高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 從鋁土礦到鋁單質(zhì)導(dǎo)學(xué)案

第頁從鋁土礦到鋁單質(zhì)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過課前檢測特殊情境方程式的書寫和畫鋁及其相關(guān)化合物的價(jià)類二維圖，了解鋁的重要反應(yīng)和梳理鋁及其相關(guān)化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系；通過設(shè)計(jì)從鋁土礦到鋁單質(zhì)的工藝流程，掌握鋁及其相關(guān)化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，構(gòu)建鋁土礦到鋁單質(zhì)工藝模型。通過模型應(yīng)用，把鋁土礦到鋁單質(zhì)的工藝模型遷移使用到分離鋁及其他金屬和含有鋁的工藝流程的流程分析?！菊n前檢測】一．寫出下面情境相關(guān)離子（或化學(xué)）方程式。1.單質(zhì)鋁可以長時(shí)間放置的原因；氧化鋁坩堝不能用來熔融氫氧化鈉固體原因；實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3的方法，你能想出幾種，都寫出來；明礬凈水原理；鐵軌的焊接原理；鋁單質(zhì)冶煉原理。用價(jià)類二維圖梳理鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系?！句X的趣史】19世紀(jì)中期在國宴上，拿破侖三世使用一套珍藏的鋁制餐具，而大臣們使用的是銀制餐具。1855年，在巴黎萬國博覽會(huì)上，展出了一小塊鋁，標(biāo)簽上寫道：“來自黏土的白銀”，與最貴珠寶并排陳列。1889年，倫敦化學(xué)會(huì)把鋁合金制的花瓶和杯子作為貴重的獎(jiǎng)品贈(zèng)給著名化學(xué)家門捷列夫，以表彰他不朽的業(yè)績?！旧磉叺匿X】門、窗戶、欄桿導(dǎo)線、鋁制易拉罐、食品的包裝，廚房里的熱水壺、鏟子、勺子、飯鍋等，鋁是很便宜的金屬，而且鋁制品具有抗蝕性，所以鋁已經(jīng)成為我們生活當(dāng)中必不可少的一部分了。[思考]鋁，19世紀(jì)被譽(yù)為“來自黏土的白銀”，為什么在21世紀(jì)今天卻變得如此便宜而又重要呢？【鋁的冶煉史】美國霍爾1808年英國化學(xué)家戴維確定了明礬的存在，并將其中的鋁稱為(Alumium后改為Aluminum)；美國霍爾法國埃魯1825年丹麥化學(xué)家和物理學(xué)家奧斯嘗試提取鋁；法國埃魯1827年維勒用金屬鉀還原熔融的無水氯化鋁得到較純的金屬鋁單質(zhì)，當(dāng)時(shí)的鋁被視為“如珍珠一樣貴重的金屬”；1886年，美國的霍爾和法國的埃魯，分別獨(dú)立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石的混合物制得了金屬鋁，為以后大規(guī)模生產(chǎn)鋁奠定了基礎(chǔ)，而當(dāng)時(shí)發(fā)明家霍爾，當(dāng)時(shí)還不滿23周歲?！緩匿X土礦到鋁單質(zhì)】學(xué)習(xí)任務(wù)一：初構(gòu)模型結(jié)合你所學(xué)習(xí)的鋁及其相關(guān)化合物的知識(shí)，分小組設(shè)計(jì)從鋁土礦到鋁單質(zhì)工藝流程，你能設(shè)計(jì)幾種流程？請寫下你們的流程圖和相關(guān)重要方程式。（已知SiO2在強(qiáng)堿條件下轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀）鋁土礦：Al鋁土礦：Al2O3，主要雜質(zhì)Fe2O3、CaO、MgO、SiO2等。鋁單質(zhì)鋁單質(zhì)學(xué)習(xí)任務(wù)二：完善模型如果你是鋁廠老板，你會(huì)選擇你設(shè)計(jì)的哪條流程進(jìn)行投產(chǎn)，理由是什么？學(xué)習(xí)任務(wù)三：應(yīng)用模型1.用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是()①加鹽酸溶解②加燒堿溶液溶解③過濾④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀⑥加入過量燒堿溶液A．①⑥⑤③ B．②③④③C．②③⑤③ D．①③⑤③2.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下。有關(guān)該流程的判斷正確的是()A．試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物B．CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C．反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlO2-＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3-D．工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低【本堂小結(jié)】補(bǔ)充每個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系所需化學(xué)物質(zhì)或反應(yīng)條件：2.從鋁土礦到鋁單質(zhì)常見兩種工藝流程是和其中是工業(yè)生產(chǎn)使用流程?！眷柟虘?yīng)用】1.(2020·河南高三期中)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3，還含有少量FeS2)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下，下列敘述不正確的是()A．隔絕空氣焙燒時(shí)理論上反應(yīng)消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)=1:4B．加入CaO可以減少SO2的排放同時(shí)生成建筑材料CaSO4C．向?yàn)V液中通入過量CO2、過濾、洗滌、灼燒沉淀可制得Al2O3D．燒渣分離可以選擇用磁鐵將燒渣中的Fe3O4分離出來2.(2021年廣東卷18題節(jié)選）對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：(2)“沉鋁”中，生成的沉淀為_______。(5)高純(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止刻蝕液與下層(砷化鎵)反應(yīng)。①該氧化物為_______?！菊n后延伸】信息1：中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議首次將“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”列為2021年的重點(diǎn)任務(wù)，提出我國二氧化碳排放力爭2030年前達(dá)到峰值，力爭2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。信息2：火電生產(chǎn)是電解鋁生產(chǎn)的主要生產(chǎn)方式。2020年全年，我國電解鋁行業(yè)二氧化碳總排放量約為4.26億噸，約占全社會(huì)二氧化碳凈排放總量5%，而每噸電解鋁平均碳排放的構(gòu)成中電力排放為10.7噸，占64.8%，是大的影響因素。其中，使用火電生產(chǎn)1噸電解鋁所排放的二氧化碳量約為11.2噸。信息3：我國鋁行業(yè)消費(fèi)穩(wěn)步增長，新能源帶來的輕量化需求大大拓展了鋁消費(fèi)增長空間。我國鋁行業(yè)供給側(cè)改革為電解鋁產(chǎn)能設(shè)定了上限，目前電解鋁產(chǎn)能逐漸逼近上限，未來可能出現(xiàn)鋁供應(yīng)缺口。信息4：根據(jù)國內(nèi)的數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)等