專題三：從礦物到基礎(chǔ)材料第一單元從鋁土礦到鋁合金

從鋁土礦提取鋁一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解地殼中鋁元素的含量，知道鋁元素在自然界中的主要存在形式，了解工業(yè)上從鋁土礦獲得鋁的方法，從金屬鋁冶煉方法的變化體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類生活的影響。2．知道鋁、氧化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)，了解鋁及其化合物在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用，進(jìn)一步認(rèn)識化學(xué)與生產(chǎn)生活的關(guān)系。3．了解兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念，知道氧化鋁和氫氧化鋁分別是兩性氧化物和兩性氫氧化物。4．通過相關(guān)探究活動進(jìn)一步了解探究學(xué)習(xí)的一般過程和方法。5．嘗試采用聯(lián)想、類比等方法學(xué)習(xí)新知識，學(xué)習(xí)構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)的常用方法。拿破侖的餐叉和鈕扣

現(xiàn)在，誰家都有鋁鍋、鋁盆、鋁勺之類的日用器具?？墒?，在100多年前，凡和鋁沾邊的東西，就是一種極貴重的寶貝。1848年以后，拿破侖三世登上了法國皇帝的寶座。一天，他舉辦了一個盛大的宴會，邀請了王室成員和貴族赴宴，另外還有一些地位較低的來賓?？腿巳胂?，發(fā)現(xiàn)用餐的餐具各不相同，在高貴的王室成員和皇宮貴族的餐桌上擺的都是鋁匙和鋁叉，而在地位較低的來賓面前，擺的卻是普通的金制和銀制的餐具。那一天，宴會雖很豐盛，但是使用金制和銀制餐具的人心里就堵得慌，因?yàn)樗麄儼l(fā)覺自己是在低人一等的餐桌上用餐。其實(shí)，這也不是拿破侖三世的本意，在當(dāng)時，即使是皇上也無法給每個來賓提供當(dāng)時是既貴重而又稀少的鋁餐具。

一直到19世紀(jì)80年代，鋁仍然是一種有珠寶價值的珍貴金屬。1889年，俄國著名的化學(xué)家門捷列夫到英國倫敦訪問和講學(xué)，英國科學(xué)家為表彰他在化學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，尤其是在發(fā)現(xiàn)元素周期律和建立元素周期表上的貢獻(xiàn)，贈給他一件貴重的獎品，就是用鋁和金制成的一架天平。

100多年后，鋁進(jìn)入了最平常的百姓家中。這要?dú)w功于那些一直在研究如何大批生產(chǎn)鋁的科學(xué)家。19世紀(jì)末，奧地利化學(xué)家拜爾在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究出了一種生產(chǎn)鋁的方法——電解氧化鋁。不久后，鋁的產(chǎn)量劇增，鋁的價格也大降。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。

由于鋁是活潑的金屬，因此鋁元素在自然界中均以化合態(tài)的形式存在。

鋁土礦的主要成分:Al2O3、Fe2O3、SiO2等。從鋁土礦制備鋁的工藝流程：鋁土礦氫氧化鈉溶液溶解、過濾殘渣濾液二氧化碳酸化、過濾殘渣濾液NaAlO2Al(OH)3Al2O3灼燒電解鋁結(jié)合書本寫出流程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。能改寫成離子方程式的改寫成離子方程式。流程中的一些主要反應(yīng)方程式:Al2O3＋2OH－＝2AlO2-

＋H2O;AlO2-

＋CO2＋2H2O＝

Al（OH）3↓＋HCO-32Al（OH）3＝

Al2O3＋3H2O；2Al2O3＝

4Al＋3O2↑.Δ

通電熔融態(tài)氧化鋁的熔點(diǎn)很高，加入冰晶石后就能降低熔點(diǎn)，從而節(jié)能。兩性氧化物:既可以與酸反應(yīng)也可以與堿反應(yīng)生成鹽與水的氧化物.Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2OAl2O3＋3H2SO4

＝Al2SO4＋3H2O偏鋁酸鈉:NaAlO2耐火磚剛玉耐磨球紅寶石氧化鋁：高硬度、高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)，不溶于水的白色固體。常用作耐火材料。你知道嗎？

剛玉的主要成分是α

–氧化鋁，硬度僅次于金剛石。紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分也是剛玉。紅寶石：混有少量含鉻的化合物；藍(lán)寶石：混有少量含鈦的化合物。人造寶石不但是漂亮的裝飾品，還常用來制造鐘表的軸承、光學(xué)儀器等等。活動與探究在氯化鋁溶液中滴加氨水，然后把產(chǎn)生的沉淀分成三份。在兩份中分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式并改寫成離子方程式。AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3+3NH4Cl沉淀加稀鹽酸加NaOH加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解兩性氫氧化物:既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽與水的氫氧化物.活動與探究在氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液與氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液比較。在偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸與在鹽酸中滴加偏鋁酸鈉溶液比較。（注意實(shí)驗(yàn)過程中要邊滴邊振蕩）觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式并改寫成離子方程式。1、在MgO中混有少量的Al2O3雜質(zhì)，欲將雜質(zhì)除去可選用的試劑是（）

A．稀硫酸B．濃氨水

C．稀鹽酸D．氫氧化鈉溶液練習(xí)答案：D練習(xí)2、向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol·l－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為（）A．3mL

B．7.5mL

C．15mL

D．27.5mL解析：利用圖形一目了然地看到堿的量有兩個值

0.03mol÷4mo1·L－1＝7.5mL。

0.11mol÷4mo1·L－1＝27.5mL。答案：BD物性鋁是銀白色有金屬光澤的金屬，熔點(diǎn)較低（660.4℃）,是熱和電的良導(dǎo)體。密度較?。?.7g·cm－3）,鋁的原子結(jié)構(gòu)很容易失3e－結(jié)論:鋁有很強(qiáng)的還原性。Al3＋Al回顧與嘗試以你熟知的反應(yīng)為例說明金屬鋁有較強(qiáng)的還原性?；顒优c探究將用砂紙打磨過的鋁條分別放入四支潔凈的試管中，在向試管中分別加入濃硫酸、濃硝酸、鹽酸、氫氧化鈉溶液。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出結(jié)論或方程式。觀察與思考：鋁熱反應(yīng)。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。試總結(jié)金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)?；裕?）與非金屬反應(yīng)：（2）與酸反應(yīng)①在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。②在熱的濃硫酸、濃硝酸，稀硝酸中反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣。③與稀硫酸，鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。（4）與堿反應(yīng)（3）與氧化物反應(yīng)用途鋁合金：主要用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及電子行業(yè)。鋁導(dǎo)熱能力強(qiáng)，可用于各種家用器皿。鋁導(dǎo)電能力強(qiáng)，可用于導(dǎo)線。鋁延展性好，可制成鋁箔。鋁熱反應(yīng)放出大量熱，可置換鐵。下列為鋁或鋁合金的各種用途，在后面的橫線上寫出所根據(jù)的性質(zhì)。（1）制造飛機(jī)或汽車外殼

（2）作為儲存濃硫酸的容器

（3）制造各種日用炊具

（4）鋁熱法冶煉金屬

（5）制造電線電纜

（6）制造包裝用的鋁箔

1、向一個鋁制的易拉罐中充滿CO2氣體，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，不多會兒聽到罐內(nèi)“卡卡”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會兒易拉罐又鼓起來，試回答：（1）易拉罐變癟的原因是

，反應(yīng)的離子方程式是

。（2）易拉罐又鼓起來的原因是

，反應(yīng)的離子方程式是

。2．鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織