高中化學2.4鎂和鋁的冶煉課件蘇教版選修2

1、第四單元鎂和鋁的冶煉課堂互動講練課前自主學案學習目標第四單元鎂和鋁的冶煉學習目標1.掌握從海水中提取鎂的原理及工藝流程。2了解電解法冶煉鋁的原理和工藝流程。課前自主學案一、從海水中提取鎂自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式(如MgCl2)存在于地殼和海水中.從海水中提取鎂的過程分為兩步:一是_,二是_.要從MgCl2濃度極小的海水中把MgCl2提取出來把MgCl2中的Mg還原出來以貝殼和海水為原料制取金屬鎂的過程是由貝殼煅燒制石灰再制成石灰乳,用石灰乳和海水制Mg(OH)2,Mg(OH)2加鹽酸變?yōu)镸gCl2溶液,然后濃縮結晶成_再變?yōu)镸gCl2.電解熔融的氯化鎂就可以得到金屬鎂和氯氣.MgCl26

2、H2O思考感悟實際生產(chǎn)中，氯化鎂的水合晶體加熱脫水的過程在充滿氯化氫氣體的設備中進行。為什么在這種條件下可以得到無水氯化鎂？【提示】因為MgCl2屬于強酸弱堿鹽,能發(fā)生水解轉化為堿式氯化鎂Mg(OH)Cl,化學方程式為MgCl2H2OMg(OH)ClHCl.在充滿氯化氫氣體的環(huán)境中,氯化氫分子濃度大,使水解平衡向逆反應方向移動,抑制了MgCl2的水解,從而加熱脫水可得到無水氯化鎂.二、鋁的冶煉電解法冶煉鋁包括由鋁土礦提取_和由氧化鋁_制取金屬鋁兩個過程.1.氧化鋁的生產(chǎn):從礦石提取氧化鋁的方法是使鋁土礦與_溶液在高溫下反應生成偏鋁酸鈉溶液,然后通入_并降溫析出氫氧化鋁沉淀,再經(jīng)凈化和高溫煅燒得

3、到氧化鋁.氧化鋁電解NaOHCO22.電解氧化鋁:氧化鋁熔點很高,生產(chǎn)中要加入_使它的熔點降低;通電使氧化鋁和冰晶石形成熔融體并電解,生成鋁和氧氣.冰晶石課堂互動講練從海水中提取鎂要點一從海水中提取鎂的基本原理與步驟是：第一步:先將海邊大量存在的貝殼煅燒成生石灰,并將生石灰制成石灰乳。特別提醒:(1)生成的氯氣可輸送到制酸廠與氫氣反應生成氯化氫氣體,供第三步使用.(2)海水提取鎂用的是海水曬鹽后的母液.(3)MgCl26H2O在通常情況下受熱時,易與水反應生成堿式氯化鎂Mg(OH)Cl和氯化氫氣體(即發(fā)生水解反應),在氯化氫氣體氛圍中受熱生成氯化鎂和水(氯化氫氣體的存在抑制了水解反應). (2

4、011年嘉興調研)海水是一種豐富的資源,工業(yè)上從海水中可提取許多種物質,廣泛應用于生活、生產(chǎn)、科技等方面.下圖是某工廠對海水資源進行綜合利用的示意圖.例1回答下列問題：(1)流程圖中操作a的名稱為_.(2)工業(yè)上從海水中提取的NaCl,可用來制取純堿,其簡要過程如下:向飽和食鹽水中先通入氣體A,后通入氣體B,充分反應后過濾得到晶體C和濾液D,將晶體C灼燒即可制得純堿.氣體A、B是CO2或NH3,則氣體A應是_(填化學式).濾液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物質,工業(yè)上是向濾液D中通入NH3,并加入細小食鹽顆粒,冷卻析出不含有NaHCO3的副產(chǎn)品NH4Cl晶體,則通入NH3的作用是_.(

5、3)鎂是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂從海水中提取.若要驗證所得無水MgCl2中不含NaCl,最簡單的操作方法是_.操作b是在_氛圍中進行,若在空氣中加熱,則會生成Mg(OH)Cl,寫出有關反應的化學方程式:_?！军c評】本題是工業(yè)流程題，讀懂流程是關鍵。從流程中找到實驗原理和實驗目的，正確分析每一個實驗步驟，題中考查的內容涉及粗鹽的提取、制堿工業(yè)、鎂的提取等，綜合性很強。變式訓練1海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如圖所示：(1)若在空氣中加熱MgCl26H2O生成的是Mg(OH) Cl或MgO,寫出相應反應的化學方程式_.(2)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2,應怎樣除

6、去?寫出實驗步驟_ _.(3)實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中,在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說明這三種情況下使用玻璃棒的目的:溶解時: _;過濾時:_;蒸發(fā)時: _.解析:為使母液Mg2完全沉淀,往往加入過量的石灰乳,要除去過量的Ca(OH)2,而在不引進新的雜質前提下,我們只加入足量的MgCl2溶液.玻璃棒在實驗中通常有以下作用:攪拌(加速溶解或防止液體局部過熱)、引流(使液體沿玻璃棒轉移到相應容器).結合題意,我們不難得出有關答案.鋁的冶煉要點二1從鋁土礦提取氧化鋁鋁土礦的主要成分為Al2O3,還有少量的Fe2O3、SiO2等雜質.(1)實驗方案一：加足量HCl溶液

7、并過濾(除去SiO2):Al2O36H=2Al33H2OFe2O36H=2Fe33H2O流程圖為：流程圖為：2電解過程陰極(和電源負極相連)：4Al312e=4Al陽極(和電源正極相連)：6O212e=3O2在高溫下,陽極產(chǎn)生的氧氣會跟碳電極發(fā)生反應,生成二氧化碳,所以在電解中要定時補充碳塊.鋁的熔點是660 ,電解鋁反應的溫度是1000 左右.所以電解生成的鋁呈液態(tài),從電解裝置的底部流出. 金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料,在熔融狀態(tài)下進行電解：例2請回答下列問題:(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_ _.(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填“上層”或“下層”).(3)陰極和陽極均由

8、_材料做成;電解時不斷消耗的電極是_(填“陽極”或“陰極”).(4)鋁是高耗能產(chǎn)品,廢舊鋁材的回收利用十分重要.在工業(yè)上,最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成_(填代號).a冰晶石b氧化鋁c鋁錠 d硫酸鋁【解析】(1)Al2O3的熔、沸點很高,但電解必須在熔融狀態(tài)下進行,故用冰晶石降低Al2O3的熔化溫度;(2)陰極上Al3獲得電子形成金屬Al，沉積在熔融液下層;(3)陰、陽極材料只起導電的作用,不參與電極反應,選用石墨;電解時,陽極發(fā)生氧化反應,生成的O2在高溫下與石墨反應而使石墨不斷消耗;(4)最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過物理變化的方式將廢舊鋁材回收利用.【答案】(1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c變式訓練2鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品.請回答:(1)工業(yè)冶煉鋁的化學方程式是_.(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應的離子方程式是_.(3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質,可用離子交換膜法電解提純.電解槽內裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過),其工作原理如圖所示.該電解槽的陽極反應式是_.通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因_.除去雜質后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填寫“A”或“B”)導出.解析:(1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3.(2)鋁與強堿反應放出氫氣生成偏鋁酸鹽.(3)結合題中給出的信息提示進