高中化学-从铝土矿中提取铝导学案

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高中化学-从铝土矿中提取铝导学案

【学习目标】

1、了解地壳中铝元素的含量,知道铝元素在自然界中的主要存在形式.

2、了解工业上从铝土矿获得铝的方法,从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响.

【重点难点】

重点:铝在自然界的存在及工业上获得铝的方法

难点:工业上获得铝的方法及原理

【导学流程】

一、自主预习

1、铝在自然界中以稳定的态存在.铝是地壳中金属元素含量的元素.

2、提取铝的原料是,其主要成分是,首先要从中获得.

3、氧化铝较稳定,用还原剂还原.工业上采用的方法冶炼铝.

4、冶炼铝的过程中加入冰晶石的目的是.

二、合作探究

1、从铝土矿中提取铝的工艺流程(写出有关化学方程式):

(1)碱溶:

(2)酸化:

(3)灼烧:

(4)电解:

2、正误判断:

(1)铝是活泼金属,在自然界中只以稳定的化合态存在.

(2)铝是地壳中含量最多的元素,主要以铝土矿(主要成分Al

2O

3

)形式存在于地壳中.

(3)工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,说明熔融的氧化铝可以导电.

(4)电解熔融Al

2O

3

制备铝的反应中,Al

2

O

3

是氧化剂,氧气是氧化产物.

(5)由铝土矿制备铝的工艺流程中,有氧化还原反应也有非氧化还原反应.

(6)19世纪中期,铝十分昂贵,甚至超过当时黄金的价格,根本原因是当时没有冶炼铝的技术.

(7)氢气是一种常见的、重要的还原剂,可用于还原Al

2O

3

制备金属铝.

【阅读材料】

1、霍尔找到了冰晶石,才使铝这种19世纪最昂贵的金属,有如“旧时王榭堂前燕,飞入平常百姓家”.

2、铝的再生----“新世纪材料的亮点”:再生铝又称二次铝,是目前废物界最有价值的材料.现在世界每年从废铝回收的铝量约为400万吨,相当于每年铝产量的25%左右.与以铝土矿为起点相比,生产1吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%,并节省10.5吨水,少用固体材料11吨,比电解铝时少排放CO

2

91%,少处理废液、废渣1.9吨.

三、典型例题

【典例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:

A.铝土矿溶于NaOH溶液中

B.偏铝酸钠溶液的酸化

C.灼烧氢氧化铝固体

D.电解熔融的氧化铝

【典例2】欲除去MgO中混有的少量Al

2O

3

杂质,可选用的试剂是:

A.稀硫酸

B.浓氨水

C.稀盐酸

D.氢氧化钠溶液

【典例3】工业上用铝土矿(主要成分为Al

2O

3

,还有少量杂质Fe

2

O

3

、SiO

2

等,已知SiO

2

酸性氧化物)提取纯Al

2O

3

作冶炼铝的原料,提取时操作过程如下图所示,图中操作错误的是:

A.④⑤

B.③④

C.②⑤

D.①②

四、当堂检测

1、电解法炼铝时,冰晶石的作用是:

A. 助熔剂

B. 催化剂

C. 还原剂

D. 氧化剂

2、下列有关叙述不正确的是:

A.铝元素在地壳中的含量高,储量丰富 B.铝容易形成致密的氧化膜,抗腐蚀性能好

C.铝的冶炼技术基本成熟,可大量生产 D.铝化学性质稳定,常温下不与任何碱反应

3、有4种含有铝元素的化合物A、B、C、D,且能发生下列反应:

①A+NaOH→D+H

2O ②B A+H

2

O ③C+NaOH B+NaCl

④在①溶液中滴入盐酸后有沉淀生成,盐酸过量沉淀又溶解生成C.则A、B、C、D的化学式分别是A、B、C、D.

4、下图所示是从铝土矿中制备铝的工艺流程:

已知:

①铝土矿的主要成分是Al

2O

3

,此外还含有少量SiO

2

、Fe

2

O

3

等杂质;

②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,化学反应方程式为:

2Na

2SiO

3

+2NaAlO

2

+2H

2

O Na

2

Al

2

Si

2

O

8

↓+4NaOH

回答下列问题:

(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后,该步操作中发生反应的离子方程式:

.

(2)滤渣A的主要成分为;

实验室过滤时使用玻璃棒,其作用是.

(3)在工艺流程第三步中,选用二氧化碳作酸化剂的原因是

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