新从铝土矿中提取铝公开课PPT课件

铝的存在：,铝化学性质_,因此，铝在地壳中只以_存在,而没有_的单质铝。,地壳中主要元素含量百分比,地壳中含量最多的金属元素是_最多的非金属元素是_,排在第四位的是_元素,那么Al元素主要以哪种化合物形式存在？存在于哪种物质中呢？,化合态,游离态,Al,Fe,O,活泼,1,.,自然界中，铝元素主要Al2O3形式存在于铝土矿中，此外还含少量Fe2O3等杂质,铝土矿,铝元素在自然界存在形态,问题解决,如何从铝土矿中提取金属铝呢？,2,.,专题3从矿物到基础材料,第一节从铝土矿中提取铝,3,.,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,不反应,盐酸,氢氧化钠溶液,信息提示,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,资料卡,NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl,NaAlO2（偏铝酸钠）：可溶性含氧酸盐,从矿石中提炼金属的一般步骤：,矿石的富集,冶炼,精炼,除去杂质，提高矿石有用成分含量,利用氧化还原法将金属离子还原为金属单质，但仍有杂质,采用一定方法、提炼纯金属,4,.,从铝土矿提取铝工艺流程,1.铝土矿用NaOH溶液溶解的目的是什么？Al2O3为什么能溶解在NaOH溶液中？NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？残渣是什么？,溶解Al2O3，以便与Fe2O3等杂质分离,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2（偏铝酸钠）+H2O,1、碱溶法,5,.,2.把滤液酸化的目的是什么？,中和过量的NaOH溶液并和NaAlO2反应产生沉淀,3.分别写出NaAlO2溶液中滴加盐酸、通入过量CO2的反应方程式。,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl,4.为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通过量的CO2酸化？,Al(OH)3可以溶于强酸，但不能溶于H2CO3等弱酸。,5.过滤后得到的白色固体是什么？,6.经灼烧后得到了什么物质？写出有关的化学方程式。,Al(OH)3,6,.,工业冶炼铝的主要反应,Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-,7,.,铝土矿,（Al2O3Fe2O3SiO2）,NaOH溶液,溶解,过滤,滤液,滤渣,NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液,Fe2O3,过量HCl,过滤,H2SiO3,滤渣,滤液,AlCl3HClNaCl溶液,过量氨水,过滤,滤渣,滤液,Al(OH)3,加热,Al2O3,滤液除去,碱溶法,8,.,碱溶法主要化学反应,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,NaAlO2+HCl+2H2O=Al(OH)3+NaCl,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,NaOH+HCl=H2O+NaCl,AlCl3+3NH3.H2O=Al(OH)3+3NH4Cl,HCl+NH3.H2O=NH4Cl+H2O,9,.,10,.,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,不反应,盐酸,氢氧化钠溶液,实验探究,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,资料卡,NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl,NaAlO2（偏铝酸钠）：可溶性含氧酸盐,11,.,交流与讨论根据信息提示，你能设计出提纯铝土矿中Al2O3（Fe2O3）的另一种方案吗？给出流程图。,信息提示,12,.,铝土矿,（Al2O3Fe2O3SiO2）,过量HCl溶液,溶解,过滤,滤液,滤渣,FeCl3AlCl3HCl溶液,SiO2,过量NaOH,过滤,Fe(OH)3,滤渣,滤液,NaOHNaClNaAlO2溶液,过量CO2,过滤,滤渣,滤液,Al(OH)3,加热,Al2O3,滤液除去,2、酸溶法,13,.,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,14,.,铝的冶炼历史,1825年，丹麦科学家厄斯泰德用钾制得了不纯的铝。1827年，德国化学家沃勒改进了厄斯泰德的方法，但制得的铝纯度和产量依然不高。1854年，法国化学家德维尔用钠代替钾，制得比较纯的铝，但当时钠钾价格昂贵无法大量生产。他对沃勒极其尊敬，铸了个铝质奖章送给沃勒。,15,.,1884年，还在美国奥伯林学院化学系上大学的霍尔开始探索廉价的炼铝方法。通过不断摸索,霍尔把氧化铝熔化在熔融的冰晶石（Na3AlF6）中进行电解。1886年2月，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上。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。而霍尔，当时还不满23岁。,电解铝方法的发明,16,.,交流与讨论,生成Al(OH)3,溶解氧化铝,生成Al2O3,除去杂质,保存Al(OH)3,17,.,金属的冶炼,自然界中的金属大都以化合态存在,用化学的方法把化合态的金属变成游离态,要考虑的问题,概括与整合,矿物的富集与净化,合适的冶炼方法,电解法,CO，H2还原法,热分解法,18,.,19,.,1.回顾从铝土矿制备铝的工艺流程，写出溶解，酸化，灼烧，电解等步骤发生的化学反应方程式。,巩固与练习,20,.,2.分析电解氧化铝的化学方程式，用双线桥法表示该反应的电子转移。,3.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.2mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克?,巩固与练习,21,.,巩固与练习,4下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（）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,22,.,巩固与练习,5将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会有沉淀的是()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,23,.,6.从铝土矿制备铝所涉及的下列有