Trung tâm gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng giới thiệu NGUYÊN TẮC, NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHÔM nhằm hỗ trợ cho các bạn có thêm tư liệu học tập. Chúc các bạn học tốt môn học này.
Ngày đăng: 29-11-2017
24,131 lượt xem
1. Nguyên tắc
- Khử ion Al3+ thành Al.
Al3+ +3e → Al
2. Phương pháp sản xuất nhôm
- Điện phân nóng chảy Al2O3.
Tại sao không điện phân nóng chảy AlCl3 hoặc Al[OH]3? Vì:
- AlCl3 là chất thăng hoa nên khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định AlCl3 sẽ bốc hơi.
- Al[OH]3 là chất kém bền. Nên khi đun nóng
2Al[OH]3 → Al2O3 + 3H2O
3. Nguyên liệu sản xuất nhôm
- Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3.
4. Các giai đoạn điều chế
- Làm sạch nguyên liệu:
2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O
2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O
NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al[OH]3
NaOH + CO2 → NaHCO3
2Al[OH]3 → Al2O3 + 3H2O
- Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6
- Vai trò của criolit Na3AlF6
+ Hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C.
+ Tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn.
+ Nhôm sinh ra tinh khiết hơn.
+ Tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy.
2Al2O3 → 4Al + 3O2
Catot [ – ]
Al3+ + 3e → Al 2O2- → O2 + 4e
Phương trình điện phân là:
2Al2O3 → 4Al + 3O2
* Lưu ý: Oxi sinh ra ở anot trong điều kiện đó sẽ tác dụng với cacbon của điện cực làm cho anot bị ăn mòn.
C + O2 → CO2
CO2 + C → 2CO
Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng
LIÊN HỆ NGAY VỚI CHÚNG TÔI ĐỂ BIẾT THÊM THÔNG TIN CHI TIẾT
ĐÀO TẠO NTIC
Địa chỉ: Đường nguyễn lương bằng, P.Hoà Khánh Bắc, Q.Liêu Chiểu, Tp.Đà Nẵng
Hotline: 0905540067 - 0778494857
Email:
Đề bài
Sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy. Hãy tính khối lượng \[A{l_2}{O_3}\] và than chì \[[C]\] cần dùng để sản xuất được \[5,4\] tấn nhôm. Cho rằng toàn bộ lượng khí oxi tạo ra ở cực dương đã đốt cháy than chì thành cacbon đioxit.
Lời giải chi tiết
Ta có:
\[\eqalign{& {n_{Al}} = {{5,{{4.10}^6}} \over {27}} = 0,{2.10^6}[mol] \cr & A{l_2}{O_3}\buildrel {dpnc} \over\longrightarrow 2Al + {3 \over 2}{O_2} \cr
& \cr} \]
\[0,{1.10^6} \leftarrow 0,{2.10^6} \to 0,{15.10^6}\]
Vậy:
\[{m_{A{l_2}{O_3}}} = 0,{1.10^6}.102 = 10,{2.10^6}[g] = 10,2\text{ [tấn]}\]
\[{O_2} + C \to C{O_2}\]
\[0,{15.10^6} \to 0,{15.10^6}\]
Vậy \[{m_C} = 0,{15.10^6}.12 = 1,{8.10^6}\left[ g \right] = 1,8\] [tấn].
loigiaihay.com
Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì
Al2O3 → Al + O2 được VnDoc biên soạn hướng dẫn các bạn viết và cân bằng đúng phương trình điện phân nóng chảy Al2O3. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như làm bài tập. Mời các bạn tham khảo.
1. Phương trình Al2O3 điện phân nóng chảy
2Al2O3
2. Điều kiện điện phân nóng chảy Al2O3
900oC, điện phân nóng chảy.
3. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Có khí không màu thoát ra.
4. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Kim loại nào dưới đây chỉ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy?
A. Đồng .
B. kẽm.
C. Sắt.
D. Natri.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 2. Dãy các kim loại đều có thể điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng với điện cực trơ là
A. Cu, Ca, Zn
B. Fe, Na, Al
C. Li, Ag, Cu
D. Fe, Cu, Ag
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 3. Điện phân muối clorua kim loại kiềm nóng chảy thu được 1,792 lít khí [đktc] ở anot và 6,24 gam kim loại ở catot. Công thức hoá học của muối đem điện phân là?
A. K
B. Na
C. Li
D. Ba
Xem đáp án
Đáp án A
Vì là kim loại kiềm nên ta có phương trình tổng quát:
RCl → R + 1/2Cl2 , nCl2 = 0.08 mol => nkim loại = 2.0.08 = 0.16mol
M[kimloai] = 6.24/ 0.16 = 39 => Kim loại cần tìm là Kali
..................................
Trên đây VnDoc đã giới thiệu Al2O3 → Al + O2tới bạn đọc. Để có kết quả cao hơn trong kì thi, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Thi thpt Quốc gia môn Toán, Thi THPT Quốc gia môn Hóa học, Thi THPT Quốc gia môn Vật Lý, mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu ôn tập THPT Quốc gia miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 12 Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu, đề thi mới nhất.
Câu hỏi: Nêu phương pháp Điều chế Al từ Al2O3
- Nguyên liệu là quặng Boxit [Al2O3.2H2O].
- Điện phân nóng chảy oxit nhôm trong criolit.
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về Nhôm – Al nhé.
I. Định nghĩa
- Nhôm là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3, và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất.
