铝的冶炼课件.pptx

1、化化学学人教版人教版 选修选修2 化学与技术化学与技术 第三单元第三单元 化学与材料的发展化学与材料的发展 第二节第二节 金属材料金属材料 课时课时2 铝的冶炼铝的冶炼 如何获得单质铝？如何获得单质铝？（1）用木炭、）用木炭、CO、氢气等还原、氢气等还原（2）用金属置换）用金属置换1746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。因为铝氧原子间结合力强。法拉瓦锡电解氧化铝法电解氧化铝法1825年3K+AlCl3=Al+3KCl一定条件丹 奥斯特 法德维尔1854年3Na+NaAlCl4=Al+4NaCl一定条件如何获得金属铝？如何获得金属铝？（1）用木炭、）用木炭、CO、氢气等还原

2、、氢气等还原（2）用金属置换）用金属置换（3）电解氧化铝法）电解氧化铝法 法拉瓦锡 丹奥斯特法 德维尔 2 Al2O3 =4Al3O2电解电解(熔化熔化)物质物质Al2O3熔点2072AlCl3Al2(SO4)3Al（OH）3192.770分解200分解1807年，英国科学家戴维先后用电解法制的了金属钾和钠。却一直无法用此法制备的到铝。英 戴维1886年，美国化学系学生霍尔和法国的埃鲁分别同时发现了“冰晶石氧化铝熔盐电解法”制备金属铝。美霍尔 法埃鲁 霍尔埃鲁铝电解法冰晶石美霍尔 法埃鲁 如何将铝土矿中的铝转化成单质铝？如何将铝土矿中的铝转化成单质铝？（1）用木炭、）用木炭、CO、氢气等还原、

3、氢气等还原（2）用金属置换）用金属置换（3）电解氧化铝法）电解氧化铝法 法 拉瓦锡 丹奥斯特 法德维尔美霍尔 法埃鲁 根据霍尔根据霍尔埃鲁铝电解法埃鲁铝电解法阴极：阴极：Al3+3e =Al阳极：阳极：2O2 4e =O2请试写出电解过程中阴极和阳极的反应式？根据电解的相关知识，请在学案上大胆设计该电解装置。2 Al2O3 =4Al3O2电解电解(熔化熔化)冰晶石冰晶石铝电解车间阳极炭块阴极炭块槽罩氧化铝电解液铝液（1）设备中用什么做电极材料？）设备中用什么做电极材料？（2）铝液在下层生成，原因可能是？）铝液在下层生成，原因可能是？（3）电解冶炼铝需要哪些原料？这些原料可以从哪里来？）电解冶炼

4、铝需要哪些原料？这些原料可以从哪里来？氧化铝氧化铝碳碳 素素冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿萤石萤石石焦油石焦油沥青焦沥青焦 铝土矿铝土矿化学成分主要为化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、H2O，总量，总量占成分的占成分的95%以上以上。能否直接电解铝土矿?关键除去氧化铁铝土矿【Al2O3、Fe2O3、SiO2】溶液中的组分操作试剂固态组分溶液中的组分操作试剂固态组分 请用下列流程图的方式，在学案设计除去请用下列流程图的方式，在学案设计除去铝土矿中杂质氧化铁的方案铝土矿中杂质氧化铁的方案铝土矿Al2O3、Fe2O3、SiO2 Fe2O3过量NaOH过量CO2过滤NaAlO2Na2SiO3N

5、aOHAl(OH)3(H2SiO3)煅烧Al2O3(SiO2)溶解NaHCO3 请大家利用已用NaOH溶解铝土矿的溶液（烧杯）模拟该过程。实验药品：实验药品：盐酸、大理石、氢氧化钠浸泡的铝土矿盐酸、大理石、氢氧化钠浸泡的铝土矿注意事项：注意事项：1.烧杯中有氢氧化钠浸泡的铝土矿，直接烧杯中有氢氧化钠浸泡的铝土矿，直接取上层清液进行实验；取上层清液进行实验；2.得到得到Al(OH)3后，请停止实验。后，请停止实验。1892年，奥地利化学家拜耳发明用碱提取铝土矿中的氧化铝。拜耳法沿用至今，真正实现铝的大规模生产,让铝走进老百姓。奥拜耳2012年生产量4490万吨2500元/吨铝：地壳含量8.23%

6、铁：地壳含量5.63%15000元/吨2012年生产量110000万吨耗电量：16500度/吨 耗电量：158度/吨 未来，可以从哪些方面减小生产铝过程中的能耗和成本？改进生产原理或工艺开发新能源，降低电力成本回收利用废旧铝材 从易拉罐炼铝和从铝土矿炼铝相比，前者的能耗仅为后者的3%左右。化化学学 法 拉瓦锡 丹奥斯特 法德维尔法埃鲁美霍尔 奥拜耳 科学家仍再继续努力，优化铝的生产工艺，将科学知识用于造福人类。AlH+Al3+OHAlO2Al2O3H+OHAl(OH)3NH3、OH(少)CO2、H+(少)H+OH电解铝土矿固体过量H2SO4溶液溶解过滤过量NaOH过滤固体溶液过量CO2过滤固体

7、溶液煅烧氧化铝铝土矿固体过量H2SO4溶液溶解过滤过量NaOH过滤固体溶液过量CO2过滤固体溶液煅烧氧化铝铝土矿固体过量NaOH溶液溶解过滤过量H2SO4过滤固体溶液过量氨水过滤固体溶液煅烧氧化铝酸溶法酸溶法碱溶法碱溶法哪种方法更好？哪种方法更好？铝土矿固体过量NaOH溶液溶解过滤过量CO2过滤固体溶液煅烧氧化铝铝土矿固体过量H2SO4溶液溶解过滤过量NaOH过滤固体溶液过量CO2过滤固体溶液煅烧氧化铝铝土矿固体过量NaOH溶液溶解过滤过量H2SO4过滤固体溶液过量氨水过滤固体溶液煅烧氧化铝AlH+Al3+OHAlO2Al2O3H+OHAl(OH)3NH3、OH(少)CO2、H+(少)H+OH电解铝土矿固体过量NaOH溶液溶解过滤过量CO2过滤固体溶液煅烧氧化铝