高中化学专题3从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金第二课时铝的氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝省.pptx

,第,2,课时铝氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝,专题,3,第一单元从铝土矿到铝合金,第1页,学习目标定位,1.,依据氧化铝、氢氧化铝物质类别，会分析其化学性质。,2.,熟知,Al,3,、,AlO,和,Al(OH),3,之间相互转化。,3.,了解从铝土矿提取铝流程和原理。,第2页,内容索引,新知导学,新知探究,点点落实,达标检测,当堂检测,巩固反馈,第3页,新知导学,第4页,1.Al,2,O,3,是一个,、,、,化合物，惯用于制造,_,，如耐火坩埚、耐火管和耐高温试验仪器等。,Al,2,O,3,既能与强酸,(,如盐酸,),反应，又能与强碱,(,如,NaOH,溶液,),反应，是一个两性氧化物。,(1),与盐酸反应化学方程式是,，离子方程式是,。,高硬度,高熔点,一、氧化铝和氢氧化铝,高沸点,耐火材,料,Al,2,O,3,6HCl=2AlCl,3,3H,2,O,Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,相关视频,第5页,第6页,(2),与,NaOH,溶液反应化学方程式是,，离子方程式是,。,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,Al,2,O,3,2OH,=2AlO,H,2,O,相关视频,第7页,2.,按要求完成以下试验,(1),在试管中加入,10 mL 0.5 molL,1,Al,2,(SO,4,),3,溶液，逐滴加入稀氨水至过量，观察到试验现象是,。反应化学方程式是,，离子方程式是,。,(2),将试验,(1),所得悬浊液一分为二，向其一支试管中逐滴滴入稀盐酸，观察到试验现象是,，反应离子方程式为,。另一支试管中逐滴滴入,NaOH,溶液，观察到试验现象是,，反应离子方程式为,。,产生白色胶状沉淀,Al,2,(SO,4,),3,6NH,3,H,2,O=2Al(OH),3,3(NH,4,),2,SO,4,Al,3,3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,3NH,白色沉淀逐步溶解，得到澄清溶液,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,白色沉淀逐步溶解，得到澄清溶液,Al(OH),3,OH,=AlO,2H,2,O,第8页,(3),向试验,(2),中加入,NaOH,溶液试管中通入足量,CO,2,，观察到现象为,，化学方程式为,_,。,生成白色沉淀,NaAlO,2,CO,2,2H,2,O=Al(OH),3,NaHCO,3,第9页,1.,两性化合物,既能够与酸反应又能够与碱反应生成盐和水化合物，,Al,2,O,3,为两性氧化物，,Al(OH),3,为两性氢氧化物。,2.Al(OH),3,难溶于水，为白色胶状沉淀。,3.,氢氧化铝不稳定，受热易分解，化学方程式是,_,。,4.,试验室由,Al,2,(SO,4,),3,或,AlCl,3,制备,Al(OH),3,，应选取氨水，而不选取,NaOH,溶液。,2Al(OH),3,Al,2,O,3,3H,2,O,归纳总结,第10页,提醒,(1)Al,2,O,3,、,Al(OH),3,不能与,NH,3,H,2,O,等弱碱反应，也不能与,H,2,CO,3,等很弱酸反应。,(2)Al(OH),3,胶体含有很强吸附能力，它能凝聚水中悬浮物并使之沉降，从而到达净水目标。,第11页,1.,以下说法正确是,A.Al,2,O,3,难溶于水，不跟水反应，所以它不是,Al(OH),3,对应氧化物,B.,因为,Al,2,O,3,是金属氧化物，所以它是碱性氧化物,C.Al,2,O,3,能跟全部酸、碱溶液反应,D.Al,2,O,3,能跟强酸、碱溶液反应,答案,解析,易误提醒,活学活用,第12页,解析,Al,2,O,3,即使难溶于水，不过,2Al(OH),3,Al,2,O,3,3H,2,O,，,Al,2,O,3,和,Al(OH),3,中,Al,化合价相同，所以,Al,2,O,3,是,Al(OH),3,对应氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不一样概念，二者没有必定联络；,Al,2,O,3,是两性氧化物，,Al,2,O,3,与酸、强碱反应，与弱碱不反应。