鋁的性質(zhì)及應(yīng)用課件

1、第一單元從鋁土礦到鋁合金第一單元從鋁土礦到鋁合金第二課時(shí)鋁的性質(zhì)及應(yīng)用1掌握鋁的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2了解氫氧化鋁的主要性質(zhì)。3了解明礬及其凈水原理。4認(rèn)識(shí)化學(xué)知識(shí)與生活間密切聯(lián)系，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。一、鋁一、鋁1鋁的物理性質(zhì)(1)通性： 色固體、有金屬光澤、有很好的 性和 性。(2)特性：硬度較小，密度小。銀白銀白延展延展導(dǎo)電導(dǎo)電 導(dǎo)熱導(dǎo)熱2鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，易失去最外層的3個(gè)電子形成穩(wěn)定的Al3，故Al有較強(qiáng)的還原性，是一種活潑的金屬元素。()與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(1)與氧氣反應(yīng)常溫下被空氣中的氧氣氧化，表面生成一層 ，失去金屬光澤。點(diǎn)燃或加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)：4Al3O2 。金屬鋁

2、可以在氧氣中燃燒，該反應(yīng)放出大量熱和耀眼的白光，因而鋁可用于制造燃燒彈、信號(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等；在空氣中加熱不能燃燒而只能保持紅熱。(2)與氯氣、硫等其他非金屬反應(yīng)2Al3Cl2 ,4Al6S 。致密的氧化膜致密的氧化膜2Al2O32AlCl32Al2S3=點(diǎn)燃 =點(diǎn)燃 = ()與酸堿的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟：將幾小塊用砂紙打磨過(guò)的鋁條分別放入四支潔凈的試管中，再向試管中分別加入濃硝酸、濃硫酸、6 molL1鹽酸、6 molL1氫氧化鈉溶液各3 mL，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 與鋁反應(yīng)的物與鋁反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論或化學(xué)方程式結(jié)論或化學(xué)方程式濃硝酸濃硝酸無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象鈍化鈍化濃硫酸濃硫酸無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)

3、明顯現(xiàn)象鈍化鈍化鹽酸鹽酸有有 產(chǎn)生，鋁產(chǎn)生，鋁片片鋁能與稀鹽酸反應(yīng)：鋁能與稀鹽酸反應(yīng)：2Al6HCl=氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液有有 產(chǎn)生，鋁產(chǎn)生，鋁片片鋁能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：鋁能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：2Al2NaOH2H2O=氣泡氣泡溶解溶解氣泡氣泡溶解溶解2AlCl33H22NaAlO23H2(1)與酸反應(yīng)與 (鹽酸、稀硫酸)反應(yīng)，有氫氣生成：2Al6H= 。與氧化性 (硝酸、濃硫酸)反應(yīng)，無(wú)氫氣生Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O。Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸會(huì) ，因此可用鋁制容器大量盛放、運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸。非氧化性酸非氧化性酸2Al33H2酸酸鈍化鈍化(2)與強(qiáng)堿反應(yīng)鋁與強(qiáng)堿溶液反

4、應(yīng)的原理的解釋：氧化還原反應(yīng)(或置換反應(yīng))：復(fù)分解反應(yīng)：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O總反應(yīng)式：將上述、中的反應(yīng)相加，2再整理可得：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(氧化還原反應(yīng))。反應(yīng)中的數(shù)量關(guān)系：a等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比b足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl(H2)VNaOH(H2)13。 VHCl(H2)VNaOH(H2) 1 1。()與鹽反應(yīng)：2Al3Hg2=2Al33Hg。()鋁熱反應(yīng)(1)定義利用鋁的 和鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時(shí)能 大量熱的性質(zhì)，工業(yè)上常用鋁粉來(lái)還原一些 ，這類反應(yīng)被稱為

