铝及铝土矿、高岭土和粘土的分析
试剂
硫酸锌标准溶液1ml硫酸锌相当于0.5㎎三氧化二铝。
乙酸—乙酸钠缓冲溶液PH6称取乙酸钠(NaC2H3O2·3H2O)136g 溶于水中，加入冰乙酸3.3ml，用水稀释至1000ml。
铝标准溶液，称取纯金属铝片0.5293g。置于烧杯中，加1：4盐酸50ml溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含1㎎三氧化二铝。
分析手续
吸取分离二氧化硅后的滤液25ml（相当于50㎎试样），放于250ml 烧杯中。加入0.05mol/L EDTA25ml，0.1%甲基红指示剂1滴，用1:1的氢氧化铵中和至黄色出现，再用5 mol/L硝酸中和溶液至红色。加入PH6乙酸—乙酸钠缓冲溶液10ml，用水稀释至100ml。加热煮沸3—5分钟，取下冷却。加入1%二甲酚橙及次甲基蓝指示剂各1滴，先用0.05 mol/L硫酸锌标准溶液滴定溶液中的大部分EDTA，然后用硫酸锌标准溶液滴定溶液由黄绿色变为深橙色（不计读数），加入氟化钠1g，煮沸3—5分钟，取下冷却。再补加二甲酚橙指示剂1滴（必要时稍稀释体积），用硫酸锌标准溶液滴定至深橙色出现即为终点。此结果为铝钛合量，减去钛量即得铝量。
石膏分析
吸附水
石膏的吸附水时将已知量风干试样，在55~60℃烘至恒重后所失去的重量。
分析手续
准确称取1g试样放入已经在220℃烘至恒重的称量瓶中，并开瓶盖，置烘箱中在55~60℃烘2小时，取出立即盖好瓶盖，放在干燥器中冷却至室温，称重。再放入烘箱中烘40分钟，直至恒重为止。
%H2O﹣=(m1－m2)/m×100
式中m1—试样+称量瓶重（g）
m2—试样+称量瓶经60℃烘干至恒重（g）
m—试样重（g）
石墨矿分析
固定碳
试样加适当助熔剂，在空气流中高温灼烧，产生的二氧化碳被乙醇—乙醇胺吸收液吸收，以百里酚酞为指示剂，用乙醇钾标准溶液滴定测得固定碳量。
试剂
乙醇—乙醇胺吸收液1000ml乙醇中加入100ml乙醇胺和0.3g 百里酚酞，摇匀备用。
乙醇钾标准溶液按固定碳的含量，分别称取一定量氢氧化钾溶解在乙醇中，分别配制成0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L乙醇钾标准溶液。
乙醇钾标准溶液的标定及工作曲线的绘制可用苯甲酸、碳酸钠、碳酸钡、石墨管理样品进行标定，一般选用碳酸钙或碳酸钡与试样分析手续一样进行标定。
用碳精粉绘制工作曲线分别称取0、10、20、……60㎎碳精粉置于瓷舟中，平铺适量助溶剂，经高温灼烧生成二氧化碳被乙醇—乙醇胺溶液吸收。用乙醇钾标准溶液滴定所消耗毫升数绘制工作曲线。
也可以用碳酸钡或碳酸钙代替碳精粉。
分析手续
先将燃烧炉炉温升至1200±50℃（与“硫及硫铁矿分析”中硫的燃烧法测定装置相同），调节空气流量为110~160个气泡/分，加入乙醇—乙醇胺吸收液20ml于吸收器中，用乙醇钾标准溶液滴定至吸
收液呈需要的蓝色。
准确称取0.05~0.5g试样均匀铺于瓷舟中，加约0.1g五氧化二钒助溶剂，然后将瓷舟推入燃烧管高温处，塞上橡皮塞，通入空气流。用0.1 mol/L或0.2 mol/L乙醇钾标准溶液滴定至蓝色不变为终点。
根据试验情况按滴定度或工作曲线计算试样中固定碳的含量。
萤石的分析
试剂
中性三氯化铝溶液8% 将8g三氯化铝溶于100ml水中，过滤后备用。
钙黄绿素—酚酞络合剂指示剂称取0.25g钙黄绿素和0.1g酚酞络合剂，与20g干燥的硫酸钾研磨均匀，贮于磨口瓶中，保持干燥。
EDTA标准溶液0.02 mol/L 称取8g乙二胺四乙酸二钠溶于1000ml水中。
标定吸取50ml氧化钙标准溶液（1ml含1㎎氧化钙），置于250ml 烧杯中，按试样分析手续用EDTA标准溶液滴定，计算EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度。再换算为对氟化钙的滴定度。氧化钙换算为氟化钙的因数为1.3923。
分析手续
准确称取0.3g试样置于100ml烧杯中，加入10%乙酸8ml，盖上表皿，在沸水浴上加热30分钟，每隔5分钟用玻璃棒搅拌一次。吹洗表皿，用慢速定性滤纸过滤，用水洗涤燃烧杯及不溶残渣（总体积控制在30ml左右），滤液以250ml烧杯承接作测定碳酸钙用。
将不溶残渣及滤纸放入原烧杯中，用玻棒搅碎滤纸，用一小片滤纸将烧杯口擦净，加入三氯化铝溶液20ml，盖上表皿，煮沸5~10分钟，继续在沸水浴上加热1~1.5小时，经常搅拌并加水，以保持原来体积。用快速定性滤纸过滤，滤液用250ml容量瓶承接，用热水洗净烧杯及不溶物，用水稀释至刻度，摇匀。
吸取50~100ml溶液置于250ml烧杯中，加15%蔗糖溶液15ml、1:2三乙醇胺10ml和20%氢氧化钾溶液20ml（如试样含重金属，在加20% 硫基溶液2ml或10%氰化钾溶液5ml）。加入少许钙黄绿素—酚酞络合剂混合指示剂，在黑色背景下，用EDTA标准溶液滴定至绿色萤光消失，溶液变为紫红色即为终点。
%CaF2=(T×V)/m×100+0.30%
式中T—EDTA标准溶液对氟化钙的滴定度（g/ml）.
