《從鋁土礦到鋁合金》（從鋁土礦中提取鋁 ）課件一（26張PPT）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 地殼中含量最多的金屬元素是 你知道嗎 鋁 一 鋁的存在 鋁元素在自然界以化合態(tài)形式存在鋁土礦 主要成分為Al2O3 還有少量的Fe2O3 SiO2等雜質(zhì) 是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一 鋁元素占地殼總量的7 73 是地殼中含量最多的金屬元素 鐵鈣鈉鉀鎂14 55 鋁7 73 硅26 氧49 13 全鋁車身一直是奧迪最引以為傲的造車技術(shù)之一 硬鋁的重量不到同體積鋼的三分之一 且全鋁車身的硬度 強(qiáng)度 耐久度都遠(yuǎn)高于鋼制車身 列舉你所熟悉的鋁制品 交流與討論 鋁的趣史 在19世紀(jì) 法蘭西第二共和國(guó)總統(tǒng)拿破侖三世 珍藏著一套鋁制的餐具 平時(shí)舍不得用 直到國(guó)宴時(shí)才拿出來炫耀一番 以體現(xiàn)王者氣派 1855年 在巴黎萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上 展出了一小塊鋁 標(biāo)簽上寫道 來自黏土的白銀 這一小塊鋁與當(dāng)時(shí)最珍貴的珠寶并排陳列展出 1889年 倫敦化學(xué)會(huì)把鋁合金制的花瓶和杯子作為貴重的獎(jiǎng)品贈(zèng)給著名化學(xué)家門捷列夫 以表彰他不朽的業(yè)績(jī) 鋁的冶煉史 1885年 在美國(guó)首都華盛頓特區(qū)落成的華盛頓紀(jì)念碑上的頂帽也是用金屬鋁制造的 因?yàn)樵?9世紀(jì) 鋁是一種珍貴的金屬 人們最初得到的鋁粒如同珍寶 它的價(jià)格同黃金相當(dāng) 因?yàn)閺匿X礦石中把鋁提煉出來 是極其困難的 1884年 在美國(guó)奧伯林學(xué)院化學(xué)系 有一位叫做查爾斯 馬丁 霍爾的青年學(xué)生 當(dāng)時(shí)他只有二十一歲 一次 他聽一位教授說 不管誰(shuí)能發(fā)明一種低成本的煉鋁法 都會(huì)出人頭地 這使霍爾意識(shí)到只有探索廉價(jià)的煉鋁方法 才能使鋁被普遍應(yīng)用 霍爾采用瓷坩堝 碳棒 陽(yáng)極 和自制電池 對(duì)氧化鋁 即精制的氧化鋁礦進(jìn)行電解 1886年2月的一天 他終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上 霍爾此時(shí)異常激動(dòng) 帶著他第一次獲得的一把金屬鋁球去見他的教授 后來 這些鋁球竟成為 王冠寶石 至今仍珍存在美國(guó)制鋁公司的陳列廳中 廉價(jià)煉鋁方法的發(fā)明 使鋁這種在地殼中含量約占8 的元素 從此成了為人類提供多方面重要用途的材料 而發(fā)明家霍爾 當(dāng)時(shí)還不滿23周歲 鋁元素在地殼中的主要存在于礦中 其主要成分是 還含有少量的 基礎(chǔ)知識(shí) Al2O3 鋁土 Fe2O3 SiO2 在廣西平果縣一座山頂上 有一由兩塊花崗石支撐的大奇石 至今已有 年之久 這是目前世界上所發(fā)現(xiàn)的自然形成的最大鋁礦石 含氧化鋁 以上 天然氧化鋁 剛玉 紅寶石 Al2O3 藍(lán)寶石 Al2O3 鉻元素 鐵和鈦元素 鋁土礦 若給你一塊鋁礦石 要想從中提取鋁 你首先要對(duì)這塊礦石做哪些處理 交流與討論 工業(yè)冶煉鋁的流程 問題一 NaOH溶解鋁土礦后 濾液中的主要成分是什么 1 溶解 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 2 過濾 除去Fe2O3 SiO2雜質(zhì) 3 酸化 通入過量的CO2氣體 問題二 把濾液酸化的作用是什么 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 4 過濾 得到Al OH 3固體 5 灼燒 2Al OH 3 Al2O3 3H2O 6 電解 2Al2O3 4Al 3O2 通電 碳酸酸性很弱 所以Al OH 3不會(huì)溶解 但會(huì)溶于強(qiáng)酸 所以不能用鹽酸等強(qiáng)酸酸化 思考 我們?cè)谒峄臅r(shí)候用到的是CO2氣體 