,易误提醒,第13页,易误提醒,两性物质与物质两性不一样，两性物质是既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水，如,Al,2,O,3,、,ZnO,、,Zn(OH),2,、,Al(OH),3,等，物质两性：如弱酸酸式盐,(NaHCO,3,等,),既能与强酸反应，又能与强碱反应，但只能说这些物质有两性，不能将它们称为两性物质。,第14页,2.,以氧化铝为原料制取氢氧化铝，合理方法是,A.,将氧化铝溶于水,B.,将氧化铝溶于氨水,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中，之后通入二氧化碳,答案,解析,知识拓展,第15页,解析,以,Al,2,O,3,为原料制取,Al(OH),3,，有两条路径：,Al,2,O,3,H,Al,3,Al(OH),3,，,Al,2,O,3,OH,AlO,Al(OH),3,。因,Al(OH),3,可溶于强酸、强碱，故应选取,Al,3,与弱碱反应或,AlO,与弱酸反应。,知识拓展,第16页,知识拓展,Al(OH),3,三种制备方法,(1),用铝盐和氨水制备,Al(OH),3,，不选取强碱,(,如,NaOH),溶液，是因为,Al(OH),3,溶于强碱溶液，而不溶于弱碱,(,如氨水,),溶液。,(2),溶液中,AlO,Al(OH),3,最好通入,CO,2,，而不选取强酸，是因为,Al(OH),3,溶于强酸，而不溶于较弱酸,(,如,H,2,CO,3,),。,第17页,按要求完成以下试验：,(1),向,AlCl,3,溶液中加入过量,NaOH,溶液，最终所得溶液中含有,_,(,填溶质化学式,),。,(2),把上述溶液分成两份，向其中一份中逐滴加入盐酸至过量，观察到现象是,。反应离子方程式为,、,、,_,；向另一份中通入过量,CO,2,气体，观察到现象是,，反应离子方程式为,、,_,。,NaAlO,2,、,NaCl,、,NaOH,二、铝离子、偏铝酸根之间相互转化,先产生白色沉淀，后又溶解，得到澄清溶液,H,OH,=H,2,O,AlO,H,H,2,O=Al(OH),3,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,OH,CO,2,=HCO,产生白色沉淀,CO,2,AlO,2H,2,O=HCO,Al(OH),3,第18页,1.,铝元素化合态主要以三种形式存在，即,Al,3,、,AlO,和,Al(OH),3,，它们之间能相互转化。,归纳总结,2.,由,NaAlO,2,溶液制备,Al(OH),3,，应通入,CO,2,气体，而不加入强酸。,第19页,3.,向,AlCl,3,溶液中逐滴加入,NaOH,溶液和向,NaAlO,2,溶液中逐滴加入盐酸比较。,NaOH,溶液,AlCl,3,溶液,盐酸,NaAlO,2,溶液,现象,马上产生白色沉淀渐多最多渐少消失,离子方程式,Al,3,3OH,=Al(OH),3,Al(OH),3,OH,=AlO,2H,2,O,H,AlO,H,2,O=Al(OH),3,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,第20页,图像,结论,设xn(OH)/n(Al3),当0 x3时，伴随x增大，沉淀量逐步增多,当x3时，沉淀量最多,当3x4时，伴随x增大，沉淀量逐步减小至0,设xn(H)/n(AlO ),当0 x1时，伴随x增大，沉淀量逐步增多,当x1时，沉淀量最多,当1x4时，伴随x增大，沉淀量逐步减小至0,第21页,提醒,向,AlCl,3,溶液中加,NaOH,溶液和向,NaAlO,2,溶液中加盐酸，计算生成,Al(OH),3,沉淀量时，有两种情况，即碱,(,酸,),不足和碱,(,酸,),过量，如上图中所表示，计算时要注意讨论分析。,第22页,答案,解析,活学活用,3.,向用,HCl,酸化过,AlCl,3,溶液中逐滴滴入,NaOH,溶液，图中能正确表示这个反应是,第23页,解析,向,AlCl,3,溶液中逐滴滴入,NaOH,溶液，先生成白色沉淀，再加入,NaOH,溶液，沉淀逐步溶解，最终完全消失，生成,1 mol Al(OH),3,需,3 mol NaOH,，溶解,1 mol Al(OH),3,需,1 mol NaOH,。,NaOH,用量应是,3,1,，,A,、,B,错误，用盐酸酸化过,AlCl,3,溶液中含有酸，加入,NaOH,溶液先中和溶液中酸，然后才生成,Al(OH),3,沉淀，故,C,也是错误。,第24页,4.,向,50 mL 1 molL,1,Al,2,(SO,4,),3,溶液中加入,100 mL KOH,溶液，充分反应得到,3.9 g,沉淀，求,KOH,溶液物质量浓度。,答案,解析,思维启迪,答案,1.5 molL,1,或,3.5 molL,1,。,第25页,思维启迪,解析,方法一：依据,Al,3,物质量与沉淀,Al(OH),3,物质量比较可推测,KOH,两种情况：,加入氢氧化钾不足量时，,n,(KOH),3,n,Al(OH),3,3,0.15 mol,，,c,(KOH),1.5 molL,1,。