V—滴定消耗EDTA标准溶液的体积（ml）
m —分取试样重（g）
0.30%—被10%乙酸溶解得氟化钙的校正值。
二氧化钛
试剂
二氧化钛标准溶液1ml含100ug二氧化钛
标准曲线的绘制
吸取0、50、100、200……1000ug二氧化钛的标准溶液，分别置于100ml容量瓶中，用水稀释至50ml左右，加1:1磷酸4ml和1:1硫酸10ml，摇匀，冷却。加3%过氧化氢4ml，用水稀释至刻度，摇匀。用蓝色滤光片或在波长420nm处测量吸光度，绘制标准曲线。
分析手续
吸取系统分析溶液I25ml（视二氧化钛含量可另定），置于100ml 容量瓶中，用水稀释至50ml左右，加入1:1磷酸4ml（如铁的颜色未退尽，可适当多加1~2ml,但在标准系列中必须同时多加），加入1:1硫酸10ml，摇匀，冷却。加入3%过氧化氢4ml，用水稀释至刻度，摇匀，用标准曲线绘制手续测量吸光度。计算钛含量。
硫的测定
燃烧—碘量法
试样在通入空气或氧气的高温管式炉中，与1250~1300℃灼烧分解，使全部硫化物和硫酸盐转化为二氧化硫，用水吸收生成亚硫酸，以淀粉为指示剂，用碘标准溶液滴定。
硫酸钙和硫酸钡的分解温度较高（分别为1200℃和1500℃）。当有硫酸盐存在时，应加入一定量的铜丝或铜粉、二氧化硅、铁粉作助溶剂，以降低其分解温度。
本法可测定0.01~2%的硫。
试剂
碘标准溶液0.05 mol/L（或0.025 mol/L）称取碘2.5g（或1.25g）、碘化钾15g溶于2000ml水中，保存于棕色瓶中备用。用已知含硫量的标准样品按分析手续进行标定（或用砷标准溶液标定），计算碘标准溶液对硫的滴定度。
T=(S×m)/(V×100) （g/ml）
式中S—标准样品中硫的百分含量
V—滴定消耗碘标准溶液的体积（ml）
m —标准样品的重量（g）
分析手续
准确称取0.5g试样，置于经高温灼烧过的瓷舟中，覆盖铜粉（或
铜丝）约0.5g。在吸收器内加水80ml及1%淀粉溶液3ml，用碘标准溶液滴定使吸收液呈浅蓝色（不计读数）。将已装有试样的瓷舟送入已升温至1250~1300℃的燃烧炉管的中心部位，迅速塞紧橡皮塞，使气体完全导入吸收液中（气流每秒2~3个气泡）。由于引入二氧化硫使溶液蓝色消失，应随时滴加碘标准溶液保持浅蓝色，持续1分钟，蓝色保持不退即为终点（每测3~5个样，换一次吸收液）。根据碘标准溶液用量计算硫的百分含量。
%S=(V×T)/m×100
式中T—碘标准溶液对硫的滴定度（g/ml）
V—滴定所消耗碘标准溶液的体积（ml）
m —试样重量（g）
五氧化二磷
磷钒钼黄比色或分光光度法
试剂
碳酸钠—硝酸钾混合熔剂12:1 将一份硝酸钾研细，再与12份无水碳酸钠一起研磨，充分混匀。
硝酸（无色）将硝酸倒入烧杯中，加热煮沸至无色后冷却。贮于棕色磨口玻璃瓶中。
钒酸铵溶液0.3% 称1.5g钒酸铵（NH4VO3）溶于500ml 25%硝酸溶液中，搅拌使其溶解后，贮于棕色瓶中。
钼酸铵溶液10% 称10g钼酸铵（NH4）6Mo7O24·4H2O于100ml 水中，在60~70℃加热溶解（如有浑浊应过滤），用时配制。
若需先混合以上二试剂应在不断搅拌下，将配制的钼酸铵溶液慢慢倒入钒酸铵溶液中，再加如18ml硝酸。若有浑浊应过滤后使用。
五氧化二磷标准溶液称取0.1917g在110℃烘干的磷酸二氢钾（KH2PO4）于250ml烧杯中，用少量水溶解，转移至1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含100ug五氧化二磷。
比色系列及标准曲线
取0、5、10、20……120ug五氧化二磷标准溶液，分别置于100ml 比色管中，用水稀释至70ml，加硝酸（无色）6ml，摇匀，冷却。按顺序加入0.3%钒酸铵溶液8ml及10%钼酸铵溶液7ml（每加一试剂必须摇匀），用水稀释到刻度，摇匀。放置半小时，可用作目视系列
比色。
取0、50、100、200……1200ug五氧化二磷标准溶液，分别放入100ml容量瓶中，稀释至约70ml，同样按比色系列加硝酸、显色剂显色，稀释至刻度，摇匀，半小时后用3㎝比色杯于420nm（或蓝色滤光片）测量吸光度，绘制标准曲线。
分析手续
碳酸钠—硝酸钾半熔
准确称取0.4g试样，置于预先加有8g碳酸钠—硝酸钾混合熔剂的瓷坩埚中，充分搅匀后再覆盖一层混合熔剂。置于高温炉中升温至750℃并保持45分钟，取出冷却。将半熔物移入150ml烧杯中，用水洗净坩埚并稀释到50ml，加热煮沸数分钟，捣碎熔块。如出现高价锰的绿色，加入少许过氧化钠使锰沉淀并煮沸数分钟赶去过氧化氢，冷却。移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。放置澄清或干过滤。吸取25ml（相当于0.1g试样），置于100ml容量瓶中，加对硝基酚指示剂1~2滴，用硝酸中和并过量6ml，摇匀，冷却。按比色系列配制手续显色，比色，或测量吸光度并计算磷的含量。
过氧化钠全熔
称取0.4g试样，置于高铝坩埚中，加3~4g过氧化钠，搅拌均匀或再覆盖一层过氧化钠。置高温炉中在700℃熔融，取出冷却，用水侵取。洗净坩埚，煮沸，过滤。滤液用100ml容量瓶承接，沉淀用热的2%碳酸钠溶液洗涤4~5次，冷却。用水稀释至刻度，摇匀。吸取25ml溶液按上述手续显色，比色或测量吸光度。测出磷来量后计算
磷的含量。
二氧化硅
试剂
硝酸 5 mol/L。
钼酸铵溶液10% 称取10g钼酸铵溶于100ml水中，溶解后过滤于塑料瓶中备用。
过硫酸铵溶液10% 水溶液，使用前配制。
二氧化硅标准溶液（碱性）1ml含0.5㎎二氧化硅。
二氧化硅标准溶液（酸性）吸取二氧化硅标准溶液（碱性）20ml，在摇动下放入已盛有1.5ml 5mol/L硝酸和20ml水的50ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀（此标准溶液与试样溶液制备同时进行）。此溶液1ml含0.2㎎二氧化硅（新鲜配制）。
钼酸铵混合显色液在使用前往750ml水中加入5 mol/L硝酸100ml，10%钼酸铵125ml、10%过硫酸铵25ml，摇匀（新鲜配制）。
标准曲线的绘制
吸取1ml含0.2㎎二氧化硅的标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50……4.00ml于50ml容量瓶中，以钼酸铵混合显色液冲至刻度，立即摇匀。显色30分钟后，用波长420nm的滤光片、3㎝比色杯测量吸光度，60分钟内测完，绘制标准曲线。
分析手续
准确称取试样0.2g于银坩埚中，以数滴乙醇润湿，加入2g粒状氢氧化钠，加盖，放高温炉中，从低温开始逐渐升温至600~650℃时
保温3~5分钟，待试样熔融呈清亮后，取出冷却。小心加入80℃热水10ml，放置3~4小时，洗入盛有15ml 5mol/L硝酸的100ml容量瓶中，摇动容量瓶，并以5 mol/L硝酸数滴洗涤坩埚，待溶液完全冷却后，以水稀释至刻度，摇匀。
吸取已制备好的溶液10ml（相当于20㎎试样）于50ml容量瓶中，以钼酸铵混合显色液冲至刻度，摇匀。显色30分钟后，与标准曲线同时进行测定（如含量较低，可允许在2小时内测完）。然后再曲线上查出硅量后计算其含量。
1.1.1.产品规模 一级高岭土：12万吨/年；二级高岭土：8万吨/年 建筑用砂：5万吨/年；黄铁矿：1万吨/年。 工艺技术方案目前国内高岭土湿法深加工技术比起传统技术有所提高，但在关键技术和关键工艺方面仍然落后国外，特别在自动化程度、成套技术、生产效率和工艺稳定性等方面与欧美、日本还有较大差距。随着石化、造纸、陶瓷、耐火材料等行业的发展，这些行业对高档高岭土的需求在不断地上升，市场不断扩大。高档高岭土行业的发展瓶颈已经显现，需要更加先进的技术、工艺、装备，更加稳定的产品性能、高产能、高效率。 本项目采用自主研发的新技术、新工艺、新装备，淘汰落后的技术、工艺、装备和产能。本项目开发的新型捣浆机用于原料制浆过程中矿物的分散，比原来的制浆时间短，矿物与杂质分离的更完全，有助于后道工序的分选作业。新的分选装备小口径高压旋流器的开发，提高了更细粒级矿物的分级。高档高岭土生产线将采用新的干燥技术比原干燥节约用地70%，干燥效率提高了50%。整条生产线自动化程度提高了，降低了生产和管理成本，同时提高了生产流程的稳定性。项目使用自主开发专利技术 依据流程先后矿浆自流原则，依次布置。原料预处理车间布置在最高处，然后依次为制浆车间、分选车间、超细磨车间、超导磁选车间、压滤车间、干燥车间、轧粒包装车间、中尾矿处理车间。具体详见总平面布置图。
