高中化學(xué) 專(zhuān)題2 第四單元鎂和鋁的冶煉課件 蘇教版選修化學(xué)與技術(shù).ppt

第四單元鎂和鋁的冶煉 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 第四單元鎂和鋁的冶煉 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 掌握從海水中提取鎂的原理及工藝流程 2 了解電解法冶煉鋁的原理和工藝流程 課前自主學(xué)案 一 從海水中提取鎂自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式 如mgcl2 存在于地殼和海水中 從海水中提取鎂的過(guò)程分為兩步 一是 二是 要從mgcl2濃度極小的海水中把mgcl2提取出 來(lái) 把mgcl2中的mg還原出來(lái) 以貝殼和海水為原料制取金屬鎂的過(guò)程是由貝殼煅燒制石灰再制成石灰乳 用石灰乳和海水制mg oh 2 mg oh 2加鹽酸變?yōu)閙gcl2溶液 然后濃縮結(jié)晶成 再變?yōu)閙gcl2 電解熔融的氯化鎂就可以得到金屬鎂和氯氣 mgcl2 6h2o 思考感悟?qū)嶋H生產(chǎn)中 氯化鎂的水合晶體加熱脫水的過(guò)程在充滿氯化氫氣體的設(shè)備中進(jìn)行 為什么在這種條件下可以得到無(wú)水氯化鎂 提示 因?yàn)閙gcl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽 能發(fā)生水解轉(zhuǎn)化為堿式氯化鎂 mg oh cl 化學(xué)方程式為mgcl2 h2o mg oh cl hcl 在充滿氯化氫氣體的環(huán)境中 氯化氫分子濃度大 使水解平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 抑制了mgcl2的水解 從而加熱脫水可得到無(wú)水氯化鎂 二 鋁的冶煉電解法冶煉鋁包括由鋁土礦提取 和由氧化鋁 制取金屬鋁兩個(gè)過(guò)程 1 氧化鋁的生產(chǎn) 從礦石提取氧化鋁的方法是使鋁土礦與 溶液在高溫下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液 然后通入 并降溫析出氫氧化鋁沉淀 再經(jīng)凈化和高溫煅燒得到氧化鋁 氧化鋁 電解 naoh co2 2 電解氧化鋁 氧化鋁熔點(diǎn)很高 生產(chǎn)中要加入 使它的熔點(diǎn)降低 通電使氧化鋁和冰晶石形成熔融體并電解 生成鋁和氧氣 冰晶 石 課堂互動(dòng)講練 從海水中提取鎂的基本原理與步驟是 第一步 先將海邊大量存在的貝殼煅燒成生石灰 并將生石灰制成石灰乳 特別提醒 1 生成的氯氣可輸送到制酸廠與氫氣反應(yīng)生成氯化氫氣體 供第三步使用 2 海水提取鎂用的是海水曬鹽后的母液 3 mgcl2 6h2o在通常情況下受熱時(shí) 易與水反應(yīng)生成堿式氯化鎂 mg oh cl 和氯化氫氣體 即發(fā)生水解反應(yīng) 在氯化氫氣體氛圍中受熱生成氯化鎂和水 氯化氫氣體的存在抑制了水解反應(yīng) 2011年嘉興調(diào)研 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 下圖是某工廠對(duì)海水資源進(jìn)行綜合利用的示意圖 回答下列問(wèn)題 1 流程圖中操作a的名稱(chēng)為 2 工業(yè)上從海水中提取的nacl 可用來(lái)制取純堿 其簡(jiǎn)要過(guò)程如下 向飽和食鹽水中先通入氣體a 后通入氣體b 充分反應(yīng)后過(guò)濾得到晶體c和濾液d 將晶體c灼燒即可制得純堿 氣體a b是co2或nh3 則氣體a應(yīng)是 填化學(xué)式 濾液d中主要含有nh4cl nahco3等物質(zhì) 工業(yè)上是向?yàn)V液d中通入nh3 并加入細(xì)小食鹽顆粒 冷卻析出不含有nahco3的副產(chǎn)品nh4cl晶體 則通入nh3的作用是 3 鎂是一種用途很廣的金屬材料 目前世界上60 的鎂從海水中提取 若要驗(yàn)證所得無(wú)水mgcl2中不含nacl 最簡(jiǎn)單的操作方法是 操作b是在 氛圍中進(jìn)行 若在空氣中加熱 則會(huì)生成mg oh cl 寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 點(diǎn)評(píng) 本題是工業(yè)流程題 讀懂流程是關(guān)鍵 從流程中找到實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?