从铝土矿中提取氧化铝
思考：如何在实验室制备Al2O3 ？
Байду номын сангаас
坩埚或耐火砖
红宝石
药品：稀盐酸、氯化铝溶液、偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液、
氨水、大理石
选择的原料 反应的化学方程式
路线一
氯化铝溶液 、 氨水
AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4Cl
路线二
偏铝酸钠溶液、 稀盐酸溶液、 大理石
交流与讨论
盐酸
氢氧化钠溶液
Al2O3 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O
Fe2O3 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
不反应
SiO2
不反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
酸处理
NaOH
AlCl3 FeCl3
Fe(OH)3 CO2
【解释】(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化 物，都能与强碱反应。
(2)利用题目给出的信息——“硅铝酸盐沉淀”，可 以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于 滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。
(3)因为Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤 液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。 (4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率) 和环保问题。
碱处理
Fe2O3、 铝硅酸钠
CO2 NaAlO2
NaHCO3 Al(OH)3
NaOH溶
解
CO2酸化
过滤
过滤
灼烧
铝土矿
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
Al2O3
思考与评价
你认为这两种方法哪一种更适合工业 生产，说出你的理由。
HCl Al2O3
AlCl3
NaOH
NaOH
Al(OH)3
CO2
NaAlO2
2NaAlO2 + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3↓+ Na2CO3
NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3
铝 土 矿
工业制备的 氧化铝
从铝土矿中提取Al2O3
铝土矿的成分： 主要成分：Al2O3
少量：Fe2O3 SiO2 等杂质
铝土矿
提纯
较纯的Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
NaHCO3
盐酸溶解
NaOH
CO2酸化
铝土矿 过滤
AlCl3(aq) 过滤 FeCl3(aq)
过滤
NaAlO2(aq)
灼烧
Al(OH)3
Al2O3
碱处理
注意：在溶液中，NaAlO2 、Na2SiO3与NaOH在一定条 件下会反应生成铝硅酸钠沉淀，化学反应方程式为： 2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O = Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH
从铝土矿制备铝的工艺流程：
选择原料
控制反应条件
铝 土 矿
ＮaＯＨ 溶液
过滤
NaAlO2 溶液
通入 CO2
过滤
Al(OH)3 灼烧 沉淀
氧 化 铝
制备物质的一般流程：
分析目标产品 选择原料
确定反应原理 设计反应路径 设计反应装置 控制反应条件
分离提纯产品
【迁移训练1】是一种重要的金属，在生产、生活中具 有许多重要的用途,下图是从铝土矿中(主要成分是Al2O3， 还有少量的Fe2O3、SiO2) 制备铝的工艺流程：
实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_______引__流。
(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂 的原因是 经__过__足__量__氢_氧__化__钠__溶__液__的__溶_解__，__大__部__分__铝__元_素_ __均__以_N__a_A_l_O_2_的__形_式__存__在__于__滤__液__中_，__通__入__过__量__二__氧_化__碳__可___ __以__将_N__a_A_l_O_2_完__全_转__化__为__A_l_(O__H_)_3 _____________________ 。
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸
盐 沉 淀 ， 化 学 反 应 方 程 式 为 ： 2Na2SiO3 ＋ 2NaAlO2 ＋
2H2O
Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。
回答下列问题：
(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步 操作中发生反应的离子方程式：
_____A_l2_O_3_＋__2_O_H_－______2_A_lO__2-_＋__H_2_O___________________ ____S__iO_2_＋__2_O_H__－______S_iO__32_-＋__H_2_O____________________ 。 (2)滤渣A的主要成分为_____F_e_2_O_3_、__N_a__2A__l2_S_i_2O__8__ ；滤渣A 的用途是_炼__铁__的__原__料__(_或__生__产__硅__酸__盐__产__品__的__原__料__) (只写一种)；
(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用__B__ (填编 号)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 理由是 _铝__与_浓__硫__酸__在__常__温__下_发__生__钝__化__，__加__热__溶_解__ __会__产_生__有__毒__气__体__S_O_2_，__原__料__利__用_率__低__；__稀__硝__酸__能_溶__解__铝__但__ __会__产_生__N__O_气__体__，__污__染_空__气__，__硝__酸__利__用_率__低__；__而__铝__与__稀_硫___ __酸__反_应__速__率__较__快__，__产_生__的__H__2对__空__气__无__污__染______________