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1、从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金高三第一轮总复习高三第一轮总复习2011.5必修必修1 1专题三第一单元第专题三第一单元第1 1课时课时一、一、铝的性质铝的性质1 1、铝原子的结构：、铝原子的结构：2 2、铝的物理性质铝的物理性质：银白色银白色金属，金属，硬度硬度和和密度小密度小，具有良好的导，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。腐蚀性。老年性痴呆症老年性痴呆症与铝有密切关系。与铝有密切关系。铝的原子结构示意图、核外电子排布式、电铝的原子结构示意图、核外电子排布式、电子式的书写？子式的书写？3 3、铝的化学性质：、铝的化学性质：AlA
2、l的化学性质活泼的化学性质活泼,具有较强还原性具有较强还原性（1 1）与非金属反应）与非金属反应（2 2）与酸反应）与酸反应（4 4）与盐溶液反应）与盐溶液反应（3 3）与碱反应）与碱反应（5 5）与某些氧化物反应）与某些氧化物反应铝热反应铝热反应（1 1）与非金属反应）与非金属反应4Al+3O2 2Al2O32Al+3Cl2 2AlCl 3铝在空气中缓慢氧化，在铝在空气中缓慢氧化，在氧气氧气中点燃剧烈燃烧。中点燃剧烈燃烧。思考：思考：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐
3、蚀呢？铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。（2 2）与酸反应）与酸反应注意：铝在冷的注意：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸浓硫酸、浓硝酸中中钝化钝化。某些金属在常温下遇某些金属在常温下遇强氧化性酸强氧化性酸如如浓硫酸、浓硝酸浓硫酸、浓硝酸时在表面生成时在表面生成致密的氧化膜致密的氧化膜，从而阻止内部金属进，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。一步发生反应，这种现象称为钝化。（3 3）与碱反应）与碱反应Al+2NaOH+2HAl+2NaOH+2H2 2O=2Na
4、AlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2还原剂和还原剂和氧化剂是氧化剂是？反应的实质反应的实质:分两步进行分两步进行 （1）2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2（2）Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O 将（将（1）+（2）2：2Al+6H2O+2NaOH 2NaAlO2+4H2O+3H2 2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O 失失23 e得得6e（4 4）与盐溶液反应）与盐溶液反应2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3（5 5）与某些氧化物）与某些氧化物(FeFe2 2OO3 3 、CrCr2 2OO3 3、MnOMnO2 2 、V
5、 V2 2O O5 5 等等)反应反应 现象现象：化学方程式化学方程式：发出耀眼的光芒、发出耀眼的光芒、放出大量的放出大量的热、热、有熔融物生成。有熔融物生成。2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3=2Fe+=2Fe+AlAl2 2O O3 3高温高温高温高温铝热剂铝热剂铝热剂铝热剂铝热反应铝热反应的用途：的用途：焊接铁轨、冶炼金属焊接铁轨、冶炼金属铝热反应铝热反应 铝粉和氧化铁反应装置图铝粉和氧化铁反应装置图4Al+3MnO2=3Mn+2Al2O310Al+3V2O5=6V+5Al2O3高温高温高温高温 试一试试一试：写出写出Al分别与分别与MnO2、V2O5 的反应方程式的反应方程式二
6、、二、铝的化合物铝的化合物1 1、氧化铝、氧化铝(Al(Al2 2OO3 3)：物理性质：物理性质：白色、不溶于水白色、不溶于水的固体，的固体，熔点很高熔点很高（20542054）常作）常作耐火材料耐火材料。刚玉刚玉的主要成分是的主要成分是AlAl2 2OO3 3 ，其中把含，其中把含少量少量铬元素铬元素的的刚玉称为刚玉称为红宝石红宝石；含少量的；含少量的铁和钛元素铁和钛元素的刚玉称为的刚玉称为蓝宝石蓝宝石。两性氧化物：两性氧化物：既能与既能与酸酸反应又能与反应又能与碱碱反应反应生成生成盐盐和和水水的氧化物。的氧化物。Al2O3的化学性质的化学性质-具有两性具有两性酸酸铝盐铝盐 水水 碱碱偏铝
7、酸盐偏铝酸盐 水水酸性氧化物酸性氧化物碱性氧化物碱性氧化物两性两性Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2On工业上采用工业上采用电解熔融氧化铝电解熔融氧化铝的方法的方法冶炼铝冶炼铝。n但由于铝的熔点很高，故在氧化铝中添加但由于铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（冰晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6)降低其熔点降低其熔点。2Al2O3 4Al3O2电解熔融得得12e12e失失12e12e【跟踪演练】1.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲乙
