高一化学第一单元从铝土矿到铝合金课件 苏教版

第一单元从铝土矿到铝合金一、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，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。2．知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系。3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物。4．通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和方法。5．尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结构的常用方法。拿破仑的餐叉和钮扣现在，对铝制品谁也不稀罕，谁家都有铝锅、铝盆、铝勺之类的日用器具。可是，在100多年前，凡和铝沾边的东西，就是一种极贵重的宝贝，别说是铝锅，就是谁家有一把铝勺，那都身价百倍。当时，就像法国皇帝拿破仑三世这样的一国之君，对铝也是垂涎三尺。有一个故事，讲的就是他如何像赶“新潮”的小伙子一样对铝极尽顶礼膜拜之能事的。1848年以后，拿破仑三世登上了法国皇帝的宝座。这位法国皇帝很能干，但也很虚荣。当时，铝这种金属由于产量很少，成本比金子还高，因而很难得到。据说，当时有一位欧洲的国王买了一件有铝钮扣的衣服之后，就趾高气扬，并且瞧不起那些买不起这种奢侈品的穷国的君主。当然，买不起铝钮扣的君主们又十分嫉妒这位有着十分罕见的钮扣的国王，渴望着有朝一日也能得到这种钮扣。拿破仑三世上台后，决定炫耀一下自己的与众不同。一天，他举办了一个盛大的宴会，邀请了王室成员和贵族赴宴，另外还有一些地位较低的来宾。客人入席后，发现用餐的餐具各不相同，在高贵的王室成员和皇宫贵族的餐桌上摆的都是铝匙和铝叉，而在地位较低的来宾面前，摆的却是普通的金制和银制的餐具。那一天，宴会虽很丰盛，但是使用金制和银制餐具的人心里就堵得慌，因为他们发觉自己是在低人一等的餐桌上用餐。其实，这也不是拿破仑三世的本意，而是在当时，即使是皇上也无法给每个来宾提供当时是既贵重而又稀少的铝餐具。不久，拿破仑三世决定摆脱这种“寒酸”局面。他给提炼铝的法国科学家和工业家圣克莱尔·德维利提供了一大笔资金，用来大量生产铝，他准备用这些铝为法国军队士兵的所有服装上都安上铝钮扣并装备铝胸甲。但是，由于当时铝的冶炼方法很落后，又没有足够的电力，因此铝的产量一直很少，德维利生产的铝仍然很贵，结果，拿破仑三世用铝钮扣和铝胸甲装备法国军队的计划没有实现。但是，他对保卫他的安全的警卫部队则另眼相看，为他们装备了新的铝胸甲。一直到19世纪80年代，铝仍然是一种有珠宝价值的珍贵金属。有这样一件有趣的事，很充分地说明了那时铝的价值：1889年，俄国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学，英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献，尤其是在发现元素周期律和建立元素周期表上的贡献，赠给他一件贵重的奖品，就是用金和铝制成的一架天平。100多年后，铝进入了最平常的百姓家中，这是拿破仑三世决没有想到的。铝现在变得这么便宜，要归功于那些一直在研究如何大批生产铝的科学家。19世纪末，奥地利化学家拜尔在前人实验的基础上研究出了一种生产铝的方法——电解氧化铝。不久后，铝的产量剧增，铝的价格也大降。在俄国，1854年时1千克铝要1200卢布；而到19世纪末，就降到了1个卢布。珠宝商人从此对铝失去了兴趣，但铝却受到了整个工业界的青睐。（一）存在一、从铝土矿中提取铝铝元素占地壳总量的7．73％，是地壳中含量的金属元素。铝土矿(主要成分为，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质)是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。O（二）结构很容易失3e－结论:铝有很强的还原性。Al3＋Al（三）物性铝是银白色有金属光泽的金属，熔点较低（660.4℃）,是热和电的良导体。密度较小（2.7g·cm－3）,（四）化性（1）与非金属反应：（2）与酸反应322O2Al4Al3O233H2AlCl2Al6HCl①在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。②在热的浓硫酸、浓硝酸，稀硝酸中反应，但不产生氢气。③与稀硫酸，盐酸反应产生氢气。2342423H(SOAl2AlSO3H)（4）与碱反应（3）与氧化物反应3232OAl2Fe2AlOFe高温2223H2NaAlOO2H2Al2NaOH向一个铝制的易拉罐中充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“卡卡”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来，试回答：（1）易拉罐变瘪的原因是，反应的离子方程式是。（2）易拉罐又鼓起来的原因是，反应的离子方程式是。（五）用途（五）用途铝合金：主要用于建筑业、交通运输业以及电子行业。铝导热能力强，可用于各种家用器皿。铝导电能力强，可用于导线。铝延展性好，可制成铝箔。铝热反应放出大量热，可置换铁。下列为铝或铝合金的各种用途，在后面的横线上写出所根据的性质。（1）制造飞机或汽车外壳（2）作为储存浓硫酸的容器（3）制造各种日用炊具（4）铝热法冶炼金属（5）制造电线电缆（6）制造包装用的铝箔2．铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制的是（）①制铝锭②制易拉罐③制电线、电缆④制包糖果用的铝箔⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂⑧用氢氧化铝制胃药⑨制防锈油漆A．①②④⑤⑥⑦⑧B．②⑤⑥⑦⑧C．②④⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧3．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的物质的量之比为（）A．1：lB．2：lC．3：1D．1：32222NaAlO3HO2H2Al2NaOH233H2AlCl2Al6HCl7．某同学在进行铝的性质实验时发现，用擦去氧化膜的相同大小的铝片分别与H+浓度相同的稀硫酸和稀盐酸反应时，实验现象明显不同：铝与硫酸反应的速率较慢，产生的气泡很少；铝与盐酸反应的速率较快，产生的气泡较多。