自主探究精要解讀 第四單元鎂和鋁的冶煉 1為什么不用電解AlCl3(熔融)制備Al? 提示AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，無法電解得到 Al。2Al 3、Mg2均易發(fā)生水解，其離子方程式？ 自主探究精要解讀 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，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)習(xí)能力、交流合作能力和分析、解決實際問題的能力。 自主探究精要解讀 石灰 石灰乳 氫氧化鎂 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 1. 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7.45%，是地殼中含量最 的金屬元素。鋁在地殼中主要以 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 。多鋁土礦氧化鋁 自主探究精要解讀 (2)原料： 。(3)制備過程：先要除去鋁土礦中的 、 等雜質(zhì)。在工業(yè)上可以使用 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 ，析出 ，加熱分解 ，就得到純度較高的 。主要方程式有： 氧化鐵二氧化硅二氧化碳?xì)溲趸X沉淀氫氧化鋁氧化鋁濃氫氧化鈉溶液鋁土礦 自主探究精要解讀 較強 電解熔融氧化鋁 熔點 冰晶石 自主探究精要解讀 將MgCl26H 2O中的結(jié)晶水失去，在加熱時需注意什么？提示由于Mg2水解得到Mg(O H )2故加熱MgCl26H 2O時需在H Cl(g)氣氛中防止Mg2水解。 電解熔融態(tài)的Al2O 3制備Al時，將Al2O 3熔化需較高能量，為了使Al2O 3在相對較低的溫度下熔化需加什么物質(zhì)？作用是什么？提示冰晶石(Na 3AlF6)、降低Al2O 3的熔化溫度。 電解MgCl2和Al2O 3時，陽極材料能否為活潑電極？為什么？提示需用惰性電極，否則陽極本身發(fā)生氧化反應(yīng)。 【慎思1】【慎思2】【慎思3】 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 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。下圖是某工廠對海水資源進行綜合利用的示意圖?！纠?】 自主探究精要解讀 回答下列問題：(1)流程圖中操作a的名稱為_。(2)工業(yè)上從海水中提取的NaCl，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A，后通入氣體B，充分反應(yīng)后過濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿。氣體A、B是CO 2或NH 3，則氣體A應(yīng)是_(填化學(xué)式)。濾液D中主要含有NH 4Cl、NaH CO 3等物質(zhì)，工業(yè)上是向濾液D中通入NH 3，并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出不含有NaH CO 3的副產(chǎn)品NH 4Cl晶體，則通入NH 3的作用是_。 自主探究精要解讀 (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。若要驗證所得無水MgCl2中不含NaCl，最簡單的操作方法是_。操作b是在_氛圍中進行，若在空氣中加熱，則會生成Mg(O H )Cl，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀答案C 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 陰極(和電源負(fù)極相連)：4Al312e=4Al 陽極(和電源正極相連)：6O 212e=3O 2 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660 ，電冶鋁反應(yīng)的溫度是1 000 左右。所以電解生成的鋁呈液態(tài)，從電解裝置的底部流出。2電解過程： 自主探究精要解讀 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_。(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)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示?！纠?】 自主探究精要解讀 該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。通電開始后，陰極附近溶液pH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_(填寫“A”或“B”)導(dǎo)出。 自主探究精要解讀 解析(1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O 3。(2)鋁與強堿反應(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行解題。溶液中存在陰離子為O H和含氧酸根，應(yīng)是O H先放電。溶液中存在的陽離子為K和H，應(yīng)是H先放電。在陰極由于H放電，H不斷減少，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，O H濃度增大，pH增大。K可通過陽離子交換膜流向B口，B口的O H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。 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 自主探究精要解讀 從鋁土礦(主要成分是Al2O 3，含SiO 2、Fe2O 3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：請回答下列問題：(1)流程甲加入鹽酸后生成Al 3的離子方程式為_。 _。 【體驗2】 自主探究精要解讀 (3)驗證濾液B含F(xiàn)e3，可取少量濾液并加入_(填試劑名稱)。(4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學(xué)式)，寫出該溶質(zhì)的一種用途_。(5)已知298 K時，Mg(O H )2的溶度積常數(shù)Ksp5.61012。取適量的濾液B，加入一定量的燒堿至達(dá)到沉淀溶液平衡，測得pH13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2)_。解析本題考查的基本原理：利用氧化鋁的兩性進行氧化鋁的分離與提純。(4)由于CO 2過量與堿反應(yīng)時均產(chǎn)生碳酸氫鹽；(5)根據(jù)溶度積Kspc(Mg2)c2(O H)，又根據(jù)pH13.00，即c(O H)0.1 molL1代入易得。 自主探究精要解讀