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类型1.1 从铝土矿中提取铝铝的重要化合物.doc

  • 上传人:scg750829
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  • 上传时间:2019-05-10
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    1.1 从铝土矿中提取铝铝的重要化合物.doc
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    1、Just do it ! 1第一课时 从铝土矿中提取铝 铝的重要化合物知识回顾:1酸性氧化物是指能和碱反应生成盐和水的氧化物,如 CO2、P 2O5 等。2碱性氧化物是指能和酸反应生成盐和水的氧化物,如 CaO、Fe 2O3 等。3试书写下列化学方程式:CO2 通入澄清石灰水中:CO 2Ca(OH) 2=CaCO3H 2O;铁锈溶于稀盐酸中:Fe 2O36HCl= =2FeCl33H 2O。一、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:地壳中铝元素的主要存在形式为 铝土矿,其主要成分为 Al2O3。2从铝土矿制备铝的工艺流程铝土矿 滤液 沉淀 氧化铝

    2、( 熔融) 铝 NaOH溶 液 过 滤 CO2 过 滤 灼 烧 电 解 冰 晶 石上述过程中发生反应的化学方程式分别为:(1)Al2O32NaOH= =2NaAlO2H 2O;(2)NaAlO 2CO 22H 2O=Al(OH)3NaHCO 3;(3)2Al(OH)3 Al2O33H 2O; (4)2Al2O3 4Al3O 2。= = = = = = = = = =通 电 二、氧化铝1化学性质两性氧化物(1)Al2O3 与 H2SO4 反应的化学方程式:Al 2O33H 2SO4=Al2(SO4)33H 2O。Al2O3 与 NaOH 溶液反应的化学方程式:Al 2O32NaOH= =2NaA

    3、lO2H 2O。(2)两性氧化物:既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。2物理性质(1)硬度高,硬度仅次于金刚石的物质是 刚玉,其主要成分为 氧化铝。(2)熔、沸点都很高,可用于制造 耐火材料。三、氢氧化铝1实验室制备氢氧化铝离子方程式:Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 。 42化学性质两性氢氧化物(1)Al(OH)3 与强酸反应的离子方程式:Al(OH) 33H =Al3 3H 2O。Al(OH)3 与强碱溶液反应的离子方程式:Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O。 2(2)两性氢氧化物:既可以与 酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物。四、明矾1复盐由两种

    4、或两种以上的阳离子和一种阴离子组成的盐。如明矾 KAl(SO4)212H2O。2明矾的净水原理(1)电离:KAl(SO 4)2=K Al 3 2SO 。24(2)生成胶体:Al 3 3H 2O=Al(OH)3(胶体)3H 。(3)吸附作用:Al(OH) 3 胶体具有很强的吸附能力,能凝聚水中的悬浮物并使之沉降。练一练:Just do it ! 21铝比铁活泼,但铝制品比铁抗腐蚀能力强,这是为什么?2电解 Al2O3 时,为何要加入冰晶石?3实验室制备少量 Al(OH)3 时,为什么用氨水而不用 NaOH 溶液?4如何除去 Mg(OH)2 中的 Al(OH)3?5NaHCO 3 既能和酸反应又能

    5、和碱反应,它属于两性物质吗?考点一:“铝三角”及其应用1 “铝三角”指 Al3 、Al(OH) 3 和 AlO 相互转化的三角关系,具体反应有: 2Al(OH)3OH =AlO 2H 2O; 2Al(OH)33H =Al3 3H 2O;Al3 3OH =Al(OH)3或 Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH; 4AlO H H 2O=Al(OH)3或 AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO ; 2 2 3AlO 4H =Al3 2H 2O; 2Al3 4OH =AlO 2H 2O。 22应用(1)制取 Al(OH)3:Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH ; 4

