苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金.ppt
苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,专题3从矿物到基础材料,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,从铝土矿到铝合金,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,生活生产中的铝制品,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金， 如一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝不仅可以促进科技发展日新月异，又和我们家家户户生活息息相 关，它是大自然赐予人类的宝物。但是追溯到19世纪中叶，铝并不是象现在那样普遍存在。,苏教版必修专题三第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，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番，而元素周期表的创始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。为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具,而门捷列夫也没有给奖励一只金杯呢？,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,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝及铝合金,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,一、铝的存在：,铝在自然界以化合态形式存在，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形式之一。,铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,二、铝的物理性质和应用：,1.物理性质：,铝为银白色金属，质地柔软， 密度较小（2.70g/cm3），熔沸点较低， 具有良好的导电性、延展性。,2. 主要用途：,常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件;做导线、炊具、建筑装饰材料等。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,什么叫合金？,合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。,特性：合金的硬度一般比各成分金属大，多数合金的熔点低于组成它的成分金属。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝合金的特点,1、密度小 2、强度高 3、塑性好 4、制造工艺简单 5、成本低 6、抗腐蚀力强 7、装饰效果好,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,三、铝的化学性质：,（一）铝的原子结构示意图：,根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图请比较： 1.三种原子的失电子能力由强到弱的次序; 2.三种金属的金属性由强到弱的次序； 3.三种金属的金属活泼性由强到弱的次序；,结论：NaMgAl,铝也是一种比较活泼的金属，很容易失去最外层的3个电子，形成铝离子（Al3+）。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,问题探究：,1.铝锅为什么可以用来煮饭？,2.能写出Al和S、Cl2反应的化学方程式吗？,铝具有良好的导热性能、常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜。 4Al + 3O2 = 2Al2O3,1.与非金属的反应： 4Al + 3O2 = 2Al2O3 2Al + 3Cl22AlCl3 2Al + 3SAl2S3,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？,（二）铝的化学性质：,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,铝未明显变化,铝未明显变化,铝产生大量无色的气泡,铝产生大量无色的气泡,实 验,生成氧化膜 钝化,生成氧化膜 钝化,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,与酸反应,A.与非氧化性酸反应,B.与强氧化性酸反应 反应较复杂，但不生成氢气,2.与酸的反应：, 钝化：,想一想:铝能与酸反应，为什么工业上还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,3、与强碱溶液的反应,2Al+6H2O= 2Al(OH)3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O,2Al+2NaOH+6H2O =2NaAlO2+ 4H2O +3H2,练习：相同物质的量的铝与足量的盐酸或足量的氢氧化钠反应时，用去的酸和氢氧化钠的物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量相等吗？ 提示 ： 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,4、铝和盐溶液反应,根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如：,2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3,2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,5、铝与某些氧化物反应,现象：,化学方程式：,放出大量的热、发出耀眼的光芒、有熔融物生成。,铝热剂,该反应的用途：,焊接铁轨、冶炼金属,铝热反应,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝热反应用于焊接钢轨,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝热反应用于“定向爆破” ，主要是利用铝热反应熔断钢筋使楼房定向倒塌,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝热反应的实质是高温下，较活泼的铝置换出较不活泼的金属，工业上常用于冶炼金属。,利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物，这类反应被称为铝热反应。,练一练,和铝粉可以发生铝热反应的是 （ ） A.氧化钠 B.镁粉 C.氧化钨 D.硫粉,C,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,练习： Al分别与Cr2O3 、 MnO2 、V2O5 的反应,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,小 结,铝化学性质活泼，反应中均作还原剂。