1.1. 2.主流程工艺流程主流程工艺详见附图2“主流程数质量流程图”，进料总量24.22万吨，生产 一级高岭土系列产品10.4万吨，二级高岭土系列产品8万吨，一级品三氧化二铝含量大于35%，铁含量小于0.5%，-2um以下88%，二级品三氧化二铝含量大于30%，铁含量小于0.8%，-2um以下75%。 1.1. 2.1.原料预处理系统运送至原料仓库的原料需要进行破碎至5cm以下。破碎后的原料再通过振动 筛给到皮带输送机，由皮带输送机输送至原料储存料仓。 1.1. 2.2.高浓度制浆系统原料储存料仓中的原料通过板式给料机按一定的给料量加入至捣浆池中，同时 加入水和能使矿浆分散的分散药剂，配制矿浆浓度30%左右，进行高速搅拌打散。 超细磨剥系统浓缩后的精矿矿浆加入混合分散剂，使矿浆完全分散，具有良好的流动性，控制矿浆浓度在45%左右，由变频螺杆泵输送至超细磨剥机进行研磨剥片。 1.1. 2. 3.分选、分级系统高速分散后的矿浆首先进入粗选作业，经过水力旋流器?200、?150，粗选后的 溢流矿浆再进入精选作业，分别经过?75、?25，最后经过超细分级高压旋流器?10。 1.1. 2.4.压滤系统经过分选后的精矿矿浆由柱塞泵输送至大型自动压滤机进行压滤脱水，把浓度为8% 的矿浆压滤成含水30%的半成品。 1.1. 2.5.干燥系统 经过压滤脱水后的半成品送至干燥架进行自然干燥，干燥后成品含水为15%左右。 1.1. 2.6.轧粒、包装系统干燥后的成品运送至轧粒、包装车间，经过破碎机把干燥后的高岭土泥饼破碎 机至3cm～5cm粒径大小的粒状，再经过提升机提升至成品缓冲料仓，然后通过自动卸料方式进入自动包装机进行包装。 1.1. 2.7.中尾矿处理系统经分选系统中粗选作业处理后得到的尾矿以及由?25水利旋流器分选后的尾 矿再经过堆放、风化、解离后加水、分散剂进行二次三次选别，浓缩、压滤、干燥、轧粒包装。 最终产生的粗尾矿再次经过摇床等粗选设备进行粗尾矿的选别作业，分选出石英砂、黄铁矿、高岭土。 1.1. 2.8.选矿废水净化系统主流程和中尾矿系统中压滤机排出的含酸性比较强的废水、浓缩过程中排出 的废水、清洗压滤布产生的废水均排到废水处理系统，通过加入混合药剂，中和掉多余的硫酸根离子等，净化水质，净化后的水进入到循环水池再利用。在制浆过程中需要加入碱性分散剂，而处理后的水偏碱性，这样可以节约大量的药剂。 1.1. 2.9.超细改性系统为开拓占领高端市场，项目设计充分利用公司取得的超细改性工艺技术，建设一 条利用本项目生产的一级高岭土为原料，通过超细改性工艺的2000吨/年的改性高岭土生产线。 1.1. 2.10.破碎系统、原料储存系统原料从公司厂矿或车站码头用自卸车、集装箱货车或农用货车等 运至原料仓库储存。原料棚建在主流程原料棚的北侧山坡上，面积约350m2。根据需要对原料进行
《从铝土矿到铝合金》练习 班级________________ 姓名____________________ 一、选择题 1．下列物质中一定属于纯净物的是（ ） A 刚玉 B 铝土矿 C 偏铝酸钠 D 、含铝52.94%的Al 2O 3样品 2．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是（ ） A 盛放食醋 B 烧煮开水 C 用金属丝擦表面的污垢 D 用碱水洗涤 3．向足量的浓氢氧化钠溶液和足量的盐酸溶液中分别投入铝粉，充分反应后放出等量的氢气，则两个溶液中参加反应的铝的质量之比为（ ） A 1:3 B 3:1 C 1:1 D 1:2 4．下列各组物质混合反应后, 不能得到A1Cl 3的是（ ） A 氧化铝和盐酸 B 铝和氯气 C 氧化铝和烧碱溶液 D 氢氧化铝和盐酸 5．将Mg 、Al 和Fe 分别投入质量相等且过量的稀硫酸中，反应结束后，各溶液的质量仍相等，则投入的Mg 、Al 和Fe 三者的质量关系 （ ） A Mg ＞Al ＞Fe B Fe ＞Al ＞Mg C Al ＞Mg ＞Fe D Mg ＝Al ＝Fe 6．从铝土矿中提炼Al 2O 3所需试剂是（ ） A.NaOH 溶液 B.盐酸 C.NaOH 溶液、盐酸 D.水 7．某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH 中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴入该溶液，有白色沉淀生成，则原氧化物是（ ） A.Al 2O 3 B.MgO C.Fe 2O 3 D.Al(OH)3 8．下列离子方程式错误的是（ ） A.氢氧化铝与盐酸反应 Al(OH)3 + 3H +=Al 3+ + 3H 2O B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液 Al 2O 3 + 2OH -=2AlO 2—+ H 2O C.碘化钾溶液中滴入溴水 2I - + Br 2 = I 2 + 2Br - D.NaAlO 2溶液中通入过量CO 2 2AlO 2—+ CO 2 +3H 2O=== 2Al(OH)3↓+ CO 32— 9．下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ） A 、2NaCl(熔融) →通电 2Na + Cl 2↑ B 、Al 2O 3 + 3H 2 2Al + 3H 2O C 、Fe 3O 4 + 4CO 3Fe + 4CO 2 D 、MgCl 2 →通电 Mg + Cl 2↑ 10．某无色透明溶液能与铝作用放出氢气，且溶液中的离子能大量共存的是（ ） A K ＋、NO 3－、OH －、Cl － B Cu 2＋、SO 42－、H ＋、Na ＋ C H ＋、Ba 2＋、Mg 2＋、NO 3－ D NH 4＋、MnO 4－、H ＋、K ＋ 11．把Al 和Fe 3O 4粉配成铝热剂，分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量的盐酸充分反应，后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成气体的物质的量之比为 （ ） A 1︰3 B 9︰8 C 3︰4 D 4︰3 12．下列离子方程式书写正确的是 （ ） A 、硫酸铝中加入过量氨水：Al 3++3OH -=Al(OH)3↓ B 、氢氧化铝跟盐酸反应：2Al(OH)3+6H + = 2Al 3++6H 2O C 、硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：Ba 2++SO 42- = BaSO 4↓
专题3从铝土矿到铝合金 教学目标: 知识与技能: 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程。 2、知道铝、氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产中的重要应用。 3、了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物。 过程与方法: 通过探究活动进一步了解探究学习的一般方法；尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识的常见方法。 态度与价值观: 1、通过学习金属铝冶炼方法的变化，体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2、通过学习铝及其化合物在生产、生活中的重要应用，进一步认识化学与生产的关系。 教学重点: Al2O3的两性。 教学难点: Al2O3的两性。 教学方法: 试验探究、设疑、讨论、归纳总结。 教学过程: [导入新课]铝是大自然赐予人类的宝物，但人们对它的认识经历了较为漫长的
