蘇教版化學(xué)選修224《鎂和鋁的冶煉》ppt課件30頁

1、第四單元鎂和鋁的冶煉第四單元鎂和鋁的冶煉 1為什么不用電解為什么不用電解AlCl3(熔融熔融)制備制備Al? 提示提示AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，無法電解得到是共價化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，無法電解得到 Al。2Al3、Mg2均易發(fā)生水解，其離子方程式？均易發(fā)生水解，其離子方程式？1了解如何根據(jù)元素在自然界的存在狀態(tài)和性質(zhì)來開發(fā)、利用了解如何根據(jù)元素在自然界的存在狀態(tài)和性質(zhì)來開發(fā)、利用自然資源。自然資源。2了解從海水中提取氯化鎂、從鋁土礦中提取氧化鋁的方法，了解從海水中提取氯化鎂、從鋁土礦中提取氧化鋁的方法，以及獲得金屬鎂、鋁的基本原理。以及獲得金屬鎂、鋁的基本原理。3通過學(xué)習(xí)活動提高學(xué)

2、習(xí)能力、交流合作能力和分析、解決實通過學(xué)習(xí)活動提高學(xué)習(xí)能力、交流合作能力和分析、解決實際問題的能力。際問題的能力。石灰石灰 石灰乳石灰乳 氫氧化鎂氫氧化鎂 1. 制備純度較高的氧化鋁制備純度較高的氧化鋁 (1)鋁元素的含量占地殼中元素總量的鋁元素的含量占地殼中元素總量的7.45%，是地殼中含量，是地殼中含量最最 的金屬元素。鋁在地殼中主要以的金屬元素。鋁在地殼中主要以 的形式存在。要的形式存在。要從鋁土礦中提取鋁，首先必須制備純度較高的從鋁土礦中提取鋁，首先必須制備純度較高的 。多多鋁土礦鋁土礦氧化鋁氧化鋁(2)原料：原料： 。(3)制備過程：先要除去鋁土礦中的制備過程：先要除去鋁土礦中的 、

3、 等雜質(zhì)。等雜質(zhì)。在工業(yè)上可以使用在工業(yè)上可以使用 來處理鋁土礦得到偏鋁酸來處理鋁土礦得到偏鋁酸鈉溶液，在得到的偏鋁酸鈉溶液中通入鈉溶液，在得到的偏鋁酸鈉溶液中通入 ，析出析出 ，加熱分解，加熱分解 ，就得到，就得到純度較高的純度較高的 。主要方程式有：。主要方程式有： 氧化鐵氧化鐵二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳?xì)溲趸X沉淀氫氧化鋁沉淀氫氧化鋁氫氧化鋁氧化鋁氧化鋁濃氫氧化鈉溶液濃氫氧化鈉溶液鋁土礦鋁土礦較強較強 電解熔融氧化鋁電解熔融氧化鋁 熔點熔點 冰晶石冰晶石 將將MgCl26H2O中的結(jié)晶水失去，在加熱時需注意什中的結(jié)晶水失去，在加熱時需注意什么？么？提示提示由于由于Mg2水解得到水解

4、得到Mg(OH)2故加熱故加熱MgCl26H2O時需時需在在HCl(g)氣氛中防止氣氛中防止Mg2水解。水解。 電解熔融態(tài)的電解熔融態(tài)的Al2O3制備制備Al時，將時，將Al2O3熔化需較高能熔化需較高能量，為了使量，為了使Al2O3在相對較低的溫度下熔化需加什么物質(zhì)？作在相對較低的溫度下熔化需加什么物質(zhì)？作用是什么？用是什么？提示提示冰晶石冰晶石(Na3AlF6)、降低、降低Al2O3的熔化溫度。的熔化溫度。 電解電解MgCl2和和Al2O3時，陽極材料能否為活潑電極？為時，陽極材料能否為活潑電極？為什么？什么？提示提示需用惰性電極，否則陽極本身發(fā)生氧化反應(yīng)。需用惰性電極，否則陽極本身發(fā)生氧

5、化反應(yīng)?！旧魉忌魉?】【慎思慎思2】【慎思慎思3】 海水是一種豐富的資源，工業(yè)上從海水中可提取許多種海水是一種豐富的資源，工業(yè)上從海水中可提取許多種物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科技等方面。下圖是某工物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科技等方面。下圖是某工廠對海水資源進行綜合利用的示意圖。廠對海水資源進行綜合利用的示意圖?！纠?】回答下列問題：回答下列問題：(1)流程圖中操作流程圖中操作a的名稱為的名稱為_。(2)工業(yè)上從海水中提取的工業(yè)上從海水中提取的NaCl，可用來制取純堿，其簡要過程，可用來制取純堿，其簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體，后通入氣

