高中化学苏教版必修一《3.1从铝土矿到铝合金》课件

3.与碱反应
把铝加入到NaOH溶液中 现象： 铝与NaOH反应，有氢气产生。 化学方程式： 2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑ Al与强碱反应才能生成H2
4.铝 热 反 应
高温
2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3 Al的还原性强，且反应能放 出大量的热，将生成物融化 发出耀眼的光芒
将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后 往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封 罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段 时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。 （1）罐壁内凹而瘪的原因是_C_O_2_被_N_a_O_H_吸__取；，压强减小 （2）罐再鼓起的原因是_铝__和_N_a_O_H__反_应__生_成_ H。2，压强增大
在19世纪，从铝矿石中提炼铝——极其困难。
电解法——铝才得到普及
生活生产中的铝制品
从铝土矿中提取铝
一：铝的制备 二：Al2O3两性氧化物 三： Al(OH)3两性氢氧化物 四：铝的应用
铝的发现及冶炼变化
▪ 铝的发现
德国的沃勒于1827年发现铝
法国的德维尔于1854年制得铝
一定条件
3K + AlCl3
2.铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正
式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝及其化合物在
下列场合的使用须加以控制的是
（C）
①制铝锭 ②制易拉罐 ③制电线、电缆 ④制包糖果用的铝箔
⑤用明矾净水⑥制炊具 ⑦用明矾和苏打作食物膨化剂 ⑧用氢
氧化铝制胃药 ⑨制防锈油漆
A.①②④⑤⑥⑦⑧ B.②⑤⑥⑦⑧
吸附能力
Al（OH）3
① ⑤
④②
Al3+
③ ⑥
AlO2-
①Al3+ + 3OH- =Al（OH）3
②Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O ③ Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O ④ AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 ⑤ Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O ⑥ AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2O
有关方程式
1：3 Al3++3OH- ＝Al(OH)3↓ 1：4 Al3++4OH- ＝ AlO2- +2H2O
Al3++3NH3·H2O ＝ Al(OH)3 ↓+3 NH4 +
1：1 AlO2- +H+ +H2O ＝Al(OH)3 ↓
1：4 AlO2- +4H+ ＝Al 3+ + 2H2O
Al(OH)3+3H+ ＝ Al3+ +3H2O Al(OH)3+OH- ＝ AlO2- +2H2O
二、Al(OH)3的制取：
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4Cl 三、明矾性质和用途
组成：KAl(SO4)2·12H2O 用途：净水Al3+ + H2O
Al(OH)3（胶体）+3H+
一.铝的物理性质和用途
物理性质
银白色，有金属光泽 质地较软，延展性好
用途
易加工成各种形状， 包装、装饰工艺， 铝箔、铝丝、银粉涂料
Al的化学性质活泼, 具有较强还原性
思考：铝是一种较活泼的金属，那为什么其在 空气中不易被腐蚀呢？
（二）铝的化学性质：
1.与O2的反应：4Al + 3O2 = 2Al2O3
想一想:
有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总感到不美观， 所以常用钢丝球进行擦洗，你认为有必要吗？为什么？
生活与思考
二.铝的化学性质
①作耐火材料：制耐火管、耐火坩埚、耐高温的实 验仪器等
②冶炼铝的原料. （3）化学性质—是典型的两性氧化物
①不与水反应
② 和酸反应：
Al2O3 +6HCl == 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ ==2Al3+ + 3H2O （Al2O3表现了碱性氧化物的性质）
③ 和碱反应：
Al2O3 + 2NaOH === 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH- === 2AlO2- + H2O （Al2O3表现了酸性氧化物的性质）
