从铝土矿到铝合金

1、专题三从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金一、从铝土矿中提取铝(一)氧化铝(Al2O3)氧化铝是一种高沸点(2980)、高熔点(2054)、高硬度的白色化合物，常用作耐火材料。刚玉的主要成分是一氧化铝，硬度仅次于金刚石。.与碱的反应(与强碱NaOH)“fa0H川必02+H2O.与强酸的反应(H2s04)Al2O3+3H2so4=Al2(S04)3+3H20.两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。.偏铝酸钠(NaAl02)的性质(1)往偏铝酸钠溶液中通入C02NaAl02+C02+2H20=Al(0H)3+NaHC03产生白色絮状沉淀，通入过量的C02,沉淀不溶解。(2

2、)往偏铝酸钠溶液中加HClNaAl02+HCl+H20=Al(0H)3+NaClAl(0H)3+3HCl=AlCl3+3H20加入少量盐酸，生成白色絮状沉淀，继续加入盐酸至过量，白色沉淀溶解。.氯化铝(A1C13)的性质(1)往氯化铝溶液中通入氨气AlCl3+3NH3+3H20=Al(0H)3+3NH4C1产生白色絮状沉淀，通入过量的NH3,沉淀不溶解。(2)往氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液AlCl3+3Na0H=Al(0H)3+3NaClAl(0H)3+Na0H=NaAl02+2H20加入少量Na0H溶液，产生白色絮状沉淀，继续加入Na0H溶液至过量，白色沉淀溶解。(二)铝土矿中提取铝制取金

3、属铝的流程图如下:流程图中所涉及到的化学反应：1.Al203+2Na0H=2NaAl02+H202.NaAl02+C02+2H20=Al(0H)3+NaHC033.2Al(0H)3=A1203+3H20电解4.2Al04AlHO23冰晶石2二、铝的性质及应用（一）铝的存在自然界中铝以化合态存在。铝的主要存在形式有：铝土矿（Al203-nH20）,铝元素占地壳总量的7.45%,是地壳中含量最多的金属元素。（二）铝的性质.物理性质铝有良好的导电性（居金属第三，最好的是银），传热性和延展性。铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。.化学性质（1）与酸反应：一般与强酸反应（例如盐酸；稀硫酸等）

4、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2（2）与碱反应：一般与强碱反应（例如：NaOH；KOH；Ba（OH）2等）2Al+2Na0H+2H2O=2NaAlO2+3H2（3）与浓硝酸、浓硫酸的反应：在常温下，铝遇到浓硝酸、浓硫酸会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化；在加热的条件下可以发生反应。（4）与某些盐溶液反应：铝的金属活动性比较强，可以跟不少的金属盐溶液发生置换反应（如：CuCl2、AgNO3等）2Al+3的。2=3加+2AlCl3（5）与某些金属氧化物反应（铝热反应）Fe2O3+2Al宴2Fe+AI203（铝热反应用途冶炼稀有金属野外焊接铁轨。）（三）铝的应用.用于电器设备和做高压电缆.是

5、重要的反光材料.野外焊接铁轨.铝合金是制造飞机的理想材料。三、规律总结KAI(S04)2例1.100mL1molL-1的AlCl3溶液与60mL6molL-1的KOH溶液混合后，生成沉淀的质量是go(2)若在200mL0.5molL-1的Al2(SO工溶液中加入2molL-1的NaOH溶液，可得到.8gAl(OH)3沉淀，则NaOH溶液的体积为mL。Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3OH-AlO2-13111Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3OH-AlO2-131110.36-0.30.10.30.1(生成)0.06n(NaOH)(mo)(继续溶解)，n(Al(OH)3)=