过程。19世纪中期，法兰西第二共和国总统破仑三世，珍藏着一套铝制餐具平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一下，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到却是一只铝杯呢？其实当时铝的冶炼相当的困难，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至超过了当时的黄金，随着科技的发展，直到1886年电解法制铝工艺的发明，使铝在生产、生活中的应用得以迅速的普及，今天我们就来学习怎样从铝土矿中提取铝。 板书：从铝土矿中提取铝 板书：一、铝的存在形式、地壳中含量、物理性质以及用途 [学生举例]： [教师提问]我们今天大多数使用的都是单质态的铝，由于铝土矿是地壳铝元素的主要存在形式之一，因此我们采用铝土矿作为原料来提取铝。 [教师]展示铝土矿的图片 [学生]观察。 [教师讲解]我们来认识铝土矿，铝土矿的主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅等杂质。 [学生]观察、倾听。 [教师]请同学们阅读62页，图3-2 从铝土矿制备铝的工艺流程 思考该工艺分哪几步？每一步操作的作用？ [学生]阅读、思考讨论 [教师提问]用NaOH溶液溶解铝土矿的目的是什么？ [教师讲解]在这里溶解Al2O3用的碱，生成了一种钠盐和水，我们把它叫做偏铝酸钠，Al2O3是碱性氧化物我们在初中时候就已经学习过，那么Al2O3也可以和
6.从铝土矿到铝合金 了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。铝及其化合物的性质，综合考察铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，对工艺流程的问题探究，从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。 1．【2020广州市联考】明矾KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐（含有Al和少量Fe、Mg杂质）制备明矾的流程如图所示： 下列叙述错误的是（） A．回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用 B．“沉淀”为Al2(CO3)3 C．“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶 D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3 【答案】B 【解析】A．可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾，废易拉罐属于可回收垃圾，回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用，选项A正确；B．偏铝酸钠与碳酸氢铵发生反应生成碳酸钠、碳酸铵和氢氧化铝，故“沉淀”为Al(OH)3，选项B错误；C．沉淀溶解于稀硫酸，再加入硫酸钾，“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶，最后得到明矾，选项C正确；D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3，过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应得到氢氧化铝沉淀，选项D正确。答案选B。 【点睛】铝能与强碱氢氧化钠反应，杂质不与其反应。
2．【2020安徽肥东县高级中学月考】工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是（） A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石 B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应 C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物 【答案】B 【解析】铝土矿中的氧化铝能够被氢氧化钠溶解生成偏铝酸钠进入溶液，再通入二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，然后电解熔融的氧化铝制得铝，整个过程中用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石，故A正确；石英和玻璃不能与盐酸反应， 高温 故B错误；二氧化硅与碳高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的方程式为2C+SiO2===== Si+2CO，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应中，产生的Cu2S中铜盐酸的化合价降低被还原、FeO中O盐酸的化合价降低，被还原，Cu2S、FeO均是还原产物，故D正确；故选B。 【点睛】本题考查元素化合物知识，侧重考查金属冶炼，明确元素化合物的性质是解本题关键。本题的易错点是D，要知道从化合价的角度分析判断。 3．【2020福建福州市罗源中学月考】下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（）A．不能用铝制容器腌咸菜，因为铝单质会和较浓的Cl?发生络合反应 B．铝热反应过程会放出大量的热，这说明构成氧化铝的微粒间存在着强烈的作用力C．氢氧化铝不溶于过量氨水，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水 D．刚玉是一种高硬度、高熔点的化合物，刚玉坩埚不能用来熔融纯碱 【答案】A 【解析】铝制餐具表面有一层致密的氧化膜，平时可以用来保护餐具，但如果长时间蒸煮或存放具有酸性，碱性，或咸味的东西，由于氧化铝是两性的，所以会破化氧化膜，从而
第一单元 第3课时铝的性质 一、学习目标 1．通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。 2．了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。 二、教学重点及难点： 教学重点：铝的化学性质。 教学难点：铝与强碱溶液的反应、铝的钝化。 三、设计思路： 铝是生活中常见的金属材料，所以本节内容的设计紧紧抓住铝在日常生活中的应用展开。首先根据常见的铝制品和铝在高科技上的应用归纳出铝的物质性质，再利用铝制品和铁制品的腐蚀程度不同、铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮、铝桶能否放酸液等生活问题创设情境，通过“设置疑问-实验探究-理性认识的过程”使学生清晰的掌握铝的相关知识。 四、教学设计 【设置情境】 （图1）铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。 (图2)这是一架播音747飞机, 铝合金是飞机的主要用材，用量占70%～80%，其中仅铝合金铆钉一项就有40～150万个，用铝约22吨，据预测，2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨，年平均增长率约为4.5%。 （图3）这是一款新型轿车，在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。1991-1999年铝及铝合金在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番。预计2005年美国汽车用铝及铝合金将超过130kg/辆，西欧将达到119kg/辆。 【提问】请大家思考下日常生活中铝还有什么应用？主要利用了铝的哪些物理性质？
