冶炼金属铝教学
铝的冶炼技巧
铝的冶炼技巧铝的冶炼技巧主要包括三个步骤：熔炼、浇铸和加工。
下面将详细介绍各个步骤的技巧和要点。
1. 熔炼铝的熔炼技巧主要是指如何从铝矿石中提取金属铝。
常用的方法有两种：电解法和热解法。
电解法是将铝矿石粉末放入电解槽中，在钠铝氟硅酸盐熔盐中加入电解槽电解，将矿石中的氧化铝还原为铝金属。
该方法的优点是产量高、纯度高，但电解槽的耗费比较大，需要消耗大量的能源。
热解法是将铝矿石在高温下加热至2000左右，使氧化铝还原为铝金属。
该方法的优点是不需要电力，而且可以利用一些铸造废料进行回收。
但是，该方法下产量会比较低，并且铝金属的纯度也会相对较低。
2. 浇铸浇铸是将铝熔液倒入模具中，用冷却剂使得铝凝固成所需的形状的过程。
浇铸可分为水平浇铸和立式浇铸两种方式。
水平浇铸是将熔液倾倒到水平的模具中，原理简单易于操作，但是该方法下铸件的纯度比较低，浇注过程中容易出现气泡和夹杂物。
立式浇铸是将熔液从上部浇注到模具的底部中，传热更加均匀，容易得到高纯度、高质量的铝件。
但是该方法下所需的技术和设备更加复杂，操作难度也更大。
3. 加工铝的加工技巧主要是指如何对铝件进行成型、加工以及高效的利用。
常用的加工方式有铸造、挤压、深拉、轧制等。
铸造是将铝熔液浇铸到模具中，得到所需形状的铝件。
铸造的优点是成型迅速、成本相对较低，但需要注意模具的制造和浇注的温度、时间等参数。
挤压是将铝材按一定方向移动，并施加压力使铝材通过模具，得到所需形状的过程。
该方法下成型精度较高，铝件的物理特性也较好，但需要较高的机器和技术。
深拉是将铝条加工至所需的厚度，并在相应的模具中进行拉伸变形，得到所需的形状。
该方法适用于生产尺寸较小的铝件，但优点在于工序流程简单，适合成本相对较低的大批量生产。
轧制是将铝坯在辊式轧机中经过多道轧制，获得所需形状的方法。
该方法下铝件的热加工历程多样，工艺较复杂，但因为加热过程需要的能量成本较低，故其生产成本相对较低，广泛应用于各种铝制品的生产中。
高中化学金属治炼教案人教版
高中化学金属治炼教案人教版
一、教学目标
1. 了解金属的提取和制备方法；
2. 掌握重要金属铁、铝的提取和制备过程；
3. 理解金属在提取和炼制过程中的化学反应。
二、教学重点和难点
1. 金属的提取与制备方法；
2. 铁、铝的提取与制备过程。
三、教学内容
1. 金属的提取方法：火法提取、电解提取、水化学方法等；
2. 铁的提取和制备过程；
3. 铝的提取和制备过程。
四、教学过程
1. 导入：介绍金属的重要性和应用；
2. 学习金属的提取方法及铁、铝的提取与制备过程，了解化学反应过程；
3. 展示实验：观察铁的提取实验过程；
4. 讨论：与学生讨论金属提取方法的优缺点；
5. 总结：总结本课内容并布置下节课作业。
五、作业
1. 完成金属提取与制备相关练习题；
2. 准备下一节课的实验材料。
六、课后反思
本节课主要讲解金属的提取和制备方法，并通过实验展示了铁的提取过程，让学生对金属的提取有了更深刻的理解。
下节课将继续深入探讨金属的性质和应用。
教学设计：铝的冶炼2
【师】这是什么？谁发现的？门捷列夫发现元素周期表是近代化学的一大创举，为此，在1857年沙皇奖励了门捷列夫先生一个在当时及其珍贵的，价比黄金的铝制成的奖杯。
大家一定很好奇，铝价怎能比黄金呢？又是什么原因使铝从贵金属变成了当今生活中处处可见的常规金属？【生】炼铝技术的发展/化学技术的发展/铝在地壳中的含量高….【师】因此本节课学习的内容就是铝的冶炼，这部分内容在人教版选修2 化学与技术第三单元化学与材料的发展。
而《化学与技术》这本教材就是向大家介绍如何运用化学知识解决大规模生产中的具体问题。
当然，这也是我们学习化学、应用化学知识为人类服务的价值体现。
【师】面对铝这种典型金属的冶炼，应从哪些角度分析呢？通常通过“原料的筛选，原理的确定以及生产技术”这三个方面来可以认识一个大规模工业生产过程。