,1、与非金属（O2、S、Cl2等）的反应,2、常温下，铝能与稀盐酸、氢氧化钠溶液反应放出氢气。,2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,4、铝与某些氧化物反应铝热反应,3、铝和盐溶液反应,2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3,练习1：铝粉投入某无色溶液中产生H2，则下列离子组合可存在于该无色溶液中的是 （ ） A. H+，Mg2+，Ba2+，Cl- B. OH-, NO3- , Cl-, Ba2+ C. H+，Cu2+，K+ ，SO42- D. OH-, Mg2+, CO32-, NO3-,试一试,AB,练习2、向一装满CO2的铝制易拉罐中迅速加入足量NaOH溶液，立即将口封住，摇动易拉罐，经过一段时间后罐壁内凹变瘪，再过一段时间后又鼓起来，解释发生这一现象的原因，并写出必要的化学方程式 罐壁内凹的原因是-方程式为- 罐壁又鼓起的原因是-方程式为-,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,氧化铝,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,氧化铝的主要性质：,（1）物理性质：白色、不溶于水的固体， 熔点很高。,（2）化学性质是典型的两性氧化物,氧化铝 Al2O3,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金, 和酸反应： Al2O3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O （Al2O3表现了碱性氧化物的性质）, 和碱反应： Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O （Al2O3表现了酸性氧化物的性质）,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,两性氧化物,既可以和酸反应，又可以和碱反应 生成盐和水的氧化物。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,氧化铝的用途： 1、常用来做耐火材料：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、刚玉：硬度仅次于金刚石。 4、宝石：红宝石铬元素， 蓝宝石铁、钛等元素。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,高档宝石：包括钻石、红宝、蓝宝、祖母绿、金绿猫眼、变石、高档珍珠7种。其中钻石、红宝、蓝宝、 祖母绿被西方国家称为名贵宝石。钻石是珠宝之王。中档宝石：包括海蓝宝石、碧玺、锆石、尖晶石等等，较为常见。品级一般珍珠、翡翠、欧泊也被列为中档宝石。低档宝石：包括松石、黄玉、紫晶、橄榄石、黄晶、青金等品种,通常根据其珍贵性可分为三种：高档宝石、中档宝石、低档宝石。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,氢氧化铝,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,活动与探究,完成下列实验，将实验现象和结论添入表格：,AlCl33NH3H2OAl(OH)33NH4Cl,产生白色 沉淀,沉淀 溶解,沉淀溶解,Al(OH)3+ NaOH = NaAlO2+2H2O,Al(OH)3+OH = AlO2+2H2O,Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+,Al(OH)3 3HCl AlCl3+3H2O,Al(OH)3+3H+ = Al3+3H2O,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,物理性质（实验） 白色、胶状(絮状)、难溶的物质,化学性质,受热易分解 2Al(OH)3 Al2O33H2O,Al(OH)3的性质,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,加氨水,沉淀溶解,沉淀溶解,沉淀不溶解,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,两性氢氧化物,既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物.,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,明矾,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,洪水过后，为防止传染病流行，红十字会发给灾民进行水处理的药片， 你知道是什么吗？ 你知道其中的化学原理吗？,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,KAl(SO4)212H2O,在水中完全电离:,KAl(SO4)2 =K+Al3+2SO42-,复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐,明矾,Al(OH)3的应用 净水剂,无色晶体 易溶于水,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,温馨提示:请服胃舒平,胃泛酸, 痛死了！,胃舒平又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸（盐酸）的氢氧化铝和三硅酸镁两药合用，并组合解痉止痛药颠茄浸膏而成。,Al(OH)3的应用 药物,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,从铝土矿中提取铝,地壳中金属元素的含量：,AlFeCaNa,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,从铝土矿中提取铝,铝土矿的成分：,要从铝土矿中提取铝，必须先制备较纯的氧化铝,工艺流程图见课本P64,问题：,如何制备较纯的氧化铝？,主要成分：Al2O3,少量：Fe2O3、SiO2等杂质,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。