【板书】一、铝的物理性质及用途： 飞机制造----铝的密度小 用作导线----良好的导电性 铝制炊具----良好的导热性 用作包装----良好的延展性 【提问】我们知道铝是地壳里含量最丰富的金属元素，但是它在自然界中是以游离态还是化合态存在的？说明了铝的性质如何？ 【过渡】铝的性质很活泼。根据金属活动性顺序表，铝比铁活泼，我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。请同学分别来展示你们的调查记录： 【学生活动】先将活动地点、活动时间、活动情况作简要表述，然后将记录内容投影出来。 （投影内容） 【设疑一】这个与金属活动顺序不符。铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀？铝难道不能被空气中的氧气氧化？你们能设计一个简单实验，来确认铝有没有被氧气氧化吗？ 【学生活动】互相讨论，设计方案。教师评价，确定实验方案。 【学生实验】用砂纸打磨铝条表面，观察表面颜色变化，然后将铝条在空气中放置一会儿。 【设问】1．为何铝条在打磨前后颜色会有变化？在打磨后铝表面是什么物质呢？ 2．放置后铝片表面颜色变化说明铝的活泼性如何？ 【追问】铁在空气中被氧化表面生成Fe2O3而生锈腐蚀，且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重，那么，Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3，Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去，越来越严重呢？两者好像有点矛盾啊。
《从铝土矿中提取铝》教案 教学安排：1课时 课型：新授课【教学理念】 本堂课的内容为《从铝土矿中提取铝》，本节课遵循新课程标准提出的“学为主体，教为主导“的教学理念。紧密联系生活实际，做到”从生活走进化学，从化学走向社会“的观念。 【教材分析】 一、教材内容、地位与作用 本节课是选自苏教版化学必修1第三专题第一单元第一课时的内容，从铝土矿中提取铝这堂课的内容是教学考纲中的一个重要知识点，同时也是高中阶段无机化合物学习的一个重要组成部分。对于教材的前后内容而言，它是对专题二的无机化合物学习的延续，同时也是人类发现化学物质过程的一个强化。对于整个阶段的化学学习有一个延续的作用。 二、教学目标 根据《新课程标准》以及《高中化学教学参考》确立了三维目标如下： 知识与技能：理解从铝土矿制备铝的工艺流程； 掌握从铝土矿制备铝工业中的主要反应方程式。 过程与方法：通过学习从铝土矿中提取铝的工艺流程，培养分析、归纳、概括知识的能力。 情感态度与价值观：培养科学学习习惯于热爱科学的情操。 三、教学重点、难点 重点：从铝土矿制备铝的工艺流程及其重要反应方程式； 难点：从铝土矿制备铝的工艺流程及其重要反应方程式。 【学情分析】 一、知识结构与方法基础
本节课所面对的学生，已经学习非金属元素氯、溴、碘及其化合物的性质与应用和金属元素钠、镁及其化合物的性质与应用，对于无机化合物有了一定的知识结构。同时通过专题一得学习，知道了人们认识化学物质的基本方法，拥有了一定的方法基础。 二、年龄段特点 处于高一这个年龄段的学生，思维的逻辑性并不太强，对于理论性的知识学习情趣与学习能力也不太强。但是群体好奇心强，对于探究性活动与实验活动的学习兴趣比较的高。因此课堂设计必须要适应于学生的这一年林孤单特点。 【教学方法】 一、教法：讲述法 讲述法是最传统的教学方式，同样是化学教学中教普遍使用的教法。本节课主要教学内从铝土矿制备铝的工艺流程，对于流程的讲述，采用讲述法能更好的掌握课堂进度，完成教学内容。 二、学法：小组讨论法 学生通过积极参与课堂，进行小组讨论，既是一种知识学习的良性竞争，又可以培养学生自主学习能力，在学会知识的同时学会学习，乐于学习。 【教学手段】 【教学流程】
《从铝土矿中提取铝》教学设计(苏教版) 王家旺一、教学内容及分析 本课以从铝土矿中提取铝的工艺流程为知识载体，以探讨AlO的化学性质为主线，围绕这一主线32设计相应的探究活动，激发学生的探究热情。通过自学导学、实验探究、讨论交流，提高学习的积极性和主动性，激发学习热情，同时给学生创设了自主学习的机会和发现问题的空间；在探究活动、分析与工艺流程的过程中、以及工艺流程的改进等一系列学习活动中，学生不仅可以主动获得知识，得到解决问题的一般方法，还能体验科学学习的过程，形成终身学习的能力，提高自身的学习素养。 二、教材分析： 根据《学科教学指导意见》的要求是：了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式，了解从铝土矿中获得铝的方法,从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响；通过实验探究，了解氧化铝的性质，尤其是AlO的两性，而AlO两性知识又在铝三角中起着举足轻重3322的作用，所以决定了本节知识在本模块中的重要作用与地位。 三、教学目标: 【知识与技能】: 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要形式。 2、了解工业上从铝土矿中获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程，知道氧化铝的两性。【过程与方法】: 通过探究活动，采用预测归纳、探究辨析等方法，学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，培养勇于创新、敢于质疑和合作的精神。 【情感态度与价值观】: 1、通过学习金属铝冶炼方法的变化，体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2、通过探究活动，培养主动参与交流、合作的精神。 四、教学重点:铝土矿提取铝的化学原理和AlO的两性23教学难点:AlO的两性32五、教学方法: 实验探究、自主学习、分析思考、讨论、交流评价、归纳总结。 六、教学过程: （一）、课堂引入
高纯纳米三氧化二铝在陶瓷中的作用-降低烧结温度 氧化铝陶瓷（alumina ceramics ）是一种以a-AI2O3为主晶相的陶瓷材料，由于a-AI2O3具有熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优良的介电性，是氧化铝各种形态中最稳定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。 用a -AI2O3为原料制备的氧化铝陶瓷结构件材料，其机械性能、高温性能、介电性能及耐化 学腐蚀性能都是非常优异的。 影响预烧质量的因素： 1）工业中预烧氧化铝时，通常要加入适量的添加物，如H3BO4, NH4F, AIF3、高纯纳米氧 化铝（VK-L30）等，。添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。加入5%~15%的高纯纳米氧化铝，可以降低烧结温度50-100 度。 添加剂的影响： 由于AI2O3 陶瓷坯体熔点高，较难烧结，若加入某种添加剂，则可以改善烧结性能，促进烧 结。就添加剂来说，大致可分为以下两大类：一类是与Al2O3生成固溶体，一类是能生成液相。 