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1、第六讲第六讲 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金(1)(1)2021/8/8 星期日1一、从铝土矿中提取铝1从铝土矿中提取Al2O3的两种方法方法一：2021/8/8 星期日2Al2O36HCl=2AlCl33H2OFe2O36HCl=2FeCl33H2OAlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2OFeCl33NaOH=Fe(OH)33NaClNaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3 Al2O33H2O2021/8/8 星期日3方法二：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OSiO22NaOH=Na2SiO3H2ONaAlO24HCl=NaClAlCl32
2、H2ONa2SiO32HCl=2NaClH2SiO3AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl2Al(OH)3 Al2O33H2O2021/8/8 星期日4铝是地壳中含量最高的金属元素，冶炼铝一般用的矿物是铝土矿，铝土矿中主要含氧化铝，另外含少量杂质氧化铁、二氧化硅，要进行冶炼首先要制得纯的氧化铝。氧化铝较稳定，铝单质的活泼性又较强，现代工业采用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝，生产中加冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂来熔融氧化铝。基本反应原理为2Al2O3 4Al3O2，虽然找到了助熔剂，但是电解仍然需很多的热量来使氧化铝熔化，再加上氧化铝中铝为三价，电解产生1 mol铝需3 mol
3、电子，所以铝的电解炼制是耗费能量很大的工业。电解2021/8/8 星期日5二、铝的性质和用途金属铝呈银白色，硬度小，密度小，熔点较高，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线。铝元素位于元素周期表的第三周期第A族，化学性质比较活泼，在反应中多被氧化为Al3。2021/8/8 星期日6(1)铝可以在纯氧中燃烧：4Al3O2 2Al2O3；(2)铝与盐酸反应：2Al6HCl=2AlCl33H2；(3)铝溶于NaOH溶液：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2；(4)用镁条引燃铝粉和Fe2O3的混合物：2AlFe2O3 2FeAl2O3，这一反应也被称
4、作铝热反应。高温2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日8三、铝的重要化合物1氧化铝 氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。氧化铝属于典型的两性氧化物，与酸、强碱都能反应，反应的化学方程式如下：氧化铝溶于盐酸：Al2O36HCl=2AlCl33H2O。氧化铝与烧碱溶液反应：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。电解熔融的氧化铝：2Al2O3 4Al3O2。通电2021/8/8 星期日92氢氧化铝 可溶性铝盐和氨水反应可制得Al(OH)3，它是一种难溶于水的白色胶状物质，具有较强的吸附能力。Al(OH)3受热易分解
5、，是一种典型的不稳定氢氧化物。Al33OH Al(OH)3 HAlO2 H2O；Al(OH)3与盐酸反应：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3与NaOH溶液反应：Al(OH)3OH=AlO2 2H2O；Al(OH)3受热分解的化学方程式：2Al(OH)3 Al2O33H2O。3明矾：KAl(SO4)212H2O明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2=KAl32SO 42，其水溶液因Al3水解而显酸性。2021/8/8 星期日101既能与酸反应，又能与碱反应的物质：单质铝、Al2O3、Al(OH)3、多元弱酸的酸式盐、蛋白质、氨基酸等，上述物质中只有两性氧化物和两性氢氧化物可称
6、为两性物质，其余都不能称为两性物质。2(1)常温下金属单质在空气中生成的氧化膜，有的具有抗腐蚀能力，如：MgO、Al2O3，而有的则不具有抗腐蚀能力，如Na2O。(2)金属与氧气生成的氧化物一般是普通氧化物，如MgO、Al2O3、CuO等，但钠在氧气中加热生成的是Na2O2，Fe在O2中燃烧生成的是Fe3O4。2021/8/8 星期日113Al3与下列离子不能大量共存：OH、CO32、HCO3、SO32、S2、AlO2，其中OH是因为直接反应，其余均是“双水解”；AlO2与下列离子不能大量共存：H、HCO3、NH4+、Al3、Mg2、Cu2。其中H和HCO32是因为直接反应AlO2 HCO3 H2O=Al(OH)3CO32，其余也是“双水解”。2021/8/8 星期日12四镁、铝的图像2021/8/8 星期日132021/8/8 星期日14 解答图像题时要注意正确理解图像的涵义。图示中每个曲线或每条曲线的转折点(拐点)，都反映了特定的反应，若没有找对，或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入(或通入)溶液(或气体)的量之比没搞清，易导致错误。2021/8/8 星期日152021/8/8 星期日16