从铝土矿中提取铝.ppt
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从铝土矿中提取铝.ppt
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从铝土矿中提取铝,江苏省天一中学仇国政,感知生活例举生活中你熟悉的铝(铝合金)制品,早期制造铝比较困难,19世纪,铝十分昂贵,价比黄金。
德国军事勋章,铝的存在铝土矿(主要成分Al2O3),铝元素占地壳总质量的7.73,铝元素是地壳中含量最多的金属元素,氧49.13%,铁钙钠钾镁14.55%,铝7.73%,硅26%,硅26%,一、铝的存在及冶炼史,铝元素占地壳总量的7.73,主要以化合物形式存在铝土矿中,铝元素是地壳中含量最多的金属,地壳中含量较多的四种元素:
OSiAlFe,回首铝的昨天,1807年英国化学家戴维用电解法制得了钾和钠,开创了电化学的历史。
霍尔的发现使人类认识铝的历史从昨天走向了今天,联想:
钠、镁、铁、铜的冶炼,已学过的冶炼法:
1)还原法;2)电解法,迁移:
铝冶炼的途径,成本高,不可取!
拿破仑时期的冶炼法,2、电解法,使铝走向广泛应用的冶炼法,1、还原法,知识梳理,白色难溶于水的固体,熔点高(可用作耐火材料),两性氧化物,Al2O36H=2Al33H2O,Al2O32OH=2AlO2H2O,知识梳理,白色不溶于水的胶状物质,两性氢氧化物,Al33OH,Al(OH)3,AlO2HH2O,Al(OH)33H=Al33H2O,Al(OH)3OH=AlO22H2O,铝土矿样品,问题解决:
如何从铝土矿中提取铝?
铝土矿的成分:
要从铝土矿中提取铝,必须先制备较纯的氧化铝,主要成分:
Al2O3,少量:
Fe2O3、SiO2等杂质,课堂演练已知铝土矿的主要成分是Al2O3,但常含有Fe2O3、SiO2等杂质,请你帮助某工厂设计一个实验流程以提取纯净的单质铝?
提供化学试剂有NaOH溶液、盐酸、氨水、CO2、水等常见试剂。
铝土矿,过量NaOH,过量HCl,NH3H2O,灼烧,Al2O3,过滤,过滤,过滤,Al(OH)3,熔融电解冰晶石,Al,课堂演练已知铝土矿的主要成分是Al2O3,但常含有Fe2O3、SiO2等杂质,请你帮助某工厂设计一个实验流程以提取纯净的单质铝?
提供化学试剂有NaOH溶液、盐酸、氨水、CO2、水等常见试剂。
铝土矿,过量NaOH,过量HCl,通CO2,灼烧,Al2O3,过滤,过滤,过滤,熔融电解冰晶石,Al,Al(OH)3,酸处理,碱处理,铝土矿冶炼铝的工艺流程,溶解,电解,灼烧,过滤,酸化,过滤,铝土矿,NaOH溶液,残渣,二氧化碳,滤液,H2O,铝,Q1:
用氢氧化钠溶液溶解铝土矿的目的是什么?
发生了那些反应?
Q2:
用NaOH溶液溶解铝土矿后,滤液中的主要成分是什么?
Q3:
滤液酸化的目的是什么?
Q4:
酸化流程中利用的是通入过量CO2气体,而没有采用稀盐酸,为什么?
请写出相关的反应方程式。
铝土矿冶炼铝的工艺流程,溶解,电解,灼烧,过滤,酸化,过滤,铝土矿,NaOH溶液,残渣,二氧化碳,滤液,H2O,铝,三、铝及铝合金的优缺点,铝合金具有密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强等特点。
铝是食物污染物之一,与老年性痴呆症有密切关系。
对人体的心、肝、肾功能都有损害。
铝与人类健康,影响脑细胞功能,导致记忆力下降,思维能力迟钝。
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60mg。
知识拓展,1、“铝三角”,知识拓展,2、主要应用:
(1)制备Al(OH)3,Al3+3OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO22H2OAl3+4OH=AlO22H2OAl3+3NH3H2O=Al(OH)33NH4AlO2H+H2O=Al(OH)3Al(OH)33H+=Al3+3H2OAlO24H+=Al3+2H2O2AlO2CO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO32AlO2CO2(足量)2H2O=Al(OH)3HCO3Al3+3AlO26H2O=4Al(OH)3,课堂演练请设计三种以铝屑、盐酸、NaOH溶液为原料制备Al(OH)3的实验方案,并从酸、碱的用量角度分析哪一种方案更节约?
1,1,2、主要应用:
(1)制备Al(OH)3
(2)日常应用明矾KAl(SO4)212H2O净水泡沫灭火器,(3)离子共存问题,课堂演练若在加入铝粉能放出氢气的某溶液中,分别加入下列各组离子,可能共存的是()ANH4+、NO3、CO32、Na+BNa+、Ba2+、Mg2+、HCO3CNO3、Na+、K+、ClDNO3、K+、AlO2、OH,CD,Al33HCO3=Al(OH)33CO2,知识拓展,3、图像分析:
(1)向含有1molAl3的铝盐溶液中逐滴滴入NaOH溶液直至过量离子方程式:
图像:
Al3+3OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO22H2O,01234,知识拓展,3、图像分析:
(2)向含1molOH的强碱溶液中逐滴滴入可溶性铝盐溶液直至过量离子方程式:
图像:
01/121/61/41/3,Al3+4OH=AlO22H2OAl3+3AlO26H2O=4Al(OH)3,课堂演练现有100mL3mol/L的NaOH溶液和100mL1mol/L氯化铝溶液,将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中去;将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。
比较两种操作的结果是()A现象相同,沉淀质量不等B现象相同,沉淀质量也相等C现象不同,沉淀质量相等D现象不同,沉淀质量不等,C,知识拓展,3、图像分析:
拓展向含有1molAl3的铝盐溶液中逐滴滴入氨水直至过量离子方程式:
图像:
Al3+3NH3H2O=Al(OH)33NH4,0123,知识拓展,3、图像分析:
(3)向含有1molAlO2的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量离子方程式:
图像:
AlO2H+H2O=Al(OH)3Al(OH)33H+=Al3+3H2O,01234,知识拓展,3、图像分析:
(4)向含有1molH的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量离子方程式:
图像:
AlO24H+=Al3+2H2OAl3+3AlO26H2O=4Al(OH)3,01/41/23/41,知识拓展,3、图像分析:
拓展向含有1molAlO2的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量离子方程式:
图像:
2AlO2CO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO32AlO2CO2(足量)2H2O=Al(OH)3HCO3,01,课堂演练(广东模拟)将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中,然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定,产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。
求:
(1)合金中镁和铝的物质的量之比;
(2)盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。
AlAl(OH)3NaOHn(Al)21031mol,Mg2NaOHn(Mg)(14223)1031mol,3:
2,HClNaOH10103c(HCl)141031mol,1.4mol/L,Al3,Al,AlO2,Al(OH)3,Fe,铝热反应,Al2O3,H,H,3H,OH,OH,3OH,OH,H,电解,O2,
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- 铝土矿 提取