第一类添加剂为变价氧化物，有高纯纳米氧化铝（VK-L30）、TiO2、Cr2O3、Fe2O3及MnO2等。由于其晶格常数与Al2O3的相接近，因此通常能与Al2O3生成固溶体。同时它们是变价氧化物，由于变价作用，使AI2O3 瓷产生缺陷，活化晶格，促进烧结。尽管添加剂有多种，对于高纯瓷件来说最适合的添加剂为高纯纳米氧化铝（VK-L30）。例如，加入5~15%的高纯纳米氧化铝，可以使Al2O3瓷的烧结温度降低50~150C，大大节约能源，并且高纯纳米氧化铝不属于外来杂质，大大提高了产品质量。 另一类添加剂即由于生成液相，降低烧成温度而促进Al2O3的烧结。这一类添加剂有高岭土、 SiO2、CaO、MgO 等。这时由于它们能与其它外加剂生成二、三元或更复杂的低共熔物。由于出现液相，即液相对固相的表面湿润力和表面张力，使固相粒子靠紧并填充气孔。氧化铝陶瓷的性能与应用 1. 性能 （1）机械强度高。Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达250MPa，热压产品可达500MPa。Al2O3 成分愈纯，强度愈高。强度在高温下可维持到900 C。利用其机械强度，可以制成装置瓷和 其他机械构件。添加纳米氧化铝烧结的陶瓷强度提高，不容易断裂。 ⑵电阻率高，电绝缘性能好。常温电阻率1015 Q ? cm,绝缘强度15kV/mm。利用其绝缘性 和强度，可以制成基板、管座、火花塞、电路管壳等。 （3）硬度高。莫氏硬度为9,加上优良的抗磨损性,广泛用以制造磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。 ⑷熔点高，抗腐蚀。熔点2050 C,能较好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta Mn、Fe、Co等熔 融金属的侵蚀。对NaOH、玻璃、炉渣的侵蚀也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、热电偶保护套等。 （5）化学稳定性优良。许多复合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及硫酸、盐酸、硝 酸、氢氟酸均不与Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩埚、人体关节、人工骨、羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿等。 ⑹光学特性。可以制成透光材料（透光Al2O3 瓷）,用以制造钠蒸汽灯管、微波整流罩、红 外窗口、激光振荡元件等。
高中化学学习材料 唐玲出品 第二单元从铝土矿到铝合金 一、选择题 1．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 ( ) A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 答案 C 2．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。 反应中镁和铝的( ) A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．反应速率之比为2∶3 解析由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3，故A项正确，B项错误。镁、铝的摩尔质量之比为8∶9，C项错。由图像镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2∶3，则二者的速率之比为3∶2，D项错。 答案 A 3．将下列各组物质混合后，溶液中一定有沉淀生成的是( ) A．Al2(SO4)3溶液与氨水 B．NaOH溶液与AlCl3溶液 C． NaAlO2溶液与盐酸 D．铝与NaOH溶液 答案 A 4．向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( ) A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 ml 解析已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝
的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。 由两者反应的离子方程式知Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH －===AlO － 2＋2H 2O 当碱的量不足时，则V (NaOH)＝7.5 mL ；当碱过量时，则V (NaOH)＝0.03×3＋0.024 L ＝0.027 5 L ＝27.5 mL 。 答案 B 5．Al 、Fe 、Cu 都是重要的金属元素。下列说法正确的是 ( ) A ．三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B ．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C ．制备AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D ．电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液时阴极上依次析出Cu 、Fe 、Al 解析 A 项，Al 2O 3为两性氧化物；B 项，Cu 在空气中的CO 2和H 2O(g)的作用下与O 2反应生成Cu 2(OH)2CO 3；C 项，三种盐均为强酸弱碱盐，加热时都水解，且生成易挥发的HCl ，随着水分和HCl 的挥发，蒸干时都得到金属氧化物和其氢氧化物的混合物；D 项，电解AlCl 3溶液阴极上的产物为H 2和Al(OH)3。 答案 C 6．将一定质量的Mg 和Al 混合物投入500 mL 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH 溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是 ( ) A ．Mg 和Al 的总质量为8 g B ．硫酸的物质的量浓度为5 mol ·L －1 C ．生成的H 2在标准状况下的体积为11.2 L D ．NaOH 溶液的物质的量浓度为5 mol ·L －1 解析 由图可知，固体中含有0.15 mol 的Mg 和0. 2 mol 的Al ，所以总质量为9 g ；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol ＋0.3 mol)×22.4 L ·mol －1＝10.08 L ；在加入240 mL NaOH 溶液时，Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO 2，所以氢氧化钠溶液的浓度为 0.35－0.15mol 240－200mL ×10－3L ·mL －1＝5 mol ·L －1 。 答案 D
2011年高一化学教学案：3《从铝土矿中提取铝》（苏教版必修1）
班级：高一（）姓名：学号成绩 专题3 从矿物到基础材料 从铝土矿中提取铝 【学海导航】 1.了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2.了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物 3．通过相关探究活动进一步了解学习的一般过程和方法 学习方法：观察实验→对比归纳→深化认识→形成网络→提高能力。 【主干知识】 1. 元素是地壳中含量最多的金属元素，约占地壳总量的。在地壳中含量依次降低的金属是、、。 2.铝土矿的主要成分为，还有少量的、等杂质。
