化学必修一专题3第一单元从铝土矿到铝合金1制备铝的方法（学案）

高中化学制备铝的方法一、考点突破学问点考纲要求题型说明铝的存在铝的制备1.知道铝元素在自然界的主要存在形式；2.了解铝土矿制备铝的工艺流程，把握相关反响的化学方程式；3.从炼铝方法的变化中体验化学科学的开展对人类生活的影响。选择题试验题无机化工流程题以铝的冶炼为主线，联系氧化复原反响、离子反响、试验根本操作等内容命题。二、重难点提示重点：铝土矿中提取铝的原理。难点：铝土矿中提取铝的反响方程式。考点一：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。留意：地壳中含量较多的四种金属元素依次为铝、铁、钙、钠。考点二：从铝土矿制备铝的工艺流程1.提取流程2.过程中发生反响的化学方程式分别为：〔1〕Al2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2O；〔2〕NaAlO2＋CO2＋2H2OAl〔OH〕3↓＋NaHCO3；〔3〕2Al〔OH〕3Al2O3＋3H2O；〔4〕2Al2O34Al＋3O2↑。思索：电解Al2O3时向其中加冰晶石的作用是什么？答案：使Al2O3的熔融温度降低，削减冶炼过程中的能量消耗。【重要提示】电解法制镁采纳电解熔融MgCl2的方法，而不采纳电解熔融MgO的方法，是由于MgO是一种高熔点化合物。现在，电解法制铝采纳高熔点的Al2O3,而不采纳低熔点的AlCl3，由于AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，无法电解。【随堂练习】工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用复原剂复原氧化铝的方法冶炼铝。以下相关说法正确的选项是〔〕A.氧化铝中的铝元素为＋3价，只有复原性，没有氧化性B.参加冰晶石降低氧化铝的熔点，在熔融状态下易被复原C.铝单质的复原性强，较难用复原剂复原氧化铝得到铝D.铝离子的氧化性强，较难用复原剂复原氧化铝得到铝答案：C＋氧化性弱较难用复原剂复原氧化铝得到铝。例题某铝合金〔硬铝〕中含有铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下试验：〔硅不溶于盐酸〕〔1〕补全上述①②③④各步反响的离子方程式①Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑，__________________________；②_______________________________，；Mg2＋＋2OH－＝Mg〔OH〕2↓③_________________________________________；CO2＋2H2O＋AlO2－＝Al〔OH〕3↓＋HCO3－④2Al〔OH〕3Al2O3＋3H2O。〔2〕该样品中铝的质量分数是_____。〔3〕第④步中的沉淀没有用蒸馏水洗涤时，会使测定结果_____，第④步对沉淀灼烧不充分时，会使测定结果_____。〔填“A〞、“B〞或“C〞〕A.偏高B.偏低 C.不影响思路分析：〔1〕①步反响后，过滤得到的固体是铜、硅，滤液那么为氯化镁、氯化铝及剩余盐酸的混合溶液；②步反响后，过滤得到的固体为氢氧化镁，滤液为偏铝酸钠与剩余氢氧化钠、氯化钠的混合溶液。〔2〕由转化图可得知产生的Al2O3固体为bg，那么由铝元素守恒可得以下关系：2Al～Al2O354102xbg那么硬铝中铝的质量为x＝，该样品中铝的质量分数是×100%。〔3〕沉淀没有用蒸馏水洗涤及沉淀灼烧不充分时，都会导致最终Al2O3固体的质量偏大，进而使硬铝中铝的质量偏大，使测定结果偏高。答案：〔1〕2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑H＋＋OH－＝H2OAl3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2OCO2＋OH－＝HCO3－〔2〕×100%〔3〕AA【规律总结】活泼金属与酸反响生成H2的计算规律〔电子守恒思想〕1.金属与酸反响时电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量。2.相同物质