【课堂小结】
二、铝的制备过程和原理
NaOH
CO2
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
Al2O3 Al
溶解、过滤
酸化、过滤
灼烧 电解
三、Al2O3的性质
AlCl3
+HCl
NaOH
Al
通电
Al2O3
△ Al(OH)3
NaOH
NaAlO2
+CO2
四.氢氧化铝的性质
1.物理性质 氢氧化铝是几乎不溶于水的白色 胶状固体物质。能凝聚水中悬浮物， 又有吸附色素的性能。
NH3·H2O
OH－
H+
CO2 OH+H2O
H＋
Al3+
过量OH过量H+
AlO2-
【课堂小结】
一、Al(OH)3的性质
Al
AlCl3 NaOH
+HCl +HCl
NH3·H2O
通电
Al2O3
NaOH
NaAlO2
△ NaOH +CO2
Al(OH)3
+HCl
两性 Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O Al(OH)3+3HCl==== AlCl3 + 3H2O
+6H2O=4Al(OH)3↓
3AlO2- +Al3+
AlO2- +CO2 +2H2O ＝ Al(OH)3 ↓ +HCO3－
2AlO2- +CO2 +3H2O ＝2 Al(OH)3 ↓ +CO3 2－
特殊反应：
H2O+AlO2- +HCO3 - = Al(OH)3↓+CO32-
铝三角：
Al(OH)3
铝是一种较活泼的金属，那为什么其在 空气中不易被腐蚀呢？ 1.与O2的反应：4Al + 3O2 点=燃= 2Al2O3
铝在氧气中点燃可以看到耀眼的白光 铝有具人有对导铝热制性品。因常为温表下面铝氧的化表出面现被灰氧色化而，总生感成到 一不层美致观密，氧所化以物常薄用膜钢而丝具球有进抗行腐擦蚀洗性，。你若认擦为去有， 会必导要致吗铝？制为品什快么速？被腐蚀
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O ③与强碱反应
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O ④受热分解
△
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
注意：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱碱
五.明矾 常用净水剂
化学式：KAl(SO4)2·12H2O，是一种复盐。 电离方程式：KAl(SO4)2 = K++Al3++2SO42Al3+ +3H2O = Al(OH)3(胶体) +3H+
NaAlO2＋CO2＋2H2O＝Al（OH）3↓＋NaHCO3 2Al（OH）3 灼烧 Al2O3＋3H2O 2Al2O3 电解 4Al＋3O2↑
▪ 巩固练习
1.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属
于氧化还原反应的是 （ D ）
A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化钠固体 D.电解熔融的氧化铝
结论或化学方程式 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2N aAlO2+3H2↑
钝化 钝化
【交流讨论】
1.为什么铝与浓酸反而没有气体生成了？ 2.从原子守恒的角度推断铝与氢氧化钠溶液反应生成
的气体是什么气体？ 3. 分析两反应的电子得失，实质上有什么共同之处？
【归纳小结】
问题讨论：
问题1：用NaOH溶液溶解铝土矿的目的是什么？
溶解氧化铝，过滤，从而除去少量的Fe2O3、等杂质
问题讨论：
问题2：铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠溶液反应， 生成偏铝酸钠和水。向偏铝酸钠溶液中通入二氧 化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，灼烧氢氧 化铝得到氧化铝。请结合工艺流程，写出从铝土 矿制备氧化铝过程中产生的化学反应方程式，判 断是否为氧化还原反应，是离子反应的写离子方 程式。 P63
3KCl + Al
1886年，美国霍尔用 电解法冶炼得到铝
电解
2Al2O3
4Al + 3O2
铁钙钠钾镁
氧
14.55% 49.13%
铝7.73% 硅
26%
铝的存在
铝在自然界以化合态情势存在，铝土矿（主要 成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂 质）是铝元素在地壳中的主要存在情势之一。
铝的制备
NaAlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3 +NaHCO3
铝土矿
2Al(OH)3=灼=烧Al2O3+3H2O
二氧化碳
铝
溶解 过滤 酸化
过滤
灼烧
电解
