Cực âm Catot của thùng điện phân là tấm than chì nguyên chất được bố trí ở đáy thùng Cực dương anot là những khối than chì, có thể chuyển động theo phương thẳng đứng Nhiệt tỏa ra đủ [r]
(1)KÍNH CHAØO QUÍ THAÀY COÂ GV :Nguyeãn Thò Kim Vaân (2) KIỂM TRA BÀI CŨ 1) Xác định kim loại M biết M tạo ion M3+ có cấu hình electron 10Ne a.Cr b K c Al d Fe 2) Khi cho hỗn hợp (K, Al) vào nước thấy hỗn hợp tan hết, chứng tỏ: a Nước dư b H2O dư và nK nAl c Nhôm tan hoàn toàn nước d H2O dư và nAl > nK (3) 3) Để kết tủa hoàn toàn Al(OH)3 có thể dùng cách nào sau : a Cho dd AlCl3 vào dd NaOH dư b Cho dd Al2(SO4)3phản ứng với dd Ba(OH)2 đủ c Cho dd NaAlO2 vào dd HCl dư d Cho dd Al2(SO4)3 vào dd NH3 dư (4) (5) I NHÔM TRONG TỰ NHIÊN Al tồn dạng hợp chất Quaëng Boxit: Al2O3.nH2O Criolit: 3NaF.AlF3 Đất sét: Al2O3 2SiO2 2H2O Mica: K2O.Al2O3.6SiO2 (6) MOÄT SOÁ QUAËNG NHOÂM QUẶNG BOXIT Ở BẢO LỘC –LÂM ĐỒNG (7) MOÄT SOÁ QUAËNG NHOÂM Mica: K2O.Al2O3.6SiO2 (8) MOÄT SOÁ QUAËNG NHOÂM Đất sét: Al2O3 2SiO2 2H2O (9) Nước ta có trữ lượng lớn quặng Boxit : Mieàn Baéc: Mỏ Quang Lăng, Đồng Đăng, Lạng Sôn, Tuyeân Quang, Sôn La, Lai Chaâu, Haûi Höng, Ngheä Tónh Mieàn Nam : Hoà Nam Phöông ( Baûo Loäc) coù quaëng Boxit lộ thiên đây có nhà máy sơ cheá quaëng (10) NHAØ MAÙY SAÛN XUAÁT NHOÂM (11) (12) II SAÛN XUAÁT NHOÂM Nguyeân taéc: Khử ion Al3+ hợp chất thành Al Al3+ + 3e Al Phương Pháp Điện phân Al2O3 nóng chảy (13) 3) Nguyên liệu: Quăng Boxit có lẫn tạp chất: Al2O3 lẫn Fe2O3 và SiO2 4) Qui trình sản xuất: A- Tinh chế Al2O3 quặng Boxit (14) Boxit Al2O3.nH2O , Fe2O3 , SiO2 Nghieàn mòn + ddNaOH ññ,180oC dd NaAlO2 Fe2O3 Na2SiO3 ( loïc taùch) + CO2 (dö) + H2O Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 Dd NaHCO3 SiO + 2NaOH = Na SiO + H O o 2 900 C Na2SiO3 NaAlO2 + CO2 + H2O = Al(OH)3+ NaHCO3 H2O Al O 900oC 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (15) Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O NaAlO2 + CO2 + H2O = Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 900oC = Al2O3 + 3H2O Khoâng duøng HCl vì : ñaét HCl hoøa tan Al(OH)3 Duøng CO2 + H2O vì : reû khoâng hoøa tan Al(OH)3 (16) B- Chuẩn bị chất điện li nóng chảy Đpnc hỗn hợp gồm : Al2O3 + criolit Na3[AlF6] Làm giảm tonc Al2O3 từ 2060oC xuống 900oC ( tieát kieäm nhieân lieäu) Tăng nồng độ ion chất lỏng dẫn điện tốt hôn Al2O3 noùng chaûy tieát kieäm ñieän naêng tieâu thuï Chaát loûng coù tyû khoái < dAl noåi treân maët ngaên caûn Al noùng chaûy sinh khoâng bò oxi hoùa (17) C- Quy trình sản xuất CATOÁT ANOÁT NHOÂM + CRIOLIT NHOÂM LOÛNG NHOÂM LOÛNG THÙNG ĐỰNG BẰNG THÉP (18) Cực âm (Catot) thùng điện phân là than chì nguyên chất bố trí đáy thùng Cực dương (anot) là khối than chì, có thể chuyển động theo phương thẳng đứng Nhiệt tỏa đủ để trì nhiệt độ cao nhiệt nóng chảy chất điện li (19) Sơ đồ điện phân noùng chaûy Al2O3 Catod () = 2Al3+ + 3O2 Anod (+) Al3+ O2 Al3+ + 3e Al ( QT khử) 2O2 4e O2 (QT oxi hoùa) ñpnc 2Al2O3 = 4Al + 3O2 (coù vaùch ngaên) (20) Lưu ý: *Nhôm nóng chảy đáy thùng điện phân lấy ngoài * Ở Anot: O2 thoát tác dụng Cacbon làm anot mòn dần Vì quá trình điện phân phải hạ thấp dần Anot * Sản xuất nhôm có độ nguyên chất 99,4 % 99,7% (21) co2 co2 Crioâlit Al Al2O3 ñpnc 4Al + 3O2 (22) Định mức kỹ thuật Để sản xuất Al cần dùng: taán Al2O3 hay 4,5 quặng 70kg criolit 500kg than chì 20.000kw ñieän Sử dụng dòng điện chiều với I=50.000 100.000A U=5V (23) Nhoâm noùng chaûy (24) (25) XOÂ Maùy vi tính Noài, chaûo Maùy bay Baøn gheá Taøu (26) CỦNG CỐ 1) Trong công nghiệp Nhôm sản xuất từ quặng Boxit : a Bằng pp thuỷ luyện b PP nhiệt luyện c Trong lò cao d PP điện phân nóng chảy (27) 2) Khi sản xuất nhôm PP điện phân thì cực dương bị mòn dần xảy phản ứng hóa học: a Fe + O2 → Fe3O4 b Fe + Cl2 → FeCl3 c C + O2 → CO2 và CO2 + C → CO d nhiệt độ cao điện cực bị nóng chảy phần (28) 3)Để sản xuất Al, H= 100% Khối lượng Al2O3 cần là a 0,5 taán b 1,89 taán c 0,05 taán d 8,9 taán (29) 4) Để tách Nhôm khỏi hỗn hợp bột gồm : Al, Mg, Zn có thể dùng hoá chất nào sau đây: a H2SO4 loãng b dd NH3 c H2SO4 đặc, nguội d dd NaOH, CO2 (30) 5) Để tách Al2O3 khỏi hỗn hợp Al2O3 và CuO mà không làm thay đổi khối lượng có thể dùng các hoá chất sau: a dd HCl ,dd NaOH b H2O c dd NH3 d dd NaOH , CO2 (31) 6) Phân biệt Mg, Al, Al2O3 Ta dùng thuốc thử nào sau đây: a H2O b dd NaOH c dd HCl d dd K2CO3 (32) 7) Cho sơ đồ sau: Al2O3 X Y NaAlO2 X,Y có thể là: a AlCl3, Al b AlCl3, Al(OH)3 c Al, AlCl3 d Al(NO3)3, Al2O3 (33) (34)