从铝土矿中提取铝(公开课)资料讲解.pptVIP

从铝土矿中提取铝 专题3 从矿物质到基础材料 天然红宝石 火箭的铝合金材料 “嫦娥一号”上首次使用的铝锂合金 月球车上 　　泡沫铝防护服 （一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。 （二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。 “铝的趣史” 是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗? 其实是当时铝的产量非常少，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至都超过了黄金 。 2－ 4－ 6－ 8－ 含量/％ Na Ca Fe Al 2.74 3.45 4.75 7.73 氧 49.13% 铁钙钠钾镁 14.55% 铝7.73% 硅 26% 一、铝的存在： 铝是地壳中含量最多的金属元素 铝在地壳中以化合态存在 其中铝土矿(含有少量杂质的Al2O3矿物)是主要存在形式。 概括整合 从自然界中提取金属 自然界中的金属大多以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题 矿物的提纯（富集） 合适的冶炼方法 如何冶炼铝？ 资料 1、电解哪种铝的化合物？ Al2O3 2、如何解决其熔点高的问题？ 加入助熔剂 氧化铝熔点很高，生产中消耗能量很大。 1886年，美国化学家霍尔发现了冰晶石(Na3AlF6)可以降低氧化铝的熔点，才使铝得以大量投入生产。 2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2↑ 冰晶石 通电 得3e-×4 失2e-×6 概括整合 从自然界中提取金属 自然界中的金属大多以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题 矿物的提纯（富集） 合适的冶炼方法 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） 如何将铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量Fe2O3、SiO2等杂质）中Al2O3提纯？ 交流与讨论 Al2O3 Fe2O3 SiO2 注意：溶液中的NaAlO2 、Na2SiO3与NaOH在一定条件下会生成铝硅酸钠沉淀 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 不反应 Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O 不反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 盐酸 氢氧化钠溶液 二、从铝土矿中提取铝 请设计一个从铝土矿中提取铝的流程 如何将铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量Fe2O3、SiO2等杂质）中Al2O3提纯？ 交流与讨论 Al2O3 Fe2O3 SiO2 注意：溶液中的NaAlO2 、Na2SiO3与NaOH在一定条件下会生成铝硅酸钠沉淀 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 不反应 Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O 不反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 盐酸 氢氧化钠溶液 思考与评价 你认为这两种方法哪一种更适合工业生产，说出你的理由。 酸处理 碱处理 铝土矿 NaAlO2(aq) Al(OH)3 Al2O3 盐酸溶解 AlCl3(aq) FeCl3(aq) NaOH CO2酸化 过滤 过滤 过滤 灼烧 过滤 铝土矿 NaAlO2(aq) Al(OH)3 Al2O3 CO2酸化 NaOH溶解 过滤 灼烧 电解熔融 Al 电解熔融 Al 冰晶石 二、从铝土矿制备铝的工艺流程： 铝土矿 NaAlO2溶液 Al(OH)3 Al2O3 滤渣 二氧化碳 滤液 溶解 过滤 NaOH溶液 过滤 灼烧 酸化 电解熔融 Al 电解Al2O3 提纯Al2O3 ① ② ③ ④ 写出从铝土矿提取铝所涉及的四个反应，并将①②改写成离子方程式。 三、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，比电解铝是少排放CO29.1%，少处理废液、废渣1.9吨 As Charles Markson Hallthe founder of ALCOA（美国铝业公司，简称“美铝” ） and the modern Aluminum industry discovered in the late nineteenth century, “The uses for Aluminum are boundless（没有边界的、无穷的）.” ALCOA continues to develop new applications（用途） for this remarkable（杰出的、显