铝土矿制备铝的工艺流程

专题3从矿物到矿物材料3.1.2从铝土矿到铝合金(2)欧昌友高中化学第一轮复习………三年6考高考指数:★★1.了解铝的主要性质及应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。3.实验内容：氢氧化铝的两性。三.以铝土矿制备铝的工艺流程NaOH溶液二氧化碳Al(OH)3Al2O36.铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如图：(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：_____________________。(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：_____________________。(3)金属铝与氧化铁混合点燃，会发生剧烈的反应。该反应的化学方程式为：_____________________。请举一例该反应的用途_____________________。(4)电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.6mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是_____________________。答案：(1)Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋NaHCO3或2NaAlO2＋CO2＋3H2O====2Al(OH)3↓＋Na2CO3(3)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3焊接钢轨(4)5.4g高温====四.有关氢氧化铝沉淀的图像分析1.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量A→BAlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaClB→CNaOH+Al(OH)3====NaAlO2+2H2OAl(OH)3NaOHABC生成Al(OH)3消耗的NaOH和溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量之比为3:1。HClABC2.向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量A→BNaAlO2+HCl+H2O====NaCl+Al(OH)3↓B→CAl(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2OAl(OH)3生成Al(OH)3消耗的HCl和溶解Al(OH)3消耗的HCl的物质的量之比为1:3。NaOHABC3.向等物质的量的MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量A→BMgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaClAlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaClB→CAl(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O沉淀根据沉淀溶解消耗的NaOH的量可以确定原溶液中Al3+的量，再结合生成沉淀消耗的NaOH的总量可以确定原溶液中Mg2+的量。【高考警示钟】(1)分析图像或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量和滴加的顺序，因为滴加的顺序不同可能产生的现象不同。(2)若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意横纵坐标的意义。1．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入量(x)与溶液中沉淀的物质的量(y)的关系示意图正确的是()[跟踪训练]解析：选C。向硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，加入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，即加入NaOH溶液后，Mg2＋、Al3＋分别生成沉淀Mg(OH)2、Al(OH)3，待沉淀完全后，再加入NaOH溶液时，Mg(OH)2不变，而Al(OH)3不断溶解，最后完全变为可溶性的NaAlO2。2．(2012·高考安徽卷)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()解析：选C3.将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol·L-1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示：则下列说法不正确的是()A．镁和铝的总质量为9gB．最初20mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸C．硫酸的物质的量浓度为2.5mol·L-1D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2L【解析】选D。【解析】选D。由图像知，n[Mg(OH)2]=0.15mol，n[Al(OH)3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，则m(Mg)=0.15mol×24g·mol-1=3.6g，m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g，所以，镁和铝的总质量为9g；由图像知，最初20mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸；当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有Na2SO4，则有n(Na+)=2n(SO42-)，即n(NaOH)=2n(H2SO4)，所以，硫酸的物质的量浓度为：2.5mol·L-1；0.15mol的Mg生成的氢气在标准状况下的体积为3.36L,0.2mol的Al生成的氢气在标准状况下的体积为6.72L，所以镁和铝混合物生成的氢气在标准状况下的体积为10.08L，故选D项。15molL0.2L20.2L【解题技法】——数形结合法解决变量的相互关系问题1.优点数形结合是指将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具来解决化学问题的一种解题方法。许多化学问题中常常直接或间接隐含着一些数学原理，解题时依据化学原理建立数学模型或运用数学方法将化学问题数形化，是化学解题中常用的一种数学工具，它能将复杂和抽象的物质关系与直观形象的数学图形联系起来，以此开阔解题思路，增强解题的灵活性与综合性，并能提高学生分析问题、解决问题的能力。2.解题关键数形结合法解题的关键是正确运用所掌握的数学知识，通过分析化学变量之间的相互关系，建立一定的数学关系(等式、函数、图像关系、不等式、数列等)；主要包括数轴的应用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力以及不等式的迁移等方面的知识。例.在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是()A．Mg2+、Al3+、Fe2+B．H+、Mg2+、Al3+C．H+、Ba2+、Al3+D．只有Mg2+、Al3+【解析】选B。开始滴加NaOH溶液时没有沉淀产生，说明溶液中含有H+，继续滴加NaOH溶液时先有沉淀产生，后有部分溶解说明溶液中含有Mg2+、Al3+。1.在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是()A.稀硫酸B.浓氨水C.稀盐酸D.氢氧化钠溶液【解析】选D。稀硫酸和稀盐酸既能和MgO反应又能和Al2O3反应，氨水和MgO、Al2O3都不反应，MgO不能和NaOH溶液反应，而Al2O3能和NaOH溶液反应，其反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O，所以可以用NaOH溶液除去MgO中的Al2O3杂质。[随堂训练]2.常温下把铝粉加入下列物质中，能产生氢气的是()A.硫酸钠溶液B.稀硝酸C.浓硫酸D.氯化铵溶液【解析】选D。A项，由于硫酸钠溶液呈中性，铝与硫酸钠溶液不发生反应；B项，由于稀硝酸具有强氧化性，铝与稀硝酸反应生成NO气体；C项，由于浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铝钝化，不能产生氢气；D项，由于氯化铵溶液水解显酸性，铝与NH4+水解产生的H+反应生成氢气，故选D项。