從鋁土礦到鋁合金

從鋁土礦到鋁合金飛機(jī)、火車、汽車、船舶、導(dǎo)彈制造業(yè)，使用了各種鋁合金，如一架超音速飛機(jī)由70%的鋁合金構(gòu)成，每枚導(dǎo)彈用鋁量約占總量的10%——15%，國外已有鋁制火車軌道，而一艘大型船舶用鋁量達(dá)2000噸。一、鋁的存在：鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。鋁元素占地殼總量的7.73%，是地殼中含量最多的金屬。裝飾材料——銀白色金屬光澤用作導(dǎo)線——良好的導(dǎo)電性飛機(jī)制造——鋁的密度小硬度大鋁制炊具——良好的導(dǎo)熱性用作包裝——良好的延展性一、鋁的物理性質(zhì)及用途：2.化學(xué)性質(zhì)(1)鋁與氧氣的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

熔化高熔化光澤(2)鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)的探究氣泡冒出溶解爆鳴聲2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

氣泡冒出

溶解

爆鳴聲

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2

＋3H2↑

①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而鹽酸不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過量。1．把鎂粉中混有的少量鋁粉除去，應(yīng)選用的試劑是(

)A．鹽酸B．氨水C．燒堿溶液D．純堿溶液解析：選C。鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng),而鎂不能與堿反應(yīng)?！敬鸢浮緼3.與金屬氧化物的反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高溫Al的還原性強(qiáng)，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒寫方程式：Al與V2O5Al與Cr2O3鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是高溫下，較活潑的鋁置換出較不活潑的金屬，工業(yè)上常用于冶煉難熔金屬,或焊接鐵軌。利用鋁的強(qiáng)還原性和鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時(shí)能放出大量熱的性質(zhì)，工業(yè)上常用鋁粉來還原一些金屬氧化物，這類反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。練一練和鋁粉可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是（）A.氧化鈉B.鎂粉C.氧化鎢D.硫粉C注意鋁熱反應(yīng)用于焊接鋼軌

焊接鐵軌京廣鐵路的焊接現(xiàn)場(chǎng)鋁熱反應(yīng)用于“定向爆破”，主要是利用鋁熱反應(yīng)熔斷鋼筋使樓房定向倒塌3．工業(yè)上冶煉釩、鉻等難熔金屬時(shí)，常用的還原劑是(

)A．氫氣B．金屬鈉C．鋁D．一氧化碳解析：選C。鋁熱反應(yīng)過程中會(huì)放出大量的熱，常用于難熔金屬的冶煉。（1）物理性質(zhì)：白色、不溶于水的固體，熔點(diǎn)很高。（紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分）（3）化學(xué)性質(zhì)—是典型的兩性氧化物①

不與水反應(yīng)氧化鋁Al2O3（2）主要用途：①作耐火材料：制耐火管、耐火坩堝、耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等②冶煉鋁的原料.天然氧化鋁—?jiǎng)傆窦t寶石（Al2O3）藍(lán)寶石（Al2O3）耐火磚剛玉耐磨球紅寶石②Al2O3分別與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式：Al2O3＋2NaOH===________________；Al2O3＋2OH－===____________；Al2O3＋3H2SO4===________________；Al2O3＋6H＋===______________。2NaAlO2＋H2O

Al2(SO4)3＋3H2O

2Al3＋＋3H2O

1．氧化鋁可以制造耐火坩堝，這利用了它的什么性質(zhì)？能否用它來熔化NaOH固體？【提示】熔點(diǎn)高。不能用它來熔化NaOH固體,因?yàn)檠趸X能夠和NaOH固體反應(yīng)：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。2．為什么Al(OH)3可以作胃酸中和劑？【提示】

Al(OH)3堿性不強(qiáng)，不至于對(duì)胃壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激或腐蝕作用，但卻可以與酸反應(yīng)，使胃酸濃度降低，起到中和過多胃酸的作用。問題探究1、在MgO中混有少量的Al2O3雜質(zhì)，欲將雜質(zhì)除去可選用的試劑是（）

