铝电解的基础知识

  • 格式:doc
  • 大小:89.00 KB
  • 文档页数:14

下载文档原格式

  / 14
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

炼铝的历史可分为两个阶段,分别为化学法炼铝阶段与电解法炼铝阶段。

尽管在自然界中含有极为丰富的铝,但铝第一次制取出来却是不到二百年前的事。1825年丹麦的厄尔施泰(H·C·Oersted)在实验室中用钾汞齐

),在世界上第一次得到铝。1845年法国人戴维尔

还原无水氯化铝(AlCl

3

混合盐也得到金属铝,并在法国进(H·S·Deville)用钠还原NaCl·AlCl

3

行小规模生产。到1877年电解法投产以前,世界上仅用化学法生产金属铝,这一阶段,铝产量极低,使铝成为世界上极为昂贵的金属之一。1886年,美国的霍尔和法国的埃鲁特发明了冰晶石—氧化铝熔盐电解法炼铝,很快电解铝取代了化学法,而且产量迅速提高,成本迅速下降,到目前为止的百年间,铝工业发展成为仅次于钢铁工业的第二大金属冶炼工业。

1.3现代铝电解的基本原理

电解法炼铝就是冰晶石一氧化铝融盐电解法,它是以冰晶石作为溶剂,氧化铝为熔质,强大的直流电通入电解槽内,在阴极和阳极上起电化学反应。电解产物,阴极上是铝液,阳极上是CO2和CO气体(炭素作阳极),这种方法就是电解法炼铝。

1.3.1阴极过程

A13+ (络合的) +3e=Al(液)

1.3.1.2阴极副反应

在铝电解过程中,除前面讲的两极主反应外,同时在两极上还发生着一些复杂的副反应.这些副反应对生产有害无益,生产中应尽量加以遏制。

⑴阴极副反应

①铝在电解质中的溶解反应和损失:

在铝电解过程中,处于高温状态下的阴极铝液和电解质的接触面上,必然有析出的铝溶解在电解质中,一般认为,阴极铝液在电解质里的溶解有以下几种情况:

b.在碱性电解质中,铝与氟化钠发生置换反应。

Al+3NaF=AlF

3+3Na

2

c.铝以电化学反应形式直接溶解进入电解质熔体中。

Al(液)-e=Al+

②金属钠的析出:

在阴极的主反应是析出铝而不是钠,因为钠的析出电位比铝低。但随着温度升高,电解质分子比增大,氧化铝浓度减小,以及阴极电流密度提高,钠与铝的析出电位差越来越小,而有可能使钠离子与铝离子在阴极上一起放电,析出金属钠。

Na++e=Na

在碱性电解质中,溶解的铝也可能发生下列反应而置换出钠。

Al+6NaF=Na

3AlF

6

+3Na

析出的钠少部分溶解在铝中,剩下的一部分被阴极碳素内衬吸收,一部分以蒸汽状态挥发出来,在电解质表面被空气或阳极气体氧化,产生黄色火焰。

③碳化铝(Al

4C

3

)的生成:

在高温条件下,铝可与碳发生反应生成碳化铝

4Al+3C=Al

4C 3

1.3.2阳极过程

1.3.

2.1阳极主反应

3O2-(络合的) + 1.5C-6e = 1.5 C02

1.3.

2.2阳极副反应

A、CO的直接生产

B、电解质中的单质被阳极气体氧化

C、氟离子放电

1.4 阳极效应:

章节

1铝电解的基础知识

课时12课时

1.6铝电解的基本流程

教授方法:课堂讲授、讨论、提问

课外作业:

1-1、什么是铝,它有哪些主要性质和用途?

1-3铝电解的基本过程是怎样的?阴极和阳极上发生怎么样的反应?

1-6什么是电解质的酸碱度,它有哪些表示方法?

1-9铝电解的基本流程怎样?

本章小结:本章主要介绍了铝的电解质性质,分析了铝电解的两极反应和两

极副反应,详细介绍了电解质的性质和电解的基本流程。

教后反馈: