1、第四单元 镁和铝的冶炼,1为什么不用电解AlCl3(熔融)制备Al?提示 AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，无法电解得到 Al。 2Al3、Mg2均易发生水解，其离子方程式？,1了解如何根据元素在自然界的存在状态和性质来开发、利用自然资源。 2了解从海水中提取氯化镁、从铝土矿中提取氧化铝的方法，以及获得金属镁、铝的基本原理。 3通过学习活动提高学习能力、交流合作能力和分析、解决实际问题的能力。,石灰,石灰乳,氢氧化镁,1. 制备纯度较高的氧化铝(1)铝元素的含量占地壳中元素总量的7.45%，是地壳中含量最 的金属元素。铝在地壳中主要以 的形式存在。要从铝土矿中提取铝，首先必须制备纯度较高的
2、 。,多,铝土矿,氧化铝,(2)原料： 。 (3)制备过程：先要除去铝土矿中的 、 等杂质。在工业上可以使用 来处理铝土矿得到偏铝酸钠溶液，在得到的偏铝酸钠溶液中通入 ，析出 ，加热分解 ，就得到纯度较高的 。主要方程式有：,氧化铁,二氧化硅,二氧化碳,氢氧化铝沉淀,氢氧化铝,氧化铝,浓氢氧化钠溶液,铝土矿,较强,电解熔融氧化铝,熔点,冰晶石,将MgCl26H2O中的结晶水失去，在加热时需注意什么？ 提示 由于Mg2水解得到Mg(OH)2故加热MgCl26H2O时需在HCl(g)气氛中防止Mg2水解。电解熔融态的Al2O3制备Al时，将Al2O3熔化需较高能量，为了使Al2O3在相对较低的温度
3、下熔化需加什么物质？作用是什么？ 提示 冰晶石(Na3AlF6)、降低Al2O3的熔化温度。电解MgCl2和Al2O3时，阳极材料能否为活泼电极？为什么？ 提示 需用惰性电极，否则阳极本身发生氧化反应。,【慎思1】,【慎思2】,【慎思3】,海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。,【例1】,回答下列问题： (1)流程图中操作a的名称为_。 (2)工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯
4、碱。 气体A、B是CO2或NH3，则气体A应是_(填化学式)。 滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质，工业上是向滤液D中通入NH3，并加入细小食盐颗粒，冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体，则通入NH3的作用是_。,(3)镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是_。 操作b是在_氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式：_。,答案 C,阴极(和电源负极相连)：4Al312e=4Al阳极(和电源正极相连)：6O212e=3O2在高温下，阳极产生的氧气会跟
5、碳电极发生反应，生成二氧化碳，所以在电解中要定时补充碳块。铝的熔点是660 ，电冶铝反应的温度是1 000 左右。所以电解生成的铝呈液态，从电解装置的底部流出。,2电解过程：,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_。 (2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。,【例2】,该电解槽的阳极反应式是_。 通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 _。 除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出
6、。,解析 (1)金属铝的冶炼是电解熔融Al2O3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成偏铝酸盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。溶液中存在阴离子为OH和含氧酸根，应是OH先放电。溶液中存在的阳离子为K和H，应是H先放电。在阴极由于H放电，H不断减少，水的电离平衡向正反应方向移动，OH浓度增大，pH增大。K可通过阳离子交换膜流向B口，B口的OH不断增多，但无法通过阳离子交换膜，故氢氧化钾溶液从B口导出。,从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题： (1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。_。,【体验2】,(3)验证滤液B含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶质的一种用途_。 (5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶液平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。 解析 本题考查的基本原理：利用氧化铝的两性进行氧化铝的分离与提纯。(4)由于CO2过量与碱反应时均产生碳酸氢盐；(5)根据溶度积Kspc(Mg2)c2(OH)，又根据pH13.00，即c(OH)0.1 molL1代入易得。,