专题3 第一单元 第二课时 铝的氧化物与氢氧化物 从铝土矿中提取铝

解析：Al(OH)3、Al2O3 与 NaOH 反应的化学方程式分别为： Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 可得，消耗的 NaOH 溶液的体积之比为 1∶2。 Al(OH)3、Al2O3 与 HCl 反应的化学方程式分别为： 2Al(OH)3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O 可得，消耗 HCl 溶液的体积之比为 1∶2。
(1)流程及反应
上述过程中发生反应的化学方程式分别为：
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O ； ①_____________________________________
CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 ； ②_________________________________________________
3．写出金属铝分别与盐酸、NaOH 溶液及发生铝热反应的化学方 程式。
提示：2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑， 高温 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3
铝的氧化物与氢氧化物
[新知探究] 探究 1 氧化铝与两性氧化物
(1)氧化铝与酸、碱反应的化学方程式。
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专 题 3
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第一单元
第二课时
从铝土矿到铝合金
从铝土矿中提取铝
铝的氧化物与氢氧化物
1．两性氧化物是指既可以与酸反应又可 以与碱反应生成盐和水的氧化物，氧 化铝是典型的两性氧化物。例如： Al2O3 ＋ 6HCl===2AlCl3 ＋ 3H2O ， Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
解析：以 Al2O3 为原料制取 Al(OH)3 有两条途径： H 3＋ OH Al2O3――→Al ――→Al(OH)3；
＋ OH－ H － Al2O3――→AlO2 ――→Al(OH)3。 ＋ －
因 Al(OH)3 可溶于强酸、强碱，故应选用 Al3＋与弱碱反应或 AlO－ 2 与弱酸反应。
答案：B
[答案] B
既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的物质有 Al、 Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐等。
例 1 中等物质的量的 Al(OH)3 与 Al2O3 分别与物质的量浓度相 同 的 NaOH 溶 液 反 应 ， 消 耗 NaOH 溶 液 的 体 积 之 比 为 ________；若分别与物质的量的浓度相同的 HCl 溶液反应， 消耗 HCl 溶液的体积之比为________。
(1)A 点的沉淀物的化学式为______________________， 理由__________________________________________ ______________________________________________________________________________________。 (3)原混合物中 MgCl2 的质量是________g， AlCl3 的质量是 ________g，NaOH 的质量是________g。 (4)C 点盐酸的体积为________mL。
[必记结论] (1)从铝土矿[Al2O3(含 Fe2O3、 SiO2 杂质)]中提取 Al2O3 的两个流 程： 流程一：
流程二：
(2)工业上电解熔融 MgCl2 制镁，而不采用熔融的 MgO，是 因为 MgO 的熔点高、 能耗大； 电解法制铝是采用高熔点的 Al2O3， 而不用熔点低很多的 AlCl3， 是因为 AlCl3 在熔融状态时， 不电离、 不导电。
Al(OH)3 既可与强酸反应又可以与强碱反应
(2)两性氢氧化物： 既可以与 酸 反应又可以与 碱 反应生成 盐 和 水 的氢 氧化物。 (3)由 NaAlO2 制取 Al(OH)3： NaAlO2 的水溶液能与 CO2 反应生成 Al(OH)3 化学方程式 为：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
答案：1∶2
1∶2
考查 Al(OH)3 的图像分析
(1)可溶性铝盐(如 AlCl3)溶液与碱(如 NaOH)溶液的反应： 实验 向 AlCl3 溶液中滴 向 NaOH 溶液中 向 AlCl3 溶液 操作 加 NaOH 溶液 生成白色沉淀，且 实验 现象 沉淀逐渐增多，一 段时间后又逐渐 减少，直至全部消 失 滴加 AlCl3 溶液 中滴加氨水 生成白色沉淀， 生成白色沉 但沉淀立即消 淀，且沉淀逐
实验步骤
实验现 产生 白色 胶状沉淀， 加 产生白色胶状沉淀，加入 象 反应的 化学方 程式 实验结 论 入盐酸后，沉淀 溶解 NaOH 溶液后，沉淀 溶解