NaOH溶液 残渣
滤液
H2O 2Al2O3电==解4Al+3O2
2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2O
铝的提取原理
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
铝的两性
铝的两性 2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
钝化： 铝与到浓硫酸、浓硝酸，会在铝的表面反 应生成一层致密的氧化铝条投入下列溶液中，
不会产生反应的是
（C）
A.稀硝酸
B.稀盐酸
C.硝酸铜
D.氢氧化钠
用途：焊接铁轨、冶炼难熔的金属 写方程式：Al与V2O5 、 Al与CrO3
【阅读思考】 阅读教材中铝热剂内容 ，思考以下问题
1.铝热剂的组成 2.铝热剂的反应原理，为什么生成的铁会融化？ 3.假想铝热剂有哪些用途？
【归纳小结】
铝热剂： 组成：
铝粉和某些金属氧化物（Fe2O3、 V2O5、MnO2）组成的混合物。
三：氢氧化铝 ——典型的两性氢氧化物
实验１
在氯化铝溶液分两份分别滴加氨水 现象：出现白色沉淀
AlCl3 + 3NH3·H2O =Al（OH）3 + 3NH4Cl
实验２ 实验１的两支试管分别滴加盐酸和氢氧化钠
现象：白色沉淀都消失
Al（OH）3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al（OH）3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
原理：
高温 2Al+ Fe2O3 ＝＝ 2Fe+ Al2O3 放热
用途： 焊接、冶炼金属等
高温
2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3
导热性能好
铝锅、铝壶等加热器具
导电性能较好
铝芯电线、电缆
密度小、熔点低、硬度小 用途不一的各种铝合金
一、铝的物理性质
银白色金属，密度小、良好的导电导热性和延展性。
复习与思考
铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置
K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb H Cu Hg …
Al－3e- == Al3+
C.②④⑤⑥⑦⑧
D.③④⑤⑥⑦⑧
3.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若 有0.2mol电子产生转移，则理论上能 得到金属铝多少克？需氧化铝多少克？
分析：
得12e－
2Al2O3电解 4Al＋3O2↑
失12e－
由上述知：
2Al2O3 ～ 4Al ～ 转移电子12
2mol 4mol
12mol
0.2mol
课堂练习
能写出Al和S、Cl2反应的化学方程式吗？
2.与酸反应
把铝分别加入浓硝酸、浓硫酸、盐酸中
视察与思考并完成P66表格 ①冷的浓硝酸,浓硫酸使铝表面钝化! 生活应用：浓硝酸、浓硫酸的运输
②铝能将稀硫酸、盐酸中的H+置换成H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
【问题情境】
铝比铁活泼，为什么铝反而耐腐蚀？铝制品表面 不光洁时，能否用用硬物来擦洗？ 【视察思考】
两性氢氧化物：既与酸反应又可与碱反应生成盐和水的氢氧化物。
思考
沉淀Al(OH)3
加稀盐酸
沉淀溶解
加NaOH
沉淀溶解
加氨水
沉淀不溶解
①Al(OH)3制取
AlCl3 + 3NH3·H2O =Al(OH)3↓ + 3NH4Cl NaAlO2 + 2H2O+H2O=Al(OH)3 ↓ +NaHCO3 ②与强酸反应
视察铝片浸入NaOH溶液的 实验，视察并思 考以下问题：
1．浸入NaOH溶液的铝片颜色有什么变化？为什么？ 2．有无气泡冒出？静置较长一段时间后呢？为什么？
【活动与探究】 铝的性质
实验
实验现象
1．盐酸 有无色无味气体 放出
2．NaOH 有无色无味气体
溶液
放出
3．浓硝酸 无明显现象
4．浓硫酸 无明显现象
专题三
从矿物到基础材料
第一单元 从铝土矿到铝合金
在19世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破 仑三世，收藏着一套铝制的餐具，平时舍不得 用，直到国宴时才拿出来夸耀一番，而元素周 期表的首创人门捷列夫在受到英国皇家学会的 表彰时，得到的却是一只铝杯。为什么拿破仑 没有收藏金制的餐具,而门捷列夫也没有给嘉 奖一只金杯呢？
铝元素占地壳总量的 7.73%，是地壳中含量 最多的金属。
从铝土矿中提取铝
铝土矿的成分： 主要成分：Al2O3 少量：Fe2O3、SiO2等杂质
天然氧化铝—刚玉
红宝石（Al2O3）
蓝宝石（Al2O3）
氧化铝 Al2O3 氧化铝的主要性质：P62、64
（1）物理性质：白色、不溶于水的固体，熔点很高。 （红宝石、蓝宝石的主要成分） （2）主要用途：