苏教版化学选修22.4镁和铝的冶炼ppt课件30页

(苏教版化学选修苏教版化学选修2)2.42)2.4镁和铝的冶炼镁和铝的冶炼pptppt课课件件(30(30页页)自主探究自主探究精要解读精要解读1了了解解如如何何根根据据元元素素在在自自然然界界的的存存在在状状态态和和性性质质来来开开发发、利利用用自然资源。自然资源。2了了解解从从海海水水中中提提取取氯氯化化镁镁、从从铝铝土土矿矿中中提提取取氧氧化化铝铝的的方方法法，以及获得金属镁、铝的基本原理。以及获得金属镁、铝的基本原理。3通通过过学学习习活活动动提提高高学学习习能能力力、交交流流合合作作能能力力和和分分析析、解解决决实实际问题的能力。际问题的能力。自主探究自主探究精要解读精要解读石灰石灰 石灰乳石灰乳 氢氧化镁氢氧化镁 自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读1.制备纯度较高的氧化铝制备纯度较高的氧化铝 (1)铝铝元元素素的的含含量量占占地地壳壳中中元元素素总总量量的的7.45%，是是地地壳壳中中含含量量最最 的的金金属属元元素素。铝铝在在地地壳壳中中主主要要以以 的的形形式式存存在在。要要从铝土矿中提取铝，首先必须制备纯度较高的从铝土矿中提取铝，首先必须制备纯度较高的 。多多铝土矿铝土矿氧化铝氧化铝自主探究自主探究精要解读精要解读(2)原料：原料：。(3)制制备备过过程程：先先要要除除去去铝铝土土矿矿中中的的 、等等杂杂质质。在在工工业业上上可可以以使使用用 来来处处理理铝铝土土矿矿得得到到偏偏铝铝酸酸钠钠溶溶液液，在在得得到到的的偏偏铝铝酸酸钠钠溶溶液液中中通通入入 ，析析出出 ，加加热热分分解解 ，就就得得到到纯度较高的纯度较高的 。主要方程式有：。主要方程式有：氧化铁氧化铁二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳氢氧化铝沉淀氢氧化铝沉淀氢氧化铝氢氧化铝氧化铝氧化铝浓氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液铝土矿铝土矿自主探究自主探究精要解读精要解读较强较强 电解熔融氧化铝电解熔融氧化铝 熔点熔点 冰晶石冰晶石 自主探究自主探究精要解读精要解读 将将MgCl26H2O中中的的结结晶晶水水失失去去，在在加加热热时时需需注注意意什什么么？提提示示由由于于Mg2水水解解得得到到Mg(OH)2故故加加热热MgCl26H2O时时需需在在HCl(g)气氛中防止气氛中防止Mg2水解。水解。电电解解熔熔融融态态的的Al2O3制制备备Al时时，将将Al2O3熔熔化化需需较较高高能能量量，为为了了使使Al2O3在在相相对对较较低低的的温温度度下下熔熔化化需需加加什什么么物物质质？作作用用是是什么？什么？提示提示冰晶石冰晶石(Na3AlF6)、降低、降低Al2O3的熔化温度。的熔化温度。电电解解MgCl2和和Al2O3时时，阳阳极极材材料料能能否否为为活活泼泼电电极极？为为什么？什么？提示提示需用惰性电极，否则阳极本身发生氧化反应。需用惰性电极，否则阳极本身发生氧化反应。【慎思慎思1】【慎思慎思2】【慎思慎思3】自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读 海海水水是是一一种种丰丰富富的的资资源源，工工业业上上从从海海水水中中可可提提取取许许多多种种物物质质，广广泛泛应应用用于于生生活活、生生产产、科科技技等等方方面面。下下图图是是某某工工厂厂对对海水资源进行综合利用的示意图。海水资源进行综合利用的示意图。【例例1】自主探究自主探究精要解读精要解读回答下列问题：回答下列问题：(1)流程图中操作流程图中操作a的名称为的名称为_。(2)工工业业上上从从海海水水中中提提取取的的NaCl，可可用用来来制制取取纯纯碱碱，其其简简要要过过程程如如下下：向向饱饱和和食食盐盐水水中中先先通通入入气气体体A，后后通通入入气气体体B，充充分分反反应应后过滤得到晶体后过滤得到晶体C和滤液和滤液D，将晶体，将晶体C灼烧即可制得纯碱。灼烧即可制得纯碱。气体气体A、B是是CO2或或NH3，则气体，则气体A应是应是_(填化学式填化学式)。滤滤液液D中中主主要要含含有有NH4Cl、NaHCO3等等物物质质，工工业业上上是是向向滤滤液液D中中通通入入NH3，并并加加入入细细小小食食盐盐颗颗粒粒，冷冷却却析析出出不不含含有有NaHCO3的副产品的副产品NH4Cl晶体，则通入晶体，则通入NH3的作用是的作用是_。自主探究自主探究精要解读精要解读(3)镁镁是是一一种种用用途途很很广广的的金金属属材材料料，目目前前世世界界上上60%的的镁镁从从海海水水中提取。中提取。若若要要验验证证所所得得无无水水MgCl2中中不不含含NaCl，最最简简单单的的操操作作方方法法是是_。