从铝土矿中提取铝.docx

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从铝土矿中提取铝

从铝土矿中提取铝

[课标要求]

（1）了解地壳中铝元素的含量，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，掌握相关反应的化学方程式，通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。

[学习纲要]

一、铝元素在自然界中的存在

二、从铝土矿中冶炼铝

我们可以把冶炼过程分成哪两个阶段?

（1）铝土矿→氧化铝

【学生实验1】Al2O3中滴加足量的NaOH溶液。

化学方程式

【学生实验2】NaAlO2溶液中慢慢滴加盐酸，看到现象就停止。

化学方程式

解决随堂练习4

【总结】铝土矿

NaAlO2

Al（OH）3

Al2O3

（2）氧化铝→铝

方程式:

【设问】1．该反应化合价是否发生变化？

发生了什么反应？

2．对比一下钠、镁和铝的提取，看有没有相似之处？

［随堂练习］

1、NaOH溶解铝土矿的目的是什么？

（提示：

我们需要的是反应以后的滤液。

）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？

2、把滤液酸化的作用是什么？

（提示：

我们需要的是沉淀物。

）

3、过滤2和4的作用是什么？

4、酸化是通过量的CO2，反应后生成了什么？

滤液的主要成分？

5、将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？

写出有关的化学方程式。

6、从铝土矿制备铝的过程中哪些反应属于氧化还原反应？

请用离子反应方程式表示。

【巩固与练习】

1．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（C）

A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态。

B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼。

C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来。

D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似,可用电解法。

2.下列属于碱性氧化物的是（B）；属于酸性氧化物的是（A）；属于两性氧化物的是（C）

A．CO2B．Na2OC．Al2O3D．CO

[学习反思]

[能力提升]

1.下列说法正确的是（）

A．金属氧化物一定是碱性氧化物　　　B．碱性氧化物一定是金属氧化物

C．非金属氧化物一定是酸性氧化物　　D．酸性氧化物一定是非金属氧化物

2.熔融烧碱样品应使用下列器皿（）

A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．瓷坩埚

3.制造火箭外壳材料中的主要元素是（）

A．FeB．AlC．CD．Si

4.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.灼烧氢氧化钠固体D.电解熔融的氧化铝

*5.工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3·xH2O，Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3做冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是（）

A.④⑤B.③④C.②⑤D.①②

二、填空题

6.下列属于碱性氧化物的是__________属于酸性氧化物的是_________,属于两性氧化物的是__________

A．CO2B．Fe2O3C．SiO2D．COE．Al2O3F．MgO

7.如何除去下列括号中的杂质（用化学方程式表示）？

①MgO（Al2O3）。

②Na2CO3（NaHCO3）。

8.写出下列反应的化学方程式或离子方程式：

（1）氧化铝溶于氢氧化钾溶液

（2）氧化铝溶于硫酸溶液

（3）向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量

三、计算题：

9.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？

需氧化铝物质的量是多少？

[参考答案]

1.B2.C3.B4.D5.A

6.BF；AC；E

7.①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

②NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

8.

（1）Al2O3+2KOH=2KAlO2+H2O

或：

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

（2）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O

或：

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

（3）NaAlO2+H2O+CO2=Al（OH）3↓＋NaHCO3

或：

AlO2-+H2O+CO2=Al（OH）3↓＋HCO3-

9.设理论上能得到金属铝xg,需氧化铝ymol

由反应2Al2O3

4Al+3O2↑可找出如下关系：

Al2O3~2Al~6e

1mol54g6mol

ymolxg0.2mol

x=1.8g,y=0.033mol

铝的氧化物与氢氧化物

[课标要求]

