3-4 镁和铝的冶炼.ppt

化学技术与生活模块从金属矿中提炼金属的一般步骤：
矿石的富集：

冶炼：

精炼：金属冶炼的反应原理：热分解法：
热还原法：
电解法：
其他方法：

本节要点【资料卡片】镁的用途与地位
镁是重要的战略物质，由于它具有质量轻并能在空气中稳定存在等优点，用于制造火箭和导弹上的多种原件，世界上金属镁的生产量与战争有着密切的关系。从海水中制取金属镁的年产量在第二次世界大战前不超过2万吨，战时年产量超过20万吨，战后年产量则降为3万吨。近些年来，在机械制造工业上，金属镁有代替钢、和锌等金属的趋势。镁的存在：
镁是海水中浓度占第三位的元素。镁在海水中的浓度为0.129%，仅次于氯和钠，整个海洋中含有约1800亿吨镁。海水中的镁，主要是以MgCl2和MgSO4的形式存在。

【思考与讨论】海水中的镁如何提炼？请设计合理的冶炼方法。
从海水中提取镁的生产流程：电解一、镁的冶炼：【资料卡片】铝的化学史话铝的存在：从铝土矿制备铝的生产流程：电解二、铝的冶炼：电解二、铝的冶炼：二、铝的冶炼：二、铝的冶炼：1.工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：

（1）原料A的名称是_____________，步骤①反应的离子方程式是
。
（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是_______，步骤②反应的离子方程式是：。

（3）步骤③的化学方程式是：。
（4）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对Al2O3的提取有什么影响。练习：单质：
物理性质：
相似性：都是密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属。
差异性：铝的硬度比镁稍大，熔沸点都比镁高。
化学性质：
相似性：都是比较活泼的金属，能与O2、S、Cl2等非金属单质直接化合，都能与酸以及某些氧化物反应：Mg+CO2==2MgO+C
（单质Mg着火不能用泡沫灭火器灭火）
铝热法：3Fe3O4+8Al==9Fe+4Al2O3化学性质：
相异性：
Al的活泼性不如Mg；
Mg与N2直接反应，但Al不能：3Mg+N2==Mg3N2
Al能被冷浓H2SO4、浓HNO3钝化。
Al能与强碱溶液反应产生H2：2Al+2OH−+2H2O==2AlO2−+3H2↑化合物：
氧化物：
MgO是典型的碱性氧化物，可以缓慢和水作用。
Al2O3是两性氧化物，不与水反应，能与强酸强碱反应生成相应的铝盐和偏铝酸盐。天然晶体叫刚玉，不与酸碱反应，耐高温，经常用于制造高温反应装置。
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O
Al2O3+2OH−==2AlO2−+H2O
氢氧化物：
Mg(OH)2是不溶于水的中强碱，可与酸反应。
Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸强碱反应生成相应的铝盐和偏铝酸盐。
H++AlO2−+H2O⇋Al(OH)3⇋Al3++3OH−
Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
Al(OH)3+OH−==AlO2−+2H2O
加热时Mg(OH)2和Al(OH)3都会脱水变为氧化物。
Mg(OH)2==MgO+H2O
2Al(OH)3==Al2O3+3H2O

【想一想】分别以AlCl3和NaAlO2为原料如何制备Al(OH)3？
Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+
不宜使用NaOH溶液，因为Al(OH)3可溶于过量的NaOH。
AlO2−+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3−
不宜用盐酸，因为Al(OH)3可溶于过量的盐酸。重要的镁盐和铝盐：
MgCl2：易潮解，制取镁的重要原料；
MgCO3：菱镁矿主要成分，工业上利用它制取MgO：MgCO3==MgO+CO2↑
KAl(SO4)2·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O：俗称明矾，是一种复盐。常用作净水剂。
铝盐的性质：遇HCO3−、CO32−、AlO2−、SiO32−、SO32−、S−、HS−等阴离子发生彻底的双水解。
Al3++3HCO3−=Al(OH)3↓+3CO2↑
2Al3++3CO32−+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3AlO2−+6H2O==4Al(OH)3↓

【思考与讨论】请用所学的知识解释以下现象。
将适量镁粉与沙子混合，引燃得到一种灰色粉末。
把该粉末投入水中，可听到有轻微的爆炸声，水中会产生白色沉淀。
若将此粉末投入浓盐酸中，爆炸声明显增大，且在水面上有火花闪烁。
镁粉与沙子发生反应：4Mg+SiO2==2MgO+Mg2Si
①投入水中：Mg2Si+4H2O==SiH4↑+2Mg(OH)2↓
SiH4自燃：SiH4+2O2==SiO2↓+2H2O
②投入浓盐酸中：Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4↑
SiH4自燃：Si