從鋁土礦中提取鋁1201

1、1全鋁車(chē)身全鋁車(chē)身一直是奧迪最引以為傲的造車(chē)技一直是奧迪最引以為傲的造車(chē)技術(shù)之一，硬鋁的重量不到同體積鋼的三分之術(shù)之一，硬鋁的重量不到同體積鋼的三分之一，且全鋁車(chē)身的硬度、強(qiáng)度、耐久度都遠(yuǎn)一，且全鋁車(chē)身的硬度、強(qiáng)度、耐久度都遠(yuǎn)高于鋼制車(chē)身。高于鋼制車(chē)身。 2 列舉你所熟悉的鋁制品。 交流與討論交流與討論3專題專題3 3 從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料金外金外 熊偉熊偉42468含量/Na CaFe Al2.743.454.757.73氧氧49.1349.13%鐵鈣鈉鉀鎂鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁鋁7.73%硅硅2626%一、鋁的存在：一、鋁的存在：鋁是地殼中含量鋁是地殼中含量最多的金屬元素

2、最多的金屬元素鋁在地殼中以鋁在地殼中以化合態(tài)存在（鋁土礦）化合態(tài)存在（鋁土礦）含量：含量：OSi Al Fe Ca 56 “鋁的趣史”l在在1919世紀(jì)，法蘭西第二共和國(guó)拿破侖世紀(jì)，法蘭西第二共和國(guó)拿破侖三世，珍藏著一套鋁制的餐具，平時(shí)三世，珍藏著一套鋁制的餐具，平時(shí)舍不得用，直到國(guó)宴時(shí)才拿出來(lái)炫耀舍不得用，直到國(guó)宴時(shí)才拿出來(lái)炫耀一番，以體現(xiàn)王者氣派。一番，以體現(xiàn)王者氣派。l18891889年，倫敦化學(xué)會(huì)把鋁合金制的獎(jiǎng)年，倫敦化學(xué)會(huì)把鋁合金制的獎(jiǎng)杯作為貴重的獎(jiǎng)品贈(zèng)給著名化學(xué)家門(mén)杯作為貴重的獎(jiǎng)品贈(zèng)給著名化學(xué)家門(mén)捷列夫，以表彰他不朽的業(yè)績(jī)捷列夫，以表彰他不朽的業(yè)績(jī)。7 鋁的冶煉史l1836年維勒用

3、年維勒用鉀做還原劑鉀做還原劑分離出小粒狀鋁。分離出小粒狀鋁。1849年又制年又制得黃豆大的致密的鋁，前后共經(jīng)歷了得黃豆大的致密的鋁，前后共經(jīng)歷了14個(gè)年頭。個(gè)年頭。l1886年，在鋁的歷史上又是一個(gè)里程碑。這一年美國(guó)的年，在鋁的歷史上又是一個(gè)里程碑。這一年美國(guó)的大學(xué)生大學(xué)生23歲的霍爾和法國(guó)大學(xué)生埃羅，都各自獨(dú)立地研歲的霍爾和法國(guó)大學(xué)生埃羅，都各自獨(dú)立地研究出究出電解純凈氧化鋁制鋁法電解純凈氧化鋁制鋁法。在美國(guó)制鋁公司的展柜里，。在美國(guó)制鋁公司的展柜里，至今還陳列著霍爾第一次制得的電解鋁粒；在霍爾的母至今還陳列著霍爾第一次制得的電解鋁粒；在霍爾的母校校園里，也矗立著他的鋁鑄像。法國(guó)大學(xué)生埃魯幾

4、乎校校園里，也矗立著他的鋁鑄像。法國(guó)大學(xué)生埃魯幾乎在同時(shí)也制得鋁，當(dāng)他知道霍爾的發(fā)明后，毫不嫉妒，在同時(shí)也制得鋁，當(dāng)他知道霍爾的發(fā)明后，毫不嫉妒，主動(dòng)交流經(jīng)驗(yàn)、切磋學(xué)問(wèn)，兩人也成了親密朋友。主動(dòng)交流經(jīng)驗(yàn)、切磋學(xué)問(wèn)，兩人也成了親密朋友。 (選自化學(xué)的發(fā)展詞典 胡美玲) 8 若給你一塊鋁礦石（若給你一塊鋁礦石（主要成分為主要成分為Al2O3，還有少量，還有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）等雜質(zhì)）要想從中提取鋁，你首先要對(duì)這塊礦要想從中提取鋁，你首先要對(duì)這塊礦石做哪些處理？石做哪些處理？ 交流與討論交流與討論純凈氧化鋁純凈氧化鋁 鋁鋁 鋁土礦鋁土礦鋁土礦鋁土礦（主要成分為（主要成分為Al2O3，還，