（1）初步了解实验方案的设计，通过实验探索，掌握氧化铝和氢氧化铝的两性，体验实验和探究的乐趣，培养学生热爱科学，崇尚科学的态度。

（2）了解氧化铝和氢氧化铝的主要用途，感受化学科学与人类生产、生活的密切联系。

［学习纲要］

氧化铝的天然存在形式主要有：

称为两性氧化物。

一、氧化铝的性质：

1.物性：

2.化性：

a.与酸反应：

b.与碱反应：

3.用途：

二、氢氧化铝的性质

1.氢氧化铝物理性质

2.氢氧化铝化学性质（两性）：

A．与强酸反应：

B．与强碱反应：

三、氢氧化铝应用：

1．医学上的应用

2．净水

［随堂练习］

1.如何在实验室里制备氢氧化铝？

请提出可行的方法。

2.氧化铝和氢氧化铝同属铝的化合物,用类比的方法，你推测氢氧化铝是否也是两性氢氧化物？

请设计实验探究氢氧化铝是否具有两性。

3.为什么制备氢氧化铝使用氨水而不用氢氧化钠溶液呢？

4.请你通过所学知识比较下

（1）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳

（2）偏铝酸钠溶液中滴加盐酸，两种制备方法的优劣。

5.在前一节课学习的提取铝的工艺流程中，为什么选用二氧化碳酸化而不用盐酸酸化？

6.胃舒平是一种常用的胃药，用于治疗胃酸过多，它的主要成分是Al（OH）3，请设计实验方案检验胃舒平中Al（OH）3的存在。

【巩固练习】

1．氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的（B）

A．酸性B．碱性

C．两性D．氧化性

2．下列物质中属于两性氢氧化物的是（B）

A．NaOHB．Al（OH）3C．Mg（OH）2D．Ba（OH）2

3．要使AlCl3中的Al3+完全转化成Al（OH）3沉淀，选用的最佳试剂为：

（C）

A．NaOHB．稀盐酸C．氨水D．AgNO3

[学习反思]

[能力提升]

1.下列物质中属于两性化合物的是（）

A.MgOB.AlC.NaAlO2D.Al（OH）3

2.实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是（）

A.NaOH溶液B.氨水C.盐酸D.Ba（OH）2溶液

3.下列离子方程式中正确的是（）

A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应H++OH-=+H2O

B.硫酸铝溶液中滴入氨水Al3++OH-=Al（OH）3↓

C.将足量CO2通入偏铝酸钠溶液中Al3++CO2+H2O=Al（OH）3↓+CO32-

D.硝酸铝溶液中滴加少量氢氧化钠溶液Al3++3OH-=Al（OH）3↓

4.在溶液中不能与Al3+大量共存的离子是（）

A.Cl-B.OH-C.H+D.Na+

5.下列反应最后能产生沉淀的是（）

A.向AlCl3溶液中加过量的NaOH溶液

B.向NaAlO2溶液中加过量的盐酸

C.向AlCl3溶液中通入过量的CO2

D.向NaAlO2溶液中通入过量的CO2

6.用H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al（OH）3，甲、乙两位学生的制备途径分别为：

若要得到等质量的Al（OH）3，则（）

A.两者消耗的Al相等B.两者消耗的NaOH相等

C、两者消耗的硫酸相等D.两者消耗的各种原料均不相等

7．某些化学试剂可用于净水。

水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2（OH）nClm·yH2O]X，式中m等于

A．3-nB．6-nC．6+nD．3+n

二、填空题

8.将1molAlCl3完全转化为Al（OH）3需要NaOH____mol,再加入____molNaOH,Al（OH）3全部溶解。

9.有4种含有铝元素的化合物A、B、C、D，且能发生下列反应①A＋NaOH→D＋H2O　②B

A＋H2O　③C＋NaOH

B＋NaCl　④在①溶液中滴入盐酸后有沉淀生成，盐酸过量沉淀又溶解生成C。

则A、B、C、D的化学式分别是A_______、B_______、C_______、D_______。

10.胃酸过多是常见的胃病。

下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。

甲：

（1）白色结晶状粉末，可缓缓分解；

（2）属于酸式盐；（3）遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；（4）胃酸过多患者服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。