8、=12，则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 解析解析 若甲、乙两烧杯中若甲、乙两烧杯中AlAl完全反应，产生完全反应，产生H H2 2的体积比为的体积比为1111。据：。据：2Al+6HCl=2AlCl2Al+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2 2Al+2NaOH+2H 2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2若甲、乙两烧杯中各若甲、乙两烧杯中各0.3 mol0.3 mol的盐酸和的盐酸和NaOHNaOH完全反应，产生完全反应，产生H H2 2的体积比为的体积比为1313。现甲、乙。现甲、
9、乙两烧杯中放出两烧杯中放出H H2 2的体积比为的体积比为1212，则甲烧杯（，则甲烧杯（HClHCl）中）中AlAl过量而乙烧过量而乙烧 杯（杯（NaOHNaOH）中）中AlAl不不足，碱过量。足，碱过量。2Al +6HCl =AlCl 2Al +6HCl =AlCl3 3 +3H+3H2 2 0.3 mol 0.15 mol 0.3 mol 0.15 mol 2Al+2NaOH+2H 2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2 5.4 g 0.15 mol 5.4 g 0.15 mol2 21.1.将将5.4 g Al5.4 g Al投入投入20
10、0.0 mL 2.0 mol200.0 mL 2.0 molL L-1-1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为属剩余。该溶液可能为 ()()A.HNO A.HNO3 3溶液溶液 B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 2溶液溶液 C.HC.H2 2SOSO4 4溶液溶液 D.HClD.HCl溶液溶液 2 2、氢氧化铝、氢氧化铝Al(OH)Al(OH)3 3：（1 1）物理性质：）物理性质：氢氧化铝是氢氧化铝是白色胶状物质白色胶状物质，不溶于水不溶于水，有强的有强的吸附性吸附性，可以吸附水中的悬浮物。，可以吸附水中的悬浮物。（2 2）化学性质：
11、）化学性质：不稳定性不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。：氢氧化铝不稳定，受热易分解。2Al(OH)2Al(OH)3 3 AlAl2 2O O3 32H2H2 2O O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。这是工业上制取纯净氧化铝的方法。加热加热氢氧化铝为两性氢氧化物氢氧化铝为两性氢氧化物H+AlOAlO2 2-+H2O Al(OH)3 Al3+3OH-碱式电离酸式电离与碱反应与酸反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OKAl(SO4)212H2OKAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-无色晶体，易溶于水无色晶体，易溶于水Al3+3H2
12、OAl(OH)3（胶体）（胶体）+3H+=3 3、明矾明矾三、有关铝及其化合物的基本图像三、有关铝及其化合物的基本图像请根据以下给出的实验操作，写出对应的离子方程式，并画出对应的图像请根据以下给出的实验操作，写出对应的离子方程式，并画出对应的图像实验实验操作操作往往氯氯化化铝铝溶液中滴加溶液中滴加NaOHNaOH溶液至溶液至过过量量往往氯氯化化铝铝溶液中逐滴加溶液中逐滴加氨水溶液至氨水溶液至过过量量实验实验现现象象立即立即产产生白色沉淀生白色沉淀渐渐多多最多最多渐渐少少消失消失立即立即产产生白色沉淀生白色沉淀渐渐多多最最多多沉淀不消失沉淀不消失离子离子方程式方程式图图象象Al3+3OH-=Al
13、（OH）3Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2OAl3+3NH3H2O=Al（OH）3+3NH4+Al（OH）3+NH3H2O不反应不反应 实验实验操操作作往偏往偏铝铝酸酸钠钠溶液中逐滴溶液中逐滴加稀加稀盐盐酸溶液至酸溶液至过过量量往偏往偏铝铝酸酸钠盐钠盐液中液中缓缓慢通人慢通人COCO2 2实验现实验现象象立即立即产产生白色沉淀生白色沉淀渐渐多多最多最多渐渐少少消失消失立即立即产产生白色沉淀生白色沉淀渐渐多多最最多多沉淀不消失沉淀不消失离子离子方程式方程式图象图象AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+2H2O 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH
