从矿物到基础材料知识要点概要.docx

《从矿物到基础材料》知识要点

一,从铝土矿到铝合金

1,铝元素是地壳中含量最多的金属元素，占地壳总量的7.73%。

2,从铝土矿制备的铝的工业流程（见课本P62图3-2）

3,两性氧化物和两性氢氧化物

（1）Al2O3为两性氧化物

Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O

Al2O3+6H+==2Al3++3H2O

（2）Al(OH)3为两性氢氧化物

Al(OH)3+OH-==2AlO2-+H2O

Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O

（3）Al2O3,Al(OH)3不溶于弱酸（如H2CO3）,弱碱（如NH3·H2O）

4,从铝土矿（含氧化铁,二氧化硅等杂质）制备纯净氧化铝

Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

2NaAlO2+CO2+3H2O==Na2CO3+2Al(OH)3↓

对比：碱液及酸浸

（1）用NaOH溶液溶解铝土矿——碱浸：最终所得的Al2O3中不含氧化铁杂质，SiO2作为酸性氧化物，及NaOH有一定的反应，但产物为含铝硅酸钠复盐，主要在残渣中。

（2）用硫酸（或盐酸）溶液溶解铝土矿——酸浸：二氧化硅及酸不反应，但由于Fe2O3溶于酸，就必需再加入过量的氢氧化物溶液使Fe3+形成沉淀（去铁），再通入CO2，灼烧沉淀。这样所得氧化铝较纯净，但流程较困难，酸碱消耗较多，成本较大。

5,铝的性质

（1）铝及酸的反应，在冷浓硫酸中钝化。

（2）铝及强碱溶液反应的本质

反应过程：

2Al+2H2O==2Al(OH)3↓；+3H2↑;2Al(OH)3+2NaOH==2NaAlO2+4H2O

总反应式：2Al+2H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2↑

Al及水很难反应，且生成的Al(OH)3附在Al的表面，阻挡了Al接着反应，但强碱NaOH能溶解Al(OH)3，故可促使Al及强碱液反应，而弱碱如氨水，不溶解Al(OH)3，故Al在弱碱溶液中不反应。

（3）铝热反应及铝的冶炼

①铝热反应

工业上把铝粉还原一些金属氧化物的反应称为铝热反应，主要用来焊接铁轨,冶炼难溶金属。

如：

I,铝热反应须要高温引发，但一旦反应进行，由于本身放出大量的热，能维持反应的快速进行。

II,铝热反应为重要的置换反应，其配平技巧是——配氧法，即先使氧原子相等，余下的金属原子用视察法可快速配平。

②铝的冶炼

由于铝的活泼性较强，工业上一般用电解熔融氧化铝法冶炼铝（），由于Al2O3熔点很高，故加入冰晶石降低熔融液的温度。

铝盐溶液及强碱溶液的反应

I,AlCl3溶液中滴加NaOH溶液（搅拌）

现象：白色沉淀→沉淀增加→沉淀削减→沉淀消逝

有关反应：

Al3++3OH-===Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O

II,向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液

现象：开始无沉淀生成（或者刚生成立即消逝）→沉淀生成并渐渐增加→沉淀量不变

有关反应：

Al3++4OH-==AlO2-+2H2O;Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓

相应的图象可表示为：

（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH(溶液)

n[Al(OH)3]

n(NaOH)

（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液

n[Al(OH)3]

n(NaOH)