高中化学31课时27从铝土矿中提取铝导学案苏教版必修

从铝土矿中提取铝

【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Al2O3)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Al2O3制备铝的反应中，Al2O3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Al2O3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CO291%，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：

【典例2】欲除去MgO中混有的少量Al2O3杂质，可选用的试剂是：

【典例3】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质Fe2O3、SiO2等，已知SiO2是酸性氧化物)提取纯Al2O3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＋H2O ②B A＋H2O 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Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3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：

2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O Na2Al2Si2O8↓+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