Question

怎么才能制取单质铝?

Answer 1

铝是活泼金属,它的离子有很高的水合能(即其水合能力相当强),因此不能从水溶液中提取这个金属,若从干态制备,其经济和方法是不可取的,近代工业是用电解熔融氧化物的方法制备金属铝.
从铝矾土矿(主要成分为Al2O3 )出发提取和冶炼铝单质的步骤：
（1） 用碱溶液处理铝矾土矿得到铝酸盐Na[Al(OH) 4 ] （四羟基合铝酸钠）：
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH) 4 ]
（2） 将铝酸盐溶液静置澄清除去不溶杂质后,向碱溶液中通入CO2 促使铝酸盐水
2Na[Al(OH) 4 ] + CO2 → Al(OH) 3 ↓ + Na2CO3 + H2O
（3） 将 Al(OH) 3 过滤分离 ,干燥后煅烧 ,便得到纯净的氧化铝：2Al(OH) 3 →（高温）Al2O3 + 3H2O
分离后剩下的Na2CO3 经苛化后可以再次用来浸提铝矾土.
（4） 将Al2O3 熔在熔融的冰晶石Na3AlF6 （六氟合铝酸钠,作为电解介质）中进行电解.
电解约在 1300K 时进行,在阴极上得到金属铝,铝是液态的,可以定时的放出,铸成铝锭,由此制得的铝单质纯度可达99%.2Al2O3 →（Na3AlF6 /1300K ,电解）4Al + 3O2
由Al2O3制得的Al是重质铝,密度比较大；而由AlCl3制得的铝是轻质铝,密度较小.2Al2O3=(电解）2Al + 3Cl2,不管是通过Al2O3或是Al2O3制备铝单质,都是在熔融状态下进行的