从铝土矿中提取铝上件

生活生产中的铝第1页/共45页

铝是轻金属，号称“会飞的金属”嫦娥一号火箭升空第2页/共45页铝的导电性仅次于Cu和Ag

第3页/共45页铝是热的良导体，导热能力是铁的3倍。热交换器第4页/共45页英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫。“铝的趣史”拿破仑三世在举行盛大宴会时，只有他能使用铝质餐具，而其他人只能用金制、银制餐具。第5页/共45页

在19世纪中期，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翻，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯，为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列夫没有给奖励一只金杯呢？其实在当时铝的冶炼相当的困难，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至都超过了黄金，直到1886年电解法制铝工艺的发明，才使得铝在生产、生活中的应用得以迅速普及。今天我们就来学习怎样从铝土矿中提取铝。第6页/共45页从铝土矿中提取铝第7页/共45页一、铝的存在铝元素占地壳总量的7.73％主要以铝土矿存在,主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2杂质.铝元素是地壳中含量最多的金属元素2－4－6－8－含量/％NaCaFeAl2.743.454.757.73第8页/共45页

我们需要的铝大多是单质态的铝，而铝土矿中的铝元素是化合态，那么我们怎么从铝土矿中提取铝呢？第9页/共45页二、铝的发现及冶炼铝的发现德国的沃勒于1827年发现铝

3K+AlCl33KCl+Al

一定条件1886年，美国霍尔用电解法冶炼得到铝

2Al2O34Al+3O2

电解法国的德维尔于1854年制得铝

第10页/共45页?铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3滤渣二氧化碳滤液溶解过滤NaOH溶液过滤灼烧酸化第11页/共45页如何从氧化铝中提取铝？交流与讨论资料卡2054℃离子化合物Al2O3194℃共价化合物AlCl3714℃离子化合物MgCl2801℃离子化合物NaCl熔点化合物类型第12页/共45页冰晶石铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3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第13页/共45页1.碱处理并过滤：Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

过滤的目的：除去铝土矿中的Fe2O3等杂质2.酸化并过滤：往NaAlO2溶液中通入足量的CO2气体方程式：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

3.高温灼烧：2Al（OH）3﹦=Al2O3＋3H2O△4.电解Al2O3：2Al2O3==4Al＋3O2↑

加入冰晶石的目的：降低氧化铝的熔点通电第14页/共45页

熔融的氯化铝（属于共价化合物）不导电，所以无法电解氯化铝。而氧化铝在熔融状态可以电离出Al3+、O2-，可以导电。问题讨论：

为什么不电解氯化铝来制备单质铝，就像电解氯化钠，氯化镁来制取钠和镁一样？思考第15页/共45页

铝的氧化物和氢氧化物第16页/共45页物理性质：白色固体，难溶于水，熔沸点高一.氧化铝的性质1.与酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2.与碱反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O属于两性氧化物两性氧化物——既能与酸反应又能碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O化学性质:第17页/共45页氧化铝应用冶炼铝原料。作耐火材料：制耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器等。天然产的三氧化二铝形成的名贵饰品。蓝色巨人卡门露西亚

第18页/共45页

[商品名称]斯达舒

[成份]本品每粒含氢氧化铝

140毫克，维生素U50毫克，

颠茄提取物10毫克，辅料：

淀粉。

[药理作用]本品中氢氧化铝

为抗酸药，能中和胃酸并保护溃疡面；维生素U能促进肉芽发育和黏膜再生；颠茄流浸膏可抑制腺体分泌，解除平滑痉挛引起的疼痛。二、铝的氢氧化物第19页/共45页氢氧化铝物理性质

白色胶状物，几乎不溶于水，但能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素。第20页/共45页实验现象：有白色沉淀生成，继续滴加氨水，

白色沉淀不溶解。

结论：氨水能与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，

氢氧化铝不与氨水反应。实验一AlCl3+

3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4ClAl3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+第21页/共45页实验二实验现象：滴加盐酸和氢氧化钠溶液，氢氧化铝

沉淀均溶解

结论：氢氧化铝既可以与盐酸反应，又可以与氢

氧化钠反应。Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3+3H2O

Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3H+

=

Al3++3H2O第22页/共45页Al(OH)3看看它的化学式,想想它属于什么类物质?氢氧化铝探究1Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3+3H2O三元碱

Al(OH)3Al3++3OH-第23页/共45页氢氧化铝探究2氢氧化铝能溶于强碱.

Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O一元酸氢氧化铝不能溶于弱碱.Al(OH)3=H++AlO2-+H2O第24页/共45页何去何从???既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氢氧化物.两性氢氧化物:酸碱第25页/共45页归纳一下:氢氧化铝为两性氢氧化物H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-碱式电离酸式电离左右逢源与碱反应与酸反应第26页/共45页Al(OH)3Al3++3OH-以AlCl3

为原料:

AlCl3

+3NaOH

＝Al(OH)3↓+3NaCl

Al(OH)3+NaOH

＝NaAlO2+2H2O总:AlCl3+4NaOH

＝NaAlO2+3NaCl+2H2OAl

Cl3+3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4Cl√加强碱:加弱碱:氢氧化铝的制取第27页/共45页KAl(SO4)2·12H2O水中完全电离:复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐明矾Al(OH)3的应用净水剂KAl(SO4)2＝K+＋Al3+＋2SO42-Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+无色晶体易溶于水第28页/共45页温馨提示:请服胃舒平胃泛酸,痛死了！！！胃舒平又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸（盐酸）的氢氧化铝和三硅酸镁两药合成.Al(OH)3的应用药物第29页/共45页氢氧化铝的用途第30页/共45页(1)往NaAlO2溶液中通入CO2气体NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

三.偏铝酸钠(NaAlO2)的性质(2)NaAlO2与HCl的反应

NaAlO2+H2O+HCl=Al(OH)3↓+NaClNaAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O+NaClAl(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O因此当盐酸过量时2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3

(3)与氯化铝溶液反应3NaAlO2+Al

Cl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl第31页/共45页以AlCl3

为原料:

AlCl3

+3NaOH

＝Al(OH)3↓+3NaCl

Al(OH)3+NaOH

＝NaAlO2+2H2O总:AlCl3+4NaOH

＝NaAlO2+3NaCl+2H2OAl

Cl3+3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4Cl√加强碱:加弱碱:以NaAlO2为原料:加强酸:加弱酸:NaAlO2+HCl

+H2O

＝Al(OH)3

↓+NaClAl(OH)3+3H

Cl＝AlCl3+3H2O总:NaAlO2+4HCl＝AlCl3+NaCl+2H2O√氢氧化铝制取探究:H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-2NaAlO2+CO2+H2O

＝2Al(OH)3

↓+Na2CO3第32页/共45页AlO2

Al(OH)3

Al3+

Al2O3加热OH_H+3H+OH_3OH_H+知识网络:4H+4OH_第33页/共45页有关Al（OH）3的图象探究第34页/共45页

向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液n[Al(OH)3](mol)NaOH012345Al3++3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O有关图象第35页/共45页氨水012345

向AlCl3溶液中滴加氨水溶液Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3+3NH4+n[Al(OH)3](mol)有关图象第36页/共45页AlCl3012345

向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液n[Al(OH)3](mol)Al3++4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3有关图象第37页/共45页向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸盐酸012345n[Al(OH)3](mol)AlO2-+H++H2O=

Al(OH)3Al(OH)3+3H+

=

Al3++3H2O有关图象第38页/共45页NaAlO2012345

向稀盐酸溶液中滴加NaAlO2n[Al(OH)3](mol)AlO2-+4H+=Al3++2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3有关图象第39页/共45页通入CO2的物质的量(mol)012345向NaAlO2溶液中通入CO2气体2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-n[Al(OH)3](mol)有关图象第40页/共45页有关方程式Al3++3OH-＝Al(OH)3↓

Al3++4OH-＝AlO2-+2H2OAl3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+AlO2-+H++H2O

＝Al(OH)3

↓AlO2-+4H+＝Al3++2H2O2AlO2-+CO2+3H2O

＝2Al(OH)3

↓+CO32－AlO2-+CO2+2H2O

＝Al(OH)3

↓+HCO3－Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2OAl(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O

3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓1：31：41：11：41：31：31：1总结第41页/共45页

1.某学生在实验室做了5个实验：

(1)在铝盐溶液中逐滴加入稀氨水直至过量；

(2)在明矾溶液中加入NaOH

溶液直至过量；

(3)在强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液直至过量；

(4)在偏铝酸钠溶液中通入CO2

直至过量；

(5)在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸钠溶液直至过量。并根据以上实验画出下列5种图象（纵坐标为沉淀物质的量，横坐标为溶液中加入物质的量）实验与图象对立关系正确的是（）

A.(1)和(a)

B.(2)和(b)

C.(3)和(e)

D.(4)