20172018学年高中苏教版化学必修1教学案专题3第一单元第二课时从铝土矿中提取铝含答案

第二课时 从铝土矿中提取铝

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[课标要求]

1．了解铝元素在自然界中的主要存在形式。

2．了解从铝土矿中得到金属铝的过程。

1．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铝土矿(主要成分是Al 2O 3)是铝元素在

地壳中的主要存在形式之一。

2．从铝土矿(Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2)提取Al 2O 3的两个流程：

(1)铝土矿――→足量NaOH 溶液NaAlO 2――→过量盐酸

AlCl 3――→过量氨水Al(OH)3――→△

Al 2O 3。 (2)铝土矿――→足量HCl 溶液

AlCl 3――→过量NaOH 溶液 NaAlO 2――→过量CO 2Al (OH)3――→△

Al 2O 3。

3．铝元素在溶液中存在的形式

(1)在酸性溶液中存在形式Al 3＋。

(2)在碱性溶液中存在形式AlO －2。

从铝土矿中提取铝

1．铝的存在

(1)含量：铝元素是地壳中含量最多的金属元素。

(2)存在：地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al 2O 3。

2．从铝土矿制备铝的工艺流程

(1)流程图

(2)反应原理

①碱溶：化学方程式：Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O ；

离子方程式：Al 2O 3＋2OH －===2AlO －

2＋H 2O ；

②酸化：化学方程式：CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；

离子方程式：AlO－2＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓

＋HCO－3；

③灼烧：2Al(OH)3△,Al2O3＋3H2O；

④电解：2Al2O3通电,4Al＋3O2↑。

(3)电解氧化铝时冰晶石的作用

由于氧化铝的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗很大的能量。在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝熔融温度降低，从而减少了冶炼过程中的能量消耗。

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．NaAlO2溶液的酸化

C．灼烧氢氧化铝固体

D．电解熔融的氧化铝

解析：选D从铝土矿制备铝所涉及的反应中，只有电解熔融的氧化铝涉及元素化合价的改变，2Al2O3(熔融)通电,4Al＋3O2↑，属于氧化还原反应。

2．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，已知下列操作：①加NaOH溶液溶解；②通入过量的CO2；③过滤；④加盐酸酸化；⑤灼烧。要得到高纯度的Al2O3，上述操作的正确顺序是()

A．①②③⑤B．①③②③⑤

C．①③④③⑤D．①④③⑤

解析：选B将铝土矿用NaOH溶液溶解后过滤，目的是除去不与NaOH溶液反应的矿渣，并使Al2O3变成AlO－2。用CO2酸化是因为Al(OH)3溶于强酸，若加入盐酸，则盐酸的量难以控制，故选B。

[方法技巧]

从铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3、SiO2杂质)中提取Al2O3两个流程：

有关氢氧化铝的图像分析

1．图像类型

(1)向含1 mol AlCl 3的溶液中加入氨水至过量

①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶于过量氨水。

②反应原理：Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋

4

③数量关系：n (NH 3·H 2O )n (Al 3＋)

＝3时，生成沉淀的量最多。 (2)向含1 mol AlCl 3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量

①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH 溶液的

加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。

②反应原理：OA 段：Al 3＋＋3OH －

===Al(OH)3↓

AB 段：Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O

③数量关系：OA 段消耗的NaOH 与AB 段消耗的NaOH 的物质的量之比为3∶1。

(3)向含1 mol NaAlO 2的溶液中通入CO 2至过量

①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。

②反应原理：

OA 段：AlO －2＋3H 2O ＋CO 2===2Al(OH)3↓＋CO 2－

3

AB 段：CO 2－3＋H 2O ＋CO 2===2HCO －3 ③数量关系：n (CO 2)n (AlO －2)＝12

时，生成沉淀的量最多 (4)向含1 mol NaAlO 2的溶液中加入盐酸至过量

①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着盐酸的加入沉

淀量又逐渐减少，直至消失。

②反应原理：OA 段：AlO －2＋H ＋

＋H 2O===Al(OH)3↓

AB 段：Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O

③数量关系：OA 段消耗的HCl 与AB 段消耗HCl 的物质的量之比为1∶3。

(5)向含MgCl 2、AlCl 3各1 mol 的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。

①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH 溶液

的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。

②反应原理：OA 段：Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓，

Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓；

AB 段：Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O

③数量关系：AB 段消耗的NaOH 的物质的量即为混合液中Al 3＋的物质的量。

2．反应过程中铝元素存在的形式分析

(1)向1 L 1 mol·L －1的AlCl 3溶液中滴加NaOH 溶液