- Kí hiệu: Al
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1hay [Ne]3s223p1
- Số hiệu nguyên tử: 13
- Khối lượng nguyên tử: 27 g/mol
- Vị trí trong bảng tuần hoàn
+ Ô: số 13
+ Nhóm: IIIA
+ Chu kì: 3
- Đồng vị: Thường chỉ gặp27Al
- Độ âm điện: 1,61
II. Tính chất vật lí & nhận biết
1. Tính chất vật lí:
- Nhôm là kim loại nhẹ [khối lượng riêng 2,7g/cm3].
- Màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm [660oC].
- Nhôm mềm, dễ kéo sợi và dễ dát mỏng.
- Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
2. Nhận biết
Cho Al phản ứng với dung dịch NaOH [hoặc KOH]. Hiện tượng quan sát được: Nhôm tan dần, sinh ra khí không màu.
2Al + 2NaOH + 2H2O→ 2NaAlO2+ 3H2↑
III. Tính chất hóa học
Nhôm là kim loại có tính khử mạnh: Al→ Al3+ + 3e
1. Tác dụng với phi kim
Nhôm có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt vì vậy, nhôm sẽ phản ứng được với oxi trên bề mặt. Vì khi phản ứng giữa nhôm và oxi xảy ra thì sẽ tạo ra một lớp màng oxit trên bề mặt. Từ đó, nó có thể bảo vệ và ngăn chặn nhôm tham gia phản ứng tiếp theo
2Al + 3O2 → Al2O3
Ngoài tác dụng với oxi. Nhôm còn có thể tác dụng với một số phi kim khác để tạo ra muối:
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
2Al + 3S → [đun nóng] Al2S3
2. Tác dụng với nước
Trên thực tế, do có lớp màng oxit mỏng, bền bảo vệ và bao phủ lên nhôm nên nhôm sẽ không phản ứng được với nước. Nhưng khi phá bỏ lớp oxit [hoặc tạo hỗn hợp Al-Hg, vì nó sẽ ngăn không cho nhôm tác dụng với oxi tạo oxit] thì nhôm phản ứng ngay với nước giải phóng hydro và năng lượng:
2Al + 6H2O → 2Al[OH]3 + 3H2
Tuy nhiên, tính chất hóa học của nhôm khi tác dụng với nước chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết. Bởi vì khi sản sinh ra Al[OH]3 là một chất kết tủa dạng keo màu trắng. Nó sẽ bao kín bề mặt của nhôm và ngăn không cho nhôm tiếp xúc với nước để xảy ra phản ứng tiếp theo nữa.
3. Tác dụng với dung dịch axit
Nhôm có thể dễ dàng tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng. Phản ứng này sẽ tạo ra muối và giải phóng khí Hidro:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3H2
Ngoài ra, nhôm còn có thể tác dụng với các dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nóng
Al + 4HNO3 → Al[NO3]3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3 → Al[NO3]3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 → Al2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O
Một lưu ý khi nhôm tác dụng với dung dịch axit đó là do bị thụ động hóa bới lớp oxit bao bọc bên ngoài nên nhôm không thể tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc, nguội.
4. Tác dụng với dung dịch bazơ
Nhôm có thể tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Cơ chế phản ứng của nhôm và dung dịch bazơ như sau. Đầu tiên nhôm sẽ phản ứng với nước và sẽ sinh ra Al[OH]3. Tuy nhiên phản ứng này mau chóng dừng lại vì tạo lớp kết tủa keo lắng xuống, ngăn cản phản ứng xảy ra.
Al[OH]3 là một hidroxit lưỡng tính và có thể tan được trong dung dịch kiềm. Nếu muốn phản ứng tiếp tục xảy ra thì chúng ta sẽ ngâm Al[OH]3 vào một dung dịch kiềm. Lúc này phản ứng sẽ tiếp tục xảy ra và lặp đi lặp lại cho đến khi Al bị hòa tan hết.
5. Tác dụng với dung dịch muối
Nhôm có thể dễ dàng đẩy các kim loại đứng sau nhôm ra khỏi dung dịch muối của chúng. Những kim loại đứng sau nhôm là Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag, Hg, Pt.
2Al + 3CuSO4 → Al2[SO4]3 + 3Cu
Ngoài ra, nhôm còn có thể phản ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm và cả môi trường axit:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3NH3
6. Tác dụng với oxit kim loại [Phản ứng nhiệt nhôm]
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm:
Fe2O3+ 2 Al → 2 Fe + Al2O3
Một số phản ứng nhiệt nhôm có thể kể đến như:
3CuO+ 2Al → Al2O3+ 3Cu
8Al + 3Fe3O4→ 4Al2O3+ 9Fe
3Mn3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Mn
Cr2O3 + 2Al→ Al2O3 + 2Cr
IV. Trạng thái tự nhiên
- Trong tự nhiên chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất.
- Có trong: Đất sét [Al2O3.2SiO2.2H2O], mica [K2O.Al2O2.6H2O], boxit [Al2O3.2H2O], criolit [3.NaF.AlF3]...
V. Ứng dụng
- Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải [ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.]
- Nhôm và hợp kim của nhôm được dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất.
- Nhôm được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng.
- Dùng làm dụng cụ nhà bếp.
- Bột nhôm trộn với bột sắt oxit [hỗn hợp tecmit] được dùng để hàn đường ray.
VI. Các hợp chất quan trọng của Al
- Nhôm oxit [Al2O3]
- Nhôm hiđroxit [Al[OH]3]
- Nhôm sunfat [Al2[SO4]2]
- Phèn chua: K2SO4.Al2[SO4]3.24H2O