工业冶炼铝的流程

基础知识
铝元素在地壳中的主要存在 铝土 于 矿中， Al2O3 其主要成分是 ， 还含有少量的 。
Fe2O3、 SiO2
铝土矿
交流与讨论
若给你一块铝矿石, 要想从中提取铝，你首 先要对这块矿石做哪些 处理？
工业冶炼铝的流程
铝土矿 溶解
过滤 二氧化碳
铝 过滤 滤液 灼烧 H2O
电解Al2O3
巩固与练习
7.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有 0.3mol电子发生转移，则理论上能得到 金属铝多少克？需氧化铝多少摩尔？
得12e－
分析：
由上述知： 2Al2O3 ～
2Al2O3
电解
4Al＋3O2↑
失12e－
4Al
～
转移电子12
2mol
nAl2O3
108g
mAl
12mol
0.3mol
nAl2O3
= 0.05mol
练一练
1. 从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应 中，属于氧化还原反应的是： （ D ） A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝
练一练
2. 下列既能与酸反应，又能与碱反应的 氧化物是（ B ）
A. NaHCO3 C. CuO
B.Al2O3 D. CO2

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霍尔采用瓷坩埚，碳棒（阳极）和自制电池，对氧 化铝，即精制的氧化铝矿进行电解。1886年2月的 一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上。霍尔 此时异常激动，带着他第一次获得的一把金属铝球 去见他的教授。后来，这些铝球竟成为“王冠宝 石”，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。
廉价炼铝方法的发明，使铝这种在地壳中含量约占 8%的元素，从此成了为人类提供多方面重要用途的 材料。而发明家霍尔，当时还不满23周岁。
你知道吗？
地壳中含量最 多的金属元素 是 铝 ；
一、铝的存在：
铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中 含量最多的金属元素。 铝元素在自然界以 铁钙钠钾镁 氧 化合态形式存在铝土 49.13% 矿（主要成分为Al2O3， 14.55% 还有少量的Fe2O3， 铝7.73% SiO2等杂质）是铝元 硅 素在地壳中的主要存 26% 在形式之一。
酸化
电解
NaOH溶液 残渣 制取纯净的Al2O3
1、溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 问题一：NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主 要成分是什么？ 2、过滤：除去Fe2O3、SiO2杂质 3、酸化：通入过量的CO2气体。
问题二：把滤液酸化的作用是什么？
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
资料卡 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 解铝时少排放CO291%，少处理废液、废 渣1.9吨。
4、过滤：得到Al(OH)3固体。 5、灼烧：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 6、电解：
2Al2O3 == 4Al+3O2↑
通电
思考：我们在酸化的时候用到的是CO2气 体，那么可不可以用HCl呢？
碳酸酸性很弱，所以Al(OH)3不会溶解，但会溶于强 酸，所以不能用盐酸等强酸酸化。
两性氧化物：既能和酸，又能和碱反应的氧 化物。代表：Al2O3
全铝车身一直是奥迪最引以为傲的造车技
术之一，硬铝的重量不到同体积钢的三分之 一，且全铝车身的硬度、强度、耐久度都远 高于钢制车身。
交流与讨论
列举你所熟悉的铝制品。
“铝的趣史”



在19世纪，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番，以体现王者气派。 1855年，在巴黎 万国博览会上，展出了一小块 铝，标签上写道：“来自黏土的白银”。这一小 块铝与当时最珍贵的珠宝并排陈列展出。 1889年，伦敦化学会把铝合金制的花瓶和杯子作 为贵重的奖品赠给著名化学家门捷列夫，以表彰 他不朽的业绩。
本课小结：
1、铝的存在形式
2、工业炼铝的流程。
铝的冶炼史

1885年，在美国首都华盛顿特区落成的华盛顿 纪念碑上的顶帽也是用金属铝制造的。 因为在19世纪，铝是一种珍贵的金属。人们最 初得到的铝粒如同珍宝，它的价格同黄金相当。 因为从铝矿石中把铝提炼出来，是极其困难的。 1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫 做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只 有二十一岁。一次，他听一位教授说：“不管 谁能发明一种低成本的炼铝法，都会出人头 地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方 法，才能使铝被普遍应用。
4．下列属于碱性氧化物的是（ B 属于酸性氧化物的是（ A 属于两性氧化物的是（ C ） ） ）
A．CO2
B．Fe2O3
C． Al2O3
D．CO
5．将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会 有沉淀的是( c ) A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.偏铝酸钠溶液 D.氯化钙溶液
练一练
6. 铝及其化合物因其有优良的性能决定了具有 下列用途： ①制包装糖果和食品用的铝箔 ②制易拉罐 ③制电线电缆 ④制备牙膏皮 ⑤制炊具 ⑥铝合金门窗 ⑦制飞机构件 （1）由铝的良好的延展性决定的是 ①②③④ （2）由铝的良好的导电导热性决定的是 ③⑤ （3）由铝的合金的密度小，强度高，抗腐蚀 能力强的性质决定的是 ⑥⑦ （4）铝元素在人体中积累可使人慢性中毒，在 食品污染源中加以控制的是 ①②④⑤
mAl =2.7g

小知识
铝与人体健康

许多科学家经过研究发现，老年性痴呆症与铝 有密切关系。同时还发现，铝对人体的脑、心、 肝、肾功能都有损害。因此，世界卫生组织于 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60 mg。 如经常吃油条、粉丝、油饼等油炸食品，喝铝 罐装饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭 菜，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞 功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。
巩固与练习
3．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是 （ C） A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用 化学方法把铝元素变成游离态 B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再 进行冶炼 C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来 D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用 电解法
巩固与练习