工业冶炼铝的流程教程文件

基础知识
铝铝元土素在地壳中的主要存
在于
矿Al中2O，3
其主要成分是Fe2O3、 S，iO2
还含有少量的
。
铝土矿
交流与讨论
若给你一块铝矿石, 要想从中提取铝，你首 先要对这块矿石做哪些 处理？
工业冶炼铝的流程
铝土矿
二氧化碳
铝
溶解 过滤 酸化 过滤 灼烧 电解
NaOH溶液 残渣
滤液
制取纯净的Al2O3
4、过滤：得到Al(OH)3固体。
5、灼烧：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
6、电解：
通电
2Al2O3 == 4Al+3O2↑
思考：我们在酸化的时候用到的是CO2气 体，那么可不可以用HCl呢？
碳酸酸性很弱，所以Al(OH)3不会溶解，但会溶于强 酸，所以不能用盐酸等强酸酸化。
两性氧化物：既能和酸，又能和碱反应的氧 化物。代表：Al2O3
霍尔采用瓷坩埚，碳棒（阳极）和自制电池，对氧 化铝，即精制的氧化铝矿进行电解。1886年2月的 一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上。霍尔 此时异常激动，带着他第一次获得的一把金属铝球 去见他的教授。后来，这些铝球竟成为“王冠宝 石”，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。
廉价炼铝方法的发明，使铝这种在地壳中含量约占 8%的元素，从此成了为人类提供多方面重要用途的 材料。而发明家霍尔，当时还不满23周岁。
H2O
电解Al2O3
1、溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 问题一：NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主 要成分是什么？
2、过滤：除去Fe2O3、SiO2杂质
3、酸化：通入过量的CO2气体。
问题二：把滤液酸化的作用是什么？
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
练一练
1. 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： （ D ）
A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝
练一练
2. 下列既能与酸反应，又能与碱反应的
氧化物是（ B ）
A. NaHCO3 B.Al2O3
C. CuO
D. CO2
资料卡
铝的再生－“新世纪材料的亮点”
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400万吨，相当于每年铝产量 的25％左右。与以铝土矿为起点相比，生 产1吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%， 并节省10.5吨水，少用固体材料11吨，比电 解铝时少排放CO291%，少处理废液、废 渣1.9吨。
②制易拉罐 ③制电线电缆 ④制备牙膏皮 ⑤制炊具 ⑥铝合金门窗 ⑦制飞机构件 （1）由铝的良好的延展性决定的是 ①②③④ （2）由铝的良好的导电导热性决定的是 ③⑤ （3）由铝的合金的密度小，强度高，抗腐蚀 能力强的性质决定的是 ⑥⑦ （4）铝元素在人体中积累可使人慢性中毒，在 食品污染源中加以控制的是 ①②④⑤
mAl =2.7g
小知识
铝与人体健康
许多科学家经过研究发现，老年性痴呆症与铝 有密切关系。同时还发现，铝对人体的脑、心、 肝、肾功能都有损害。因此，世界卫生组织于 1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控 制。提出成年人每天允许铝摄入量为60 mg。 如经常吃油条、粉丝、油饼等油炸食品，喝铝 罐装饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭 菜，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞 功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。
因为在19世纪，铝是一种珍贵的金属。人们最初得到的铝粒如同 珍宝，它的价格同黄金相当。因为从铝矿石中把铝提炼出来，是 极其困难的。
1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫做查尔斯·马 丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次，他听一位教 授说：“不管谁能发明一种低成本的炼铝法，都会出人头地。” 这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法，才能使铝被普遍应用。
巩固与练习
7.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有 0.3mol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？
分析：
得12e－
2Al2O3 电解 4Al＋3O2↑
由上述知：
失12e－
2Al2O3 ～ 4Al ～ 转移电子12
2mol 108g
12mol
nAl2O3
mAl
0.3mol
nAl2O3 = 0.05mol
巩固与练习
3．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是 （ C） A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用 化学方法把铝元素变成游离态 B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再 进行冶炼 C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来 D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用 电解法
巩固与练习
你知道吗？
地壳中含量最 多的金属元素 是铝；
一、铝的存在：
铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中 含量最多的金属元素。
铝元素在自然界以
化合态形式存在铝土 铁钙钠钾镁 氧
矿（主要成分为Al2O3， 14.55%
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49.13%
还有少量的Fe2O3， SiO2等杂质）是铝元
铝7.73% 硅
素在地壳中的主要存
26%
在形式之一。
全铝车身一直是奥迪最引以为傲的造车技
术之一，硬铝的重量不到同体积钢的三分之 一，且全铝车身的硬度、强度、耐久度都远 高于钢制车身。
交流与讨论
列举你所熟悉的铝制品。
“铝的趣史”
在19世纪，法兰西第二共和国总统拿破仑三世， 珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国 宴时才拿出来炫耀一番，以体现王者气派。
1855年，在巴黎 万国博览会上，展出了一小块 铝，标签上写道：“来自黏土的白银”。这一小 块铝与当时最珍贵的珠宝并排陈列展出。
1889年，伦敦化学会把铝合金制的花瓶和杯子作 为贵重的奖品赠给著名化学家门捷列夫，以表彰 他不朽的业绩。
铝的冶炼史
1885年，在美国首都华盛顿特区落成的华盛顿纪念碑上的顶帽也 是用金属铝制造的。
4．下列属于碱性氧化物的是（ B ） 属于酸性氧化物的是（ A ） 属于两性氧化物的是（ C ）
A．CO2 B．Fe2O3
C． Al2O3
D．CO
5．将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会
有沉淀的是( c )
A.氢氧化钠溶液
B.澄清石灰水
C.偏铝酸钠溶液
D.氯化钙溶液
练一练
6. 铝及其化合物因其有优良的性能决定了具有 下列用途： ①制包装糖果和食品用的铝箔