高中化学苏教版必修一 3.1.2 从铝土矿到铝合金 “从铝土矿中提取铝”的课件(共19张PPT)

思考与评价
如果你是工程师，你认为下列哪种方案更适合工业生产，说出 你的理由(从步骤、成本、原料等方面考虑）。
酸法处理
盐酸溶解
NaOH
CO2酸化
铝土矿 过滤 AlCl3(aq) 碱法处理
过滤
NaAlO2(aq)
灼烧
Al(OH)3
Al2O3
NaOH溶解
CO2酸化
过滤
过滤
灼烧
铝土矿
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
如果你是工程师，结合你所学知识设计出从铝 土矿中除去Fe2O3杂质提纯Al2O3的实验方案。 提示：（1）资料卡片：Fe2O3为碱性氧化物 （2）请按下列流程图的方式，设计提纯Al2O3能的够实验与方酸案
反应生成 盐和水的 氧化物， 称为碱性 氧化物。
实验探究1：
实验现象：先产生白色浑浊， 产生白色浑浊，CO2过
理一理：从矿物中提取金属的思路
铝土矿 Al2O3
Al
元素的存在
提纯方法 适合冶炼 的物质
冶炼方法
金属单质
原料 原理
技术
科学 成本 节能 循环
环保 ……
课堂回味
科学发展是无止境的，科学家仍在继 续努力，优化铝的生产工艺，将科学知识 造福人类。
以“如果世界上没有了铝，人类生 活将会发生怎样的变化”为主题写一篇 科普小论文。
Al2O3
从铝土矿中提取Al2O3的工业流程：
碱法处理
NaOH溶液
二氧化碳
溶解
酸化
铝土矿 过滤 NaAlO2溶液 过滤 Al(OH)3 灼烧 Al2O3
滤
滤
请研究、分析渣上述流程图，回答液下列问题：
1.在工业生产中，铝土矿通常需要粉碎，为什么？
2.滤渣成分是什么？
3.滤液的溶质是什么？该滤液可以怎样处理？
（3）用活泼金属 K或Na置换熔融的AlCl3
3K + AlCl3
一定条件 3KCl + Al
3Na + AlCl3 一定条件 3NaCl + Al
成功
“不管谁能发明一种低成本的炼 铝方法，都会出人头地。”
学习活动三：如何获取金属铝？
2.你认为电解Al2O3最需要解决的问题是什么？ 找到一种能够溶解氧化铝并能降低其熔融温 度的材料 冰晶石（Na3AlF6）
后白色浑浊消失。 量后白色浑浊不消失。
结论： Al(OH)3可溶于强酸，但不溶于碳酸等弱酸。
实验探究2：
逐滴滴加 NaOH溶液
至过量
逐滴滴加 NaOH溶液
至过量
1mLAlCl3
溶液
1mLFeCl3
溶液
实验现象：先产生白色沉淀，后白
色沉淀逐渐溶解。
产生红褐色沉淀
结论： Al(OH)3会溶解于过量的NaOH；而Fe(OH)3不会。
学习活动一：体验铝的存在
19世纪中期，拿破仑 三世使用铝制酒杯， 而大臣们用的则是金 杯或银杯！
针对两则材料中的铝 你得出了什么？
一些金属元素在地壳中的含量
当时铝很贵!
铝元素是地壳中含量 最多的金属元素!
提纯
Al2O3
பைடு நூலகம்
铝
铝土矿（主要成分为Al2O3，还 有少量Fe2O3等杂质）
学习活动二：如何从铝土矿中提取Al2O3？
通电
2Al2O3 Na3AlF6 4Al＋3O2↑ 问题的关键
学习活动四：碱法处理制铝工艺流程的探讨
电解Al2O3
? Al
提纯Al2O3
冰晶石（Na3AlF6）的作用是什么？ 降低Al2O3 的熔融温度，减少冶炼过程中的能 量消耗。 根据工艺流程，你还能提出哪些问题？
铝：地壳含量 7.73%
2012年生产量
冰晶石
NaOH溶液
2Al2O3 ＝电电解解4Al+3O2↑
Al
较纯的Al2O3
Al2O3+2NaOH2A=2l(N偏Oa铝HA)酸l3O＝钠2+AHl22OO3+3H2O
灼烧
过滤 残渣
铝土矿
足量CO2
过滤
Al(OH)3
NaAlO2
悬浊液
滤液
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
铝的需求是巨大的，而铝资源确是有限 的，所以大家要从身边的小事做起，比如 不要乱丢易拉罐，注意废物回收再利用等。
生产1吨再生铝与新生产1吨铝相比较，前
者的能耗仅为后者的3%左右，同时可节约 约10.5吨水，少排放约91%CO2，少处理 1.9吨废液、废渣，少用11吨固体材料等等。
课堂小结：碱法处理从铝土矿中提取铝的工艺流程
4490万吨 15000元/吨
耗电量： 16500度/吨
铁：地壳含量 4.75%
2012年生产量 110000万吨 2500元/吨
耗电量： 158度/吨
学习活动四：碱处理法制铝工艺流程的探讨
如果你是工程师，你认为可以从哪些方面减小生 产铝过程中的能耗和成本？ 开发新能源，降低电力成本 改进生产原理或工艺 回收利用废旧铝材…
CaO NaHCO3
CaCO3 NaOH
CaO CO2
资料：部分铝化合物的性质
物质 Al(OH)3 Al2(SO4)3 Al2O3
AlCl3
770 ℃
194℃
熔点 300 ℃分 分解生成 2054℃
熔融状态
解为 Al2O3
Al2O3
不导电
1.体验先辈们探索过的提取金属Al的一些方法
（1）用C、CO、H2等还原Al2O3 失败 （2）直接电解Al2O3 或电解熔融AlCl3 失败