tiết 54. Sản xuất Al

Tiết 54: SẢN XUẤT NHÔM
Ngày soạn: 31/03/2008
Ngày giảng: 28 /03/2008
I/ Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- HS biết ngun liệu, ngun tắc và phương pháp sản xuất nhơm
- HS hiểu các q trình xảy ra trong sản xuất nhơm
2. Kỹ năng: rèn kỹ năng giải thích, suy luận và giải các bài tập liên quan.
3. Thái độ: Rèn luyện ý thức học tập nghiêm túc, logic, khoa học.
4. Trọng tâm: Phương pháp sản xuất nhơm
II/ Phương pháp – phương tiện
1. Phương pháp: Đàm thoại, diễn giảng, bài tập
2. Phương tiện:
a. Giáo viên: Hệ thống câu hỏi, bài tập
b. Học sinh: Chuẩn bò các bài tập.
III/ Tiến trình bài học:
1. Tổ chức lớp: 1’
2. Bài mới
Hoạt động của GV-HS
Nội dung
GV: giới thiệu những dạng tồn tại
của Al trong tự nhiên như: đất sét,
mica, boxit,…
GV: ? Để sản xuất (điều chế) Al,
người ta phải sử dụng phương pháp
nào
HS: Để sản xuất Al chỉ có thể sử
dụng phương pháp điện phân nóng
chảy muối hoặc oxit ở trạng thái
nóng chảy hoặc dùng kim loại mạnh
hơn (KLK) đẩy Al ra khỏi muối.

GV: Lưu ý, trong đó để sản xuất Al
thì người ta đi từ ngun liệu gì?
Phân tích ngun nhân.
HS: nghe giảng, ghi chép
GV: trong thực tế, quặng boxit
thường lẫn nhiều tạp chất như:
Fe
2
O
3
và SiO
2
.
GV: ? Làm thế nào để có được
Al
2
O
3
tinh khiết để sản xuất Al
HS: Dùng dd NaOH hòa tan Al
2
O
3
trong quặng sau đó kết tủa lại dưới
dạng hidroxit, nung nóng thu được
Al
2
O
3
tinh khiết

GV: Hướng dẫn HS viết các ptpu
I. Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên nhơm chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất
(đứng thứ 3 sau O, Si).
Nhơm có trong: đất sét (Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O, mica
(K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
.2H
2
O), boxit (Al
2
O
3
.nH
2
O), criolit

(3NaF.AlF
3
),...
II. Sản xuất nhơm
1. Ngun liệu:
Trong tự nhiên nhơm chủ yếu tồn tại dạng hợp chất,
ngun liệu dùng để sản xuất nhơm là quặng boxit
(Al
2
O
3
.nH
2
O).
Boxit trong tự nhiên thường lẫn tạp chất: Fe
2
O
3
và SiO
2
.
Để dùng trong sản xuất, người ta phải làm sạch ngun
liệu theo trình tự:
2
0
2 3
3
900
2 3
( )

O
CO
C
boxit Al OH
Al O
>


 →
  →



  →
d
0
dung dÞch mi
chÊt kh«ng tan Fe
+NaOH
180 C
Các ptpư:
1, Al
2
O
3
+ 2NaOH
→
2NaAlO
2
+ H

2
O
2, 2NaOH + SiO
2

 →
0
t
Na
2
SiO
3
+ H
2
O
3, NaAlO
2
+ CO
2
+ 2H
2
O
→
Al(OH)
3
+ NaHCO
3
4, 2Al(OH)
3
 →

0
t
Al
2
O
3
+ 3H
2
O
xảy ra:
GV: Diễn giảng về việc sử dụng
crionit và vai trò của nó trong quá
trình sản xuất Al
HS: Chú ý nghe và ghi chép.
HS: Viết sơ đồ - phương trình phản
ứng điện phân
GV: Giới thiệu thêm về các điều
kiện và lịch sử của việc sản xuất Al
với tính chất công nghiệp
2. Sản xuất nhôm
• Nguyên tắc: Khử ion trong hợp chất thành Al
Al
3+
+ 3e
→
Al
0
• Phương pháp: Điện phân nóng chảy Al
2
O

3
- Chuẩn bị chất điện li nóng chảy:
Al
2
O
3
có t
0
nc
= 2050
0
C. Trong thực tế, khi sản xuất
nhôm người ta trộn boxit với crionit (Na
3
AlF
6
) nhằm:
+ Giảm nhiệt độ nóng chảy (ở 900
0
C), tiết kiệm năng
lượng
+ Tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al
2
O
3 n/c
+ Hỗn hợp tạo thành có tỷ khối nhỏ hơn Al, nổi lên trên
ngăn không cho Al
nc
bị oxi hóa bởi không khí
- Quá trình điện phân:

Al
2
O
3

 →
0
t
2Al
3+
+ 3O
-2
Catot(than chì):4x Al
3+
+ 3e -> Al
Anot(than chì): 3x 2O
-2
+ 4e -> O
2
Pt diện phân 2Al
2
O
3

 →
đp
4Al

+ 3O
2

Điện phân ở 950
o
C, điện thế 4 - 5 von(thấp), cường độ
dòng điện cao (50000 – 100000A) .
Các điện cực làm bằng than graphit, do đó anôt bị ăn
mòn bởi phản ứng.
C + O
2
-> CO
2
Vì vậy, khi điện phân phải thường xuyên bổ sung than
ở anôt.
• Lịch sử của quá trình sản xuất Al:
- Năm 1827, Al được sản xuất lần đầu tiên
3K + AlCl
3
nóng
chảy

→
3KCl + Al => trong thế kỷ
19, nhôm là một kim loại rất quý hiếm
- Năm 1888, Al mới được sản xuất bằng phương pháp
điện phân nóng chảy Al
2
O
3
- Nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân
có độ tinh khiết rất cao (99,7%).
- Để có 1 tấn nhôm cần: 2 tấn Al

2
O
3
, 0,5 tấn than chì
và 20000 KWh
3. Củng cố: - Cách làm sạch nguyên liệu và việc sử dụng crionit trong quá trình sản
xuất Al
4. Bài tập về nhà:
5. Rút kinh nghiệm:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................