,当,Al(OH),3,部分溶解时，,n,(KOH),4,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,0.4 mol,0.05 mol,0.35 mol,，,c,(KOH),3.5 molL,1,。,方法二：用图像法求解。以下列图所表示，当生成沉淀,0.05 mol,时，,需,KOH 0.15 mol,；,需,KOH 0.35 mol,。,第26页,思维启迪,1.,已知,Al,3,和,OH,物质量，计算,Al(OH),3,物质量解题思绪,(1),计算,比值，判断反应产物。,(2),依据反应原理或守恒关系列式计算。,2.,已知,Al,3,和,Al(OH),3,物质量计算,OH,物质量解题思绪,(1),若,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,，,n,(OH,),3,n,Al(OH,3,),；,(2),若,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,，则有两种情况：,n,(OH,),不足，,n,(OH,),3,n,Al(OH),3,；,n,(OH,),过量：,n,(OH,),3,n,Al(OH),3,4,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,4,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,。,第27页,1.,铝存在,(1),含量：铝元素是地壳中含量,金属元素。,(2),存在：地壳中铝以,态存在于铝土矿中，铝土矿主要成份是,。,最多,化合,三、从铝土矿中提取铝,Al,2,O,3,第28页,写出上图中反应化学方程式：,；,；,；,。,2.,从铝土矿制备铝工艺流程以下列图所表示：,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,NaAlO,2,CO,2,2H,2,O=Al(OH),3,NaHCO,3,2Al(OH),3,Al,2,O,3,3H,2,O,2Al,2,O,3,4Al,3O,2,第29页,1.Al,2,O,3,是一个高熔点化合物，为了降低能耗，工业上加入冰晶石,(Na,3,AlF,6,),，使,Al,2,O,3,在,1 000,熔融，以降低铝冶炼成本。,2.,电解法制铝是采取高熔点,Al,2,O,3,，而不用熔点低很多,AlCl,3,，是因为,AlCl,3,在熔融状态时不电离、不导电。,3.,酸化时用过量,CO,2,，使,NaAlO,2,完全转化为,Al(OH),3,沉淀，不能用强酸酸化，因为过量强酸能使,Al(OH),3,溶解。,归纳总结,第30页,5.,下列图所表示是从铝土矿,(,主要成份是,Al,2,O,3,，含,Fe,2,O,3,、,SiO,2,等杂质,),中提取氧化铝工艺流程之一。已知：,SiO,2,能和氢氧化钠反应，不和盐酸反应。,答案,解析,活学活用,回答以下问题：,(1),用盐酸溶解铝土矿后，所得溶液中阳离子有,_,。,Fe,3,、,Al,3,、,H,第31页,解析,铝土矿中,Fe,2,O,3,、,Al,2,O,3,溶于盐酸得到阳离子是,Fe,3,、,Al,3,，因为盐酸过量，阳离子还有,H,，过滤得到滤渣是,SiO,2,。在进行步骤,时，需要加入过量,NaOH,溶液，发生反应,Fe,3,3OH,=Fe(OH),3,、,Al,3,4OH,=AlO,2H,2,O,，过滤分离出,Fe(OH),3,。碳酸酸性比氢氧化铝强，利用强酸制弱酸原理，向,NaAlO,2,溶液中通入过量,CO,2,可制得,Al(OH),3,，过滤后滤液中含有,NaHCO,3,和,NaCl,。,第32页,(2),固体,A,主要成份是,_,。,(3),进行步骤,时，为了到达分离要求，加入,NaOH,应该,_,。,(4),进行步骤,时，普通通入过量,CO,2,，其反应化学方程式是,_,。,(5),溶液,X,和盐酸反应离子方程式为,_,。,SiO,2,过量,NaAlO,2,2H,2,O,CO,2,=NaHCO,3,Al(OH),3,HCO,H,=H,2,O,CO,2,答案,第33页,Al,3,、,AlO,与,Al(OH),3,之间转化关系,学习小结,第34页,达标检测,第35页,1.,以下说法正确是,A.,金属氧化物都能与水反应生成碱,B.,非金属氧化物都能与水反应生成酸,C.,氧化铝既能与盐酸反应又能与氨水反应,D.,氧化铝是冶炼金属铝原料,解析,多数金属氧化物和部分非金属氧化物不溶于水，比如,CuO,、,SiO,2,等；,Al,2,O,3,是两性氧化物，能与酸和强碱溶液反应；工业上用电解,Al,2,O,3,方法制备铝。