAlO2 2+ H+ H2 2O O AlAl2 2O O3 3+ 6HCl+ 6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H+3H2 2O OAl2O3是是 兩性氧化物兩性氧化物 既能與酸反應(yīng)又能與堿既能與酸反應(yīng)又能與

8、堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物反應(yīng)生成鹽和水的化合物Al(OH)33HClAlCl33H2OAl(OH)3是是兩性氫氧化物兩性氫氧化物既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物生成鹽和水的化合物問(wèn)題問(wèn)題2：請(qǐng)寫出：請(qǐng)寫出、中涉及的化學(xué)方程式中涉及的化學(xué)方程式鋁土礦鋁土礦過(guò)量燒堿過(guò)量燒堿濾液濾液 A( )硅鋁酸鹽沉淀硅鋁酸鹽沉淀和和Fe2O3通入過(guò)量的通入過(guò)量的CO2沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )SiO2濾濾FeCl3和和 B( )Fe(OH)3濾液濾液 A( )沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )過(guò)量鹽酸過(guò)量鹽酸通入過(guò)通入過(guò)量的量的CO2 氧化鋁氧化鋁 灼燒灼燒灼燒灼燒

9、過(guò)量過(guò)量燒堿燒堿流程甲流程甲流程乙流程乙NaAlO2Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3NaHCO3NaHCO3AlCl3AlCl3 3 + 3NaOH = Al(OH)3 3 +3 NaClAl(OH)3 3NaOH = NaAlO2 2 2H2 2OAlCl3 3+4NaOH = NaAlO2+3NaCl +2H2O問(wèn)題問(wèn)題4：提純：提純Al2O3采用甲流程還是乙流程？采用甲流程還是乙流程？堿溶法堿溶法鋁土礦鋁土礦過(guò)量燒堿過(guò)量燒堿濾液濾液 A( )硅鋁酸鹽沉淀硅鋁酸鹽沉淀和和Fe2O3通入過(guò)量的通入過(guò)量的CO2沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )SiO2濾液濾液FeCl3和和 B( )

10、Fe(OH)3濾液濾液 A( )沉淀沉淀 C( )濾液濾液 D( )過(guò)量鹽酸過(guò)量鹽酸通入過(guò)通入過(guò)量的量的CO2 氧化鋁氧化鋁 灼燒灼燒灼燒灼燒過(guò)量過(guò)量燒堿燒堿流程甲流程甲流程乙流程乙NaAlO2Al(OH)3NaAlO2Al(OH)3NaHCO3NaHCO3AlCl3問(wèn)題問(wèn)題3：步驟：步驟中，要獲得中，要獲得Al(OH)3 ，能否把過(guò)量的，能否把過(guò)量的CO2改為過(guò)量的鹽酸？改為過(guò)量的鹽酸？Al2O3、 Al(OH)3是只能與是只能與強(qiáng)酸強(qiáng)堿強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的兩性化合物溶液反應(yīng)的兩性化合物 NaAlO2+2H2O+CO2 = Al(OH)3 NaHCO3 Al(OH)33HClAlCl33H2O

11、NaAlO2HClH2O= Al(OH)3 NaCl從鋁土礦制備鋁的工藝流程圖從鋁土礦制備鋁的工藝流程圖 NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3Al過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾灼燒灼燒熔融熔融電解電解鋁土礦鋁土礦主要成分主要成分Al2O3NaOH溶液溶液溶解溶解冰晶石冰晶石過(guò)量過(guò)量二氧化碳二氧化碳降低降低Al2O3熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)火箭的火箭的鋁合金鋁合金材料材料“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”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 鋁鋁 鋁鋁 (00 (00改編）常溫下不能與鋁反應(yīng)的物質(zhì)是：改編）常溫下不能與鋁反應(yīng)的物質(zhì)是：A.A.氧化鐵氧化鐵 B.B.燒堿溶液燒堿溶液 C

12、.C.硫酸銅溶液硫酸銅溶液 D.D.稀鹽酸稀鹽酸 E.E.氧氣氧氣炊具炊具延展延展鋁槽車鋁槽車連接鐵軌連接鐵軌密度小密度小硬度大硬度大 4Al 3O2 2 = 2Al2O3 3 2Al2NaOH2H2 2O = 2NaAlO2 23H2 2AlFe2O3 = Al2O32Fe 高溫高溫鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)導(dǎo)熱導(dǎo)熱密度小密度小硬度大硬度大 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 常溫下與濃硫酸發(fā)生常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化鈍化 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 鋁只能與鋁只能與強(qiáng)堿強(qiáng)堿反應(yīng)反應(yīng)鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)l(OH)3Al2O3Al AlO

13、2AlCO2或者或者少量少量H+11 Fe2O3 或或O2 NaAlO2HClH2O= Al(OH)3 NaCl Al(OH)33HClAlCl33H2OH+過(guò)量過(guò)量 OH-電解電解OH-HH+ OH- OH-過(guò)量過(guò)量1212H HNHNH3 3.H.H2 2O O或少量或少量OHOH- -AlCl3 3 + 4NaOH = NaAlO2 +3 NaCl+2H2O10NaAlO2 +4HCl=AlCl32H2ONaCl AlCl3 3 + 3NaOH = Al(OH)3 3 +3 NaClAl(OH)3 3NaOH = NaAlO2 2 2H2 2O堿性條件下存在堿性條件下存在酸性條件酸性條件

