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。这时的铝十分珍贵,据说在一次宴会上,法国皇帝拿破仑独自用铝制的刀叉,而其他人都用银制的餐具。泰国当时的国王曾用过铝制的表链;1855年巴黎国际博览会上,展出了一小块铝,标签上写到:“来自粘土的白银”,并将它放在最珍贵的珠宝旁边。1889年,俄国沙皇赐给门捷列夫铝制奖杯,以表彰其编制化学元素周期表的贡献。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的混合物制得了金属铝,奠定了今天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(3NaF·AlF₃)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
溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq)Al₂O₃+ 2NaOH ==== 2NaAlO₂(偏铝酸钠)+ H₂O
过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
酸化:向滤液中通入过量CO₂ .NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O ==== Al(OH)₃↓+ NaHCO₃
过滤、灼烧 Al(OH)₃ 2Al(OH)₃==高温== Al₂O₃+ 3H₂O
电解:2Al₂O₃(l)==通电== 4Al + 3O₂↑
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF₆)
注:不电解熔融AlCl₃炼Al 原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态不导电。
从整个工艺流程看,可分成提纯和冶炼两个阶段
NaOH溶解铝土矿的目的是溶解氧化铝
两次过滤的作用是除去杂质和分离Al(OH)₃
把滤液酸化的作用是生成Al(OH)₃
流程中用二氧化碳而不用盐酸的原因是Al(OH)₃可溶解在过量的HCl中
将过滤后的白色固体灼烧,生成了Al₂O₃ 2Al(OH)₃ Al₂O₃+3H₂O
相关测定方法名称
硫糖铝—铝的测定—络合滴定法