本试题 “工业制备铝一般是从铝土矿(主要成分是Al2O3,含有杂质Fe2O3)中得到纯净的Al2O3,然后是电解Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯是的简单示意图。其中牵涉到...” 主要考查您对氧化铝
偏铝酸盐
氧化铁
金属的冶炼
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氧化铝的性质:
氧化铝的两性:
氧化铝属于两性氧化物,既能与酸反应,也能与强碱反应:
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
氧化铝与氧化镁的比较:
氧化物 | MgO | Al2O3 | |
工业制备 | MgCO3=(煅烧)=MgO+CO2↑ | 铝土矿——Al2O3 | |
中央物理性质 | 白色固体,熔点高,密度小 | 白色固体,熔点高,密度较小 | |
主要化学性质 | H2O | MgO+H2O==Mg(OH)2,很慢 | 不溶解,也不反应 |
H+ | MgO+2H+==Mg2++H2O | Al2O3+6H+==2Al3++3H2O | |
OH- | 不反应 | Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O | |
重要用途 | 制造耐火、耐高温器材 | 制造耐火、耐高温器材;工业冶炼铝 |
偏铝酸盐:
偏铝酸盐是指含有“AlO2-”集团的盐,是铝及其氧化物与强碱反应的产物。
例如Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。
偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下: ①偏铝酸盐溶液发生水解反应,溶液呈碱性。 ALO2-+2H2O==AL(OH)3+OH- ②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应:适量强酸:ALO2-+H+H2O==AL(OH)3 过量强酸:ALO2-+4H+==AL3++2H2O 与弱酸(H2CO3)发生反应:即通入CO2气适量CO2:2ALO2-+CO2+3H2O==2AL(OH)3+CO32- 过量CO2:ALO2-+CO2+2H2O==AL(OH)3+HCO3- ③铝盐与偏铝酸盐溶液反应: AL3++3ALO2-+6H2O==4AL(OH)3 偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。AlO2-+H+(少量)+H2O==Al(OH)3↓
AlO2-+4H+(过量)==Al3++2H2O
偏铝酸盐的性质:
偏铝酸盐的性质用离子方程式表示如下:
①偏铝酸盐溶液发生水解反应,溶液呈碱性。AlO2-+2H2O==Al(OH)3+OH-
②偏铝酸盐与酸反应与强酸发生反应:
适量强酸:AlO2-+H++H2O==Al(OH)3
过量强酸:AlO2-+4H+==Al3++2H2O
与弱酸(H2CO3)发生反应:即通入适量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3+CO32-
过量CO2:AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3+HCO3-
③铝盐与偏铝酸盐溶液反应:Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3偏铝酸盐也可以理解为两性物质Al盐偏碱性的盐。
方法与技巧:
偏铝酸盐是在强碱性条件下生成的,所以它的存在环境也是强碱性环境,在离子共存题目中,经常遇到含有AlO2-的情况,遇到这样的题目,我们可以认为该溶液中含有OH-,与很多显酸性的离子不共存。例如:AlO2-与Al3+、Fe3+、NH4+、HCO3-等常见离子不共存。
“铝三角”关系:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3++2H2O
氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
俗称 | —— | 铁红 | 磁性氧化铁 |
色态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
铁的价态 | +2 | +3 | +2、+3 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
炼铁和炼钢的比较:
铝的冶炼:
(1)由铝土矿制氧化铝
①将铝土矿中的氧化铝水合物溶解在氢氧化钠溶液中:
②向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,析出氢氧化铝:
③使氢氧化铝脱水生成氧化铝:
(2)电解氧化铝制备铝
电解时,以氧化铝、冰晶石(Na2AlF6)熔融液为电解质,其中也常加入少量的氟化钙等帮助降低熔点;阳极和阴极以碳素材料做成,在电解槽的钢板和阴极碳素材料之间还要放置耐火绝缘材料。
①主要设备——电解槽
②电极反应式
阳极反应:
阴极反应:
总反应:
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