（1）写出铝与稀硫酸、稀盐酸反应的离子方程式。（2）有人认为，铝与稀盐酸反应的速率较快，其原因是盐酸中的氯离子对反应有促进作用，试设计一简单的实验验证该说法是否正确。（3）也有人认为，铝与稀硫酸反应的速率较慢，其原因是硫酸中的硫酸根离子对反应有抑制作用，试设计一简单的实验验证该说法是否正确。（六）制取（从铝土矿中提取铝）铝“从铝土矿中提取铝”所涉及反应：OH2NaAlO2NaOHOAl223233222NaHCOAl(OH)OHCONaAlO2OHOAl2Al(OH)23233△2323O4Al通电O2Al2323O4Al通电O2Al8．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.2mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克?需氧化铝多少克?＋3－200失6×2e－得4×3e－12e－_______________4Al_______________2Al2O312mol4mol2mol0.2moln(Al)n(Al2O3)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．灼烧氢氧化铝固体D．电解熔融的氧化铝二、铝的化合物1。Al2O3（五）用途（四）化性（三）物性（一）存在铝土矿、刚玉、红宝石、蓝宝石高硬度、高熔点（2054℃）OH2NaAlO2NaOHOAl2232两性氧化物O3H2AlCl6HClOAl23322323O4Al通电O2AlOH2AlO2OHOAl2232O3H2Al6HOAl2332新乡市晶华耐火材料厂刚玉耐磨球红宝石2。Al(OH)3（四）化性（三）物性难溶于水的白色絮状沉淀,具有吸附性,常用于水的净化。O2HNaAlONaOHAl(OH)223（1）两性氢氧化物O3HAlCl3HClAl(OH)233（2）受热分解O3HAl3HAl(OH)233O2HAlOOHAl(OH)223O3HOAl2Al(OH)2323△（六）制取3NaClAl(OH)3NaOHAlCl333-3Al(OH)3OHAlCl3NHAl(OH)OH3NHAlCl43233432333NHAl(OH)OH3NHAl⑴⑵（六）制取NaClAl(OH)OHHClNaAlO322Al(OH)OHHAlO32233222NaHCOAl(OH)OHCONaAlO233222HCOAl(OH)OHCOAlO2⑶⑷（六）制取3NaCl4Al(OH)O6HAlCl3NaAlO32324Al(OH)O6HAl3AlO3232⑸4．要使氯化铝溶液中的A13＋完全转化成Al(OH)3沉淀，应选用的试剂是（）A．NaOH溶液B．稀盐酸C．氨水D．AgNO3溶液6．已知氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液能发生下列反应：AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl现以废铝、盐酸、氢氧化钠溶液为原料制取氢氧化铝。（1）请设计实验方案，并写出相应的化学方程式。（2）请与同学交流讨论，从中找出最理想的实验方案。2222NaAlO3HO2H2Al2NaOH233H2AlCl2Al6HCl⑴AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl⑵NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl⑶233H2AlCl2Al6HCl2222NaAlO3HO2H2Al2NaOHAlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaClAl(OH)3HClNaOH⑴4mol⑵4mol⑶4mol3。明矾[KAl(SO4)2·12H2O]（1）复盐：（2）水解生成胶体KAl(SO4)2·12H2O=K＋＋Al3＋＋2SO42－＋12H2OAl3＋＋3H2O=3H＋＋Al(OH)3（胶体）5．设计实验方案验证明矾中含有K＋，Al3＋，和SO42－，写出实验步骤、实验现象及结论。12．向明矾[KAl(SO4)2]溶液中滴人氢氧化钡溶液，当硫酸根离子恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式是（）A．一部分为Al(OH)3，一部分为Al3＋B．一部分为Al(OH)3，一部分为AlO2－C．全部是Al(OH)3D．全部是AlO2－1KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2=2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O（1）Al3＋盐性质Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O（2）AlO2－盐性质AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O：Al(OH)3的两性Al3＋＋3OH－Al(OH)3AlO2－＋H＋＋H2O2．下列关于铝及其化合物与强碱溶液反应的说法中，正确的是（）A．都有H2O生成B．都有H2生成C．反应后铝元素主要以AlO2－的形式存在D．反应后铝元素主要以Al3＋的形式存在O2HNaAlONaOHAl(OH)223OH2NaAlO2NaOHOAl22322223H2NaAlOO2H2Al2NaOH5．试判断下列关于铝的叙述是否正确，并说明理由。（1）铝在常温下不与浓硝酸、浓硫酸发生反应。（2）氢氧化铝既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。（3）铝不能与氧气发生反应。（4）在高温下，铝能将氧化铁中的铁置换出来。3NaClAl(OH)3NaOHAlCl33（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：O2HNaAlONaOHAl(OH)223O2H3NaClNaAlO4NaOHAlCl223（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：3NaCl4Al(OH)O6HAlCl3NaAlO3232（3）向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液：NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaClO3HAlCl3HClAl(OH)233（4）向HCl