電解鋁為什麼不用氯化鋁離子液體電解氧化鋁用惰性電極呢？

01-13

別告訴我共價，加入氯化鈉不就行了嗎，氯化鋁可以用鹽酸溶解鋁土礦後析出六水合三氯化鋁在氯化氫氣氛里去水，還有為什麼不用離子液體呢，就是咪唑正離子四氯合鋁酸根里加三氯化鋁
補充 氯化鋁加氯化鈉一起熔融別再提氯化鋁共價化合物不能電解了,析出鈉和氯氣鈉還原氯化鋁製得鋁(查到兩種機理,一種析出鋁令一種析出鈉)
高中的可以不用進來了,1別提氯化鋁不能電解2我看確實有研究的3電解氧化鋁有沒有惰性電極可以用

題主太過於想當然。化工的核心考量是成本，要盡量採取簡短的流程、使用廉價的底物，而題主的幾個設想，在成本上很可能都是沒有競爭力的(相對於傳統的電解氧化鋁-六氟鋁酸鈉混合物而言)。

1.氯化鋁在常壓下加熱到181攝氏度就直接升華，因此必須要加壓，額外的加壓和恆壓設備顯然會帶來額外的成本；此外即使在加壓下氯化鋁的液體範圍也非常狹窄，因此又需要非常精確的恆溫系統。此外液態氯化鋁電導能力差，嚴重影響電解效率，需要通入更大的電流；

2.電解四氯鋁酸鈉的問題在於，你首先要製備四氯鋁酸鈉。固體氯化鋁和固體氯化鈉是不會直接反應產生四氯鋁酸鈉的，那麼有兩個選擇：要麼是預先在某種溶劑中讓氯化鈉和氯化鋁反應產生四氯鋁酸鈉，那麼這個製備過程會帶來額外的成本；要麼是讓氯化鋁和氯化鈉中的一種液化，讓氣態氯化鋁和液態氯化鈉反應，或者讓液態氯化鋁和固態氯化鈉反應，前者要求更高的溫度，後者要求加壓。可能加壓條件下讓液態氯化鋁和固態氯化鈉反應並同時進行電解是符合題主設想的。然而這裡會和1中的情況一樣，需要加壓和恆壓設備並帶來額外的成本。此外還有一個必須要考慮的是鈉和鋁的分離(如果同時產生鈉的話)；

3.電解離子液體型四氯鋁酸鹽的問題在於，雖然電耗低，而且不用考慮加壓的問題，但離子液體的成本是較高的：需要花費若干步預先製備，同時有機陽離子會在電解中被不可逆地破壞(不能回收利用)，同時由於有機陽離子部分較大的式量，電解的質量效率是較低的，此外離子液體普遍對水敏感，因此不能不考慮乾燥系統的成本；

4.不論電解何種含氯物種，都會產生氯氣，而氯氣在加熱條件下對金屬是擁有超過氧氣的腐蝕性的(因為金屬氯化物在加熱條件下往往具有揮發性)，這對於設備材料提出了更高的要求；

5.氧化鋁在自然界是存在的，通過物理手段即可大量獲得，即氧化鋁的成本非常低廉，而氯化鋁或者水合氯化鋁(題主的幾個設想中都必須要用到它們作為某步反應的原料)在自然界是不存在的，並且在儲存過程中容易發生水解或風化而變質，也就是必須要預先製備並且立即使用。在之前幾點的討論中也提到了，這毫無疑問會產生額外的成本。

正好這段時間一直在研究鋁的電解工藝，包括冰晶石體系和氯化物體系，強答一波。先說冰晶石體系吧，1886年建立起冰晶石-氧化鋁的體系並一直沿用至今，冰晶石作為溶劑優點很多，比如穩定性好，在一般條件下不分解，不潮解，熔點高於鋁，但熔點過高也是它的很嚴重的缺點，邱竹賢院士致力於鋁的低溫電解工藝，發現添加氯化鈉可以很顯著的降低體系的熔點，但由此帶來的問題是，氧化鋁的溶解度降低，更明顯的是氧化鋁的溶解速度下降，這是很致命的，而且氯化鈉蒸汽壓較高，揮發嚴重，而且一般情況下是帶有結晶水的，加熱會分解產生氯化氫氣體，電解產生氯氣，對工業設備要求較高（實驗室條件下用氯化物體系電解鋁，不鏽鋼鐵坩堝只能用一次，而氟化物體系基本可以用一年左右。。。），這些是低溫鋁電解工藝未能推行的很重要的原因。