A．稀硫酸B．濃氨水

C．稀鹽酸D．氫氧化鈉溶液白色難

酸堿鹽和水易分解

1．下列物質(zhì)中，可用于治療胃酸過多的是(

)A．碳酸鈉B．氫氧化鋁C．氧化鈣D．碳酸鋇2．要使溶液中的Al3＋全部變?yōu)槌恋?，?yīng)選用的恰當(dāng)試劑是(

)A．NaOHB．NH3·H2OC．Ba(OH)2D．KOH陽離子陰離子

KAl(SO4)2·12H2O

Al(OH)3膠體

將一個(gè)用金屬鋁做的易拉罐內(nèi)充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布密封罐口。經(jīng)過一段時(shí)間后，罐壁內(nèi)凹而癟，再過一段時(shí)間后，癟了的罐壁重新鼓起來。（1）罐壁內(nèi)凹而癟的原因是___________；（2）罐再鼓起的原因是______________。課堂練習(xí)CO2被NaOH吸收，壓強(qiáng)減小鋁和NaOH反應(yīng)生成H2，壓強(qiáng)增大2.鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁及其化合物在下列場(chǎng)合的使用須加以控制的是（）①制鋁錠②制易拉罐③制電線、電纜④制包糖果用的鋁箔⑤用明礬凈水⑥制炊具⑦用明礬和蘇打作食物膨化劑⑧用氫氧化鋁制胃藥⑨制防銹油漆

A.①②④⑤⑥⑦⑧B.②⑤⑥⑦⑧C.②④⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧C練習(xí)2、向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol·l－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為（）A．3mL

B．7.5mL

C．15mL

D．27.5mL解析：利用圖形一目了然地看到堿的量有兩個(gè)值

0.03mol÷4mo1·L－1＝7.5mL。

0.11mol÷4mo1·L－1＝27.5mL。答案：BDAl2O3

鋁土礦的成分：主要成分：Al2O3少量：Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)交流與討論鋁土礦NaOH溶液溶解1過濾2酸化3過濾4灼燒5電解6殘?jiān)趸紴V液H2O鋁問題與探究(二)猜測(cè)每一步的操作作用是什么？(一)從整個(gè)工藝流程看,可分成哪兩個(gè)階段?1.NaOH溶解鋁土礦的目的是什么？

2.把濾液酸化的作用是什么？3.過濾2和4的作用是什么？4.酸化3過程中最后生成了什么？5.將過濾后的白色固體灼燒，發(fā)生什么反應(yīng)？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。

鋁土礦

NaAlO2Al(OH)3Al2O3AlAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓

+NaHCO32Al(OH)3Al2O3＋3H2O2Al2O34Al+3O2↑

小結(jié)：交流與討論鋁土礦NaOH溶液溶解1過濾2酸化3過濾4灼燒5電解6殘?jiān)趸紴V液H2O鋁生成Al(OH)3溶解氧化鋁生成Al2O3除去雜質(zhì)保存Al(OH)3zxxk1．從鋁土礦提取鋁的反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是(

)A．Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)B．向NaAlO2溶液中通入CO2C．Al(OH)3的分解D．Al2O3的電解2．從鋁土礦制備鋁的工藝流程“鋁三角”及其之間的相互轉(zhuǎn)化(1)寫出化學(xué)式：A____________，B______________，C____________，D____________，E____________。(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：A→B_______________________________________，A→D_______________________________________。ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl

向用HCl酸化過的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，圖中能正確表示這個(gè)反應(yīng)的是(

)例2變式訓(xùn)練2在H2SO4酸化過的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)與所加NaOH溶液的體積V的關(guān)系如圖，其中正確的是(

)要點(diǎn)三Al(OH)3沉淀的有關(guān)計(jì)算向20mL某物質(zhì)的量濃度的AlCl3溶液中滴加2mol·L－1NaOH溶液時(shí)，得到Al(OH)3沉淀的質(zhì)量與所滴加NaOH溶液的體積(mL)關(guān)系如圖所示,試回答下列問題：例3(1)圖中A點(diǎn)表示的意義是_____________________________。(2)圖中B點(diǎn)表示的意義是_____________________________。(3)上述兩步反應(yīng)用總的離子方程式可表示為：_____________________________。(4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，則此時(shí)用去NaOH溶液的體積為_____________________________。變式訓(xùn)練3

將氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等，則原氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是(雙選)(

)A．1∶3B．2∶3C．1∶4D．2∶72．將等質(zhì)量的Al分別投入下列足量的溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成等體積氫氣的是(

)A．稀硝酸、濃NaOH溶液B．稀鹽酸、濃NaOH溶液C．濃硫酸、稀鹽酸D．稀硝酸、稀NaOH溶液解析：選B。稀HNO3是氧化性酸，與Al反應(yīng)不能生成H2，濃H2SO4使Al鈍化。又因?yàn)锳l的質(zhì)量相等，反應(yīng)的溶液為足量，故B項(xiàng)生成的氫氣的體積相同。例1

甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為甲∶乙＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為_______