【师】因此首先来看看冶炼铝可以用什么作原料？据我们所知，铝元素在自然界是含量最高的金属元素。
以什么形态存在【化合态】最主要是哪种化合物呢？【氧化铝、】【师】而把含氧化铝的矿石称之为铝土矿，所以冶炼铝的原料可以是？【生】铝土矿【师】但原料的确定还需考虑其他因素，比如原理的可行性。
请你来告诉大家，我们学过哪些金属冶炼原理的一般方法？【师】【电解法，热还原法，富集法，热分解法】（请学生回答，评价：你的预习工作完成的很认真，不错谢谢！，没有关系，你已经回答了最常见的两种方法。
）【师】选用哪一种方法呢？我们再一起追寻科学家们的足迹。
【解说科学史话】请分析科学史话资料，迅速完成学案上的三个问题。
（迅速，不给时间填写。
请学生回答）【问】（1）科学家们在探索中采用了哪些冶炼金属的方法？（恩，你对金属冶炼的一般方法掌握很熟练）（2）门捷列夫在1857年获得的铝制奖杯是哪位科学家的研究成果？【法国的德维尔】（恩，观察很仔细）你认为铝价比黄金更贵的原因是？【产量少，技术难，原料少】（好，很有想象力和推测能力）（3）比较这些方法，你认为是哪一种方法最合理？为什么？【冰晶石——氧化铝熔盐电解法，霍尔和埃鲁】【原料易得便宜是最重要的的原因】【师】依据原理我们再一次确定用氧化铝作为冶炼铝的原料。
铝的冶炼方法及工艺报告
铝的冶炼方法及工艺报告铝的冶炼方法及工艺报告一、铝的冶炼方法铝的冶炼主要有三种方法：熔融法、电解法和气相法。
1. 熔融法：熔融法是最常用的铝冶炼方法，其包括母铝熔炼和铝合金熔炼两个过程。
母铝熔炼通常使用氧化铝作为原料，通过碳素热还原法或电解还原法将其转化为铝金属。
铝合金熔炼是将纯铝与其他金属元素进行混合加热，使其形成合金。
熔融法具有操作简单、生产效率高、成本较低等优点。
2. 电解法：电解法是较为常用的铝冶炼方法，主要应用于高纯度铝的生产。
电解法是通过在熔融盐中电解氧化铝来制取铝金属。
具体过程为将氧化铝放置在电解槽中，以高温（约960）进行熔化，加入电解盐（如氟化铝钠、氯化铝等）形成电解质。
铝阳极和碳负极在电流作用下反应，最终得到纯铝。
3. 气相法：气相法是一种较新的铝冶炼方法，主要用于高纯度铝的生产。
气相法通过将金属铝的气态化合物（如三氯化铝、铝烷等）从炉中蒸发，并通过化学反应和凝结过程将其分离和回收，最终得到高纯度的铝金属。
气相法具有生产过程封闭、环境友好、能耗低等优势。
二、铝的冶炼工艺铝的冶炼工艺主要包括矿石选矿、矿石研磨、氧化铝还原、电解铝和铝合金制备等过程。
1. 矿石选矿：铝矿石一般以高含铝氧化铝矿石为主，如莫来石、赤凹石等。
在选矿过程中，通过破碎、筛分和重选等方法，将石头和其他有用矿物分离。
2. 矿石研磨：选矿后的铝矿石需要进行研磨，通常采用球磨机对矿石进行细磨，以提高其可浸出性。
3. 氧化铝还原：氧化铝还原是母铝熔炼的关键步骤。
通常采用碳素热还原法或电解还原法将氧化铝转变为铝金属。
碳素热还原法是将氧化铝与电解炭混合，加热至高温（约2000）进行反应；电解还原法是通过在熔融盐中进行电解反应，最终得到纯铝。
4. 电解铝：电解铝是通过电解法制取高纯度铝金属的过程。
在电解槽中，将氧化铝置于熔融盐中，通过电流的作用，使铝阳极与碳负极产生化学反应，最终得到纯铝。
5. 铝合金制备：铝合金制备是将纯铝与其他金属元素混合加热，使其形成合金。
高中化学 2.4 镁和铝的冶炼教案2 苏教版选修2-苏教版高中选修2化学教案
镁和铝的冶炼【教学目的】1.使学生了解金属的通性。
2.使学生了解铝的物理性质以及用途。
3.使学生掌握镁和铝的化学性质。
4.使学生了解铝的几种重要化合物。
5.使学生初步了解合金。
【教学重点】镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性【教学难点】氢氧化铝的两性【教学用具】投影仪、胶片、铝箔、氧气、粗铁丝、火柴、NaOH溶液、CO2、镁带、氯酸钾、氧化铁、铝粉、滤纸、蒸发皿、砂纸、带铁圈的铁架台、0.5 mol·L－1Al2(SO4)3、氨水、2mol·L－1盐酸、氧化铝、沙子【课时安排】 2课时。