5、還有少量有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）等雜質(zhì)）10如何將鋁土礦（主要成分為如何將鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少，還有少量量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）中等雜質(zhì)）中Al2O3提純？提純？交流與討論交流與討論Al2O3Fe2O3SiO2注意：溶液中的注意：溶液中的NaAlO2 、Na2SiO3與與NaOH在一定條件在一定條件下會(huì)生成鋁硅酸鈉下會(huì)生成鋁硅酸鈉沉淀沉淀Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O不反應(yīng)不反應(yīng)Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O不反應(yīng)不反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O鹽酸鹽酸氫氧化鈉溶液氫氧

6、化鈉溶液11如何將鋁土礦（主要成分為如何將鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少，還有少量量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）中等雜質(zhì)）中Al2O3提純？提純？交流與討論交流與討論鹽酸鹽酸氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液碳酸（碳酸（CO2）NaAlO2NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3 不反應(yīng)不反應(yīng)NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3NaHCO3Al(OH)3Al(OH)3 3HCl =AlCl3+3H2OAl(OH)3+ NaOH = NaAlO2+2H2O不反應(yīng)不反應(yīng)Fe(OH)3Fe(OH)3 3HCl =FeCl3+3H2O不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)2Al(OH)3 Al2

7、O3+3H2O12實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：具體實(shí)驗(yàn)操作：具體實(shí)驗(yàn)操作：1向一支試管中逐滴滴加鹽酸，直到氫氧化鋁沉淀完全向一支試管中逐滴滴加鹽酸，直到氫氧化鋁沉淀完全2向另一支試管中通入向另一支試管中通入CO2，直到氫氧化鋁沉淀完全，直到氫氧化鋁沉淀完全形成探究結(jié)論：形成探究結(jié)論：確定探究目的：確定探究目的：如何使溶液中如何使溶液中NaAlO2完全形成完全形成Al(OH)3沉淀？沉淀？可以通足量的可以通足量的CO2使溶液中使溶液中NaAlO2完全形成完全形成Al(OH)3沉淀沉淀向一支試管中加一滴管氯化鋁溶液，再滴加一滴管氨水，向一支試管中加一滴管氯化鋁溶液，再滴加一滴管氨水

8、，再滴加一滴管氫氧化鈉溶液，若還有沉淀，再滴加再滴加一滴管氫氧化鈉溶液，若還有沉淀，再滴加1-2滴滴至澄清，即制得至澄清，即制得NaAlO2溶液，分為兩試管備用。溶液，分為兩試管備用。13思考與評(píng)價(jià)思考與評(píng)價(jià) 你認(rèn)為這兩種方法哪一種更適合工業(yè)你認(rèn)為這兩種方法哪一種更適合工業(yè)生產(chǎn)，說(shuō)出你的理由。生產(chǎn)，說(shuō)出你的理由。酸處理酸處理堿處理堿處理鋁土礦鋁土礦NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3鹽酸溶解鹽酸溶解AlCl3(aq)FeCl3(aq)NaOHCO2酸化酸化過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾灼燒灼燒過(guò)濾過(guò)濾鋁土礦鋁土礦NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3CO2酸化酸化NaOH溶溶解解過(guò)濾過(guò)

9、濾灼燒灼燒14二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程：二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程： ?鋁土礦鋁土礦NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3濾濾渣渣二氧化碳二氧化碳濾濾液液溶解溶解過(guò)濾過(guò)濾NaOH溶液溶液過(guò)濾過(guò)濾灼燒灼燒酸化酸化15如何從氧化鋁中提取鋁？如何從氧化鋁中提取鋁？交流與討論交流與討論2054能能Al2O3194不能不能AlCl3714能能MgCl2801能能NaCl熔點(diǎn)熔點(diǎn)熔化狀態(tài)下能否導(dǎo)電熔化狀態(tài)下能否導(dǎo)電冰晶石冰晶石16冰晶冰晶石石二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程：二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程：鋁土礦鋁土礦NaAlO2溶液溶液Al(OH)3Al2O3濾濾渣渣二氧化碳二氧化碳濾濾液液溶解溶

10、解過(guò)濾過(guò)濾NaOH溶液溶液過(guò)濾過(guò)濾灼燒灼燒酸化酸化電解電解熔融熔融Al電解電解Al2O3提純提純Al2O32Al2O3 4Al+3O2通電通電17 As Charles Markson Hallthe founder of ALCOA（美國(guó)鋁業(yè)公司，簡(jiǎn)稱（美國(guó)鋁業(yè)公司，簡(jiǎn)稱“美鋁美鋁” ） and the modern Aluminum industry discovered in the late nineteenth century, “The uses for Aluminum are boundless（沒(méi)有（沒(méi)有邊界的、無(wú)窮的）邊界的、無(wú)窮的）.” ALCOA continues t