    6、AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 。 2 3(2)离子共存问题:Al3 与 OH 、AlO 、CO 、HCO 等在溶液中不能大量共存;AlO 与 2 23 3 2H 、Al 3 、Fe 3 、Mg 2 等在溶液中不能大量共存。3铝盐与强碱溶液作用生成 Al(OH)3沉淀的计算反应关系如下:(1)Al3 3OH =Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3OH =AlO 2H 2O(沉淀溶解) 2(3)Al3 4OH =AlO 2H 2O(生成沉淀,又恰好完全溶解) 2分析以上三个反应关系式,所得 Al(OH)3 沉淀的物质的量与 n(Al3 )、n(OH )的关系为:当 3

    7、 时,所得沉淀的物质的量:nAl(OH) 3 n(OH );nOH nAl3 13当 4 时,所得沉淀的物质的量:nAl(OH) 30;nOH nAl3 当 3 4 时,所得沉淀的物质的量:nAl(OH) 34 n(Al3 )n(OH )。nOH nAl3 用数轴可表示如下:Just do it ! 3例 1:向 20 mL 1 molL1 的 Al2(SO4)3 溶液中加入 30 mL KOH 溶液,充分反应得到 0.78 g 沉淀,则KOH 溶液的物质的量浓度可能是( )A1 molL1 B 3 molL1 C5 molL1 D7 molL1题后悟道:nAl(OH)3n(Al3 )时,加入

    8、的强碱有两种可能 碱不足量只生成 0.78 g Al(OH)3 沉淀,碱过量Al2(SO4)3 先全部转化为 Al(OH)3 沉淀,然后部分 Al(OH)3 沉淀溶解。考点二:有关 Al(OH)3 沉淀图像的分析1可溶性铝盐与 NaOH 溶液互滴情况分析2偏铝酸盐与稀盐酸互滴情况分析偏铝酸盐溶液中滴加稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴滴加偏铝酸盐溶液至过量立即产生白色沉淀渐多最多渐少沉淀消失无沉淀(有即溶)出现沉淀 渐多最多沉淀不消失AlO H H 2O= Al(OH)3 2Al(OH)33H = Al3 3H 2OAlO 4H = Al3 2H 2O 2Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3

    9、 2可溶性铝盐溶液中滴加 NaOH 溶液至过量 NaOH 溶液中逐滴滴加可溶性铝盐溶液至过量立即产生白色沉淀渐多最多渐少沉淀消失 无沉淀( 有即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失Al3 3OH = Al(OH)3Al(OH)3OH = AlO 2H 2O 24OH Al 3 = AlO 2H 2O 23AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)3 2Just do it ! 4例 2:把 NaOH、MgCl 2、AlCl 3 三种固体组成的混合物溶于足量水后,产生 1.16 g 白色沉淀,再向所得浊液中逐滴加入 1.00 molL1 盐酸,加入盐酸的体积与生成沉淀的关系如图所示。(1)A 点的沉

    10、淀物的化学式为_,理由_。(2)写出 A 点至 B 点发生反应的离子方程式 _。(3)原混合物中 MgCl2 的质量是_g,AlCl 3 的质量是 _g,NaOH 的质量是_g。(4)C 点盐酸的体积为_mL。题后悟道:(1)解答图像计算题,必须抓住有关化学反应原理和有关物质的性质,结合图像的特点,综合分析逐步计算求解。其关键是抓住图像的四点(原点、交点、转折点、终点) ,数形结合,分析计算。(2)在铝盐和强碱溶液及偏铝酸盐和强酸溶液反应的图像中,只要沉淀的量没有达到最大值,则产生的沉淀对应的碱或酸的量都有不足和过量两种情况,计算时要注意讨论。课堂练习:1(对应考点一)以氧化铝为原料制取氢氧化

    11、铝最好的方法是 ( )A将氧化铝溶于水B将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水C将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液D将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液之中,之后滴加盐酸2(对应考点一)在 MgO 中混有少量的 Al2O3 杂质,欲将杂质除去可选用的试剂是( )A稀硫酸 B浓氨水 C稀盐酸 D氢氧化钠溶液3(对应考点二)将氢氧化钠溶液滴入某氯化镁和氯化铝的混合溶液中,下列图像变化趋势正确的是 ( )4(对应考点二)将物质 X 逐滴加入 Y 溶液中,生成沉淀的物质的量(n 2)与所加 X 的物质的量( n1)的关系如图所示,符合该图所示情况的是下表中的( )A B C DJust do it ! 55

