1、專題三 從礦物到基礎(chǔ)材料第一單元 從鋁土礦到鋁合金在19世紀(jì)中期，法蘭西第二共和國總統(tǒng)拿破侖三世，珍藏著一套鋁制的餐具，平時舍不得用，直到國宴時才拿出來炫耀一番，而元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫在受到英國皇家學(xué)會的表彰時，得到的卻是一只鋁杯。為什么拿破侖沒有珍藏金制的餐具,而門捷列夫也沒有給獎勵一只金杯呢？在19世紀(jì)，從鋁礦石中提煉鋁極其困難。電解法鋁才得到普及生活生產(chǎn)中的鋁制品從鋁土礦中提取鋁二：Al2O3兩性氧化物四：鋁的應(yīng)用三： Al(OH)3兩性氫氧化物一：鋁的制備鋁的發(fā)現(xiàn)及冶煉變化鋁的發(fā)現(xiàn)德國的沃勒于1827年發(fā)現(xiàn)鋁 3K + AlCl3 3KCl + Al 一定條件1886年，美國霍爾

2、用電解法冶煉得到鋁 2Al2O3 4Al + 3O2 電解法國的德維爾于1854年制得鋁 氧49.13%硅26%鋁7.73%鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁的存在鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。鋁元素占地殼總量的7.73%，是地殼中含量最多的金屬。從鋁土礦中提取鋁主要成分：Al2O3少量：Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)鋁土礦的成分：天然氧化鋁剛玉紅寶石（Al2O3）藍(lán)寶石（Al2O3）氧化鋁的主要性質(zhì)：P62、64（1）物理性質(zhì)：白色、不溶于水的固體，熔點很高。（紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分）（3）化學(xué)性質(zhì)是典

3、型的兩性氧化物不與水反應(yīng)氧化鋁 Al2O3（2）主要用途： 作耐火材料：制耐火管、耐火坩堝、耐高溫的實驗儀器等 冶煉鋁的原料. 和酸反應(yīng)： Al2O3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O （Al2O3表現(xiàn)了堿性氧化物的性質(zhì)） 和堿反應(yīng)：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2OAl2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O（Al2O3表現(xiàn)了酸性氧化物的性質(zhì)）問題討論： 問題1：用NaOH溶液溶解鋁土礦的目的是什么？溶解氧化鋁，過濾，從而除去少量的Fe2O3、等雜質(zhì)問題2：鋁土礦中的氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成

4、偏鋁酸鈉和水。向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁。請結(jié)合工藝流程，寫出從鋁土礦制備氧化鋁過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式，判斷是否為氧化還原反應(yīng)，是離子反應(yīng)的寫離子方程式。 P63問題討論： 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O灼燒NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO32NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O溶解鋁土礦NaOH溶液過濾殘渣二氧化碳酸化過濾濾液灼燒H2O電解鋁2Al2O3=4Al+3O2電解鋁的制備Al2O32NaOH2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2OAl（OH）3NaHCO32Al（OH）3 A

5、l2O33H2O灼燒2Al2O3 4Al3O2電解鋁的提取原理鞏固練習(xí)1.從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是 （ ）A.鋁土礦溶于NaOH溶液中B.偏鋁酸鈉溶液的酸化C.灼燒氫氧化鈉固體D.電解熔融的氧化鋁 D2.鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁及其化合物在下列場合的使用須加以控制的是 （ ）制鋁錠 制易拉罐 制電線、電纜 制包糖果用的鋁箔 用明礬凈水制炊具 用明礬和蘇打作食物膨化劑 用氫氧化鋁制胃藥 制防銹油漆 A. B. C. D. C3.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，若有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則理論上

6、能得到金屬鋁多少克？需氧化鋁多少克？分析：2Al2O3 4Al3O2電解得12e失12e由上述知： 2Al2O3 4Al 轉(zhuǎn)移電子122mol 4mol 12mol 0.2mol將一個用金屬鋁做的易拉罐內(nèi)充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布密封罐口。經(jīng)過一段時間后，罐壁內(nèi)凹而癟，再過一段時間后，癟了的罐壁重新鼓起來。（1）罐壁內(nèi)凹而癟的原因是_ ；（2）罐再鼓起的原因是_ 。課 堂 練 習(xí)CO2被NaOH吸收，壓強(qiáng)減小鋁和NaOH反應(yīng)生成H2，壓強(qiáng)增大【課堂小結(jié)】 二、鋁的制備過程和原理Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlNaOH CO2 溶解、過濾酸