5、。還原性還原性放出放出金屬氧化物金屬氧化物鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)(2)應(yīng)用焊接鐵軌：將鋁粉與氧化鐵的混合物點(diǎn)燃，由于反應(yīng)放出大量的熱，置換出的鐵以熔融態(tài)形式流出。讓熔融的鐵流入鐵軌的裂縫，冷卻后就將鐵軌牢牢地黏結(jié)在一起。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlFe2O3 。冶煉金屬：鋁與難熔金屬氧化物(如MnO2、Fe2O3、V2O5等)組成鋁熱劑，通過(guò)鋁熱反應(yīng)可以冶煉難熔金屬。如10Al3V2O5 5Al2O36V。 FAl2O32e=高溫 =高溫 利用鋁熱反應(yīng)能否置換出Mg、Ca金屬單質(zhì)？【提示】不能。鋁雖然是活潑金屬，但是不如Mg、Ca的還原性強(qiáng)。 二、氫氧化鋁二、氫氧化鋁1物理性質(zhì) 溶于水的 色 體，在溶液

6、中形成 色 沉淀。2化學(xué)性質(zhì)既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物稱為兩性氫氧化物。(1)兩性：Al(OH)3是典型的 氫氧化物。Al(OH)33H= ，Al(OH)3OH= 。(2)不穩(wěn)定性： 。(3)實(shí)驗(yàn)室制法：鋁鹽溶液與氨水反應(yīng)。離子方程式： 。3用途Al(OH)3能凝聚水中懸浮物，又能吸附有 ，可以用做 劑。 不不白白固固白白膠狀膠狀兩性兩性Al33H2OAlO22H2O= 受熱易分解：受熱易分解：2Al(OH)3 Al2O33H2OAl33NH3H2O =Al(OH)33NH4有機(jī)色素有機(jī)色素凈水凈水三、硫酸鋁鉀三、硫酸鋁鉀1復(fù)鹽：由兩種或兩種以上陽(yáng)離子和一種陰離子組成的鹽

7、。2硫酸鋁鉀十二水合硫酸鋁鉀俗名 ，化學(xué)式： ，能溶于水，它的水溶液的電離方程式為 ，在水中能生成 ，可吸附雜質(zhì)使水澄清，故可作凈水劑。明礬明礬KAl(SO4)212H2OAl(OH)3膠體膠體KAl(SO4)2= KAl32SO42 已學(xué)過(guò)的物質(zhì)中既能與鹽酸，又能與NaOH溶液反應(yīng)的有哪些？學(xué)生交流【提示】有Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、(NH4)2CO3等。 鋁制餐具為何不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物？師生交流【提示】酸、堿和鹽均可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜以及鋁制品本身，所以鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)期存放酸性、堿性或含鹽的食物。 鋁制容器可否盛放濃硫酸或濃硝酸？學(xué)

8、生交流【提示】常溫下，鋁遇濃硝酸、濃硫酸時(shí)會(huì)在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，從而阻止內(nèi)部金屬進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，因此濃硝酸、濃硫酸可貯存在鋁制容器中，亦可用鋁槽車運(yùn)輸。 鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理是什么？師生互動(dòng)【提示】鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的原理的解釋氧化還原反應(yīng)(或置換反應(yīng))：復(fù)分解反應(yīng)：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(第二節(jié)學(xué)習(xí))總反應(yīng)式：將上述、中的反應(yīng)相加，2再整理可得：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(氧化還原反應(yīng))。Al(OH)3是兩性氫氧化物，在強(qiáng)堿溶液中，Al表面生成的Al(OH)3立即與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)而溶解，這樣，鋁就不斷與水反應(yīng)，生成的Al(OH)3再與

9、強(qiáng)堿反應(yīng)，并且反應(yīng)放熱，因此反應(yīng)速率會(huì)越來(lái)越快。 鋁與酸或堿反應(yīng)均能產(chǎn)生氫氣，它們產(chǎn)生氫氣的情況如何？學(xué)生交流【提示】分析依據(jù)：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 VHCl(H2)VNaOH(H2) VHCl(H2)VNaOH(H2)13 13VHCl(H2)VNaOH(H2)1 甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為甲 乙1 2，則加入鋁粉的質(zhì)量為_?！舅悸分敢拷獯鸨绢}要從以下兩方面考慮：(1)等量的鋁粉分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出H2的關(guān)