AlCl3＋3NH3· H2O=== AlCl3＋3NH3· H2O=== _____________________ Al(OH)3↓＋3NH4Cl Al(OH)3↓＋3NH4Cl _____________________ Al(OH)3＋3HCl=== Al(OH)3＋NaOH=== _____________________ _________________________ AlCl3＋3H2O NaAlO2＋2H2O _____________________ _________________________
[成功体验] 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．NaAlO2 溶液的酸化 C．灼烧氢氧化铝固体 D．电解熔融的氧化铝 ( )
解析：从铝土矿制备铝所涉及的反应中，只有电解熔融的氧 通电 化铝涉及到元素化合价的改变， 2Al2O3( 熔融 )===== 4Al ＋ 3O2↑，属于氧化还原反应。
===AlO2 ＋2H2O，即 OH 不能与 Al3 大量共存。
－ － ＋
答案：B
从铝土矿中提取铝
[新知探究] 探究 1 铝在自然界中的存在形式。
(1)含量：铝元素是地壳中含量 最多 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 。 探究 2 铝土矿制备铝的工艺流程及发生的化学反应。
失，一段时间后 渐增多，并不 沉淀又逐渐增多 消失
图 像
(2)可溶性偏铝酸盐(如 NaAlO2)溶液与酸(如 HCl)溶液的反应： 实验操 作 向 NaAlO2 溶 向 HCl 溶液中 液中滴加 HCl 溶液 滴加 NaAlO2 溶液 向 NaAlO2 溶 液中通入 CO2
生成白色沉淀， 生成白色沉 实验现 象 且沉淀逐渐增 淀，但沉淀立 生成白色沉
(2)离子共存的判断： Al3 与 OH 、AlO2 、CO2 HCO3 等在溶液中不能大量共存； 3 、
＋ － － － －
AlO2 与 H 、Al3 、Fe3 、Mg2 等在溶液中不能大量共存。
－ ＋ ＋ ＋ ＋
[成功体验] 1．以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是 A．将氧化铝溶于水 B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水 C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液 D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸 ( )
(2)两性氧化物。 既可以与 酸 反应也可以与 碱 反应生成 盐 和 水 的氧化物。
探究 2
氧化铝的用途 ，其主要成
(1)硬度 高 ，硬度仅次于金刚石的物质是 刚玉 分为 α­氧化铝 。 (2)熔、沸点都 很高 探究 3
，可用于制造 耐火材料 。
氢氧化铝与两性氢氧化物
(1)实验探究 Al(OH)3 的制取及其性质：
答案：D
考查铝的化合物的性质
[例 1] 反应的是 ①Na2CO3 A．①②④ C．②④ ②Al(OH)3 ③NH4HCO3 B．②③④ D．①②③④ ④Al2O3 下列物质中既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液 ( )
[解析]
Na2CO3 只能与盐酸反应；Al2O3 和 Al(OH)3
是两性化合物， 既能与盐酸反应， 又能与 NaOH 溶液反应； NH4HCO3 与盐酸反应放出 CO2，与 NaOH 溶液反应放出 NH3。
探究 4
明矾与复盐
(1)复盐：由两种或两种以上 阳离子 和一种 阴离子 组成
12H2O 。 的盐。如明矾，化学式为 KAl(SO4)2·
(2)明矾的净水原理：
[必记结论] 1．“铝三角”转化关系
(1)Al3＋―→Al(OH)3： ①可溶性铝盐溶液与少量的 NaOH 溶液反应：Al3＋＋3OH－ (少量)===Al(OH)3 ② 可 溶 性 铝 盐 溶 液 与 氨 水 反 应 ： Al3 3NH3· H2O===Al(OH)3＋3NH＋ 4
③__________________________________； ④__________________________________。
△ 2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O
通电 3Al2O3=====4Al＋3O2↑
(2)电解氧化铝时冰晶石的作用 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。在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石 (Na3AlF6)，使氧化铝 熔融 温度降低，从而减少了冶炼过程 中的能量消耗。
Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O ①与稀 H2SO4 反应：____________________________________ Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O ②与 NaOH 溶液反应：__________________________________
===Al3 ＋2H2O