(共30张PPT)
专题3 从矿物到基础材料
第一单元 从铝土矿到铝合金
第1课时 从铝土矿中提取铝
铝的氧化物与氢氧化物
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。
2、知道氧化铝和氢氧化铝的性质，了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
3、通过联想、类比等方法了解探究学习的一般过程和方法。
拿破仑三世在举行盛大宴会时，只有他能使用铝质餐具，而其他人只能用金制、银制餐具。
英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫。
“铝的传说与历史”
由此可见，铝在当时的价格非常高，所谓物以稀为贵，难道是因为铝元素很少？
地壳中含量最多的金属元素是 ；
Al
但铝元素在自然界中以化合态形式存在。
地壳里各种元素的含量图（质量分数）
可见事实并非如此，而是当时提取单质铝的工艺复杂，接下来让我们一起去了解一下铝的矿物以及现
代工业提取铝的流程。
天然蓝宝石“亚洲之星”
世界上最完美的红宝石 “卡门·露西娅”
世界著名绿宝石
这些宝石的主要成
分都是氧化铝。
但真正应用于工业生产铝的却是这种不起眼的氧化铝矿物。
如何将铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有少量Fe2O3、SiO2等杂质）中的Al2O3提纯？
Al2O3
Fe2O3
SiO2
Al2O3+6HCl
====2AlCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl
====2FeCl3+3H2O
不反应
Al2O3+ 2NaOH
=====2NaAlO2+H2O
不反应
SiO2+2NaOH
====Na2SiO3+H2O
盐酸
氢氧化钠溶液
首先来查看下关于铝土矿中各种物质的性质
盐酸 氢氧化钠溶液 CO2
NaAlO2 NaAlO2+HCl+H2O
====NaCl+
Al(OH)3 ↓ 不反应 NaAlO2+CO2+
2H2O====
Al(OH)3↓＋NaHCO3
Al(OH)3 Al(OH)3 ＋3HCl ====AlCl3+3H2O Al(OH)3+ NaOH ====NaAlO2+2H2O 不反应
Fe(OH)3 Fe(OH)3 ＋3HCl ====FeCl3+3H2O 不反应 不反应
2Al(OH)3 ====Al2O3+3H2O
△
你认为这两种方法哪一种更适合工业生产，说出你的理由。
酸处理
铝土矿
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
Al2O3
盐酸溶解
AlCl3(aq)
FeCl3(aq)
NaOH
CO2酸化
过滤
过滤
过滤
灼烧
碱处理
过滤
铝土矿
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
Al2O3
CO2酸化
NaOH溶解
过滤
灼烧
由于碱处理比酸处理少需要一个步骤，可以大大节省成本，因此工业生产采用碱处理。
然而，将单质铝从中提取出来，是经过了很多科学家的共同努力才最终得以实现的。
1854年，法国化学家戴维改进维勒的方法，用钠做还原剂，成功地制得成铸块的金属铝。但由于钠价格昂贵，用钠做还原剂生产的铝成本比黄金还要贵很多。
1886年，美国化学家霍尔通过不断摸索, 把氧化铝熔化在熔融的冰晶石（Na3AlF6）中进行电解, 终于看到小球状的铝聚集在阴极上，从而大大降低了铝的生产成本，使铝的生产得以工业化。
下面让我们通过讨论和实验的方式完整地学习一下铝的生产工艺流程。
冰晶石
电解熔融
Al
电解Al2O3
提纯Al2O3
2Al2O3====4Al+3O2↑
通电
从铝土矿制备铝的工艺流程
铝土矿
Al(OH)3
Al2O3
滤渣
过滤
溶解
NaOH溶液
滤液
过滤
灼烧
NaAlO2(aq)
二氧化碳
酸化
滤液
残渣
铝土矿
NaOH溶液
二氧化碳
溶解
过滤
酸化
过滤
Al2O3 + 2OH- ==== 2AlO2- + H2O
Al2O3 + 6H+ ====2Al3+ + 3H2O
可以跟酸反应生成盐和水
······
可以跟碱反应生成盐和水
这种既可以跟酸又可以跟碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物
滤液
残渣
铝土矿
