氧化铝 意思解释

俗名矾土，化学式Al₂O₃。式量101.96， 白色粉末， 密度3.965g·cm^-3。熔点2 027℃， 沸点2 980℃， 具有不同晶型。氢氧化铝Al(OH)₃加热脱水可得Al₂O₃。刚玉是天然产的氧化铝晶体。刚玉的硬度仅次于金刚石， 由于混有少量杂质而使刚玉带有各种色泽， 称为宝石， 如红宝石 (含有少量的Cr³⁺)和蓝宝石(含有Ti³⁺和Fe²⁺，Fe³⁺)，现在可用熔融的Al₂O₃人工结晶的方法制造宝石。这种人造宝石按其性质来讲不次于天然宝石，宝石广泛用于工业技术方面，例如，用作机器快速转动部分的轴承， 钟表上的钻石以及磨料、耐火材料，如刚玉坩埚，可耐1 800℃的高温。

铝在空气中燃烧生成白色的Al₂O₃粉末，Al₂O₃不溶于水但能溶于酸或碱，是一种典型两性氧化物：

Al₂O₃+6HCl+9H₂O2[Al(H₂O)₆]Cl₃

6NaOH+Al₂O₃+3H₂O2Na₃[Al(OH)₆]

Al₂O₃以若干种变体存在，在极高温度下灼烧过的变体难溶于酸， 但用NaHSO₄熔融可将它变为可溶性的硫酸盐， 因NaHSO₄受热脱水后可生成Na₂S₂O₇(Na₂SO₄·SO₃)，

2NaHSO₄Na₂S₂O₇+H₂O

而SO₃是酸性氧化物，可与Al₂O₃(两性氧化物) 作用， 生成Al₂(SO₄)₃，

3Na₂S₂O₇+Al₂O₃3Na₂SO₄+Al₂(SO₄)₃

Al₂O₃是电解法制金属铝的主要原料，电解时，所用的Al₂O₃越纯，炼出的铝也越纯。由于提纯铝比提纯氧化铝更困难， 所以电解前氧化铝的提纯是非常重要的。Al₂O₃是地壳的主要成分之一， 铝的矿石主要有铝土矿(Al₂O₃·2H₂O)， 明矾石〔(AlO)₂SO₄·9H₂O〕铝粘土〔H₂Al(SiO₄)·H₂O〕等。我国的铝矿非常丰富， 如， 台湾、山东、山西、贵州、昆明、河北、河南、辽宁等地储量都很大。

天然铝土矿是制取Al₂O₃的最好原料，一般含Al₂O₃可达40～60%， 其余主要为SiO₂，Fe₂O₃及稀散元素等杂质。利用Al₂O₃，SiO₂与Fe₂O₃三者在化学性质上的共性和个性可将Al₂O₃与其他杂质分开， 提纯的方法主要有酸法与碱法两种。碱法利用Al(OH)3可溶于碱， 而Fe₂O₃不溶的性质， 首先把Fe₂O₃分离出去; 酸法是利用Al(OH)₃可溶于酸而杂质SiO₂不溶的性质，可把SiO₂分离除掉，当原料中SiO₂含量较多时，用酸法比用碱法更经济，但酸法需耐酸、防蚀设备，因此， 目前仍多采用碱法生产Al₂O₃，在碱法中烧结法(干法) 比较适用于处理含SiO₂较高的铝土矿。此法是将铝土矿与纯碱及石灰三者磨细、混匀， 在高温 (1200℃) 下焙烧发生下列主要反应：

Al₂O₃+Na₂CO₃＝2NaAlO₂+CO₂

CaCO₃+SiO₂₌CaSiO₃+CO₂

将烧结产物(熟料)用水浸出，得到铝酸盐，可与不溶性CaSiO₃分离。

NaAlO₂+4H₂ONa[Al(OH)₄(H₂O)₂]在焙烧条件下， Fe₂O₃杂质也变成可溶性的Na₂O·Fe₂O₃， 由于它极易水解， 转变为Fe(OH)₃沉淀， 如此铝便与大部分硅及铁杂质分离，但溶液中还残留不少的Na₂SiO₃。进一步分离的方法是先用石灰乳除去硅，

Na₂SiO₃+Ca(OH)₂＝CaSiO_3(s)+2NaOH

再用CO₂降低溶液的碱性， 促进铝酸钠水解得Al(OH)₃沉淀， 再制成Al₂O₃。