6、體B，充分反應(yīng)，充分反應(yīng)后過濾得到晶體后過濾得到晶體C和濾液和濾液D，將晶體，將晶體C灼燒即可制得純堿。灼燒即可制得純堿。氣體氣體A、B是是CO2或或NH3，則氣體，則氣體A應(yīng)是應(yīng)是_(填化學(xué)式填化學(xué)式)。濾液濾液D中主要含有中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物質(zhì)，工業(yè)上是向濾液等物質(zhì)，工業(yè)上是向濾液D中通入中通入NH3，并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出不含有，并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出不含有NaHCO3的副產(chǎn)品的副產(chǎn)品NH4Cl晶體，則通入晶體，則通入NH3的作用是的作用是_。(3)鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水的鎂從海水中提取。

7、中提取。若要驗證所得無水若要驗證所得無水MgCl2中不含中不含NaCl，最簡單的操作方法是，最簡單的操作方法是_。操作操作b是在是在_氛圍中進行，若在空氣中加熱，則會生成氛圍中進行，若在空氣中加熱，則會生成Mg(OH)Cl，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。答案答案C 陰極陰極(和電源負(fù)極相連和電源負(fù)極相連)：4Al312e=4Al 陽極陽極(和電源正極相連和電源正極相連)：6O212e=3O2 在高溫下，陽極產(chǎn)生的氧氣會跟碳電極發(fā)生反應(yīng)，生成二氧在高溫下，陽極產(chǎn)生的氧氣會跟碳電極發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，所以在電解中要定時補充碳塊。鋁的熔點是化碳，所以在電解中要定時補充

8、碳塊。鋁的熔點是660 ，電冶鋁反應(yīng)的溫度是電冶鋁反應(yīng)的溫度是1 000 左右。所以電解生成的鋁呈液左右。所以電解生成的鋁呈液態(tài)，從電解裝置的底部流出。態(tài)，從電解裝置的底部流出。2電解過程：電解過程： 鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：(1)工業(yè)上冶煉鋁的化學(xué)方程式是工業(yè)上冶煉鋁的化學(xué)方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)

9、裝有陽離子交換膜(只允只允許陽離子通過許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。，其工作原理如圖所示?！纠?】該電解槽的陽極反應(yīng)式是該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。通電開始后，陰極附近溶液通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因會增大，請簡述原因_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填寫填寫“A”或或“B”)導(dǎo)出。導(dǎo)出。解析解析(1)金屬鋁的冶煉是電解熔融金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3。(2)鋁與強堿反應(yīng)放出鋁與強堿反應(yīng)放出氫氣生成偏鋁酸鹽。氫氣生成偏鋁酸鹽。(3)結(jié)合題中給出的信息提示進行解題。結(jié)合題中給出的信息提示進行解題。溶液中存在陰離子為溶液中存在陰

10、離子為OH和含氧酸根，應(yīng)是和含氧酸根，應(yīng)是OH先放電。溶先放電。溶液中存在的陽離子為液中存在的陽離子為K和和H，應(yīng)是，應(yīng)是H先放電。在陰極由于先放電。在陰極由于H放電，放電，H不斷減少，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，不斷減少，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，OH濃濃度增大，度增大，pH增大。增大。K可通過陽離子交換膜流向可通過陽離子交換膜流向B口，口，B口的口的OH不斷增多，但無法通過陽離子交換膜，故氫氧化鉀溶液從不斷增多，但無法通過陽離子交換膜，故氫氧化鉀溶液從B口導(dǎo)出?？趯?dǎo)出。 從鋁土礦從鋁土礦(主要成分是主要成分是Al2O3，含，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜等雜質(zhì)質(zhì))中提取氧化鋁的兩

11、種工藝流程如下：中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：請回答下列問題：請回答下列問題：(1)流程甲加入鹽酸后生成流程甲加入鹽酸后生成Al3的離子方程式為的離子方程式為_。 _?！倔w驗體驗2】(3)驗證濾液驗證濾液B含含F(xiàn)e3，可取少量濾液并加入，可取少量濾液并加入_(填試劑名填試劑名稱稱)。(4)濾液濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學(xué)式填化學(xué)式)，寫出該，寫出該溶質(zhì)的一種用途溶質(zhì)的一種用途_。(5)已知已知298 K時，時，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)的溶度積常數(shù)Ksp5.61012。取適。取適量的濾液量的濾液B，加入一定量的燒堿至達到沉淀溶液平衡，測得，加入一定量的燒堿至達到沉淀溶液平衡，測得pH13.00，則此溫度下殘留在溶液中的，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2)_