【教学方法】1.运用周期律知识讨论推断镁和铝的物理性质和化学性质，以及在工农业生产上的用途。
2.用“实验——对比”的方法归纳镁、铝的化学性质。
3.运用电离平衡的知识，分析、讨论氢氧化铝的两性。
4.对于氢氧化铝的教学采用实验探究法【教学过程】第1课时［引言］人类已经发现了一百多种元素，其中大约有4／5是金属元素。
金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用。
即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。
在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很必要的。
［师］按照不同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。
［板书］1.冶金工业的分类方法黑色金属：铁、铬、锰（注意：实际上，铁、铬、锰均为银白色金属）有色金属：除上述三种以外的其他金属，如常见的铝、镁等。
2.根据金属密度的大小轻金属：密度小于4.5 g·cm－3的金属。
如铝、钾、镁、钠等。
重金属：密度大于4.5 g·cm－3的金属。
如铁、铜、银、汞等。
3.根据地壳中的含量常见金属:如铁、铜、锡、镁、铝等。
稀有金属：如钽、锆、铌等。
［师］［展示几种金属样品］同学们，我这儿有几种金属样品，请仔细观察，大家通过讨论得出金属的通性。
［生］物理性质1.常温时，除了汞为液体外，其他金属都是固体。
铝冶炼的过程与方法
环境成本
铝冶炼过程中产生的废气、废 水和固体废弃物等环境治理成
本也是需要考虑的因素。
铝冶炼的市场分析
1 2
市场需求
全球铝消费市场的需求量、需求结构和需求变化 趋势是铝冶炼市场分析的重要内容。
竞争格局
全球铝冶炼企业的数量、产能、市场份额和竞争 策略也是铝冶炼市场分析的重要内容。
铝冶炼的历史与现状
历史回顾
铝冶炼技术的发展经历了从无到有、 从小到大的历程，从最初的碳热还原 法到现代的电解法，技术不断进步。
现状分析
目前，全球铝冶炼产能主要集中在中 国、俄罗斯、印度等国家，随着环保 要求的提高和技术进步，铝冶炼行业 正朝着更加绿色、高效的方向发展。
02
铝冶炼的工艺流程
铝土矿的开采与处理
3
价格走势
铝价的走势对于铝冶炼企业的经济效益有着直接 的影响，因此铝价的市场分析和预测也是铝冶炼 市场分析的重要内容。
铝冶炼的投资与收益评估
投资规模
铝冶炼项目的投资规模大小、资金来源和筹措方式等是投资评估 的重要内容。
收益预测
通过市场分析和技术经济分析，预测铝冶炼项目的收益情况，包 括预期的产值、利润和投资回报率等。
拜耳法
原理
拜耳法是一种从铝土矿中提取氧化铝并进一步生产铝的方 法。它基于氧化铝在溶液中的化学性质，通过一系列反应 将铝土矿中的氧化铝转化为铝。
工艺流程
拜耳法包括破碎、磨矿、溶出、稀释、赤泥沉降、晶种分 解、洗涤、焙烧还原等步骤。
优缺点
拜耳法具有流程简单、设备少、生产能力高、产品质量好 等优点；但同时也存在能耗高、碱耗量大、氧化铝单耗高 等缺点。
铝的冶炼工艺流程
铝的冶炼工艺流程
《铝的冶炼工艺流程》
铝是一种广泛应用的金属，它的冶炼工艺流程经过多年的发展和改进，已经变得非常成熟。
以下是铝的冶炼工艺流程的简要介绍：
1. 选矿：铝的冶炼过程始于选矿。
首先，从矿石中提取出含铝的原料。
铝矿石主要有赤铁矿、莫来石和班酚石等。
2. 粉碎和破碎：选矿后的矿石需要经过粉碎和破碎，将其破碎成合适的颗粒大小，以便后续的冶炼工艺。
3. 浸出：将粉碎后的矿石与碱性溶液进行浸出，将铝矿石中的铝氧化物溶解出来。