14、下存在下存在鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)l(OH)3Al2O3Al AlO2AlCO2或者或者少量少量H+11 Fe2O3 或或O2H+過(guò)量過(guò)量 OH-電解電解OH-HH+ OH- OH-過(guò)量過(guò)量1212H HNHNH3 3.H.H2 2O O或或OHOH- -10兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念， Al2O3、Al(OH)3的重要性質(zhì)的重要性質(zhì)鋁的重要性質(zhì)（與酸、堿的反應(yīng)，鋁的重要性質(zhì)（與酸、堿的反應(yīng)， 鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象）鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象） 從鋁土礦中獲得鋁的方法從鋁土礦中獲得鋁的方法學(xué)業(yè)水平考試標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)水平考試標(biāo)準(zhǔn)的要求的

15、要求堿性條件存在堿性條件存在酸性條件存在酸性條件存在復(fù)習(xí)元素化合物知識(shí)嘗試復(fù)習(xí)元素化合物知識(shí)嘗試構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 ！往往1L1mol/L AlCl1L1mol/L AlCl3 3溶液中慢慢滴加某濃度溶液中慢慢滴加某濃度NaOHNaOH溶液，溶液，所得沉淀的物質(zhì)的量與所得沉淀的物質(zhì)的量與NaOH溶液體積之間的關(guān)系：溶液體積之間的關(guān)系：沉淀的沉淀的物質(zhì)的量物質(zhì)的量NaOHNaOH溶液體積溶液體積LmolB1mol沉淀的沉淀的物質(zhì)的量物質(zhì)的量NaOHNaOH溶液體積溶液體積LmolD1mol沉淀的沉淀的物質(zhì)的量物質(zhì)的量NaOHNaOH溶液體積溶液體積LmolA1mol沉淀的沉淀的

16、物質(zhì)的量物質(zhì)的量NaOHNaOH溶液體積溶液體積LmolC1mol（9797）為使）為使AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液中的溶液中的AlAl3+3+全部轉(zhuǎn)化為全部轉(zhuǎn)化為 Al(OH)Al(OH)3 3沉淀，最好加入沉淀，最好加入( )( ) A. A.氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 B.B.氯化鋇溶液氯化鋇溶液 C.C.澄清石灰水澄清石灰水 D.D.氨水氨水 （0101）鋁不易被腐蝕，其主要原因是因?yàn)椋海╀X不易被腐蝕，其主要原因是因?yàn)椋?A.A.是一種輕金屬是一種輕金屬 B.B.金屬活動(dòng)性比鎂弱金屬活動(dòng)性比鎂弱 C.C.具有高熔點(diǎn)具有高熔點(diǎn) D.D.易形成致密的氧化物薄膜易形成致密的

17、氧化物薄膜 （0303）下列有關(guān)廚房鋁制品的使用與洗滌合理的是：）下列有關(guān)廚房鋁制品的使用與洗滌合理的是： A.A.盛放食醋盛放食醋 B.B.燒煮開水燒煮開水 C.C.用金屬絲擦表面的污垢用金屬絲擦表面的污垢 D.D.用堿水洗滌用堿水洗滌加入鋁粉能產(chǎn)生氫氣的溶液中，一定能大量存在的離子是加入鋁粉能產(chǎn)生氫氣的溶液中，一定能大量存在的離子是A.K+、CO32-、Na+、Cl-C.Mg2+、 Cl-、Fe2+、SO42-D.K+、SO42-、Na+、Cl-B.NH4+、 Na+ 、 ClO-、Cl-溶液中可能含有溶液中可能含有OHOH- -、H H+ +Al(OH)Al(OH)3 3通常是中和胃酸類

18、胃藥的主要通常是中和胃酸類胃藥的主要成分。實(shí)驗(yàn)室制備成分。實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)Al(OH)3 3的方案有多的方案有多種?，F(xiàn)提供種?，F(xiàn)提供AlAl片、片、NaOHNaOH溶液、稀鹽酸溶液、稀鹽酸三種藥品，設(shè)計(jì)可以獲得三種藥品，設(shè)計(jì)可以獲得Al(OH)Al(OH)3 3的實(shí)的實(shí)驗(yàn)方案，寫出流程：驗(yàn)方案，寫出流程：_ 2Al2OH-2H2 2O = 2AlO-2 23H2 方案一方案一方案二方案二 2Al+6H+=2Al3+3H2 Al3+ 3OH- = Al(OH)3 3 AlO-2H+H2O= Al(OH)3 AlAl先與先與NaOHNaOH溶液反應(yīng)，再加入適量的稀鹽酸溶液反應(yīng)，再加入適量的稀鹽酸AlAl先與稀鹽酸反應(yīng)，再加入適量的先與稀鹽酸反應(yīng)，再加入適量的NaOHNaOH溶液溶液向含有向含有0.05mol0.05mol的的AlClAlCl3 3溶液中加入某濃度的溶液中加入某濃度的NaOHNaOH溶液，得到溶液，得到0.02molAl(OH)0.02mol