,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金, 和酸反应： Al2O3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O （Al2O3表现了碱性氧化物的性质）, 和碱反应： Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O （Al2O3表现了酸性氧化物的性质）,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,从铝土矿制备铝的工艺流程,Al2O3 Fe2O3 SiO2,过量NaOH 溶液,过滤,Fe2O3除去,NaAlO2 Na2SiO3 NaOH 溶液,过量盐酸,过滤,AlCl3 NaCl HCl 溶液,过量氨水,过滤,滤液除去,H2SiO3除去,Al2O3,通电,Al,方法1：,Al(OH)3,碱溶法,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,Al2O3 Fe2O3 SiO2,过量盐酸,过滤,SiO2除去,AlCl3 FeCl3 HCl 溶液,过量NaOH 溶液,过滤,Fe(OH)3除去,NaAlO2 NaCl NaOH 溶液,过量CO2,过滤,滤液除去,Al(OH)3, ,Al2O3,通电,Al,方法2：,酸溶法,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,除去杂质,从铝土矿制备铝的工艺流程：,溶解：,过滤：,酸化：,过滤：,灼烧：,电解：,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,偏铝酸钠,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,保留氢氧化铝,2Al2O3 4Al+3O2,工业炼铝法,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝三角：,Al(OH)3,Al3+,AlO2-,NH3H2O (1),H+(2),过量OH- (3),过量H+(4),CO2 +H2O(5),OH-(6),Al2O3,OH-(9),H+(8),(7),苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,铝三角,Al(OH)3,Al3+,AlO2,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金, Al3+ Al(OH)3 : 少量OH- 、氨水,Al3+3OH- =Al(OH)3,Al3+3NH3H2O = Al(OH)3+3NH4+,Al(OH)3 Al3+ : 过量H+,Al(OH)3+3H+ = Al3+3H2O,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金, Al3+ AlO2- ：过量OH-,Al3+4OH- = AlO2- +2H2O,AlO2- Al3+ ：过量H+,AlO2- +4H+ = Al3+2H2O, Al(OH)3 AlO2- ：过量OH-,Al(OH)3+OH- = AlO2- +2H2O,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金, AlO2- Al(OH)3 ：少量H+ 、 CO2,AlO2- +H+ +H2O = Al(OH)3,2AlO2- +CO2 +3H2O = 2Al(OH)3+CO32-,AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3+HCO3-,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,Al(OH)3,滴加NaOH的物质的量,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,滴加NaOH的物质的量,0 1 2 3 4 5,往AlCl3溶液中滴加氨水溶液,Al(OH)3,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,Al(OH)3,滴加稀盐酸的物质的量,往NaAlO2溶液中滴加稀盐酸,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,Al(OH)3,通入CO2的物质的量,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,试一试,将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中，不 会发生反应的是 （ ） A.稀硝酸 B.稀盐酸 C.硝酸铜 D.氢氧化钠,C,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,3、既能与NaOH溶液反应，又能与H2SO4溶液反应 的物质是 （ ） ANaHCO3 BAl(OH)3 CNaHSO4 DNa2CO3,2、下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是（ ） A、Al(OH)3 是难溶于水的白色沉淀 B、Al(OH)3 能吸附水中的悬浮物 C、Al(OH)3 能溶于氨水 D、Al(OH)3属于两性氢氧化物,AB,C,1、请写出活动与探究中各反应的离子方程式。,问 题 解 决,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,1电解法炼铝时，冰晶石的作用是 ( ) 助熔剂 B. 催化剂 C. 还原剂 D. 氧化剂 2、用于飞机制造业的重要材料的是 ( ) AMg-Al合金 BCu-Sn合金 CAl-Si合金 D不锈钢,A,A,3、镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有( ) A AlO2- BCu2+ CAl3+ DMg2+,A,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,1江苏（化）04-8铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( ) A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 1: 2,2、 除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用下列溶液中的（ ） A 盐酸 B 稀硫酸 C 氨水 D 浓氢氧化钾溶液,C,D,练习：,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,3 甲、乙两烧杯中各盛有100mL3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙= 1:2，则加入铝粉的质量为 ( ) A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g,A,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,4、 取两份铝粉，一份投入足量浓氢氧化钠溶液中，一份投入足量盐酸中，充分反应，产生等量氢气。则两份铝粉的质量之比为： A 1: 2 B 1: 3 C 3 : 2 D 1 : 1,5(上海（化)04-16)将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( ) A.稀硝酸 B.稀盐酸 C.硝酸铜 D.氢氧化钠,C,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,为什么铝制的炊具不能长时间盛放酸性、碱性或者含有食盐的食品？,苏教版必修专题三第单元从铝土矿到铝合金,1用于飞机制造业的重要材料的是（ ）,AMg-Al合金 BCu-Sn合金,CAl-Si合金 D不锈钢,2. 下列物质中属于纯净物的是（ ）,A、铝热剂 B、铝土矿,C、明矾 D、含铝38%的Al2O3,3铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（ ）,A不易生锈 B导电性好 C密度小 D强度高,A,C,B,当堂练习,
