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铝的制备方法

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铝的制备方法

发布日期:2021-01-13 作者:admin 点击:401

铝是一种金属元素,元素符号为Al,是一种银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。 应用极为广泛。

    2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,铝制品在一类致癌物清单中。


    1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通入氯气后加热得到NaCl,AlCl₃复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金属铝,奠定了今后大规模生产铝的基础。

铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解可制得铝,其主要反应过程如下:

从铝土矿中提取铝反应过程

  1. 溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq):Al2O3+ 2NaOH+3H2O= 2NaAl(OH)4(四羟基合铝酸钠)

  2. 过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等

  3. 酸化:向滤液中通入过量CO₂:NaAl(OH)4+ CO₂ = Al(OH)3↓+ NaHCO3

  4. 过滤、灼烧 Al(OH)₃:2Al(OH)₃ =高温= Al₂O₃+ 3H₂O

  5. 电解:


注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF6)。不电解熔融AlCl3炼Al;原因:AlCl3是共价化合物,其熔融态导电性极差。


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