至於氯化物體系，我用的是氯化鈉-氯化鉀-氯化鋁，氯化鋁是可以被電解出來的，所用氯化鋁是無水的，最後添加，防止氧化和揮發，並且電解時還要加蓋，這點很重要。它在熔鹽中會形成Al2Cl6，這是共價化合物，整個熔融鹽成膠體狀，粘度較大，電流效率低，電解過程中伴隨著濃烈的煙氣，按照以往的經驗，有氯化氫，氯化鋁，氯氣，氯化鋁的揮發非常恐怖，一分鐘左右整個屋子都是白色嗆人的煙氣，別問我怎麼知道的，經常嗓子疼。

離子液體，別逗我，那個東西也就水幾篇期刊論文，實際工業是很難應用的，一則貴，二則吸水對電解影響很大，操作都是在手套箱，高純氬氣24小時不斷。

有人做過啊。

這又不是什麼稀奇的技術思路。

比如說氯化鋁-氯化鈉系混合熔鹽，溫度低，電耗小，但陽極放出氯氣，你們對氯氣的看法如何？我不看好。

謝邀。

工業上的化學過程，要考慮三個問題。

成本，可行性，是否違法。

首先電解氯化鋁。高中化學就說了，氯化鋁是共價化合物，共價化合物不能電解的。不滿足可行性。況且，氯化鋁可是由鋁製備來的，你這麼做沒意義啊！

離子液體……這玩意兒一是太超前，二是折騰，最重要的是它貴。人家電解個氧化鋁就能解決的問題，為啥折騰半天又是咪唑又是啥的整這麼複雜，這麼生產早就倒閉了。

實名反對所有說共價化合物不能電解的答案，你們高中沒學過電解水嗎？

電解氯化鋁想出鋁就不能有活潑氫存在，那就要用無水氯化鋁。實際上無水氯化鋁的乙醚溶液確實可以電解出鋁。但是工業生產必須要考慮成本，而據我所知目前的無水氯化鋁是用鋁單質跟氯氣反應得到的，也就是說無水氯化鋁比等物質的量的鋁還要貴。

氯化鋁是自然界少見的，工業用氯化鋁絕大多數是從鋁製備得來的。

也就是說，你聽說過吃飯造屎的，你聽說過吃屎造飯的么？

這是十幾年前的國初模擬題了，自己找書看看吧，典型的思而不學

題主肯定沒自己做過實驗。

乾的氯化鋁非常活潑，打開瓶蓋就冒煙（被空氣中水蒸氣水解生成酸霧），所以必須密封。一個密封容器還要加熱，這本身就是人為製造危險。何況工業上幾乎不可能做到完全密封，尤其還用的是強酸性氣體。按照你的流程，鹽酸溶解鋁土礦就已經會大量揮發氯化氫了，然後製備結晶氯化鋁又需要乾燥HCl氣流還要加熱也得密封，再接著是製備無水氯化鋁大規模工業應用不能用SOCl2隻能接著用乾燥HCl產率還有限，然後混合熔融電解，更熱鬧了，還得出來氯氣……這廠子全體戴防毒面具都不夠，得穿太空服，太空服和生產設備還會因為大量的酸嚴重損耗壽命。而且氯化氫的高溶解性會使得污染遠遠不僅局限於空氣，而是空氣水土壤一起完蛋。這麼多氯化氫也根本做不到循環使用，脫水劑想從鹽酸中把水去掉只留下氯化氫難度太大了成本也太高了，只能靠賤賣鹽酸回本……

其次，鋁土礦既然是礦石雜質就有很多，如果用酸浸出，結果就是溶液中什麼玩意兒都有，什麼FeCl3啊TiCl4啊ZnCl2啊……隨便數。難道還得再除雜不成？而如果按照現在的流程，鹼浸出礦石之後這些雜質都會留在殘渣中，溶液基本就是純凈的鋁酸鈉，中和加熱就能生成氧化鋁，電解生成的唯一氣體還是二氧化碳，不光沒啥污染而且是惰性的反應性比氯氣和氯化氫都低多了，還不用密封。你說正常人會選啥方法？

