铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3,写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时需加入的试剂和反应方程式:
加HCl溶液过量,过滤除去SiO2沉淀,方程式为Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O,Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
加NaOH溶液过量,过滤除去Fe(OH)3,方程式为4NaOH+AlCl3→NaAlO2+3NaCl+2H2O,3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl
通入CO2过量,过滤得到Al(OH)3,方程式为2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+Na2CO3
煅烧Al(OH)3可以得到纯净的Al2O3,方程式为2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑
铝土矿的主要化学成分为Al2O3,一般为40%~70%质量分数,另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。
以Al2O3在矿物存在形态分为:三水铝石(Al2O3?3H2O),一水软铝石,一水硬铝石(分子式均为Al2O3.H2O)。评定铝土矿质量标准是铝硅比,生产要求该值不低于3~3.5。
氧化铝化学式为Al₂O₃。氧化铝是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。
化学性质
和酸反应:
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+6H+=2Al3+3H2O
和熔融的碱反应:
Al2O3+2NaOH==2NaAlO2(偏铝酸钠)+H2O
和碱溶液反应:
Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)
也可以简写为:Al2O3+2OH-=2AlO2-(偏铝酸根离子)+H2O
氧化铝含有元素铝和氧。若将铝矾土原料经过化学处理,除去硅、铁、钛等的氧化物而制得的产物是纯度很高的氧化铝原料,Al2O3含量一般在99%以上。矿相是由40%~76%的γ-Al2O3和24%~60%的α-Al2O3组成。γ-Al2O3于950~1200℃可转变为α-Al2O3,同时发生显著的体积收缩。
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