正確分析每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟 題中考查的內(nèi)容涉及粗鹽的提取 制堿工業(yè) 鎂的提取等 綜合性很強(qiáng) 變式訓(xùn)練1海水的綜合利用可以制備金屬鎂 其流程如圖所示 1 若在空氣中加熱mgcl2 6h2o生成的是mg oh cl或mgo 寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 mg oh 2沉淀中混有ca oh 2 應(yīng)怎樣除去 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟 3 實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中 在溶解 過(guò)濾 蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒 分別說(shuō)明這三種情況下使用玻璃棒的目的 溶解時(shí) 過(guò)濾時(shí) 蒸發(fā)時(shí) 解析 為使母液mg2 完全沉淀 往往加入過(guò)量的石灰乳 要除去過(guò)量的ca oh 2 而在不引進(jìn)新的雜質(zhì)前提下 我們只加入足量的mgcl2溶液 玻璃棒在實(shí)驗(yàn)中通常有以下作用 攪拌 加速溶解或防止液體局部過(guò)熱 引流 使液體沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到相應(yīng)容器 結(jié)合題意 我們不難得出有關(guān)答案 1 從鋁土礦提取氧化鋁鋁土礦的主要成分為al2o3 還有少量的fe2o3 sio2等雜質(zhì) 1 實(shí)驗(yàn)方案一 加足量hcl溶液并過(guò)濾 除去sio2 al2o3 6h 2al3 3h2ofe2o3 6h 2fe3 3h2o 流程圖為 流程圖為 2 電解過(guò)程陰極 和電源負(fù)極相連 4al3 12e 4al陽(yáng)極 和電源正極相連 6o2 12e 3o2 在高溫下 陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣會(huì)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(shí)補(bǔ)充碳?jí)K 鋁的熔點(diǎn)是660 電解鋁反應(yīng)的溫度是1000 左右 所以電解生成的鋁呈液態(tài) 從電解裝置的底部流出 金屬鋁的生產(chǎn)是以al2o3為原料 在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 冰晶石 na3alf6 的作用是 2 電解生成的金屬鋁是在熔融液的 填 上層 或 下層 3 陰極和陽(yáng)極均由 材料做成 電解時(shí)不斷消耗的電極是 填 陽(yáng)極 或 陰極 4 鋁是高耗能產(chǎn)品 廢舊鋁材的回收利用十分重要 在工業(yè)上 最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成 填代號(hào) a 冰晶石b 氧化鋁c 鋁錠d 硫酸鋁 解析 1 al2o3的熔 沸點(diǎn)很高 但電解必須在熔融狀態(tài)下進(jìn)行 故用冰晶石降低al2o3的熔化溫度 2 陰極上al3 獲得電子形成金屬al 沉積在熔融液下層 3 陰 陽(yáng)極材料只起導(dǎo)電的作用 不參與電極反應(yīng) 選用石墨 電解時(shí) 陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng) 生成的o2在高溫下與石墨反應(yīng)而使石墨不斷消耗 4 最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過(guò)物理變化的方式將廢舊鋁材回收利用 答案 1 降低al2o3的熔化溫度 2 下層 3 碳素 或石墨 陽(yáng)極 4 c 變式訓(xùn)練2鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品 請(qǐng)回答 1 工業(yè)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 3 工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì) 可用離子交換膜法電解提純 電解槽內(nèi)裝有陽(yáng)離子交換膜 只允許陽(yáng)離子通過(guò) 其工作原理如圖所示 該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是 通電開(kāi)始后 陰極附近溶液ph會(huì)增大 請(qǐng)簡(jiǎn)述原因 除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口 填寫(xiě) a 或 b 導(dǎo)出 解析 1 金屬鋁的冶煉是電解熔融al2o3 2 鋁與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣生成偏鋁酸鹽 3 結(jié)合題中給出的信息提示進(jìn)行解題 溶液中存在陰