氯化鋁是分子化合物，離子液體太貴

反對所有說不能用氯化鋁電解生產鋁的回答。這個問題不要從高中奧賽的角度去思考，更多的應該是站在一個工業的角度去看。

電解氯化鋁製備鋁在60年代是一項很promising的技術，美鋁甚至在德州建立了一所氯化鋁電解的工廠，可惜運行五年就停工了。

下表為與主流工藝的對比：

從表可以看出電解氯化鋁技術的參數其實是優於霍爾-艾魯特法的，按理來說成本也應該更低才對。但是在美鋁的工業實踐中發現，它存在的問題也很明顯，電解原料氯化鋁是需要用氧化鋁來製備，（日本稱研究出直接氯化鋁土礦製備氯化鋁，但一直沒見工業報道）同時5噸的氯化鋁才能產出1噸鋁，因此雖然只從參數上看，它比較節能，但是實際上二者的成本差不多。其二就是氯化冶金的通病，對設備腐蝕嚴重，投資成本大，一個電解鋁廠全部設備都需要耐氯腐蝕的材料。其三是氯化鋁會在電解槽中水解，產生的沉澱，在電解槽底部會嚴重影響陰極電流效率，要打撈出來必須停工，影響了生產的連續性（重新開始電解是很麻煩的一件事情），因此必須保證原料的含水量和體系中的水，這個也需要加大投資。

由於現在低溫低壓電解氧化鋁技術的進步，氯化電解有什麼優勢了。但它還是蠻有潛力的一個技術

同志我跟你講，工業上如果能不碰氯就不去碰氯，帶氯的玩意兒對管道設備還有空氣都有非常壞的影響，特別你這還帶加熱含水的

至於電解氯化鋁，熔融狀態人家Al2Cl6不電離，溶於水的話電離可以瞭然而出不來鋁，離子液體不清楚，不過應該巨貴

實驗室製取氫氣可以電解水，然而工業大規模生產是用甲烷重整，原因就是成本和工藝成熟度

題主圖樣，97年的題了。

一定是高中化學沒學好

抖個機靈

如果有其他更加廉價可行的方法，工業生產為什麼不用呢？

0.國初送分題

1.確實不因為它是共價化合物，畢竟HF也可以加KF電解製取F2的

2.但是，製備可供電解的氯化鋁還是挺貴的，用類似四氯化鈦的方法，氯氣和氧化鋁加碳可能會有雜質，況且即使這麼做，氯氣也不便宜。

3.離子液體，呵呵。你以為這是實驗室？

結論：相比傳統方法，並不具有經濟上的可行性

無水氯化鋁光是放置在空氣中就會放出來一陣陣濃郁的酸霧……酸爽，誰用誰知道

離子液體？抱歉，用過咪唑類的……反正當天午飯和晚飯都省了

所以即便是成本和可行性都不考慮在內，也不會用這兩種東西去電解……畢竟氯氣的酸爽，也是誰用誰知道

PS:這種腦洞用四大化學的教科書來解決就可以吧，好奇問題審查要不要也來個與時俱進

國初試題

看看答案好伐

離子液體你算算理論產率是製備鋁不是金子

三氯化鋁怎麼製備你加了鹽酸就能搞出來了

你加熱溶液 HCl有沒有揮發鋁土礦里其它化合物會不會析出無水環境怎麼保持

還有覺得題主在釣魚.............

但是我就是咬了

氯化鋁是分子晶體，為什麼不用呢

(一)熔沸點低，而且易升華，一通電升溫就變成氣體飄走啦

(二)融熔的氯化鋁不!導!電╮(╯▽╰)╭

(三)以上真的只是高中知識高中知識高中知識(*?︶?*)

沒有說一下關於惰性電極的技術嗎？代替碳素電極也是大突破啊

渣科研狗飄過。。。

合成過離子液體，成本非常高，暫時來說這個想法不要想太多。。。