7、化、過濾灼燒電解三、Al2O3的性質(zhì)AlCl3AlAl(OH)3通電+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOH四.氫氧化鋁的性質(zhì)1.物理性質(zhì)氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀固體物質(zhì)。能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素的性能。三：氫氧化鋁在氯化鋁溶液分兩份分別滴加氨水AlCl3 + 3NH3H2O =Al（OH）3 + 3NH4Cl典型的兩性氫氧化物Al（OH）3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O兩性氫氧化物：既與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。實驗實驗的兩支試管分別滴加鹽酸和氫氧化鈉實驗現(xiàn)象：出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)

8、象：白色沉淀都消失思考沉淀Al(OH)3加稀鹽酸沉淀溶解加NaOH沉淀溶解加氨水沉淀不溶解AlCl3 + 3NH3H2O =Al(OH)3 + 3NH4ClAl(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O注意：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱堿Al(OH)3制取與強(qiáng)酸反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)NaAlO2 + 2H2O+H2O=Al(OH)3 +NaHCO3 受熱分解 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O常用凈水劑電離方程式：KAl(SO4)2 = K+Al3+2SO42-化學(xué)式：KAl(SO4)212H2O，是一種復(fù)鹽。

9、Al3+ +3H2O = Al(OH)3(膠體) +3H+ 吸附能力五.明礬Al（OH）3Al3+AlO2-Al3+ + 3OH- =Al（OH）3Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2O有關(guān)方程式Al3+3OH- Al(OH)3Al3+4OH- AlO2- +2H2OAl3+3NH3H2O Al(OH)3 +3 NH4 +AlO2- +H+ +H2O Al(OH)3 AlO2- +4H+

10、Al 3+ + 2H2O2AlO2- +CO2 +3H2O 2 Al(OH)3 +CO3 2AlO2- +CO2 +2H2O Al(OH)3 +HCO3Al(OH)3+3H+ Al3+ +3H2OAl(OH)3+OH- AlO2- +2H2O 3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)31：31：41：11：4特殊反應(yīng)： H2O+AlO2- +HCO3 - = Al(OH)3+CO32-鋁三角：NH3H2OH+過量OH-過量H+CO2+H2O OH-OHHAl3+Al(OH)3AlO2-【課堂小結(jié)】 一、Al(OH)3的性質(zhì)AlCl3AlAl(OH)3通電+HCl+CO2Al2O3N

11、aAlO2NaOHNaOH NH3H2O +HCl+HClNaOHAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl= AlCl3 +3H2O兩性二、Al(OH)3的制取：AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl組成：KAl(SO4)212H2O用途：凈水Al3+ + H2O Al(OH)3（膠體）+3H+三、明礬性質(zhì)和用途一.鋁的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途用途不一的各種鋁合金易加工成各種形狀，包裝、裝飾工藝，鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁鍋、鋁壺等加熱器具鋁芯電線、電纜銀白色，有金屬光澤質(zhì)地較軟，延展性好導(dǎo)熱性能好導(dǎo)電性能較好密度小、熔點低、硬度小一、

12、鋁的物理性質(zhì)銀白色金屬，密度小、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性。復(fù)習(xí)與思考鋁的原子結(jié)構(gòu)特點及在金屬活動順序表中的位置 Al3e- = Al3+Al的化學(xué)性質(zhì)活潑,具有較強(qiáng)還原性K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Al思考：鋁是一種較活潑的金屬，那為什么其在空氣中不易被腐蝕呢？1.與O2的反應(yīng)：4Al + 3O2 = 2Al2O3想一想:有人對鋁制品因為表面氧化出現(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？（二）鋁的化學(xué)性質(zhì)： 二.鋁的化學(xué)性質(zhì)生活與思考鋁是一種較活潑的金屬，那為什么其在空氣中不易被腐蝕呢？1.與O2的反應(yīng)：4Al + 3O2 = 2

