第四单元镁和铝的冶炼.pptx

从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝2一、为什么要提取铝？一、为什么要提取铝？本节课主要内容本节课主要内容1二、为什么从铝土矿中提取铝？二、为什么从铝土矿中提取铝？三、如何从铝土矿中提取铝？三、如何从铝土矿中提取铝？一、为什么要提取铝？一、为什么要提取铝？2468含量/Na CaFe Al2.743.454.757.73氧氧49.1349.13%铁钙钠钾镁铁钙钠钾镁14.55%铝铝7.73%硅硅2626%1、铝的存在：、铝的存在：铝在地壳中以铝在地壳中以化合态存在化合态存在，铝土矿铝土矿（主要成分（主要成分为为Al2O3，还有少量的，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）等杂质）二、为什么从铝土矿中提取铝？二、为什么从铝土矿中提取铝？617461746年，法国科学家拉瓦锡证实不能用碳等还原剂年，法国科学家拉瓦锡证实不能用碳等还原剂使氧化铝还原使氧化铝还原2 2、冶炼铝的历史、冶炼铝的历史118271827年德国化学家维勒年德国化学家维勒3K+AlCl3K+AlCl3 3=Al+3KCl=Al+3KCl18861886年美国化学系学生霍尔和法国的埃鲁分别同时年美国化学系学生霍尔和法国的埃鲁分别同时发现了发现了“冰晶石冰晶石-氧化铝熔盐电解法氧化铝熔盐电解法”制备金属铝制备金属铝18541854年法国德维尔年法国德维尔3Na+AlCl3Na+AlCl3 3=Al+3=Al+3NaNaClCl7根据以上史料，回答：根据以上史料，回答：（1 1）科学家们使用了哪些冶炼金属的方法？）科学家们使用了哪些冶炼金属的方法？（2 2）你还知道哪些冶炼金属的方法？这些方法适）你还知道哪些冶炼金属的方法？这些方法适用于提取铝吗？用于提取铝吗？2 2、冶炼铝的历史、冶炼铝的历史18沙里淘金沙里淘金高炉炼铁高炉炼铁湿法炼铜湿法炼铜加热分解氧化汞加热分解氧化汞电解熔融氯化钠、氯化镁电解熔融氯化钠、氯化镁192 2、冶炼铝的历史、冶炼铝的历史1氧化铝 铝 铝土矿铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量Fe2O3、SiO2等杂质）三、如何从铝土矿中提取铝？三、如何从铝土矿中提取铝？工业冶炼铝的流程工业冶炼铝的流程提纯提纯Al2O3电解电解Al2O3 冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3二氧化碳二氧化碳溶解溶解过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤灼烧灼烧电解电解熔融熔融Al1.铝土矿用铝土矿用NaOH溶液溶解的目的是什么溶液溶解的目的是什么？NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？滤渣是什么？分是什么？滤渣是什么？目的：溶解目的：溶解Al2O3，以便与，以便与Fe2O3等杂质分离等杂质分离滤液主要成分是滤液主要成分是NaAlO2，NaOH。滤渣：。滤渣：Fe2O3、铝硅酸钠、铝硅酸钠Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3二氧化碳二氧化碳溶解溶解过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤灼烧灼烧电解电解熔融熔融Al2.2.把滤液酸化的目的是什么？把滤液酸化的目的是什么？中和过量的中和过量的中和过量的中和过量的NaOHNaOH溶液并和溶液并和溶液并和溶液并和NaAlONaAlO2 2反应产生沉淀反应产生沉淀反应产生沉淀反应产生沉淀3.分别写出分别写出NaAlO2溶液中滴加盐酸、通入过量溶液中滴加盐酸、通入过量CO2的反应方程式的反应方程式NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl4.为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通过量的为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通过量的CO2酸化？酸化？Al(OH)Al(OH)3 3可以溶于强酸，但不能溶于可以溶于强酸，但不能溶于可以溶于强酸，但不能溶于可以溶于强酸，但不能溶于HH2 2COCO3 3等弱酸。等弱酸。等弱酸。等弱酸。冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3二氧化碳二氧化碳溶解溶解过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤灼烧灼烧电解电解熔融熔融Al工业冶炼铝的主要反应工业冶炼铝的主要反应Al2O3+2OH =2AlO2 +H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3AlO2 +CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 2Al2O3 4Al+3O2通电通电冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3二氧化碳二氧化碳溶解溶解过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤灼烧灼烧电解电解熔融熔融Al冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3二氧化碳二氧化碳溶解溶解过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤灼烧灼烧电解电解熔融熔融Al生成生成Al(OH)3溶解溶解氧化铝氧化铝生成生成Al2O3除去除去杂质杂质保存保存Al(OH)3酸化酸化生成生成Al单质单质zxxk酸溶法酸溶法足量盐酸足量盐酸 过滤过滤液液固固AlCl3FeCl3HClSiO2等等Al2O3Fe2O3SiO2等等铝铝土土矿矿足量足量NaOH 过滤过滤液液固固NaAlO2NaClNaOHFe(OH)3 灼烧灼烧Al2O3足量足量CO2 过滤过滤液液固固NaHCO3NaClAl(OH)3Al2O3Fe2O3SiO2等等铝铝土土矿矿足量足量NaOH 过滤过滤液液固固NaAlO2NaOHFe2O3、铝硅酸钠等铝硅酸钠等足量足量CO2 过滤过滤液液固固NaHCO3Al(OH)3Al2O3灼烧灼烧碱溶法碱溶法信息提示：信息提示：（2 2）SiOSiO2 2不溶于盐酸或硫酸不溶于盐酸或硫酸（3 3）AlClAlCl3 3+4NaOH+4NaOH（过量）（过量）=NaAlO=NaAlO2 2+3NaCl+2H+3NaCl+2H2 2O O某课外兴趣小组提出了用盐酸溶解铝土矿的想法，你觉得某课外兴趣小组提出了用盐酸溶解铝土矿的想法，你觉得某课外兴趣小组提出了用盐酸溶解铝土矿的想法，你觉得某课外兴趣小组提出了用盐酸溶解铝土矿的想法，你觉得是否可行？若可行，试着帮助设计提取的流程。是否可行？若可行，试着帮助设计提取的流程。是否可行？若可行，试着帮助设计提取的流程。是否可行？若可行，试着帮助设计提取的流程。资料卡资料卡 再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材料。现在世界每年从废再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材料。现在世界每年从废铝回收的铝量约为铝回收的铝量约为400400万吨，相当于每年铝产量的万吨，相当于每年铝产量的2525左右。与以铝土矿为左右。与以铝土矿为起点相比，生产起点相比，生产1 1吨再生铝合金能耗仅为新铝的吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%2.6%，并节省，并节省10.510.5吨水，少吨水，少用固体材料用固体材料11 11吨，比电解铝时少排放吨，比电解铝时少排放COCO2 291%91%，少处理废液、废渣，少处理废液、废渣1.91.9吨。吨。铝的再生铝的再生“新世纪材料的亮点新世纪材料的亮点”1.1.写出下列反应的离子方程式写出下列反应的离子方程式(1)Al2O3分别与硫酸、分别与硫酸、NaOH溶液的反应溶液的反应(2)NaAlO2溶液中分别加入少量盐酸和过量盐酸溶液中分别加入少量盐酸和过量盐酸(3)NaAlO2溶液中分别通入少量溶液中分别通入少量CO2和过量和过量CO2Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH2AlO2+H2OAlO2HH2OAl(OH)3AlO24H Al3+2H2O2AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32AlO2CO22H2OAl(OH)3HCO3练一练2.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反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：应中，属于氧化还原反应的是：（）A.铝土矿溶于铝土矿溶于NaOH溶液中溶液中B.偏铝酸钠溶液的酸化偏铝酸钠溶液的酸化C.灼烧氢氧化铝固体灼烧氢氧化铝固体D.电解熔融的氧化铝电解熔融的氧化铝D练一练3.3.下列既能与酸反应，又能与碱反应的下列既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物是氧化物是（）A.NaHCO3 B.Al2O3 C.CuO D.CO2B练一练4.4.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.3mol0.3mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需氧化铝多少摩尔？需氧化铝多少摩尔？分析：分析：2Al2O3 4Al3O2电解电解得得12e12e失失12e12e由上述知：由上述知：2Al2Al2 2O O3 3 4Al 4Al 转移电子转移电子12122mol 108g 12mol2mol 108g 12moln nAl2O3 mAl 0.3mol0.3moln nAl2O3 =0.05mol mAl =2.7g练一练