第一单元 从铝土矿到铝合金
从铝土矿提取铝
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【学习目标】
知识技能:
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。
过程方法: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。
情感态度:从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。
【教学重点】铝的冶炼过程。
【教学难点】Al2O3的两性。
【自主学习】
(回顾)前面我们学习了两种金属元素 和 的性质,了解了关于金属性质的一些表现,在已知元素中,金属元素占到80%以上,在人类的生产生活中有非常重要的地位,其中地壳中含量最多的金属元素是 ,占到地壳总量的7.73%。
(一)法国拿破仑三世的餐具,他婴儿的拨浪鼓玩具就是用铝制的,华盛顿纪念碑(1885年奉献给华盛顿的)的顶端就是一块当时很昂贵的金属铝。
法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己打造了一顶铝皇冠。他戴上铝皇冠,神气十足地接受百官的朝拜。在宴请宾客时,拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具,而大臣们使用的是金或银制餐具。
(二)门捷列夫创建了元素周期表,受到英国皇家学会的表彰,奖品是一只铝制奖杯。
1、这两个事例说明了什么?
2、铝在自然界以什么形式存在?我们现在怎么制取金属铝?
一、从铝土矿中提取铝:
【阅读】教材p64的图3—2,工艺流程。
1、从铝土矿中提纯 ;
①加 溶液:
离子方程式:
②通过 操作,在 中通入过量的 将其 ,
化学反应方程式:
离子方程式:
③通过 操作,取 进行 ,
化学反应方程式:
2、制取
化学反应方程式:
如果此反应是氧化还原反应,标出电子转移的方向和数目。
由于氧化铝的熔点很高,直接加热使其熔化需要消耗很大的能量,所以实际生产中要加入 ( ),作为 可以使熔融温度降低,节省能源。
【拓展视野】
美国化学家霍尔年轻时就对化学发生了强烈兴趣,由于受到老师一次偶然间谈话的鼓励,使他在一生中作出了重大发现。霍尔的老师说过,任何人如果发明了一种廉价的制铝方法,他就会变得富裕和出名。霍尔听取了这番话,作出了发明,于是变得富裕和出名了。
铝是地壳中一种非常普通的成分。但是从铝发现的半个多世纪以来存在着一个问题,没有一种方法能以成本低、合于实用的方式使铝由其化合物中分离出来。
1886年霍尔23岁时,他在家庭实验室去工作,应用了家庭的蓄电池,设计出一种用电解来生产铝的方法,实验中关键的发现是将氧化铝溶解在一种称做冰晶石的矿物溶融体中,并使用碳质电极。同年,在另一处独立工作的法国的埃鲁设计出了相同的方法。因此,这一方法通常称做霍尔-埃鲁法。
【思考】回忆前面的金属钠和镁的提取,由于化学性质 ,所以均采用了 法提取,比如金属钠是通过电解 ,金属镁的制取,是通过电解 ,那么为什么制取金属铝不使用氯化铝呢?(注:氯化铝的熔点只有190℃,氧化铝却高达2054℃)?
【随堂反馈】
1.可利用铝合金制作钥匙,是因为( )
A.熔点低 B.导电性好 C.密度小 D.硬度大
2.制造火箭外壳材料中的主要元素是 ( )
A.Fe B.Al C.C D.Si
3.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
4.下列属于碱性氧化物的是__________属于酸性氧化物的是_________,
A.CO2 B.Fe2O3 C.SiO2 D.CO E.Al2O3 F.MgO
5.如何除去下列括号中的杂质(用化学方程式表示)?
①MgO(Al2O3) 。
②Na2CO3(NaHCO3) 。
6.(此题做书面作业,必须抄题)电解熔融的氧化铝制取金属铝,若有0.4mol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?
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?
【课后预习】
预习第一单元“铝的性质”相关知识。
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