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,第36页,解析,Al(OH),3,是两性氢氧化物，能溶于酸，也能溶于,NaOH,、,KOH,等强碱，但,Al(OH),3,不能溶于氨水等弱碱。,2.,以下关于,Al(OH),3,性质叙述错误是,A.Al(OH),3,受热易分解生成,Al,2,O,3,和,H,2,O,B.Al(OH),3,是难溶于水白色胶状物质,C.Al(OH),3,能凝聚水中悬浮物，也能吸附色素,D.Al(OH),3,既能溶于,NaOH,溶液、氨水，又能溶于盐酸,1,2,3,4,5,答案,解析,6,第37页,3.,使溶液中,AlO,完全转化成,Al(OH),3,，应选择最好试剂是,A.,稀,H,2,SO,4,B.,盐酸,C.CO,2,D.,氨水,解析,使,AlO,转化成,Al(OH),3,需加酸，若用强酸会使,Al(OH),3,溶解，最好通入,CO,2,气体。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,第38页,4.,以下物质,Al,、,NaHCO,3,、,Al,2,O,3,、,Mg(OH),2,、,Al(OH),3,中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应化合物是,A.,B.,C.,D.,解析,Al,既能与盐酸反应，又能与,NaOH,溶液反应，但不是化合物；,Mg(OH),2,只能与盐酸反应；,NaHCO,3,、,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,三种物质既能与盐酸反应，又能与,NaOH,溶液反应。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,第39页,5.,相等物质量以下物质分别与足量,NaOH,溶液反应，消耗,NaOH,物质量最多是,A.Al,2,O,3,B.KAl(SO,4,),2,C.Al(OH),3,D.Al,1,2,3,4,5,答案,解析,6,第40页,解析,若各物质物质量为,1 mol,，则有以下分析计算。,A,项：,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,1 mol 2 mol,B,项：,2KAl(SO,4,),2,8NaOH=K,2,SO,4,2NaAlO,2,3Na,2,SO,4,4H,2,O,1 mol,4 mol,C,项：,Al(OH),3,NaOH=NaAlO,2,2H,2,O,1 mol,1 mol,D,项：,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,1 mol,1 mol,故消耗,NaOH,物质量最多是,KAl(SO,4,),2,。,1,2,3,4,5,6,第41页,6.(1),用,AlCl,3,溶液与,NaOH,溶液反应时，当,Al,3,物质量与,OH,物质量之比,(,以下均填物质量之比,),为,_,时，,Al(OH),3,沉淀量最多；,_,时，,Al(OH),3,全部溶解；,_,或,_,时,Al(OH),3,沉淀量为最多沉淀量二分之一。,解析,向含,Al,3,溶液中加入,NaOH,溶液时，相关反应：,Al,3,3OH,=Al(OH),3,，,Al(OH),3,OH,=AlO,2H,2,O,，总反应：,Al,3,4OH,=AlO,2H,2,O,。,由上述反应方程式可知当,n,(Al,3,),n,(OH,),1,3,时，沉淀量最大；当,n,(Al,3,),n,(OH,),2,3,或,2,7,时，沉淀量为最大量二分之一。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,1,3,1,4,2,3,27,第42页,(2)NaAlO,2,溶液与盐酸反应时，,AlO,物质量与,H,物质量之比为,_,时，,Al(OH),3,沉淀量最多；,_,时，,Al(OH),3,全部溶解；,_,或,_,时，生成,Al(OH),3,量为最多沉淀量二分之一。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,1,1,1,4,2,1,2,5,解析,向含,AlO,溶液中加入盐酸时，相关反应：,AlO,H,H,2,O=,Al(OH),3,，,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,，总反应：,AlO,4H,=Al,3,2H,2,O,。,当,n,(AlO ),n,(H,),1,1,时，沉淀量最大；当,n,(AlO ),n,(H,),1,4,时，沉淀完全溶解；当,n,(AlO ),n,(H,),2,1,或,2,5,时，沉淀量为最大量二分之一。,第43页,本课结束,第44页,