從鋁土礦中提取鋁

專題3從礦物到基礎(chǔ)材料第一單元從鋁土礦到鋁合金第一單元從鋁土礦到鋁合金專題3：從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料考綱解讀1.了解從鋁土礦中提取鋁的原理和工藝流程。2.了解鋁及其合金的物理性質(zhì)及用途。3.理解鋁的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。4.了解鋁的氧化物、氫氧化物的特性和應(yīng)用。5.了解明礬等鋁鹽的性質(zhì)及其應(yīng)用。生活中的鋁火箭的鋁合金材料“嫦娥一號”上首次使用的鋁鋰合金月球車上

泡沫鋁防護服（一）在國宴上，拿破侖三世使用一套珍藏的鋁制餐具，而大臣們使用的是銀制餐具。（二）門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國皇家學(xué)會的表彰，獎品是一只鋁制獎杯。

“鋁的趣史”從鋁土礦中提取鋁專題3從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料2－4－6－8－含量/％NaCaFeAl2.743.454.757.73氧49.13%鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁7.73%硅26%一、鋁的存在：鋁是地殼中含量最多的金屬元素鋁在地殼中以化合態(tài)存在氧化鋁

鋁

鋁土礦鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）如何將鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）中Al2O3提純？交流與討論思考與評價

你認為這兩種方法哪一種更適合工業(yè)生產(chǎn)，說出你的理由。酸處理堿處理鋁土礦NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3鹽酸溶解AlCl3(aq)FeCl3(aq)NaOHCO2酸化過濾過濾過濾灼燒過濾鋁土礦NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3CO2酸化NaOH溶解過濾灼燒二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程：?鋁土礦NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3濾渣二氧化碳濾液溶解過濾NaOH溶液過濾灼燒酸化金屬的冶煉自然界中的金屬大都以化合態(tài)存在用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)要考慮的問題概括與整合礦物的富集與凈化合適的冶煉方法KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法如何從氧化鋁中提取鋁？交流與討論資料卡2054℃離子化合物Al2O3194℃共價化合物AlCl3714℃離子化合物MgCl2801℃離子化合物NaCl熔點化合物類型鋁的歷史德國的沃勒于1827年發(fā)現(xiàn)鋁3K+AlCl33KCl+Al一定條件1886年，美國霍爾和法國埃魯用電解法冶煉得到鋁2Al2O34Al+3O2

電解法國的德維爾于1854年制得鋁

冰晶石（Na3AlF6）做助熔劑，大大降低了Al2O3

的熔點。冰晶石二、從鋁土礦制備鋁的工藝流程：鋁土礦NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3濾渣二氧化碳濾液溶解過濾NaOH溶液過濾灼燒酸化電解熔融Al電解Al2O3提純Al2O32Al2O34Al+3O2↑通電我們的收獲知道方面知識鋁元素的存在形式提煉鋁的工藝流程鋁合金的主要用途3鍛煉種能力2實驗探究能力合作學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)種情感1珍惜資源保護環(huán)境除去雜質(zhì)從鋁土礦制備鋁的工藝流程：①溶解：②過濾：③酸化：④過濾：⑤灼燒：⑥電解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O偏鋁酸鈉NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3保留氫氧化鋁2Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O34Al+3O2↑工業(yè)煉鋁法鋁士礦

溶解→過濾→酸化

過濾→灼燒→電解→鋁

NaOH溶液二氧化碳酸處理足量鹽酸過濾液固AlCl3FeCl3HClSiO2等Al2O3Fe2O3SiO2等鋁土礦足量NaOH

過濾液固NaAlO2NaClNaOHFe(OH)3

灼燒Al2O3足量CO2

過濾液固NaHCO3NaClAl(OH)3Al2O3Fe2O3SiO2等鋁土礦足量NaOH

過濾液固NaAlO2NaOHFe2O3、鋁硅酸鈉等足量CO2

過濾液固NaHCO3Al(OH)3Al2O3灼燒堿處理1886年，美國化學(xué)家霍爾通過不斷摸索,把氧化鋁熔化在熔融的冰晶石（Na3AlF6）中進行電解,終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上。電解鋁方法的發(fā)明冰晶石（Na3AlF6）做助熔劑，大大降低了Al2O3

的熔點?！颁X的傳說與歷史”閱讀：書本P64圖3-2(忽略SiO2的影響)問題與探究1.該工藝分哪幾步進行？2.猜測每一步的操作作用是什么？提示:理解每個步驟時，如有疑問可提出，共同探討。3.從整個工藝流程看,可分成哪兩個階段?Fe2O3不與NaOH反應(yīng)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3

+NaHCO31.用NaOH溶液溶解鋁土礦中什么物質(zhì)？2.為什么工藝流程中不是用鹽酸來酸化，而是通足量的CO2酸化？確定探究目的：實驗探究設(shè)計實驗方案：具體實驗操作：1、向一支試管中取少量

