PPT《专题3 从矿物到基础材料》

专题3 从矿物到基础材料 第一单元 大水晶 黄铜矿 方解石 金矿 黄铁矿 毒砂 矿物图片 第一课时 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取铝的方法.3.从冶炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响.

一、铝的发现 德国的沃勒于1827年发现铝 3K + AlCl3 3KCl + Al 一定条件 1886年,美国霍尔用电解法冶炼得到铝 2Al2O3 4Al + 3O2 电解 法国的德维尔于1854年制得铝 地壳中元素含量 含量:O>Si >Al >Fe 2- 4- 6- 8- 含量/% Na Ca Fe Al 2.74 3.45 4.75 7.73

二、铝的存在 铝元素占地壳总量的7.73% 主要以化合物形式存在铝土矿中 铝元素是地壳中含量最多的金属 2- 4- 6- 8- 含量/% Na Ca Fe Al 2.74 3.45 4.75 7.73 你知道吗 ? 地壳中含量较多的四种元素:O>Si >Al >Fe 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 主要成分:Al2O3 少量:Fe2O

3、SiO2等杂质 三.氧化铝(Al2O3)的主要性质1.物理性质: 白色不溶于水的固体, 熔点为2054℃,沸点为2980℃, 常用于制造耐火材料和冶炼铝的原料. 2.Al2O3化学性质:(1)与酸反应 Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O(2)与碱反应 Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O把这种既可以与碱反应,又可以与酸反应生成盐和水.这样的氧化物称为两性氧化物 实验探究: 取两支试管分别倒入少量的NaAlO2溶液,一支通入CO2气体,一支滴加稀盐酸,观察有何现象? 1.NaAlO2溶液通入CO2 2. NaAlO2溶液滴加稀盐酸 现象:均有白色沉淀生成反应方程式:2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3 ↓+Na2CO3NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 ↓+NaHCO3NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3 ↓ + NaCl NaAlO2与酸反应

四、铝的冶炼 铝土矿 NaOH溶液 溶解 过滤 酸化 过滤 灼烧 电解 残渣 二氧化碳 滤液 H2O 铝 观察与思考 从铝土矿制备铝的工艺流程 从铝土矿中提取铝 问题讨论 1.请同学们阅读62页,图3-2从铝土矿制备的工艺流程,交流讨论,思考该工艺分几步进行,每步的操作的作用是什么? 1.溶解:用NaOH溶解Al2O3 2.过滤:除去杂质 3.酸化:从溶液中提取Al(OH)3 4.过滤:将Al(OH)3与溶液分离 5.灼烧:得到Al2O3 6.电解:制备Al 返回 2.铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠溶液反应,生成偏铝酸钠和水.向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,灼烧氢氧化铝得到氧化铝.请结合工艺流程,写出从铝土矿制备氧化铝过程中发生的化学反应方程式. Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 灼烧 2Al2O3 4Al+3O2↑ 电解 问题讨论 能力提升

3、你认为工业上从铝土矿提取铝的工艺流程,哪些地方还存在小小的缺陷,可以作哪些修改或调整,使其工艺更为合理?试提出你的修改方案.信息提示:a. SiO2为酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2Ob. Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 ↓ +2NaHCO3 灼烧c. H2SiO3==SiO2+H2Od. Al(OH)3能与酸.碱反应 2Al(OH)3+3H2SO4==Al2(SO4)3+6H2O Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O 铝土矿 NaOH溶液 溶解 过滤 酸化 过滤 灼烧 电解 残渣 二氧化碳 滤液 H2O 铝 从铝土矿中提取铝 Al2O3Fe2O3SiO2 过量盐酸 过滤① SiO2除去 AlCl3FeCl3HCl溶液 过量NaOH溶液 过滤② Fe(OH)3除去 NaAlO2NaClNaOH溶液 过量CO2 过滤③ 滤液除去 Al(OH)3 ④ Al2O3 通电⑤ Al 方法1: 酸溶法 从铝土矿制备铝的工艺流程 Al2O3Fe2O3SiO2 过量NaOH溶液 过滤① Fe2O3除去 NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液 过量盐酸 过滤② AlCl3NaClHCl溶液 过量氨水 过滤③ 滤液除去 H2SiO3除去 ④ Al2O3 通电 ⑤ Al 方法2: Al(OH)3 碱溶法 七.巩固练习 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.灼烧氢氧化钠固体D.电解熔融的Al2O