乙：

（1）与胃酸是中和作用缓慢而持久，可维持3～4小时。

（2）凝胶本身覆盖于溃疡面上，具有保护作用。

（3）可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。

（1）请你推测，甲中含有的主要化学成份是（填化学式）；乙中含有的主要化学成份是（填化学式）。

（2）试写出甲中含有的主要化学成份引起胃胀气反应的离子方程式：

。

（3）试写出乙中含有的主要化学成份分别与稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的离子方程式：

三、计算题

11.向100mL0.1mol/L的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，当滴加碱液800mL时，恰好完全反应得到澄清的溶液，求NaOH溶液的物质的量浓度。

[参考答案]

1.D2.B3.D4.B5.D6.A7.B

8.31

9.A：

Al2O3B：

Al（OH）3C：

AlCl3D：

NaAlO2

10.

（1）NaHCO3Al（OH）3

（2）HCO3-+H+=H2O+CO2↑

（3）Al（OH）3+3H+=Al3++3H2OAl（OH）3+OH-=NaAlO2-+2H2O

11.设NaOH溶液的物质的量浓度为xmol/L

由题目信息判断出反应：

AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2

此时恰好完全反应得到澄清溶液。

找出相应关系：

AlCl3~4NaOH

1mol4mol

100mL×0.1mol/Lxmol/L×800mL

x=0.05

铝的性质

[课标要求]

1．通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。

2．了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。

[学习纲要]

一、铝的物理性质及用途：

飞机制造----

用作导线----

铝制炊具----

用作包装----

二．化学性质：

1．与氧气反应

2．与酸反应：

3．与碱反应：

4．铝的钝化

5．铝热反应

（1）．什么叫铝热反应？

（2）．什么是铝热剂？

（3）．写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式？

［随堂练习］

1.这个与金属活动顺序不符。

铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀？

铝难道不能被空气中的氧气氧化？

2.铝放在冷的浓硫酸、浓硝酸中无气泡，是不是就没有发生化学反应呢？

3.浓硝酸、浓硫酸可用什么材料的容器储存运输？

【巩固练习】（ppt13）

1．两份等质量的铝粉，一份投入足量的稀盐酸中，另一份投入足量的氢氧化钠溶液中，则生成氢气的质量比为_____1:

1_____。

2．不宜用铝热法冶炼的金属是（A）

A．镁　B．铁　　C．铬　　D．钨

[学习反思]

［能力提升］

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1.下列有关厨房中铝制品的使用中，你认为合理的是（）

A．盛放食醋B．烧煮开水

C．用金属丝擦表面的污垢D．用碱溶液洗涤

2.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是（）

A.盐酸B.NaOH溶液C.硝酸D.食盐水

3.称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若放出等量的气体，则两份铝粉的质量比为（）

A.1：

1B.2：

3C.1：

2D.1：

3

4.指出下列反应中，水既不是氧化剂又不是还原剂的反应（）

A.Na与H2OB.Mg与H2O（沸水）C.Cl2与H2OD.Al与NaOH水溶液

5.用铝热法还原下列化合物，制得金属各1mol，需消耗铝最少的是：

（）

　　A.MnO2　　　　B.WO3　　　C.Fe3O4　　　D.Cr2O3

6.铝能提炼难熔金属和制成铝热剂，是因为铝（  ）

A.密度小，熔点较低B.是金属

C.具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热

D.在空气中燃烧，发出耀眼白光

7.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．硫酸铜溶液D．氢氧化钠溶液

二、填空题

8.写出下列反应的离子方程式：

①铝丝与稀硫酸反应:

②铝片与氢氧化钠溶液反应:

9.工业上用铝粉还原一些金属氧化物，这类反应称为铝热反应。

写出在高温下铝还原V2O5的化学方程式，若在反应中消耗2mol铝，则转移了mol电子。

10.近年来，科技人员又研究得一种新型材料——泡沫铝。

它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金（合金是指金属跟其它金属或非金属所组成的具有金属特性的物质）中而制成的，其优点是硬度高，密度小（约为0.16~0.5克/厘米3），比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年就可大批量投放市场。