    12、(探究题 )有四种含有铝元素的化合物 A、B 、C、D ,且能发生下列反应:ANaOH DH 2O,B AH 2O,C NaOH BNaCl,在 D 溶液中滴入盐酸 加 热 适 量 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_。课堂归纳:1从铝土矿中提取铝的流程是:铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 Al。 NaOH溶 液 CO2 电 解 涉及反应:Al 2O32NaOH= =2NaAlO2H 2O,NaAlO 2CO 22H 2O=Al(OH)3NaHCO 3,2Al(OH)3 Al2O33H 2O, 2Al 2O3 4Al

    13、3O 2。= = = = = = = = = =通 电 2Al 2O3、Al(OH) 3 都为两性化合物,既可与酸,又可与碱反应生成盐和水,反应离子方程式:Al2O3 6H =2Al3 3H 2O,Al 2O32OH =2AlO H 2O, 2Al(OH)33H =Al3 3H 2O,Al(OH) 3H =AlO 2H 2O 23实验室常用可溶性铝盐溶液与氨水反应表制备 Al(OH)3,如 AlCl33NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Cl。4明矾净水原理为:Al3 3H 2O=Al(OH)3(胶体) 3H 。课后练习:一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分)1工业

    14、上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝。下列相关说法正确的是( )A氧化铝中的铝元素为3 价,只有还 原性,没有氧化性B加入冰晶石降低氧化铝的熔点,在熔融状态下易被还原C铝单质的还原性强,较难用还原剂还原氧化铝得到铝D铝离子的氧化性强,较难用还原剂还原氧化铝得到铝2既能与盐酸反应,又能和氢氧化钾溶液反应且属于两性化合物的是( )AMgO BAl 2O3 CMg(HCO 3)2 DKAl(SO 4)23下列说法正确的是( )AAl 2O3 难溶于水,不跟水反应,所以它不是 Al(OH)3 对应的氧化物B因为 Al2O3 是金属氧化物,所以它是碱性氧化物CAl 2O3

    15、能跟所有的酸碱溶液反应 DAl 2O3 能跟强的酸碱溶液反应4下列有关氧化铝和氢氧化铝的说法正确的是( )A氧化铝是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚B氧化铝是典型的两性氧化物,可与氨水反应生成偏铝酸盐X NaOH AlCl3 HCl NaAlO2Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HClJust do it ! 6C因为氢氧化铝受热易分解,所以具有两性D两性氢氧化物只能与强酸、强碱反应5将 NaOH 溶液逐滴加入用盐酸酸化了的 AlCl3 溶液中,若用 y 轴表示 Al(OH)3 的沉淀量,x 轴表示NaOH 溶液的体积,下列图像正确的是( )二、非选择题(本题包括 3 小题,共

    16、30 分)6(6 分 )某混合物 A 中含有 KAl(SO4)2、Al 2O3 和 Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化。据此判断:(1)固体 B 的化学式为_。(2)固体 E 所含物质的化学 式为 _。(3)反应 的离子方程式为:_。7(8 分 )用一无色透明的溶液做如下实验:取少量溶液滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液,有白色沉淀生成。另取部分溶液加入 Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入 Na2O2 的量与生成沉淀的量的关系如图所示:试问:(1)Cu2 、NH 、Al 3 、Mg 2 、Na 、Fe 3 、CO 、K 、SO 等离子中一定存在的离子是 4 23 24_;可能存在的离子是_ ;一定不存在的离子是 _。(2)上述溶液至少由_等物质混合成。8(16 分)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去 AlCl3 中含有的 Mg2 、K 杂质离子并尽可能减少 AlCl3的损失。请回答下列问题:Just do it ! 7(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:_ _。(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么? _。(3)溶液 a 中存在的离子有 _;在溶液 a 中加入盐酸时需控制盐酸的量,为什么?_。为此,改进方法是_。

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