NaOH溶液
二氧化碳
溶解
过滤
酸化
过滤
······
为什么用CO2酸化而非盐酸酸化？接下来我们通过实验来说明这一问题。
实验1：在两只试管中分别装入少量氢氧化铝沉淀，并依次分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，振荡并观察实验现象。
现象：两支试管中的白色沉淀逐渐溶解直至消失。
结论： Al(OH)3 + 3H+ ===== Al3+ + 3H2O
Al(OH)3
OH-
+
===== AlO2- + 2H2O
可以和酸反应形成盐和水
可以和碱反应形成盐和水
这种既能和酸又能和碱反应形成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物
由此得出：若用盐酸酸化的偏铝酸钠溶液制取氢氧化铝沉淀，将很难控制盐酸的用量。那么怎样才能得到纯净的氢氧化铝沉淀呢
实验2：在一只试管中，取2～3mL的2mol/L的偏铝酸钠溶
液，向溶液中通入过量的CO2气体，观察实验现
象。
实验3：在一只试管中，取2～3mL的2mol/L的氯化铝溶
液，向溶液中逐滴滴加6mol/L的氨水直至过量，
观察实验现象。
结论：
AlO2- + CO2+ 2H2O ==== Al(OH)3↓＋HCO3-
Al3+ + 3NH3·H2O ===== Al(OH)3 ↓+3 NH4+
氢氧化铝不与碳酸以及氨水等弱酸、弱碱发生反应，利用这一性质可以实现从铝的偏铝酸盐和铝酸盐中制取氢氧化铝沉淀的目的。
现象：
都生成白色胶状沉淀，且白色沉淀不溶解。
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胃不痛了，多亏了胃舒平！
胃舒平又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸的氢氧化铝和三硅酸镁两药合用，并组合解痉止痛药浸膏而成。
Al(OH)3在医学上的应用
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
无色晶体，易溶于水
Al3++3H2O====Al(OH)3 （胶体） +3H+
用于
净水！
浑浊塘水
成为救命水
从铝土矿中提取铝
铝的发展史
铝元素在自然界中的存在形式
铝的生产工艺流程
铝的氧化物与氢氧化物
氧化铝的两性
氢氧化铝的两性
氢氧化铝的制备及应用
1、下列物质中属于两性氢氧化物的是：（ ）
A.NaOH
B.Al(OH)3
C.Mg(OH)2
D.Ba(OH)2
B
2、下列反应中属于氧化还原反应类型的是：（ ）
A.Al(OH)3溶于NaOH溶液中
B.往NaAlO2溶液中通入过量的CO2气体
C.灼烧Al(OH)3固体
D.电解熔融的Al2O3固体
D
3、实验室制备Al(OH)3沉淀，最适宜的方法是（ ）
A、向AlCl3溶液中加入NaOH溶液
B、向AlCl3溶液中加入足量的氨水
C、向NaAlO2溶液中加入浓盐酸
D、将Al2O3溶于足量热水中
B
4、下列离子方程式书写错误的是 （ ）
A、将铝粉投入到H2SO4溶液中：
2Al+6H+====2Al3+ +3H2↑ B、将Al(OH)3溶于NaOH溶液中：
Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O C、向NaAlO2溶液中通入足量的CO2：
2AlO2-+ CO2+3H2O==== 2Al(OH)3↓+CO32- D、将Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：
Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O
C
A
5、向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积（X轴）和生成沉淀（Y轴）之间的函数关系可用下图来表示，则下列关系图正确的是( )
胃舒平
6、斯达舒、胃舒平可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的 ( )
A.酸性 B. 碱性
C.两性 D.氧化性
B
此题是双选题哦！
7、既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应的物质是
（ ）
A、Al(OH)3 B、NaHCO3
C、NaCl D、AlCl3
A B