11、o develop new applications（用途）（用途） for this remarkable（杰出的、顯著的）（杰出的、顯著的） metal, delivering solutions for the next generation of products and ideas. 正如正如“美鋁美鋁”的創(chuàng)始人和現(xiàn)代鋁的創(chuàng)始人和現(xiàn)代鋁工業(yè)奠基者查爾斯工業(yè)奠基者查爾斯馬丁馬丁霍爾在霍爾在1919世紀(jì)晚期所說(shuō)，世紀(jì)晚期所說(shuō)，鋁的作用是無(wú)窮無(wú)盡鋁的作用是無(wú)窮無(wú)盡的的。 “ “美鋁美鋁”將將繼續(xù)致力于挖掘這種非凡繼續(xù)致力于挖掘這種非凡金屬的新用途金屬的新用途，為新一代的生產(chǎn)方式和理，為新一

12、代的生產(chǎn)方式和理念拓寬思路。念拓寬思路。18寄語(yǔ)金屬鋁寄語(yǔ)金屬鋁 如果讓你用一句最簡(jiǎn)短的話，對(duì)鋁如果讓你用一句最簡(jiǎn)短的話，對(duì)鋁的過(guò)去、現(xiàn)在或未來(lái)作一個(gè)評(píng)價(jià)，你最的過(guò)去、現(xiàn)在或未來(lái)作一個(gè)評(píng)價(jià)，你最想說(shuō)的是什么？想說(shuō)的是什么？19 生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約25002500萬(wàn)噸，年消耗萬(wàn)噸，年消耗鋁土礦超過(guò)一億噸，如果照此發(fā)展下去，地鋁土礦超過(guò)一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會(huì)越來(lái)越少，直至有一球上的鋁土礦資源就會(huì)越來(lái)越少，直至有一天枯竭。如果人類消費(fèi)的鋁能夠回收利用，天枯竭。如果人類消費(fèi)的

13、鋁能夠回收利用，只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一，每年只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約就將減少鋁土礦消耗量約50005000萬(wàn)噸，這對(duì)保萬(wàn)噸，這對(duì)保護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省9595以上的能源消耗。以上的能源消耗。 20 再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價(jià)值的材料?，F(xiàn)在世界每年從廢鋁回收有價(jià)值的材料?，F(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為的鋁量

14、約為400400萬(wàn)噸，相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量萬(wàn)噸，相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量的的2525左右。與以鋁土礦為起點(diǎn)相比，生左右。與以鋁土礦為起點(diǎn)相比，生產(chǎn)產(chǎn)1 1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的2.6%2.6%，并節(jié)省并節(jié)省10.510.5噸水，少用固體材料噸水，少用固體材料11 11噸，比電噸，比電解鋁時(shí)少排放解鋁時(shí)少排放COCO2 291%91%，少處理廢液、廢，少處理廢液、廢渣渣1.91.9噸。噸。鋁的再生鋁的再生“新世紀(jì)材料的亮點(diǎn)新世紀(jì)材料的亮點(diǎn)” 21調(diào)查與研究調(diào)查與研究 請(qǐng)大家課后利用圖書(shū)館查閱、網(wǎng)請(qǐng)大家課后利用圖書(shū)館查閱、網(wǎng)絡(luò)搜索等方式，絡(luò)搜索等方式，了解了解我國(guó)及國(guó)際在煉我國(guó)及

15、國(guó)際在煉鋁行業(yè)的最鋁行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)新動(dòng)態(tài)。 根據(jù)我國(guó)面臨的鋁資源缺乏與鋁根據(jù)我國(guó)面臨的鋁資源缺乏與鋁需求增大的矛盾，需求增大的矛盾，撰寫(xiě)撰寫(xiě)一篇一篇小論文小論文，提出你的觀點(diǎn)來(lái)解決這一問(wèn)題。提出你的觀點(diǎn)來(lái)解決這一問(wèn)題。22酸處理酸處理足量鹽酸足量鹽酸 過(guò)濾過(guò)濾液液固固AlCl3FeCl3HClSiO2等等Al2O3Fe2O3SiO2等等鋁鋁土土礦礦足量足量NaOH 過(guò)濾過(guò)濾液液固固N(yùn)aAlO2NaClNaOHFe(OH)3 灼燒灼燒Al2O3足量足量CO2 過(guò)濾過(guò)濾液液固固N(yùn)aHCO3NaClAl(OH)3Al2O3Fe2O3SiO2等等鋁鋁土土礦礦足量足量NaOH 過(guò)濾過(guò)濾液液固固N(yùn)aAlO2NaOHFe2O3、鋁硅酸鈉等鋁硅酸鈉等足量足量CO2 過(guò)濾過(guò)濾液液固固N(yùn)aHCO3Al(OH)3Al2O3灼燒灼燒堿處理堿處理241 1、電解熔融的氧化鋁、冰晶石混合、電解熔融的氧化鋁、冰晶石混合物時(shí)，若有物時(shí)，若有3g3g鋁產(chǎn)生，則理論上轉(zhuǎn)移鋁產(chǎn)生，則理論上轉(zhuǎn)移了電子（了電子（ ） A A、1mol B1mol B、1/3 mol 1/3 mol C C、1/9 mol D1/9 mol D、3mol3molB252 2下列有關(guān)