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1、从铝土矿到铝单质导学案【学习目标】1. 通过课前检测特殊情境方程式的书写和画铝及其相关化合物的价类二维图 ，了解铝的重要反应和梳理铝及其相关化合物的转化关系；2. 通过设计从铝土矿到铝单质的工艺流程，掌握铝及其相关化合物的转化关系，构建铝土矿到铝单质工艺模型。3. 通过模型应用，把铝土矿到铝单质的工艺模型迁移使用到分离铝及其他金属和含有铝的工艺流程的流程分析。【课前检测】一写出下面情境相关离子（或化学）方程式。1.单质铝可以长时间放置的原因；2. 氧化铝坩埚不能用来熔融氢氧化钠固体原因；3. 实验室制备Al(OH)3 的方法，你能想出几种，都写出来；4. 明矾净水原理；5. 铁轨的焊接原理；6
2、. 铝单质冶炼原理。二 用价类二维图梳理铝及其化合物的转化关系。【铝的趣史】v 19世纪中期在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。v 1855年，在巴黎万国博览会上，展出了一小块铝，标签上写道：“来自黏土的白银”，与最贵珠宝并排陈列。v 1889年，伦敦化学会把铝合金制的花瓶和杯子作为贵重的奖品赠给著名化学家门捷列夫，以表彰他不朽的业绩。【身边的铝】门、窗户、栏杆导线、铝制易拉罐、食品的包装，厨房里的热水壶、铲子、勺子、饭锅等，铝是很便宜的金属，而且铝制品具有抗蚀性，所以铝已经成为我们生活当中必不可少的一部分了。思考铝，19世纪被誉为“来自黏土的白银”，为什么在
3、21世纪今天却变得如此便宜而又重要呢？【铝的冶炼史】美国霍尔v 1808年英国化学家戴维确定了明矾的存在，并将其中的铝称为(Alumium后改为Aluminum)；法国埃鲁v 1825年丹麦化学家和物理学家奥斯尝试提取铝；v 1827年维勒用金属钾还原熔融的无水氯化铝得到较纯的金属铝单质，当时的铝被视为“如珍珠一样贵重的金属”；v 1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，为以后大规模生产铝奠定了基础，而当时发明家霍尔，当时还不满23周岁。【从铝土矿到铝单质】学习任务一：初构模型结合你所学习的铝及其相关化合物的知识，分小组设计从铝土矿到铝单质工
4、艺流程，你能设计几种流程？请写下你们的流程图和相关重要方程式。（已知SiO2在强碱条件下转化为铝硅酸钠沉淀）铝土矿：Al2O3，主要杂质Fe2O3、CaO、MgO、SiO2等。铝单质学习任务二：完善模型如果你是铝厂老板，你会选择你设计的哪条流程进行投产，理由是什么？学习任务三：应用模型1.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A BC D2.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下。有关该流程的判断正确的是()A试剂X可
5、以为氨水，沉淀中含有铁的化合物BCO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C反应中的离子方程式为CO2AlO2-2H2O=Al(OH)3HCO3-D工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低【本堂小结】1. 补充每个转化关系所需化学物质或反应条件：2.从铝土矿到铝单质常见两种工艺流程是 和 其中 是工业生产使用流程。【巩固应用】1.(2020河南高三期中)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是( )A隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)=1:4B加入CaO可以
6、减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4C向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3D烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来2. (2021年广东卷18题节选）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：(2)“沉铝”中，生成的沉淀为_。(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。该氧化物为_。【课后延伸】信息1：中央经济工作会议首次将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年的重点
7、任务，提出我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。信息2：火电生产是电解铝生产的主要生产方式。2020年全年，我国电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%，而每吨电解铝平均碳排放的构成中电力排放为10.7吨，占64.8%，是大的影响因素。其中，使用火电生产1吨电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2吨。信息3：我国铝行业消费稳步增长，新能源带来的轻量化需求大大拓展了铝消费增长空间。我国铝行业供给侧改革为电解铝产能设定了上限，目前电解铝产能逐渐逼近上限，未来可能出现铝供应缺口。信息4：根据国内的数据，与生产等量的原铝相比，生产1吨再生铝相当于节约3.4吨标准煤，节水14立方米，减少固体废物排放20吨。课后活动根据以上信息，再生铝成为铝产业链减碳排主要途径之一，课后查阅资料，了解再生铝的工艺，想想生活中，我们能为再生铝做点什么贡献？第 7 页 共 7 页学科网（北京）股份有限公司