6、0.1mol0.06mol=0.04n(NaOH)(mo)mol；.mAl(OH)3=78g/molx0.04mol=3.12g/、7Sg-moJ-1,n(Al(OH)3)=0.1moln(Al3+)=0.2Lx0.5mol/Lx2=0.2mol画出NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中生成沉淀的图像。.Al3+3OH-=Al(OH)3JAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,.当NaOH溶液刚滴入Al2(SO4)3中，立即生成沉淀，n(OH-)=3n(Al3+)=0.6mol时，沉淀量最大，n(Al(OH)3)=0.2mol；随着NaOH溶液继续滴加，溶液中无Al3+,Al(OH)3

7、与过量NaOH生成NaAlO2而溶解，当过量n(NaOH)=n(Al3+)时，Al(OH)3完全溶解。由图可知：当n(Al(OH)3)=0.1mol时，对应2个NaOH值。a=0.3mol(NaOH不足)口0.Smo?,c2加口?/L八vv.V=0.15L=150mLNaOHb=0.7mol(NaOH过量)0.7moiVNaOHVNaOH=0.35L=350mL例2.向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，沉淀的物质的量随Ba(OH)2物质的量的变化曲线图(如图)，请指出A、B两点的意义，OA与AB段发生反应的离子方程式。解析：本题要求能够在熟练掌握Al3+与OH-反应的基础上，充n(沉淀)分

8、对化学反应的本质有清楚的认识。明矾KAl(SO4)212H2O在水溶液中存在下面的电离方式：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-,加入Ba(OH)2后，Ba2+要和SO/-生成BaSO4沉淀，AP+要和OH-先生成沉淀Al(OH)3，随着Ba(OH)2的加入Al(OH)3又要和OH-生成AlO2-溶解，所以要全面考虑本题中所给的各离子之间的关系，在开始加入Ba(OH)2时BaSO4和Al(OH)3同时沉淀，当Al3+全部沉淀时，Ba2+还没有完全沉淀，而当Ba2+全部沉淀时，Al3+转变成了AlO2-。答案：A点表示生成的全部Al(OH)3和部分BaSO4沉淀，B点表示此时的沉淀全部为

9、BaSO4。OA段的离子方程式为：Al3+3OH-=Al(OH)JBa2+SO42-=BaSOj,AB段的离子方程式为：A1(OH)3+OH-=AlO2-。.选择题2.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1molL；的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是A、1：2：3B、6：3：2C、3：1：1D、1：1：1.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.3:1B.2:1C.1:1D.1:3.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.把Ba(OH)

10、2溶液滴入明矾溶液中，使SO42-全部转化为BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是A、Al3+B、Al(OH)3C、AlO2-D、AB+和Al(OH)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.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是A甲、乙中都是铝过量B甲中铝过量、乙中碱过量C甲中酸过量、乙中铝过量D甲中酸过量、乙中碱过量.某些化学试剂可用于净水。水处理中

11、使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为Al2(OH)nClmyH2Ox，式中m等于A.3-nB.6-nC.6+nD.3+n.铝热剂中铝的作用是A.催化剂B.氧化剂C.还原剂D.填充剂.将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H22.8L(标准状况)，原混合物的质量可能是A.2gB.4gC.8gD.10g.甲、乙两烧杯中各盛放有100mL3molL-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.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g.填空题.请写出下列反应的离子方程式中金属铝溶于盐mt

12、。酸铝片与氢氧化钠溶液反应氢氧化铝与足量。盐mt酸反应氯化铝溶液中加入。过量氨水.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为bL。反应的化学方程式是。样品中铝的质量是g。若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：，氧化铁和铝的质量比是。待中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与中所得气体的体积比c:b=.铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3，写出实验室由铝土矿制取纯净A12O3时需加入的试剂和反应方程式：加过量，过滤除去沉淀，方程式为，.(2)加过量，过滤除去,方程式为，.通入过量，过滤得到，方程式为.煅烧可以得到纯净的A1203,方程式为.14.某混合物A,含有KAlO4.A12O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断：固体B所含物质的化学式。固体E所含物质的化学式。反应的离子方程式为。三.计算题15.向100mL0.2mo