操操作作b是是在在_氛氛围围中中进进行行，若若在在空空气气中中加加热热，则则会会生生成成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式：，写出有关反应的化学方程式：_。自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读答案答案C自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读 阴极阴极(和电源负极相连和电源负极相连)：4Al312e=4Al 阳极阳极(和电源正极相连和电源正极相连)：6O212e=3O2 在在高高温温下下，阳阳极极产产生生的的氧氧气气会会跟跟碳碳电电极极发发生生反反应应，生生成成二二氧氧化化碳碳，所所以以在在电电解解中中要要定定时时补补充充碳碳块块。铝铝的的熔熔点点是是660，电电冶冶铝铝反反应应的的温温度度是是1 000 左左右右。所所以以电电解解生生成成的的铝铝呈呈液液态，从电解装置的底部流出。态，从电解装置的底部流出。2电解过程：电解过程：自主探究自主探究精要解读精要解读 铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业上冶炼铝的化学方程式是工业上冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工工业业品品氢氢氧氧化化钾钾的的溶溶液液中中含含有有某某些些含含氧氧酸酸根根杂杂质质，可可用用离离子子交交换换膜膜法法电电解解提提纯纯。电电解解槽槽内内装装有有阳阳离离子子交交换换膜膜(只只允允许阳离子通过许阳离子通过)，其工作原理如图所示。，其工作原理如图所示。【例例2】自主探究自主探究精要解读精要解读该电解槽的阳极反应式是该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因会增大，请简述原因_。除除去去杂杂质质后后的的氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液从从液液体体出出口口_(填填写写“A”或或“B”)导出。导出。自主探究自主探究精要解读精要解读解解析析(1)金金属属铝铝的的冶冶炼炼是是电电解解熔熔融融Al2O3。(2)铝铝与与强强碱碱反反应应放放出出氢氢气气生生成成偏偏铝铝酸酸盐盐。(3)结结合合题题中中给给出出的的信信息息提提示示进进行行解解题题。溶溶液液中中存存在在阴阴离离子子为为OH和和含含氧氧酸酸根根，应应是是OH先先放放电电。溶溶液液中中存存在在的的阳阳离离子子为为K和和H，应应是是H先先放放电电。在在阴阴极极由由于于H放放电电，H不不断断减减少少，水水的的电电离离平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，OH浓浓度度增增大大，pH增增大大。K可可通通过过阳阳离离子子交交换换膜膜流流向向B口口，B口口的的OH不不断断增增多多，但但无无法法通通过过阳阳离离子子交交换换膜膜，故故氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液从从B口导出。口导出。自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读 从从铝铝土土矿矿(主主要要成成分分是是Al2O3，含含SiO2、Fe2O3、MgO等等杂杂质质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为的离子方程式为_。_。【体验体验2】自主探究自主探究精要解读精要解读(3)验验证证滤滤液液B含含Fe3，可可取取少少量量滤滤液液并并加加入入_(填填试试剂剂名名称称)。(4)滤滤液液E、K中中溶溶质质的的主主要要成成分分是是_(填填化化学学式式)，写写出出该该溶质的一种用途溶质的一种用途_。(5)已已知知298 K时时，Mg(OH)2的的溶溶度度积积常常数数Ksp5.61012。取取适适量量的的滤滤液液B，加加入入一一定定量量的的烧烧碱碱至至达达到到沉沉淀淀溶溶液液平平衡衡，测测得得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。解解析析本本题题考考查查的的基基本本原原理理：利利用用氧氧化化铝铝的的两两性性进进行行氧氧化化铝铝的的分分离离与与提提纯纯。(4)由由于于CO2过过量量与与碱碱反反应应时时均均产产生生碳碳酸酸氢氢盐盐；(5)根根据据溶溶度度积积Kspc(Mg2)c2(OH)，又又根根据据pH13.00，即即c(OH)0.1 molL1代入易得。代入易得。自主探究自主探究精要解读精要解读结束结束