4. 溶解和沉淀：将溶出的铝氧化物溶液加热，并加入化学试剂以促使铝氧化物沉淀。
5. 过滤和湿法回收：将沉淀后的铝氧化物进行过滤，然后进行湿法回收，将其转化为铝盐。
6. 电解：用铝盐进行电解，将铝金属从电解质中还原出来。
7. 精炼：铝金属经过电解后还需要进行精炼，以去除杂质，得到高纯度的铝金属。
8. 浇铸和加工：将精炼后的铝金属进行浇铸，制成铝材料，然后进行加工加工成各种铝制品。
以上是铝的冶炼工艺流程的主要步骤。
随着科学技术的不断进步，铝的冶炼工艺也在不断发展和改进，以提高生产效率和降低成本。
2019-2020年高中化学《第21课从铝土矿中提取铝》教学案新人教版必修1
2019-2020年高中化学《第21课从铝土矿中提取铝》教学案新人教版必修1学习目标（1）了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。
（2）了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。
（3）从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。
重点和难点：铝的冶炼过程教学过程【激趣导学】门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。
【重点讲析】一、从铝土矿中冶炼铝1、铝在自然界中存在的形态2、提取铝的工艺流程铝土矿NaAlO2Al(OH)3 Al2O3（电解）→铝【质疑讨论】1.NaOH溶解铝土矿的目的是什么？NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？2.两次过滤的作用分别是什么？3.把滤液酸化的作用是什么？酸化是通过量的CO2，反应生成了什么？滤液的主要成分？4.将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？写出有关的化学方程式。
5.电解法中添加冰晶石的目的是什么？6.对比一下钠、镁和铝的提取，看有没有相似之处？【典题拓展】1.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是（）A.铝土矿溶于NaOH溶液中B.偏铝酸钠溶液的酸化C.灼烧氢氧化钠固体D.电解熔融的氧化铝2．铝土矿主要成分为Al2O3·x H2O，Fe2O3、SiO2等，实验室提取纯Al2O3做冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是（）A. ④⑤B. ③④C. ②⑤D. ①②【巩固练习】1.下列说法正确的是（）A．金属氧化物一定是碱性氧化物B．碱性氧化物一定是金属氧化物C．非金属氧化物一定是酸性氧化物D．酸性氧化物一定是非金属氧化物2.熔融烧碱样品应使用下列器皿（）A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．瓷坩埚3.制造火箭外壳材料中的主要元素是( )A．Fe B．Al C．C D．Si4．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（）A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态。
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冶炼金属铝教学
【师】这是什么？谁发现的？门捷列夫发现元素周期表是近代化学的一大创举，为此，在1857年沙皇奖励了门捷列夫先生一个在当时及其珍贵的，价比黄金的铝制成的奖杯。
大家一定很好奇，铝价怎能比黄金呢？又是什么原因使铝从贵金属变成了当今生活中处处可见的常规金属？
【生】炼铝技术的发展/化学技术的发展/铝在地壳中的含量高….