3.从铝土矿制备铝的工艺流程图 4.铝土矿中的氧化铝能与氢氧化钠溶液反应，生成，向其溶液中通入二氧化碳，生成和。 写出上述两个化学反应方程式； 。5. 由于氧化铝较稳定，而铝单质的性质又较活泼，因此，工业上采用方法冶炼铝，反应方程式为 。 冰晶石在冶炼中所起的作用，其成分是 6.我们把既可以跟酸反应生成盐和水，又可以跟碱反应生成盐和水的氧化物称为，如、、。 【精彩例题】 例题1 某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断：(1)固体B所含物质的
化学式。 (2)固体E所含物质的化学式。 (3)反应①的离子方程式为。 【巩固练习】 1．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是 A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝 2.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硝酸B．稀盐酸C．硝酸铜
水泥熟料形成热的计算方法 熟料形成热的计算方法很多，有理论计算方法，也有经验公式计算方法。 现介绍我国《水泥回转窑热平衡、热效率综合能耗计算通则》中所采用的方法。首先是按照熟料成分、煤灰成分与煤灰掺入量直接计算出煅烧1kg 熟料的干物料消耗量， 然后再计算形成lkg 熟料的理论热消耗量。 若采用普通原料(石灰石、粘土、铁粉)配料，以煤粉为燃料，其具体计算方法如下： 首先确定计算基准，一般物料取1kg 熟料，温度取0℃，并给出如下已知数据：(1)熟料的化学成分；(2)煤的工业分析及煤灰的化学成分*（*若采用矿渣或粉煤灰配料还应给出矿渣或粉煤灰的化学成分及配比）；(3)熟料单位煤耗，对于设计计算要根据生产条件确定，对于热工标定计算通过测定而得。 （一）生成lkg 熟料干物料消耗量的计算 1．煤灰的掺入量 A m =1 100 r ar m A α (1-1) 式中 A m ──生成lkg 熟料，煤灰的掺入量(kg ／kg-ck)； r m —每熟料的耗煤量(kg ／kg-ck) A ar ──煤灰分的应用基含量(％) α── 煤灰掺入的百分比(％)。 2．生料中碳酸钙的消耗量 CaO CaCO A A K r CaCO M M m CaO CaO m 33 100? -= (1-2)ar 式中 m r CaCO3，──生成lkg 熟料碳酸钙的消耗量(kg ／kg —ck)； CaO k ──熟料中氧化钙的含量(％)； CaO A ──煤灰中氧化钙的含量(％)； M caCO3、M CaO ──分别为碳酸钙、氧化钙的分子量； A m ──同(1-1)式
3．生料中碳酸镁的消耗量 m r MgCO3= MgO MgCO A A K M M m MgO MgO 3 100? - (1-3) 式中 m r MgCO3──生成lkg 熟料碳酸镁的消耗量(kg ／kg —ck) MgO A ──煤灰中氧化镁的含量(％)； MgO K ──熟料中氧化镁的含量(%)； M MgCO3、M MgO ──分别为碳酸镁、氧化镁的分子量； A m ──同(1-1)式。 4．生料中高岭土的消耗量 2 2H AS r m =3 2221003232O Al H AS A A K M M m O Al O Al ? - (1-4) 式中 22H AS r m ——生料中高岭土的含量(kg ／kg —ck)； Al 2O 3k ──熟料中三氧化二铝的含量(％)； Al 2O 3A ──煤灰中三氧化二铝的含量(％)； 22H AS M 32O Al M ──分别为高岭土和三氧化二铝的分子量； A m ──同(1-1)式。 5．生料中CO 2的消耗量 2 CO r m =3 23 CaCO CO CaCO r M M m +3 23 MgCO CO MgCO r M M m (1-5) 式中 2CO r m ──生成lkg 熟料CO ：的消耗量(kg ／kg —ck)； 3MgCO r m 3CaCO r m ──同(1-3)、(1-2)式 2CO M 3CaCO M ──二氧化碳的分子量； 3MgCO M 3CaCO M ──分别为碳酸镁及碳酸钙的分子量。 6．生料中化合水的消耗量 2 222 222H AS O H H AS O H r M M m m = (1-6) 式中 O H r m 2──生料中化合水的含量(kg ／kg —ck)；
专题三 从矿物到基础材料 第一单元 从铝土矿到铝合金 一、从铝土矿中提取铝 （一）氧化铝（Al 2O 3） 氧化铝是一种高沸点（2980℃）、高熔点（2054℃）、高硬度的白色化合物，常用作耐火材料。刚玉的主要成分是α－氧化铝，硬度仅次于金刚石。 1.与碱的反应（与强碱NaOH ） Al 2O 3+2NaOH ＝2NaAlO 2+ H 2O 2.与强酸的反应（H 2SO 4） Al 2O 3+3H 2SO 4＝Al 2（SO 4）3+3H 2O 3.两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。 知识拓展 1.偏铝酸钠（NaAlO 2）的性质 （1）往偏铝酸钠溶液中通入CO 2 NaAlO 2+CO 2+2H 2O=Al （OH ）3↓+NaHCO 3 产生白色絮状沉淀，通入过量的CO 2，沉淀不溶解。 （2）往偏铝酸钠溶液中加HCl NaAlO 2+ HCl+H 2O=Al （OH ）3↓+NaCl Al （OH ）3+3 HCl ＝AlCl 3+3H 2O 加入少量盐酸，生成白色絮状沉淀，继续加入盐酸至过量，白色沉淀溶解。 2.氯化铝（AlCl 3）的性质 （1）往氯化铝溶液中通入氨气 AlCl 3+3NH 3+3H 2O= Al （OH ）3↓+3NH 4Cl 产生白色絮状沉淀，通入过量的NH 3，沉淀不溶解。 （2）往氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液 AlCl 3+ 3NaOH ＝Al （OH ）3↓+3NaCl Al （OH ）3+ NaOH ＝NaAlO 2+2 H 2O 加入少量NaOH 溶液，产生白色絮状沉淀，继续加入NaOH 溶液至过量，白色沉淀溶解。 （二）铝土矿中提取铝 制取金属铝的流程图如下： 流程图中所涉及到的化学反应： 1. Al 2O 3+2NaOH ＝2NaAlO 2+ H 2O 2. NaAlO 2+CO 2+2H 2O=Al （OH ）3↓+NaHC O 3 3.2 Al （OH ）3 Al 2O 3+3H 2O 4.2 Al 2O 3 4Al+3O 2↑ 电解 冰晶石
第1单元课时3 铝的性质 一、学习目标 1．通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。 2．了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。 二、教学重点及难点： 教学重点：铝的化学性质。 教学难点：铝与强碱溶液的反应、铝的钝化。 三、设计思路： 铝是生活中常见的金属材料，所以本节内容的设计紧紧抓住铝在日常生活中的应用展开。首先根据常见的铝制品和铝在高科技上的应用归纳出铝的物质性质，再利用铝制品和铁制品的腐蚀程度不同、铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮、铝桶能否放酸液等生活问题创设情境，通过“设置疑问-实验探究-理性认识的过程”使学生清晰的掌握铝的相关知识。 四、教学设计 【设置情境】（ppt2） （图1）铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。 (图2)这是一架播音747飞机, 铝合金是飞机的主要用材，用量占70%～80%，其中仅铝合金铆钉一项就有40～150万个，用铝约22吨，据预测，2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨，年平均增长率约为4.5%。 （图3）这是一款新型轿车，在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。 1991-1999年铝及铝合金在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番。预计2005年美国汽车用铝及铝合金将超过130kg/辆，西欧将达到119kg/辆。 【提问】请大家思考下日常生活中铝还有什么应用？（ppt3）主要利用了铝的哪些物理性质？【板书】一、铝的物理性质及用途：(ppt4) 飞机制造----铝的密度小 用作导线----良好的导电性 铝制炊具----良好的导热性 用作包装----良好的延展性