（1）下列关于泡沫铝的说法错误的是（）

A.泡沫铝即是纯净物B.泡沫铝是一种合金

C.泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D.泡沫铝可用于飞机制造

（2）铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜（氧化物）而对铝起保护作用，但这层氧化膜（氧化物）遇到强酸或强碱都会溶解，请①写出与酸（盐酸）反应的离子方程式，②写出与强碱（氢氧化钠）反应的化学方程式。

①离子方程式_______________________________________________________

②化学方程式_______________________________________________________

[参考答案]

1、B2、B3、A4、C5、C6、C7、C

8、①2Al+6H+=2Al3++3H2↑②2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

9、3V2O5+10Al=5Al2O3+6V6

10、

（1）A

（2）①Al2O3+6H+=2Al3++3H2O②Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

从自然界获取铁和铜

[课标要求]

（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。

（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。

（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。

［学习纲要］

一.铁、铜存在形式

主要以存在于自然界。

二．铁的冶炼

（1）原料：

（2）基本反应原理：

（3）设备：

（4）炼铁的主要反应过程：

①产生还原剂：

②还原铁矿石：

③造渣（除脉石）：

（5）炼铁产品：

二．铜的冶炼

1.湿法炼铜：

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

2.火法炼铜:

3、生物炼铜的原理是什么？

[随堂练习]

1.为什么地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨铁中?

2.你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗？

选用哪些还原剂？

3.根据炼铁中化学反应的原理,思考并回答下列问题:

（1）CO是怎样形成的?

（2）铁矿石是如何被还原的?

（3）石灰石的作用是什么?

【巩固练习】

1．铁和铜在自然界中主要以化合物的形式存在.工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的，原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。

冶炼的过程将氧化铁还原为单质铁的方程式为：

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2。

2．在高温下可还原氧化铁的化合物是（  D    ）

 A．焦炭      B．氢气      　　　C．二氧化碳    　　     D．一氧化碳

[学习反思]

[能力提升]

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1．我国是世界文明古国，有些化学工艺发明较早。

我国掌握冶铁技术的历史时期是（）

A．春秋初年B．商代C．唐代D．战国晚期

2.下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为（）

A、加热氢氧化铝B、加热碳酸钙

C、电解熔融氯化镁D、电解饱和食盐水

3.高炉炼铁中石灰石的作用（）

A.除S、P等杂质B、催化剂C、除二氧化硅D、脱氧

4．下列情况中，能通过置换反应得到铁的是（）

A、铜与氯化亚铁溶液常温下混合；B、一氧化碳通过灼热的三氧化二铁；

C、氢气通入硫酸亚铁溶液；D、铝和四氧化三铁混合加热到高温；

5．已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系，你认为下无事件发生在铁器时代之前的是（）

①金属铝的冶炼②青铜器时代③金银的使用④戴维发现金属钠⑤15世纪中国使用锌铸币

A．②③⑤B．②③C．①②③D．①④⑤

二、填空题

6.Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。

请填空：

①写出磁铁矿主要成分的化学式：

。

②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：

。

③写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式：

，。

7．工业上铁冶炼是在中进行的。

在冶炼过程中铁元素被还原，还原剂是，产生还原剂的化学方程式是、。

用这种方法冶炼的铁是含碳2%～4.5%的，将它进一步冶炼，就可以得到用途广泛的。

8．工业上主要采用用高温冶炼得到铜。

通过法冶炼得到的铜，含量可达到99.95%～99.98%，这种铜用于。

9．古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子，冶炼方法如下：

将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热到800℃，得金光闪闪的“药金”。

药金的主要成分是Cu和Zn的合金。

写出有关冶炼的化学方程式

三、计算题

10．现有含Fe2O380%的赤铁矿100t，理论上可冶炼含Fe95%的生铁多少吨？

[参考答案]