10、系。(2)足量的鋁粉分別與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出H2的關(guān)系。 【解析】解答本題的關(guān)鍵是由題給條件判斷出哪種物質(zhì)完全反應(yīng)以找出計(jì)量關(guān)系。等質(zhì)量的鋁粉分別與足量的HCl和NaOH溶液反應(yīng)，放出H2的體積關(guān)系為甲 乙1 1，因2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故等物質(zhì)的量的HCl和NaOH分別與足量的鋁粉反應(yīng)，放出H2的體積關(guān)系為甲 乙1 3。現(xiàn)產(chǎn)生H2的體積比甲 乙1 2，說(shuō)明鋁粉的量對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，對(duì)NaOH來(lái)說(shuō)是不足的，據(jù)上述兩方程式可求得：與鹽酸反應(yīng)的鋁粉是2.7 g，與NaOH反應(yīng)的鋁粉是5.4 g，所以投入鋁粉的質(zhì)量為5.4 g。

11、【答案】5.4 g 由Al與鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)原理可推知：當(dāng)一定量的鋁在鹽酸中有剩余，而在NaOH溶液中不足時(shí)，產(chǎn)生氫氣的體積比應(yīng)存在下列關(guān)系： 。13VHCl(H2)VNaOH(H2) 1 1.有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()AAl是還原劑，NaOH及H2O均是氧化劑B還原產(chǎn)物是H2，且由H2O還原所得的H2與NaOH還原所得的H2物質(zhì)的量之比為2 1C此反應(yīng)說(shuō)明鋁具有兩性，鋁的活潑性比只具有金屬性的金屬弱D此反應(yīng)中，只有水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑【解析】Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的實(shí)質(zhì)是：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，NaOHAl(OH)3=Na

12、AlO22H2O，總反應(yīng)為：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2?！敬鸢浮緿二、二、Al(OH)3 什么是兩性氫氧化物？Al(OH)3是如何電離的？師生互動(dòng)【提示】(1)像Al(OH)3這樣，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物是兩性氫氧化物。(2)Al(OH)3可在不同條件下發(fā)生酸式和堿式電離：HAlO2H2O 酸式 Al(OH)3 Al33OH堿式 制備Al(OH)3時(shí)為什么用氨水而不用NaOH溶液？學(xué)生交流【提示】以鋁鹽為原料制備Al(OH)3，通常用氨水而不用NaOH溶液，因?yàn)檫^(guò)量的氨水不能溶解Al(OH)3，而過(guò)量的NaOH可溶解Al(OH)3使反應(yīng)物的量不易控制。

13、 在AlCl3溶液里逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量，產(chǎn)生什么現(xiàn)象？寫出有關(guān)的離子方程式；所得溶液取少許，再逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，又有何現(xiàn)象？寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。學(xué)生交流【提示】先有白色膠狀沉淀生成，后沉淀不斷溶解至全部消失。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO22H2O。溶液中逐漸產(chǎn)生白色膠狀沉淀，然后沉淀不斷溶解至完全消失。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：OHH=H2O，AlO2HH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O。 鋁鹽和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀的量有幾種情況？如何進(jìn)行計(jì)算？師生互動(dòng)【提示】Al3與OH反應(yīng)生成Al(O

14、H)3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液混合時(shí)，二者相對(duì)量的大小要影響產(chǎn)物的生成：強(qiáng)堿不足量時(shí)：Al33OH=Al(OH)3強(qiáng)堿足量時(shí)：Al(OH)3OH=AlO22H2O綜合上述兩式可得：Al34OH=AlO22H2O設(shè)Al3、OH的物質(zhì)的量分別為n(Al3)、n(OH)，最終生成Al(OH)3的質(zhì)量為mAl(OH)3，借助數(shù)軸討論如圖所示：a當(dāng)n(OH-)/n(Al3+)3時(shí)，OH-全部反應(yīng)，Al3+剩余，反應(yīng)按式進(jìn)行，mAl(OH)3=26n(OH-)。b當(dāng)n(OH-)/n(Al3+)4時(shí)，Al3+全部反應(yīng)，OH-剩余，反應(yīng)按式進(jìn)行，mAl(OH)3=0。c當(dāng)3n(OH-)/n(Al