高一化学：27从铝土矿中提取铝
27从铝土矿中提取铝 班级_______姓名_________学号_______ [学习目标] 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。 2、了解工业上从铝土矿中提取铝的方法。 【课前检测】 1、⑴写出表示氧化铝是两性氧化物的离子方程式 ， ⑵写出表示是氢氧化铝两性氢氧化物的离子方程式： ， 【情景设计】 铝是大自然赐予人类的宝物，但人们对它的认识经历了较为漫长的过程。在自然界，铝元素以稳定的化合态存在，如 ，因而早期制备铝比较困难。19世纪中期，铝十分昂贵，甚至超过了当时黄金的价格。直到1886年，电解法制取铝工艺的发明，才使得生产生活中的应用得以普及。成为现代文明不可缺少的物质基础。 一、 从铝土矿中提取铝 1、铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的 元素，它主要以 形式存在于 （主要成分为 ，还有少量的Fe 2O 3，SiO 2等杂质）。 【交流讨论】 若给你一块铝矿石, 要想从中提取铝，你首先要对这块矿石做哪些处理？ 2、工业冶炼铝的流程
写出流程中的有关化学反应方程式 从铝土矿中提取铝的过程中的化学方程式或离子方程式 ① ② ③ ④ 【问题思考】1、NaOH溶解铝土矿后，滤液中的 主要成分是什么？ 2、我们在酸化的时候用到的是CO 2气体，那么可 不可以用HCl呢？ 3、电解法炼铝时，添加冰晶石（Na 3AlF 6 ）的作 用是 【知识拓展】P66 二、明矾——做净水剂 1、明矾是一种（由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐），化学式为 是一种常见的。标第一 明矾溶于水后发生电 离：，电离出的Al3+与水反应生成，方程式为。Al(OH) 3胶体具有很强的吸附能力，它能凝聚水中的悬浮 物并使之沉降，从而达到净水的目的。 2、向明矾溶液中加入氢氧化钡会有什么现象？并写出离子反应方程式 ，【当堂训练】
酒石酸异构体对EDTA间接滴定法测定三氧化二铝的影响 摘要：应用间接滴定法测定铝土矿、高岭土、黏土等矿石中的三氧化二铝，试验了不同种类的酒石酸掩蔽钛对三氧化二铝测定结果的影响。建议选择左旋体或右旋体酒石酸作掩蔽剂，尽量不要选择内消旋体酒石酸，更不能选择外消旋体酒石酸。采用酒石酸钾钠作掩蔽剂，三氧化二铝的测定结果良好，方法快速、简便。 关键词：酒石酸；异构体；酒石酸钾钠；三氧化二铝；滴定法 在铝土矿、高岭土、黏土的日常分析中，Al2O3的EDTA滴定方法有两种，即间接滴定法和氟化钠（钾）取代法。间接滴定法[1]是在含Al的溶液中加入过量的EDTA，调节pH为5.9，将溶液煮沸使Al完全络合，选用适宜的指示剂，然后用其他金属盐回滴过量的EDTA，从而得出Al2O3量。另一种为氟化钠（钾）取代法[2][3][4][5]，即在测Al溶液中，先加入EDTA与溶液中金属离子络合，再加入氟化钠（钾）取代Al-EDTA 配合物中的EDTA。然后用锌盐（铜盐或铅盐）滴定释出的EDTA，以求得Al2O3的含量，这种方法选择性较高；但流程较长。 在间接滴定法中，溶液中Fe、Ti干扰测定，对于Fe的干扰，通常不采用分离的方法，而是先滴定Al、Fe合量，再另取溶液测定Fe含量，然后相减得Al含量；对于Ti的干扰，常采用直接掩蔽的方法。目前用来掩蔽Ti的掩蔽剂有苯四酰苯胲（钽试剂）、磷酸盐、乳酸以及酒石酸[6]等。相比于氟盐取代法，酒石酸掩蔽法具有快速、简便的特点。酒石酸存在三种异构体（右旋酒石酸、左旋酒石酸和内消旋酒石酸），本文考察了不同的酒石酸对EDTA滴定法测定Al2O3的影响，试验了酒石酸钾钠作为掩蔽剂测定Al2O3的可行性。 1 酒石酸的物理性质 酒石酸能与多种金属离子配合形成配合物。酒石酸分子中有两个手性碳原子，存在三种立体异构体：右旋体酒石酸、左旋体酒石酸和内消旋酒石酸[7] [9]。工业产品中还存在一种酒石酸，即外消旋酒石酸[8]，实际为左旋体酒石酸和右旋体酒石酸的混合物或化合物（结晶时温度高于27℃，得到外消旋化合物；温度低于27℃时，得到外消旋混合物[7]），并不是另一种酒石酸异构体形式。 四种酒石酸的一般物理性质见表1。左旋体酒石酸、右旋体酒石酸的溶解度最大且相当；内消旋体酒石酸次之，外消旋体酒石酸最小。 表1 酒石酸的物理性质[7] Table1 Physical characteristics of tartaric acids 酒石酸熔点/℃ 比旋光度/ （25%水溶液） 溶解度/ （g/100g水） 密度/ （g/cm3） p Ka1 p Ka2 右旋体170 ＋12°139 1.760 2.93 4.23 左旋体170 －12°139 1.760 2.93 4.23 内消旋体140 不旋光125 1.667 3.11 4.80 外消旋体206 不旋光20.6 1.680 2.96 4.24 2 实验部分 2.1溶解度试验 各种酒石酸的溶解度不同。分别从天津、上海、成都等地厂家订购了三种不同异构体的酒石酸产品，并与酒石酸钾钠一起进行溶解度试验。从表2看出，在室温较低（15℃）的情况下，外消旋体酒石酸和内消旋体酒石酸的溶解度并不理想，即使是在常温（25℃）下，外消旋体酒石酸的溶解度也达不到理想数值。 表2 酒石酸及酒石酸钾钠溶解度试验
专题三 从矿物到基础材料 课时作业8 从铝土矿到铝合金 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(每小题4分，共44分) 1．把4.6 g 钠放入200 mL 0.1 mol·L －1的AlCl 3溶液中，待其充分反应后，下列叙述中错误的是( ) A ．Cl －的浓度几乎不变 B ．溶液呈浑浊 C ．溶液中几乎不存在Al 3＋ D ．溶液中存在最多的离子是Na ＋ 答案：B 2．把铝粉和Fe 3O 4粉末配成铝热剂并等分成两份，第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是( ) A ．1 ∶1 B ．9 ∶8 C ．3 ∶4 D ．4 ∶3 解析：Al 与Fe 3O 4配成的铝热剂恰好反应时有：8Al ＋3Fe 3O 4=====高温4Al 2O 3＋9Fe 。第一 份铝热反应的生成物为Fe 和Al 2O 3，只有Fe 与HCl 反应放出H 2，由方程式8Al ～9Fe ～9H 2，即生成9 mol H 2；第二份Al 和Fe 3O 4直接与NaOH 溶液反应，只有Al 与之反应放出H 2，由电子得失守恒8Al ～12H 2，即生成12 mol H 2。故生成的气体在相同情况下的体积之比为9 mol ∶12 mol ＝3 ∶4。此题易错解为1 ∶1。认为上述两反应过程中均由Al 失电子转变为 Al 3＋，而误认为H ＋得电子相等，忽略了此过程中Fe 的价态由原来的＋83 价(即＋2、＋3价)，与盐酸反应后全部转变为＋2价，即生成H 2的过程中除H ＋得电子外，Fe 3＋也得了部分Al 所失的电子。 答案：C 3．向X 的溶液中，加入Y 试剂，产生的沉淀示意图如图所示情形的是(注意线段的斜率)( )