1.A2.C3.C4.D5.B

6.①Fe3O4

②Fe2O3+3CO

2Fe+CO2

△

③CaCO3

CaO+CO2↑CaO+SiO2

CaSiO3

7．炼铁高炉，CO；石灰石C+O2===CO2CO2+C

2CO；生铁钢。

8．黄铜矿电解精炼法电气工业。

800℃

9．ZnCO3====ZnO+CO2↑ZnO+C=====Zn+CO2↑

Cu2O+C====2Cu+CO2↑

10.62.1t

铁、铜及其化合物的应用

［课标要求］

（1）复习巩固已学的铁、铜的物理及化学性质；学习铁、铜的新的化学性质；学会用图示方法自主构建铁的不同价态相互转化的关系。

（2）采用实验探究的方法，掌握Fe3+、Fe2+的性质及相互转化条件，体验自主实验探究过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。

（3）认识化学与人类生产、生活的密切关系。

体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。

[学习纲要]

一．单质的物理性质：

共同点

不同点

铁

具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热

纯净的单质铁为银白色，有良好的延展性，质地较软的固体，可被磁化

铜

铜具有与众不同的紫红色，质地较硬的固体

二．单质的化学性质：

铁

铜

与非金属

反应

与盐酸反应

与盐溶液

反应

三、Fe2+和Fe3+的相互转化：

探究步骤

具体方案

1.提出Fe2+和Fe3+转化条件的猜想

Fe2+→Fe3+：

加入氧化剂

Fe3+→Fe2+：

加入还原剂

2.设计实验方案验证自己的猜想

Fe2+→Fe3+：

加入新制的氯水

Fe3+→Fe2+：

加入铁粉

3.由学生完成自己设计的实验，观察并记录实验现象

实验

现象

Fe2+→Fe3+：

取2支试管，各加入1mL0.1mol·L-1的FeCl2溶液，向其中一支试管中加入3滴KSCN溶液，向另一支试管中，先加入几滴新制的氯水，振荡试管，再向试管中加入3滴KSCN溶液。

Fe3+→Fe2+：

取2支试管，各加入1mL0.1mol·L-1的FeCl3溶液，向其中一支试管中加入3滴KSCN溶液，向另一支试管中先加入少量铁粉，振荡试管，放置，再向试管中加入3滴KSCN溶液。

4.形成结论

Fe2+→Fe3+：

化合价升高，加入氧化剂,例如：

Cl2、Br2、HNO3、O2等

Fe3+→Fe2+：

化合价降低，加入还原剂，例如：

Zn、Fe、Cu等

四．铁及铜的化合物的应用

1

Fe2O3作颜料

②氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂

1．铁的化合物③作磁性材料

④维持生命的微量元素

2．铜的化合物：

铜盐可杀菌，CuSO4溶液杀灭寄生虫，治疗皮肤病

[随堂练习]

1.补血剂补充的是Fe2+还是Fe3+呢？

怎么来检验呢？

2．为什么与维生素C同服，会增加本品的吸收？

3．补铁性药品为什么要密封？

4.实验室在配制Fe2+溶液时，为防止Fe2+被氧化，可加入什么？

【巩固练习】（ppt15、16）

1．能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是:

（D）

A.NaOHB.KSCNC.FeCl2D.Fe

2．某溶液中加入KSCN溶液无明显现象，再滴加氯水,溶液立即变为红色，说明原溶液中一定含有（B）

A.Fe3+B.Fe2＋C.Cu2+D.Zn2+

3．要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（C）

①加入足量氯水②加入足量KMnO4③加入少量KSCN溶液

A.①③B.③②C.③①D.①②③

[学习反思]

［能力提升］

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1.世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。

位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。

你估计这一空气污染物可能含有（）

A．FeO粉尘B．P2O5粉尘C．Fe2O3粉尘D．SiO2粉尘

2.为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。

服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有（）

A.酸性B.碱性C.氧化性D.还原性

3.常温下能用铁制容器盛放的是（）

A.浓硫酸B.浓盐酸C.硫酸铜D.稀硫酸

4.能与Fe3＋反应，且能证明Fe3＋具有氧化性的是①SCN－②Fe③Fe2＋④Cu⑤Zn⑥OH－（）

A．①②③B．②④⑤C．①③⑥D