15、3+)4時(shí)，按反應(yīng)和式進(jìn)行，mAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)78。 向50 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反應(yīng)得到3.9 g沉淀，則KOH溶液的物質(zhì)的量濃度可能是()A1 molL1B3 molL1C1.5 molL1 D3.5 molL1【思路指引】本題可用兩種方法求解：方法一：根據(jù)Al3和Al(OH)3沉淀的量的關(guān)系，計(jì)算KOH的濃度，要分別考慮KOH不足和KOH過(guò)量?jī)煞N情況。方法二：利用圖象法，根據(jù)題意畫出Al3與KOH反應(yīng)生成沉淀的圖象，分析求解?！窘馕觥渴紫葘懗鲇嘘P(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)所給的數(shù)據(jù)找出已知量和未知量的關(guān)

16、系。方法一：根據(jù)Al3的物質(zhì)的量與沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量比較可推測(cè)KOH的兩種情況：加入氫氧化鉀不足量時(shí)，n(KOH)3nAl(OH)33 0.15 mol，c(KOH) 1.5 molL1。當(dāng)KOH過(guò)量時(shí)，n(KOH)4n(Al3)nAl(OH)30.4 mol0.05 mol0.35 mol，c(KOH) 3.5 molL1。3.9 g78 gmol1 0.15 mol0.1 L 0.35 mol0.1 L 方法二：用圖象法求解，如圖所示，當(dāng)生成沉淀0.05 mol時(shí)，需KOH 0.15 mol；需KOH 0.35 mol?！敬鸢浮緾D 2.A、B、C、D、E五種化合物，均含有常見(jiàn)元

17、素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，若取A溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)。(1)寫出化學(xué)式：A_，C_，D_，E_。(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式。AB_，F(xiàn)E_?！窘馕觥款}目應(yīng)以B物質(zhì)作為突破口：【答案】(1)KAlO2Al2O3AlCl3NaAlO2(2)AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO32Al2OH2H2O=2AlO23H2一、一、“鋁三角鋁三角”及其之間的相互轉(zhuǎn)化及其之間的相互轉(zhuǎn)化1Al3+ Al(OH)3(1)可溶性鋁鹽與少量NaOH溶液反應(yīng)：Al3+3OH-(少量)=Al(OH)3(2)可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)：Al

18、3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+2Al(OH)3 Al3+Al(OH)3溶于強(qiáng)酸溶液：Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O3Al3+ AlO2-可溶性鋁鹽與過(guò)量的強(qiáng)堿反應(yīng)：Al3+4OH-(過(guò)量)=AlO2-+2H2O4AlO2- Al3+偏鋁酸鹽溶液與足量的鹽酸反應(yīng)：AlO2-+4H+=Al3+2H2O5AlO2- Al(OH)3(1)偏鋁酸鈉溶液中加入少量鹽酸：AlO2-+H+(少量)+H2O=Al(OH)3(2)偏鋁酸鈉溶液中通入CO2：2AlO2-+CO2(少量)+3H2O=2Al(OH)3+CO32-AlO2-+CO2(過(guò)量)+2H2O=Al(OH)3+HCO3-6

19、Al(OH)3 AlO2-Al(OH)3溶于強(qiáng)堿溶液：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O二、關(guān)于二、關(guān)于Al(OH)3圖象的實(shí)驗(yàn)探究圖象的實(shí)驗(yàn)探究 1AlCl3溶液與NaOH溶液2.NaAlO2溶液與HCl溶液三、凈水劑及其作用原理三、凈水劑及其作用原理 明礬和氯化鐵晶體都是常用的凈水劑，其原理都是金屬離子(Al3、Fe3)在水中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膠體溶液，膠體粒子吸附水中的懸浮物共同沉淀而使水凈化。Al3、Fe3與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為Al33H2OAl(OH)3(膠體)3HFe33H2OFe(OH)3(膠體)3H1除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用的溶液是() A鹽酸 B濃硝酸 C氨水 D氫氧化鉀溶液【解析】Mg和Al都是活潑金屬，都能跟鹽酸反應(yīng)生成H2，A不符合。Al在濃硝酸中鈍化，不能除去，且Mg與濃硝酸反應(yīng)，B也不合要求。氨水與Mg、Al都不反應(yīng)，不能選用。KOH溶液只溶解Al，不溶解Mg，符合要求?！敬鸢浮緿2將一定量的鎂鋁合金放入一定量的鹽酸中， 合金恰好全部溶解，向所得溶液中滴加一定濃 度的