【师】因此本节课学习的内容就是铝的冶炼，这部分内容在人教版选修2 化学与技术第三单元化学与材料的发展。
而《化学与技术》这本教材就是向大家介绍如何运用化学知识解决大规模生产中的具体问题。
当然，这也是我们学习化学、应用化学知识为人类服务的价值体现。
【师】面对铝这种典型金属的冶炼，应从哪些角度分析呢？通常通过“原料的筛选，原理的确定以及生产技术”这三个方面来可以认识一个大规模工业生产过程。
【师】因此首先来看看冶炼铝可以用什么作原料？据我们所知，铝元素在自然界是含量最高的金属元素。
以什么形态存在【化合态】最主要是哪种化合物呢？【氧化铝、】
【师】而把含氧化铝的矿石称之为铝土矿，所以冶炼铝的原料可以是？
【生】铝土矿
【师】但原料的确定还需考虑其他因素，比如原理的可行性。
请你来告诉大家，我们学过哪些金属冶炼原理的一般方法？
【师】【电解法，热还原法，富集法，热分解法】（请学生回答，评价：你的预习工作完成的很认真，不错谢谢！，没有关系，你已经回答了最常见的两种方法。
）
【师】选用哪一种方法呢？我们再一起追寻科学家们的足迹。
【解说科学史话】请分析科学史话资料，迅速完成学案上的三个问题。
（迅速，不给时间填写。
请学生回答）
【问】（1）科学家们在探索中采用了哪些冶炼金属的方法？（恩，你对金属冶炼的一般方法掌握很熟练）
（2）门捷列夫在1857年获得的铝制奖杯是哪位科学家的研究成果？【法国的德维尔】（恩，观察很仔细）
你认为铝价比黄金更贵的原因是？【产量少，技术难，原料少】（好，很有想象力和推测能力）
（3）比较这些方法，你认为是哪一种方法最合理？为什么？【冰晶石——氧化铝熔盐电解法，霍尔和埃鲁】【原料易得便宜是最重要的的原因】
【师】依据原理我们再一次确定用氧化铝作为冶炼铝的原料。
【师】采用自然界含量多的铝土矿为原料冶炼铝，才使得铝从达官贵人走进平民百姓，也由此我们找到了冶炼铝的原理是电解法，也把它称之为“霍尔—埃鲁铝电解法”，在利用这种原理时使用了一种特殊的材料，它是——【冰晶石】什么是冰晶石呢？根据资料查阅，。
，请问冰晶石的作用是什么？
【师】正是这种助熔剂的存在，使氧化铝融化的温度由2050摄氏度，降低到1000摄氏度左右，大大的降低了成本，也解决了曾经困扰科学家数十年难题。
接下来，请各位将电解法制铝原理的总反应方程式和电极反应式写在学案上。
【师】工业上如何实现该原理的呢？这需要对生产的工艺技术进行剖析。
工业生产用了这样的生产车间大量冶炼铝，具体的电解槽装置请同学们阅读教材61页最后一自然段，同时思考以下问题。
（1）电解装置中的电极材料是？电解液是什么？
（2）电解冶炼铝的需要哪些原料？【氧化铝，冰晶石，碳】（运用良好的阅读提取信息的
能力为你找到了准确的答案，这是最重要的学习方法哦，加油！）（在阅读教材的同时，是否关注到电极材料的消耗？）
【师】这些原料中最重要的毫无疑问是氧化铝，从哪里来？可以直接使用么？因此我们需要对铝土矿进行提纯。
据资料查阅，铝土矿中除50~70%氧化铝，还有氧化铁，二氧化硅等杂质。
而提纯除去氧化铁和二氧化钴的过程需运用这三种氧化物的不同性质，据我们所知，三氧化二铝是两性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，三氧化二铁是碱性氧化物，请同学们利用性质的区别，分小组讨论来设计铝土矿的提纯方案。