13、Al2O3 鋁在氧氣中點燃可以看到耀眼的白光有人對鋁制品因為表面氧化出現(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？鋁具有導(dǎo)熱性。常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化物薄膜而具有抗腐蝕性。若擦去，會導(dǎo)致鋁制品快速被腐蝕能寫出Al和S、Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？點燃觀察與思考并完成P66表格把鋁分別加入濃硝酸、濃硫酸、鹽酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2鋁能將稀硫酸、鹽酸中的H+置換成H2冷的濃硝酸,濃硫酸使鋁表面鈍化!生活應(yīng)用：濃硝酸、濃硫酸的運輸2.與酸反應(yīng)鋁比鐵活潑，為什么鋁反而耐腐蝕？鋁制品表面不光潔時，能否用用硬物來擦洗？ 【問題情境】 【觀察思考】

14、觀察鋁片浸入NaOH溶液的 實驗，觀察并思考以下問題：1浸入NaOH溶液的鋁片顏色有什么變化？為什么？2有無氣泡冒出？靜置較長一段時間后呢？為什么？【活動與探究】 鋁的性質(zhì)實驗實驗現(xiàn)象結(jié)論或化學(xué)方程式1鹽酸2NaOH溶液3濃硝酸4濃硫酸有無色無味氣體放出有無色無味氣體放出無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2鈍化鈍化【交流討論】 1.為什么鋁與濃酸反而沒有氣體生成了？2.從原子守恒的角度推斷鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的氣體是什么氣體？3. 分析兩反應(yīng)的電子得失，實質(zhì)上有什么共同之處？【歸納小結(jié)】 鋁的兩性 2Al+6HCl=

15、 2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 鈍化： 鋁與到濃硫酸、濃硝酸，會在鋁的表面反應(yīng)生成一層致密的氧化物保護(hù)膜。鋁的兩性試一試將表面已完全鈍化的鋁條投入下列溶液中，不會發(fā)生反應(yīng)的是 （ ）A.稀硝酸 B.稀鹽酸 C.硝酸銅 D.氫氧化鈉 C把鋁加入到NaOH溶液中現(xiàn)象：鋁與NaOH反應(yīng)，有氫氣產(chǎn)生?；瘜W(xué)方程式：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2Al與強(qiáng)堿反應(yīng)才能生成H23.與堿反應(yīng)4.鋁 熱 反 應(yīng)2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3高溫Al的還原性強(qiáng)，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒寫方程式

16、：Al與V2O5 、 Al與CrO3用途：焊接鐵軌、冶煉難熔的金屬【閱讀思考】 閱讀教材中鋁熱劑內(nèi)容 ，思考以下問題1.鋁熱劑的組成2.鋁熱劑的反應(yīng)原理，為什么生成的鐵會熔化？3.設(shè)想鋁熱劑有哪些用途？【歸納小結(jié)】 鋁熱劑： 鋁粉和某些金屬氧化物（Fe2O3、V2O5、MnO2）組成的混合物。組成：原理：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3高溫用途：焊接、冶煉金屬等放熱2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是高溫下，較活潑的鋁置換出較不活潑的金屬，工業(yè)上常用于冶煉金屬。利用鋁的強(qiáng)還原性和鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時能放出大量熱的性質(zhì)，工業(yè)上常用鋁粉來還原一些金屬氧化物，這

17、類反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。練一練和鋁粉可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是 （ ）A.氧化鈉 B.鎂粉 C.氧化鎢 D.硫粉C密度小強(qiáng)度高塑性好制造工藝簡單成本低抗腐蝕力強(qiáng)鋁合金的特點四、應(yīng)用：主要用途：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。特性：合金的硬度一般比各成分金屬大，多數(shù)合金的熔點低于組成它的成分金屬。合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。問 題 探 究1、為什么鋁制餐具不宜蒸煮或長期存放有酸性或堿性的食物？2、相同物質(zhì)的量的鋁與足量的酸或足量的氫氧化鈉反應(yīng)時，用去的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？小結(jié)：鋁在自然

