师：同学们好，本节课我们一起来复习铝及其化合物。首先，请同学们思考以下几个问题：第一，铝、氧化铝、氢氧化铝之间有怎样的转化关系？上述转化关系中，你认为哪种物质最重要？中学化学中哪些物质既能与盐酸，又能与烧碱反应？现有一定量的铝、硫酸、烧碱，请设计方案制取氢氧化铝，要求硫酸和烧碱的用量最少。金属的工业冶炼方法有哪些？以上这些问题，不知同学们能否顺利解决，假如还有暂时不会的，希望接下来的复习能够帮到大家。好，下面让我们开始今天的复习。同学们喜欢吃火锅吗？我身边喜欢吃火锅的朋友是这样说的：有朋友来吃火锅，送朋友走也吃火锅。天热吃火锅，天冷更要吃火锅。恋爱了吃火锅，失恋了当然也得吃火锅，反正有事没事吃就对了。针对这些“吃货”，商家发明了自热小火锅，从而能让大家随时随地煮上一锅，尽情享受。那么关于自热小火锅，下面我们一起来了解一下。

　　一般自热小火锅的发热包是由无水碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、焦态粉、活性钛、盐，还有生石灰等组成。试验数据显示，这些加热包当中的两种主要成分是氧化钙和铝粉，两者的含量均在40%左右。那么，我想请同学回答，自热小火锅之所以能自热，它的热量来源是怎样的？

　　生：热量的主要来源应该来自于氧化钙，也就是生石灰，当它与水反应，是一个剧烈的放热过程。而另外铁粉、铝粉、活性炭、水、盐分等对热量也有贡献，因为它们相互之间可以形成原电池反应，从而放热。

　　师：好。第二个问题，这些热量来源的放热化学原理是怎样的呢？

　　生：绝大多数的化合反应是放热的，所以这里边主要的热量来源就来自于氧化钙和水的化合。当然，另外一方面来自于氧化还原反应，比如前面说的原电池反应，它主要就是氧化还原反应。

　　师：第三个问题，我们提到发热包里边的主要成分是生石灰和铝粉，那么工业上是如何制取生石灰和铝粉的呢？前面这个问题，生石灰，我估计同学很快就能想到煅烧石灰石，那么铝粉呢？也就是工业上是怎样冶炼铝的？

　　生：冶炼铝需要用到氧化铝做原料，而氧化铝在自然界当中主要来自于铝土矿的制备。人们欲从铝土矿制备铝单质，首先要实现的就是氧化铝的提纯。

　　师：那么怎样从以氧化铝为主要成分的铝土矿当中提纯出氧化铝呢？请同学们思考一下有怎样的方法？我们会发现铝土矿中主要成分有三个：氧化铝、二氧化硅和氧化铁，明显是有一种酸性氧化物二氧化硅，一种碱性氧化物氧化铁，还有一种两性氧化物氧化铝，所以氧化铝的提纯可以从两方面入手。首先我们可以用碱溶法，用强碱来溶解铝土矿，将其中的两性氧化物氧化铝转化为溶液中的溶质，那就是偏铝酸钠，再经过一系列的过程，接下来主要就应该是酸化了，酸化之后，再进行一系列的过程，得到我们需要的纯的氧化铝。而第二种方法，那就是酸溶法。先加强酸，使酸性铝土矿将其中的氧化铝转化为铝离子进入溶液，再经过图示的过程，最终得到氧化铝。我们刚刚所考虑的其实纯粹就是从化学反应的角度去思考怎样获得氧化铝。但实际上，工业上提纯氧化铝，首先是对其中的二氧化硅进行处理，一般是要将它提前除去，这个原因是因为硅元素的存在对氧化铝的提纯有害。那么通过选矿法或者化学溶硅的方法将硅元素这个杂质除去以后，接下来工业上提纯氧化铝的实际流程，你觉得应该是怎样的？是酸溶法还是碱溶法更合适呢？

　　生：实际工业流程是用碱熔法将氧化铝转化为偏铝酸钠。接着酸化这一步，会发现用的酸跟前面酸溶法那个酸不一样，是通入足量的二氧化碳，这个反应是偏铝酸钠、二氧化碳、水反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠。所以接下来过滤得到的是氢氧化铝，将氢氧化铝灼烧，获得氧化铝。

　　师：围绕我们刚刚这个提纯的过程，来看一下这个题目。我们会发现它就是一个碱溶法，分析一下具体选项：A气体A1定为氯化氢，这个不对，应该是二氧化碳；B铝液1当中溶质仅含偏铝酸钠，这个也不对，这里边应该有硅酸钠；C沉淀的主要成分是碳酸钙，这个就对了；反应一、反应二，均不是氧化还原反应，这个显然比较容易辨析。再来这个问题考察铝热反应。首先说A，能量变化如图所示，同学们想想铝热反应是一个啥？是一个剧烈的放热反应，而这个图我们发现反应物的总能量低于生成物，所以它所代表的应该是一个吸热反应的过程，不对吧？B，该反应条件下铝的还原性强于铁。这是一个简单的氧化还原反应，铝化合价升高，被氧化作还原剂。根据强弱规律告诉我们，还原剂的还原性强于还原产物。所以答案选B就对了。我们看看C为啥错，生成1摩尔铁转移的电子应该是3乘阿伏加德罗常数个，所以C是错的。D选项铝热反应中氯酸钾的作用不是催化剂，其实它是用来帮助燃烧的，是一个助燃剂。所以答案明显选B就可以了。那么同学们，我们刚刚从铝土矿出发提纯氧化铝，然后再冶炼得到金属铝，这里边铝及其化合物之间存在着怎样的转化关系呢？

　　生：先碱溶获得偏铝酸根，然后偏铝酸根酸化获得氢氧化铝，氢氧化铝再灼烧获得氧化铝，氧化铝电解得到金属铝。

　　师：从铝单质和氧化物、氢氧化铝这些化合物，我们会发现它存在着诸多的转化关系。那么同学们，针对转化关系，我们需要去解决其中每一个反应的方程式、离子方程式如何书写，并且要能够去发现其中反应的有关规律，譬如说在怎样的反应条件下生成铝盐，怎样的反应条件下生成偏铝酸盐是有规律可循的。再譬如这个问题，中学化学中哪些物质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠反应？同学们在刚刚我们这个转化关系图里边比较容易发现的是铝这一个金属单质，还有氧化铝以及氢氧化铝这两种两性化合物，那还有哪些物质呢？这就是同学们需要去联想的，而且要注意我们的复习，比如我们今天复习的是无机化学中的元素化合物知识，那么能不能拓展去想一想有机中有机物能否既与盐酸反应又与氢氧化钠反应呢？

　　生：应该有铝、两性化合物，其中氨基酸就是一种两性的有机物，还有多元弱酸的酸式盐以及弱酸弱碱盐等等，这些都能够既与强酸盐酸，又能与强碱氢氧化钠反应。

　　师：同学们，关于氧化铝的提纯和电解冶炼铝，我还有以下几个问题需要同学们思考。首先第一，写出电离的方程式，电离反应式对大家来讲应该没问题吧？那么电离的时候为何要加冰晶石？该方法可能的缺点有哪些？