第十六讲从铝土矿中提取铝-2021-2022学年高一下化学同步讲解培优（苏教版必修第二册）

第16讲 从铝土矿中提取铝 【知识导航】 知识点一、从铝土矿提炼铝 铝的存在 1．含量：铝元素是地壳中含量最高的金属元素。 2．存在：地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O3。 从铝土矿中提取铝的工艺流程及相关反应原理 溶解→溶解氧化铝 　⇓ 过滤→除去不溶性杂质 　⇓ 酸化→生成氢氧化铝 　⇓ 过滤→分离出氢氧化铝 　⇓ 灼烧→高纯度氧化铝 　⇓ 电解→得到铝 【误区警示】　由NaAlO2溶液转成Al(OH)3沉淀，不选稀盐酸等其他强酸；由AlCl3溶液制备Al(OH)3不选NaOH等强碱。因为Al(OH)3能溶于强酸或强碱 电解Al2O3时向其中加冰晶石的作用是什么？ 3．注意事项 (1)能和氢氧化钠反应的金属氧化物高中阶段只掌握Al2O3，常利用此性质来提纯氧化铝。 (2)NaAlO2能和酸反应生成氢氧化铝，但强酸能使生成的氢氧化铝继续溶解。 (3)工业上常用电解氧化铝的方法制取铝，而不能用电解氯化铝的方法。 [探究背景] 从铝土矿制备铝的工艺流程如下图所示： [探究问题] (1)铝土矿在酸化过程中，为什么要通入过量的CO2而不是加入过量的盐酸？ (2)在整个铝土矿提纯的过程中，有两次过滤，这两次过滤的目的有何不同？这两次过滤能合并吗？ (3)分析从铝土矿提炼铝的过程中先后涉及哪些化学反应(用化学方程式表示)，其反应类型是什么？ 【课堂演练】 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 2．下列反应不能生成Al(OH)3的是 (　　) A．AlCl3溶液中加足量氨水 B．NaAlO2溶液中通入足量CO2气体 C．Al2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液 D．NaAlO2溶液中加入少量稀盐酸 3．下图所示是从铝土矿(主要成分是Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质)中提取氧化铝的工艺流程之一。已知：SiO2能和氢氧化钠反应，不和盐酸反应。回答下列问题： (1)用盐酸溶解铝土矿后，所得溶液中的阳离子有________。 (2)固体A的主要成分是________________。 (3)进行操作Ⅱ时，为了达到分离要求，加入的NaOH应该________。 (4)进行操作Ⅲ时，一般通入过量CO2，其反应的化学方程式是 _______________________________________________ _______________________________________________。 (5)溶液X和盐酸反应的离子方程式为 _______________________________________________ _______________________________________________。 知识点二、铝的氧化物与氢氧化物 氧化铝 1．物理性质：白色固体、难溶于水，熔点很高，硬度很大，纯净的Al2O3俗称刚玉。 2．化学性质 (1)两性氧化物：既可以与酸反应，又可以与碱反应，生成盐和水的氧化物。 (2)Al2O3体现两性氧化物性质的离子反应方程式 如何除去MgO中的Al2O3? 氢氧化铝 1．物理性质：难溶于水的白色固体，在水中能够凝聚悬浮物，常作净水剂。 2．化学性质 (1)属于两性氢氧化物。 (2)氢氧化铝的两性(写出下列反应的离子方程式)。 (3)氢氧化铝的不稳定性。 氢氧化铝加热分解的化学方程式：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 3．Al(OH)3的一般实验室制备 (1)试剂：AlCl3溶液或Al2(SO4)3溶液和氨水 (2)反应离子方程式Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+。 4．明矾的净水作用 (1)复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐，如明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，常温下是一种晶体，复盐是纯净物。 (2)明矾的净水原理。 判断正误 (1)根据反应Na2O＋H2O===2NaOH，可知Al2O3＋3H2O===2Al(OH)3成立 (　　) (2)所有的金属、金属氧化物及氢氧化物都不可能与碱发生反应 (　　) (3)Al(OH)3能溶于NaOH溶液，也能溶于氨水中 (　　) (4)既能与酸反应，又能与碱反应的一定是两性化合物 (