过程中请参考混合物提纯方案的一般书写方法。
请奇数排同学向后转与偶数排同学一起形成小组讨论，并请偶数排中间同学将方案写在学案上。
时间4分钟。
【请同学汇报】（为什么选择氢氧化钠溶矿？过滤除去了哪一种杂质？选择过量盐酸的目的是？为什么选择二氧化碳？）
【师】根据大家的思路，有酸溶矿和碱溶矿两种方式，工业生产中到底采用的是哪一种方式呢？请同学们阅读教材p61第一自然段开始，
（2）对此你有何疑问？【没有加过量盐酸除去二氧化硅的步骤】（你的阅读分析能力是很不错，你相信教材还是相信自己的思考？）
【师】是的，实践才是检验真理的唯一标准。
接下来就让我们实践吧，要确认教材的处理方法是不是会留下二氧化硅杂质，只需确定加入过量二氧化碳后获得的沉淀中是否有硅酸。
由于用氢氧化钠溶矿需要较长的时间，已由老师替大家完成了，烧杯中就是氢氧化钠浸泡铝土矿的混合物，所以大家只需模拟这一步。
那么接下来请同学们利用实验盘中的药品，和这一套实验装置完成实验。
首先请将滴管压扁后直接取烧杯中浸泡液的清液于小试管中进行实验。
同时分工合作，一起动手，右一同学负责记录哦！实验时间3分钟。
【师】请同学们汇报一下实验。
【仔细观察看到了白色沉淀】能否进一步用实验验证白色沉淀的组成，是氢氧化铝，是硅酸，还是两者兼有？【氢氧化钠，盐酸】（如果向沉淀中滴加盐酸，又将看到怎样的情景？）请你带领大家一起完成实验。
此实验现象清晰而震撼的告诉我们白色沉淀是氢氧化铝。
【师】回眸刚刚的实验，虽说最终证实教材所给方法是可行的，但是二氧化硅到底如何除去，又给我们带来了新的疑问。
根据资料查阅，原来是因为用碱溶矿时，发生了较复杂的反应生成了一种铝硅酸盐的难溶物，同时除去了二氧化硅。
当然，也希望有兴趣的同学下去更多的了解。
这也是奥地利化学家拜耳发明用碱溶法提纯氧化铝的重要意义。
正是此发明，实现了冶炼铝的大规模生产，成为了产量第二的金属材料，使铝从贵金属真正变成了常规金属。
但是在备课过程中，发现冶炼铝的前景不容乐观。
首先，电解铝产业陷入亏损，其次国家对此行业有限制。
你认为这是为什么？【高耗能】确实，由于冶炼原理带来的能耗是很高的，高耗能将带来众多的环境问题。
尤其是在在习总书记提出“建设美丽中国，狠抓节能减排”的方针下，此时电解铝可以有哪些发展方向呢？【开发新能源，改进生产工艺，回收废旧铝材】【师】我们身边最近的是回收易拉罐，以回收易拉罐为例，资料显示：回收易拉罐炼铝的能耗仅为利用铝土矿炼铝的3%，节约能耗97%。
这是多么有前景，多有意义啊！
【师】本节课的教学内容到此，再次回望，我们充分利用了已学的化学知识，解决了冶炼铝过程中层出不穷的问题，回溯了冶炼铝的历史，体验了科学家使铝从贵金属变成常规金属的艰辛过程，模拟了铝土矿提纯实验，认识到严谨科学态度的意义。
正如门捷列夫告诉我们的一样：科学不但能给人以知识，能为人民创造真正的精神财富和物质财富，更能创造出没有它就不能获得的东西——门捷列夫。
这就是科学的魅力
【师】请小组长把实验仪器盘端到教室外面，与老师一起清洗仪器。
谢谢！。