那么可不可以用HCl呢 兩性氧化物 既能和酸 又能和堿反應(yīng)的氧化物 代表 Al2O3 再生鋁又稱二次鋁 是目前廢物界最有價(jià)值的材料 現(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400萬(wàn)噸 相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量的25 左右 與以鋁土礦為起點(diǎn)相比 生產(chǎn)1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的2 6 并節(jié)省10 5噸水 少用固體材料11噸 比電解鋁時(shí)少排放CO291 少處理廢液 廢渣1 9噸 鋁的再生 新世紀(jì)材料的亮點(diǎn) 1 從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中 屬于氧化還原反應(yīng)的是 A 鋁土礦溶于NaOH溶液中B 偏鋁酸鈉溶液的酸化C 灼燒氫氧化鋁固體D 電解熔融的氧化鋁 D 練一練 2 下列既能與酸反應(yīng) 又能與堿反應(yīng)的氧化物是 A NaHCO3B Al2O3C CuOD CO2 B 練一練 鞏固與練習(xí) 3 下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是 A 鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的 需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)B 提煉過程中 先將鋁土礦凈化提取氧化鋁 再進(jìn)行冶煉C 可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來D 冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉 鎂相似 可用電解法 C 鞏固與練習(xí) 4 下列屬于堿性氧化物的是 屬于酸性氧化物的是 屬于兩性氧化物的是 A CO2B Fe2O3C Al2O3D CO B A C 5 將二氧化碳通入下列溶液中 最終一定會(huì)有沉淀的是 A 氫氧化鈉溶液B 澄清石灰水C 偏鋁酸鈉溶液D 氯化鈣溶液 c 6 鋁及其化合物因其有優(yōu)良的性能決定了具有下列用途 制包裝糖果和食品用的鋁箔 制易拉罐 制電線電纜 制備牙膏皮 制炊具 鋁合金門窗 制飛機(jī)構(gòu)件 1 由鋁的良好的延展性決定的是 2 由鋁的良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性決定的是 3 由鋁的合金的密度小 強(qiáng)度高 抗腐蝕能力強(qiáng)的性質(zhì)決定的是 4 鋁元素在人體中積累可使人慢性中毒 在食品污染源中加以控制的是 練一練 7 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁 若有0 3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 則理論上能得到金屬鋁多少克 需氧化鋁多少摩爾 分析 nAl2O3mAl0 3mol 鞏固與練習(xí) nAl2O3 0 05molmAl 2 7g 鋁與人體健康 許多科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn) 老年性癡呆癥與鋁有密切關(guān)系 同時(shí)還發(fā)現(xiàn) 鋁對(duì)人體的腦 心 肝 腎功能都有損害 因此 世界衛(wèi)生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以控制 提出成年人每天允許鋁攝入量為60mg 如經(jīng)常吃油條 粉絲 油餅等油炸食品 喝鋁罐裝飲料等 或是經(jīng)常食用鋁制炊具炒出的飯菜 都會(huì)使人的攝鋁量增加 從而影響腦細(xì)胞功能 導(dǎo)致記憶力下降 思維能力遲鈍 小知識(shí) 本課小結(jié) 1 鋁的存在形式2 工業(yè)煉鋁的流程 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全