14、)3+CO32-Al(OH)3+CO2+H2O不反应不反应 实验实验操作操作NaOHNaOH溶液中逐滴加入可溶溶液中逐滴加入可溶性性铝盐铝盐溶液至溶液至过过量量盐盐酸中逐滴加入偏酸中逐滴加入偏铝铝酸酸盐盐溶溶液至液至过过量量实验现实验现象象无沉淀（有但即溶）无沉淀（有但即溶）出出现现沉沉淀淀渐渐多多最多最多沉淀不消失沉淀不消失同左同左离子离子方程式方程式图象图象Al3+4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3 AlO2-+4H+=Al3+2H2O3AlO2-+Al3+6H2O=4 Al(OH)3 AlCl3中逐滴加入中逐滴加入NaOH？Al(OH)Al(O
15、H)3 3的制备的制备AlCl3中逐滴加入氨水？中逐滴加入氨水？AlAl3+3+3NH+3NH3 3.H.H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+3NH+3NH4 4+故，用故，用AlAl3+3+制取制取Al(OH)Al(OH)3 3用弱碱更合适用弱碱更合适NaAlONaAlO2 2中逐滴加入盐酸？中逐滴加入盐酸？NaAlONaAlO2 2中缓慢通入中缓慢通入COCO2 2？2AlO2AlO2 2-+COCO2 2+3H+3H2 2O=2O=2Al(OH)Al(OH)3 3+COCO3 32-2-AlOAlO2 2-+COCO2 2+2H+2H2 2O=O=Al(OH)Al(OH)3
16、3+H+HCOCO3 3-故，由故，由AlOAlO2 2-制取制取Al(OH)Al(OH)3 3用弱酸更合适用弱酸更合适 巩固练习巩固练习1.AlCl3和和MgCl2的混合溶液中的混合溶液中,逐滴加入逐滴加入NaOH溶液溶液,则消耗则消耗NaOH溶液的体积溶液的体积(x轴轴)和生成沉淀的质量和生成沉淀的质量(y轴轴)之间之间的函数关系可用如图来表示的函数关系可用如图来表示,则下列关系图正确的是则下列关系图正确的是()B 巩固练习巩固练习2：有一种可能含有有一种可能含有Mg2+、Al3+、H+中的一中的一种或几种离子的混合溶液，取种或几种离子的混合溶液，取10mL该溶液，向其中滴加该溶液，向其中
17、滴加1mol/L的的NaOH溶液，充分振荡后有沉淀生成，生成沉溶液，充分振荡后有沉淀生成，生成沉淀的物质的量与加入淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系如图所示，下列溶液体积关系如图所示，下列判断正确的是（判断正确的是（）A、原溶液中只有、原溶液中只有Al3+，浓度为，浓度为1mol/LB、原溶液中含有、原溶液中含有Mg2+、Al3+，浓度均为，浓度均为1mol/LC、原溶液中含有、原溶液中含有Mg2+、Al3+、H+，浓度分别为，浓度分别为2mol/L、3mol/L、1mol/LD、原溶液中含有、原溶液中含有Mg2+、Al3+、H+，浓度均为，浓度均为1mol/LD AlCl3 NaAlO2
18、 Al12345786910 Al2O3Al(OH)3 Al Al3+3+、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2-间的转化间的转化铝的存在：铝的存在：铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73%7.73%，是地壳中含量，是地壳中含量最多最多的金属的金属。由于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均由于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均以以化合态化合态的形式存在。的形式存在。六、从铝土矿中提取铝六、从铝土矿中提取铝 铝元素在地壳中的主要存在铝元素在地壳中的主要存在于于 中，中，其主要成分其主要成分 ，还含有少的还含有少的 。Al2O3铝土矿铝土矿Fe2O3、SiO2Al2O3F
19、e2O3SiO2过量过量盐酸盐酸过滤过滤SiO2除去除去AlCl3FeCl3HCl溶液溶液过量过量NaOH溶液溶液过滤过滤Fe(OH)3除去除去NaAlO2NaClNaOH溶液溶液过量过量CO2过滤过滤滤液除去滤液除去Al(OH)3Al2O3方法方法1 1Al通电通电酸溶法酸溶法酸碱（弱）酸酸碱（弱）酸Al2O3Fe2O3SiO2过量过量NaOH溶液溶液过滤过滤Fe2O3除去除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液溶液过量过量盐酸盐酸过滤过滤AlCl3NaClHCl溶液溶液过量氨水过量氨水过滤过滤滤液除去滤液除去Al(OH)3方法方法2 2H2SiO3除去除去Al2O3Al通电通电碱溶法碱溶
20、法碱酸（弱）碱碱酸（弱）碱工业上用铝土矿（主要成分是工业上用铝土矿（主要成分是AlAl2 2O O3 3，还有少量的，还有少量的FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2）提取冶炼铝的原料）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：氧化铝。工艺流程如下图：（1 1）原料）原料A A的名称是的名称是_，步骤，步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。（2 2）滤液）滤液1 1中要加入稍过量原料中要加入稍过量原料B B，原料，原料B B的化学式是的化学式是_，步骤，步骤反应的离反应的离子方程式是：子方程式是：_。（3 3）步骤）步骤的化学方程式是的化学方程式是_。（4 4）如果省去步骤）如果省去步骤，即溶解铝土矿是从加入原料，即溶解铝土矿是从加入原料B B开始，则会对氧化铝的提取有什开始，则会对氧化铝的提取有什么影响么影响_。点击高考