18、界以化合態(tài)形式存在物理性質(zhì)及用途化學(xué)性質(zhì) 與氧氣等非金屬反應(yīng)與酸反應(yīng)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)與氧化物反應(yīng)1.下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是:A.鋁屬于金屬單質(zhì),不與任何堿反應(yīng) B.鋁是地殼中含量最多的金屬C.在常溫下，鋁不能與氧氣反應(yīng) D.鋁既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)AC課 堂 練 習(xí)2、鋁粉投入某無色溶液中產(chǎn)生H2，則下列離子組合可存在于該無色溶液中的是 （ ） A. H+，Mg2+，Ba2+，Cl- B. OH-, NO3- , Cl-, Ba2+ C. H+，Cu2+，K+ ，SO42- D. OH-, Mg2+, CO32-, NO3-AB課 堂 練 習(xí)3.鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，主要因為（ ）

19、A.鋁不活潑 B.具有兩性C.鋁與氧氣在常溫下不反應(yīng)D.鋁表面在常溫下能形成一層致密的氧化物薄膜D課 堂 練 習(xí)練習(xí)2可用作制作熔融燒堿的坩堝物質(zhì)是（ ）A鐵 B氧化鎂C氧化鋁 D鈉和鉀合金練習(xí)在鋁土礦制金屬制備鋁的個主要操作：溶解酸化灼熱電解中發(fā)生了如下類型的反應(yīng)，按要求寫出反應(yīng)方程式（1）氧化還原反應(yīng)_ (2)復(fù)分解反應(yīng)_ (3)分解反應(yīng)_ AB4下列離子方程式不正確的是A氯氣通入水中:Cl2+H2O2H+ClClOB向偏鋁酸鈉溶液中通入過量的CO2：AlO22H2OCO2Al(OH)3+HCO3 C澄清的石灰水中加入碳酸鈉:Ca2+CO32-CaCO3D氧化鋁溶于稀硫酸:Al2O3+6H

20、+2Al3+3H2O5下列物質(zhì)既能與稀硫酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的是A.NaHCO3B.NH4ClC.Al2O3D.NaClO【目標(biāo)檢測】 1下列反應(yīng)最后有沉淀生成的是：AAlCl3溶液加過量NaOH溶液 BNaAlO2溶液加過量鹽酸C石灰水通入過量CO2D AlCl3溶液加過量氨水2在使溶液中的AlO2-完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3，應(yīng)選擇的最好試劑是：AH2SO4 BHCl CCO2 DNH3H2ODC3下列關(guān)于Al(OH)3的性質(zhì)的敘述錯誤的是A、Al(OH)3 是能溶于NaOH溶液B、Al(OH)3 能吸附水中的懸浮物，是因為膠體有很強(qiáng)吸附力。C、Al(OH)3 能溶于氨水D、Al(

21、OH)3屬于兩性氫氧化物C4有A、B、C、D是鋁元素的化合物，化合物間發(fā)生如下反應(yīng)：A+NaOHD+H2O B A+H2OC+ NH3H2OB+NH4Cl B+NaOHD+H2OB+HClC+H2O (1)確定物質(zhì)A、B、C、D的化學(xué)式：A_，B_，C_，D_。 (2)寫出 、反應(yīng)的離子方程式為_,_,_。Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3H+Al3+ + H2OAl2O3NaAlO2AlCl3Al(OH)31小明家里收藏了一件清代的鋁制佛像，該佛像至今仍保存十分完好。該佛像未銹蝕的主要原因是A鋁不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng) B鋁的氧化物容易發(fā)生還原反應(yīng)C鋁不易被氧化 D鋁易被氧化，但氧化鋁具有保護(hù)內(nèi)部鋁的作用【目標(biāo)檢測】 D2鎂和鋁都是較活潑金屬，下列敘述正確的是 鎂易溶于冷水，而鋁難溶于冷水 鋁溶于堿溶液，而鎂難溶于堿溶液 常溫下鎂難溶于濃硫酸，而鋁易溶于濃硫酸 反應(yīng)中鋁失去3個電子而鎂失去2個電子，所以鋁比鎂的還原性強(qiáng)。 A BC D全部3用含少量鎂的鋁粉制取純凈的Al(OH)3,下列操作步