无机化学下册课件第18章铝族.pptVIP

理解铝的冶炼原理(Theory of smelting); 了解铝单质的性质和用途(properties and use); 记住铝的氧化物的制备方法和化学性质(preparation and chemical properties),理解铝热反应的原理; 掌握铝的成键形式和铝盐的性质特征(type of bond and feature of Aluminium compounds )并能灵活运用. * 化学与环境工程系 无机化学 第十八章硼铝族 我国铝年产量/百万吨 铝的需求及其所占比例 第四节 铝及其化合物 (Aluminium and its compound) ——铝是地壳中含量最多的金属元素，以化合态形式存在.1825年英国化学家Davy首次通过电解法制备出铝的单质, 自此掀开了人类开发和利用铝的历史新篇章. 铝的综合性能不如钢铁吗? 问题一:为何铝的产量远不及钢铁呢? 铝有这些特殊用途吗? 问题二、铝的什么性质决定其具有这些特殊用途? 学习内容和目标 ★ 重点：铝的冶炼原理,铝热反应原理及铝化合物性质 ★ 难点：铝的成键形式及特征 学习课时:1 教学方法:目标教学、启发式教学 一、铝的冶炼（ Smelting of Aluminium ） 铝的存在 ——地壳中铝总量约4.96×1015亿吨，资源非常丰富，主要以铝土矿（Al2O3·2H2O）的形式存在(伴生其它金属矿石) 。 Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4] （碱浸） Al(OH)3====Al2O3+H2O （灼烧） 2Na[Al(OH)4]+CO2＝2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O （酸化） 电解 2Al2O3 ==== 4Al（阴极）+ 3O2 （阳极）（电解） 学习目标: 掌握铝的冶炼原理 谁能根据矿石成分设计出冶炼铝的原理和流程图 碱浸铝土矿 过滤 铝土矿 不溶矿石的冶炼 滤渣 滤液 酸化 灼烧 沉降 电解 Al2O3 铝单质 基本原理 降低能耗、减少污染 氧化铝的电解 熔融金属铝 铁槽阴极 石墨阳极 ———石墨阳极被氧化消耗，同时产生CO甚至致癌气体;电解熔融氧化铝时温度为1100℃以上，槽电压为4.5V，电流可达60000A，每吨电铝需耗电2万度左右. Al3+ + 3e→Al (铁阴极) 2O2- - 4e→O2 (碳阳极) 电解铝产品（铝锭） 惰性阳极 电解实验 NiFe2O4 半成品 科学研究：铝电解电极材料如阳极的研制，电解槽的设计及改进等，目标：降低槽温、槽电压和电解电流密度，改善工作环境。 每年创造经济效益数百亿元 二、铝单质性质 铝是一种银白色金属,熔点为660℃左右; 纯金属铝质轻, 具有良好的导电性,但强度低; 铝有良好的延展性,可制成铝箔,用于包装; Physical properties of Aluminium 学习目标: 常识性了解铝单质的物理性质 Al-Mg，Al-Mg-Ti合金强度比钢高,密度远比钢的小; 制备人造关节或人造骨; 金属铝还可以制成泡沫铝,具有吸音效果; 铝容易溶解于汞形成铝汞齐(amalgam)； 溶于汞齐中的铝易被氧气氧化成树枝状氧化铝(Alumina)； 擦掉表面氧化铝，硬币中铝继续进入汞齐中并重新被氧化。 2Al＋6HAc＝2AlAc3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ ——将硬币特殊处理后置于空气中，硬币表面自动长出灰白色毛发，擦掉表面白毛后又重新长出。 硬币”长毛” 小常识 ——我们经常用铝桶长时间盛洗衣粉浸泡的衣服，还有人用铝桶腌制或盛装酸菜，你认为这些符合卫生习惯吗？ ——铝是一种活泼的金属，容易形成汞齐，容易被氧气所氧化； ——铝单质还具有两性，能与酸和碱发生化学反应。 Chemical Properties of Aluminium 原因在哪？该现象说明铝有何性质？ 学习目标 4Al＋3O2＝2Al2O3 铝热反应放热的基本原理又是什么? 三、氧化铝 (Alumina) 2Al + 3/2O2 ==Al2O3 ΔrH= - 1676KJ/mol （1） 3Fe+ 2O2 == Fe3O4 ΔrH = - 1118KJ/mol （2） 8Al+ 3Fe3O4== 4 Al2O3+9Fe ΔrH = - 3353KJ/mol 4× 3× — 什么是铝热反应? ——将铝与氧化铁类混合物用镁条点燃引发,反应剧烈进行,瞬间放出巨大热量,温度最高可达3000℃。 铝热反应 (reaction of thermit)