NaAlO2溶液，向其中逐滴滴加鹽酸，直到氫氧化鋁沉淀完全2、向另一支試管中取少量

NaAlO2溶液，向試管中通入CO2，直到氫氧化鋁沉淀完全形成探究結(jié)論：如何使溶液中NaAlO2完全形成Al(OH)3沉淀？可以通足量的CO2使溶液中NaAlO2完全形成Al(OH)3沉淀除去雜質(zhì)從鋁土礦制備鋁的工藝流程：①溶解：②過濾：③酸化：④過濾：⑤灼燒：⑥電解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O偏鋁酸鈉NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3保留氫氧化鋁2Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O34Al+3O2↑工業(yè)煉鋁法鋁士礦

溶解→過濾→酸化

過濾→灼燒→電解→鋁

NaOH溶液二氧化碳請結(jié)合書本p64圖3-2，寫出從鋁土礦制備鋁的過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，1、3步驟，請用離子反應(yīng)方程式表示。問題解決2Al（OH）3Al2O3＋3H2O灼燒2Al2O34Al＋3O2↑通電Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2OAlO2-+CO2+2H2O

＝Al(OH)3

↓+HCO3－Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O

＝Al(OH)3

↓+NaHCO3AsCharlesMarksonHallthefounderofALCOA（美國鋁業(yè)公司，簡稱“美鋁”）

andthemodernAluminumindustrydiscoveredinthelatenineteenthcentury,“TheusesforAluminumareboundless（沒有邊界的、無窮的）.”ALCOAcontinuestodevelopnewapplications（用途）

forthisremarkable（杰出的、顯著的）

metal,deliveringsolutionsforthenextgenerationofproductsandideas.展望未來

正如“美鋁”的創(chuàng)始人和現(xiàn)代鋁工業(yè)奠基者查爾斯·馬丁·霍爾在19世紀晚期所說，鋁的作用是無窮無盡的。

“美鋁”將繼續(xù)致力于挖掘這種非凡金屬的新用途，為新一代的生產(chǎn)方式和理念拓寬思路。寄語金屬鋁

如果讓你用一句最簡短的話，對鋁的過去、現(xiàn)在或未來作一個評價，你最想說的是什么？我要飛的更高調(diào)查與研究

請大家課后利用圖書館查閱、網(wǎng)絡(luò)搜索等方式，了解我國及國際在煉鋁行業(yè)的最新動態(tài)。根據(jù)我國面臨的鋁資源缺乏與鋁需求增大的矛盾，撰寫一篇小論文，提出你的觀點來解決這一問題。謝謝大家再見工業(yè)上用鋁土礦（主要成分Ａｌ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ以及少量Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）提取純Ａｌ２Ｏ３作冶煉的原料，提取的操作過程可以用以下流程圖3-1-1表示：圖3-1-1過濾（3）若①步加過量NaOH，寫出分離提純程序。（1）寫出濾液Ａ中一種溶質(zhì)與過量ＮａＯＨ溶液反應(yīng)進入濾液Ｂ中的離子方程式。（2）若步驟①中沒有過濾操作而直接進入步驟②，對后面操作將產(chǎn)生的影響是什么？鋁土礦過量NaOHＡｌ３＋＋４ＯＨ－===ＡｌＯ２

－＋２Ｈ２Ｏ①中不溶物ＳｉＯ２會被ＮａＯＨ溶解進入溶液，使產(chǎn)品混有雜質(zhì)過濾①沉淀Fe2O3濾液NaAlO2、Na2SiO3過量鹽酸沉淀H2SiO3濾液NaCl、NaAlO2通入過量CO2Al（OH）3△Al2O3第一單元從鋁土礦到鋁合金專題3：從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料考綱解讀1.了解從鋁土礦中提取鋁的原理和工藝流程。2.了解鋁及其合金的物理性質(zhì)及用途。3.理解鋁的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。4.了解鋁的氧化物、氫氧化物的特性和應(yīng)用。5.了解明礬等鋁鹽的性質(zhì)及其應(yīng)用。NaAlO2AlCl3Al(OH)3AlAl2O3知識體系一、從鋁土礦制取鋁1．堿溶法

鋁土礦濾液沉淀Al2O3AlNaOH過濾灼燒CO2通電溶解過濾鹽酸過濾灼燒NaOH溶液通電CO2溶解過濾過濾鋁土礦濾液

濾液沉淀Al2O3

Al2.酸溶法考點解讀3．電解熔融的氧化鋁陽極：4

Al3++12e-=4

Al陰極：6O2--12e-=3O2↑4.冰晶石的作用作為助熔劑5.不采取電解氯化鋁的原因

AlCl3的沸點比熔點低，易升華。二、鋁的性質(zhì)和用途1．鋁的位置：位于周期表中周______期、第____族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：________第三IIIA2．鋁合金：鋁常以鋁合金的形式廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、機械制造業(yè)和電子行業(yè)。鋁合金具有密度小、強度高、塑性好、抗腐蝕性強等特點。3．鋁的兩性。鋁能與強酸、強堿溶液反應(yīng)。與強酸反應(yīng)：與強堿反應(yīng)：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al~3H2生成H2的量耗酸、堿量6HCl~2AlCl3~2Al~2NaAlO2~2NaOH

一、從鋁土礦中提取鋁

方法一：