鋁及其化合物課堂剖析

金屬材料在許多領域一直被廣泛應用青銅時代鐵器時代鋁合金鋁及其化合物含量：O＞Si＞Al＞Fe>Ca>Na鋁是地殼中含量最多的金屬283+13鋁的原子結構示意圖結構性質決定化學性質比較活潑，表現還原性,在反應中多被氧化為Al3+鋁的原子結構

鋁呈

色，硬度

，密度

，熔點

，和鎂類似，主要用途是

，鋁優(yōu)良的導電性和密度小，用來

。(一)物理性質銀白小小較高制造鋁合金制作導線探究1鋁是一種活潑金屬,但鋁制品為何能在空氣中穩(wěn)定存在?

⒈用坩堝夾住一小塊鋁箔（箔厚約0.1mm），在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動。仔細觀察?？捎^察到什么現象？為什么會產生這種現象？⒉再取一塊鋁箔，用砂紙仔細打磨（或在酸中處理后，用水洗凈），除去表面的氧化膜，再加熱至熔化。又有什么現象呢？

科學探究2（二）化學性質：1、與非金屬單質4Al+3O2===2Al2O3(1)與O2:（常溫下，表面形成致密氧化膜；純氧中劇烈燃燒）2Al+3Cl2===2AlCl3點燃(2)與Cl2:(3)與S:2Al+3S===Al2S3鈉和鋁與氧氣、水反應情況的比較：金屬鈉金屬鋁與氧氣反應情況與水反應情況與酸反應情況1、常溫反應生成氧化鈉2、加熱時劇烈反應生成過氧化鈉1、常溫被氧化生成致密的氧化膜(不容易銹蝕)2、加熱內部熔化，不脫落（氧化鋁熔點高）常溫時就能與水劇烈反應常溫時與水不反應，在沸水中也幾乎無明顯現象劇烈反應，比與水反應劇烈表面打磨后能劇烈反應鎂與水反應什么情況？2、與酸(1)與稀鹽酸、稀H2SO4反應：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑(2)常溫下，遇冷的濃H2SO4、濃HNO3(強氧化性)發(fā)生鈍化鋁與冷水幾乎不反應，與沸水反應及其微弱表面被氧化形成一層致密的氧化膜Mg粉中混入Al粉，怎么除掉？（是反應）鋁與稀硝酸反應不放出氫氣。

在Al和NaOH溶液的反應中，氧化劑是哪種物質？這一反應的本質是怎樣的？這一反應的本質是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑①2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O②反應①不易進行的原因是：a.Al的金屬性相對較弱；b.產生的Al(OH)3不溶于水，覆蓋在金屬表面而阻止反應的進行。由反應②可知Al(OH)3能溶于NaOH溶液中，能促使反應①向右進行，所以Al能與NaOH溶液反應，將①與②相加可得總反應：可簡寫為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,

氧化劑為水，不是NaOH。3、與強堿NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O==

2AlO2-+3H2↑反應的實質:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑6e-還原劑氧化劑NaOH只是作為堿性介質總結：Al既能與酸反應又能與強堿反應

4、與鹽溶液2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu某些金屬氧化物粉末與鋁粉混合后在較高溫度下發(fā)生劇烈反應生成Al2O3和其它金屬并放出大量熱的反應叫鋁熱反應鋁熱反應1.將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，在其中一只紙漏斗的底部剪一個小孔，用水潤濕，再與另一個紙漏斗套在一起，有孔紙漏斗置于內層（使紙漏斗每邊都有4層），架在鐵架臺的鐵圈上，其下方放置盛有細沙的蒸發(fā)皿或鐵盤。2.將5g干燥的氧化鐵粉末、2g鋁粉均勻混合后放在紙漏斗里，在混合物的上面加少量氯酸鉀，再在混合物中間插一根鎂條。點燃鎂條，觀察實驗現象。3.設計實驗，檢驗從紙漏斗下端落下的金屬是否為鐵。用鎂燃燒放出的熱量引發(fā)鋁熱反應（1）現象：（2）原理（置換反應）發(fā)出耀眼的光芒、放出大量的熱、有熔融物生成。2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高溫鋁熱劑鋁熱劑：鋁與金屬氧化物鋁熱反應裝置圖

※5、鋁熱反應Fe2O3、Fe3O4、MnO2、V2O5、Cr2O3等鋁熱反應不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉熔點較高的金屬如釩、鉻、錳等。（1）試從鋁粉跟氧化鐵的反應出發(fā)，思考鋁熱反應為什么可以應用于冶煉這些金屬。（2）請配平下列用鋁熱反應原理冶煉金屬釩和鈷的反應的化學方程式，指出哪些物質是還原劑、哪些物質是氧化劑，并計算生成1mol各種金屬分別需要純鋁的質量。①V2O5+Al—Al2O3+V②Co3O4+Al—Al2O3+Co（3）本質利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來（4）特點高溫，放出大量的熱。新生成的金屬單質呈液態(tài)，易與Al2O3分離（5）用途①冶煉難熔金屬②焊接鋼軌③定向爆破【小結】鋁的化學性質：Al的化學性質活潑,具有較強還原性（1）與非金屬反應（2）與酸反應（4）與鹽溶液反應（3）與堿反應（5）與某些氧化物反應—鋁熱反應（三）工業(yè)制法2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑電解（四）.鋁的用途制造電線和電纜;做各種鋁質器皿鎂鋁合金用于制造汽車、飛機、火箭；

Al2O3：紅寶石、藍寶石的主要成分剛玉的主要成分是Al2O3

，其中把含少量鉻元素的剛玉稱為紅寶石；含少量的鐵和鈦元素的剛玉稱為藍寶石。用耐磨的Al2O3做成的軸承耐高溫氧化鋁陶瓷坩堝二、氧化鋁（一）物理性質白色固體、難溶于水，熔點很高（2050℃）,堅固，常作耐火材料。氧化鋁探究1Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O它是哪類化合物？應該有什么性質？堿性氧化物Al2O3Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O酸性氧化物氧化鋁探究2氧化鋁探究3酸性氧化物堿性氧化物何去何從???既能與酸反應又能與堿反應只生成鹽和水的氧化物.兩性氧化物:(二)化學性質：兩性氧化物Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2OAl2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O；Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH－=2AlO2－+H2O1、與強酸反應：2、與強堿反應：偏鋁酸鈉偏鋁酸根說明②氧化鋁不溶于水,與水不反應,故不能用氧化鋁與水反應制取氫氧化鋁①鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性或咸的食物（三）用途：2、耐火材料(Al2O3熔點高)：耐火坩堝、耐火管等1、冶煉金屬鋁：2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑

電解3、天然的Al2O3形成名貴飾品三、氫氧化鋁（一）物理性質:白色膠狀物，難溶于水，有較強的吸附性。（二）化學性質：Al(OH)3看看它的化學式,想想它屬于什么類物質?氫氧化鋁探究1Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3+3H2O三元堿Al(OH)3Al3++3OH-請驗證一下弱酸是否能與其反應?我們得出的結論:氫氧化鋁只能溶于強酸不能溶于較弱酸。實驗要求:弱酸自帶!!!氫氧化鋁探究2氫氧化鋁探究3氫氧化鋁能溶于強堿.Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O一元酸氫氧化鋁不能溶于弱堿.Al(OH)3=H++AlO2-+H2OHAlO2HAlO2·H2O何去何從???既能與酸反應又能與堿反應只生成鹽和水的氫氧化物.兩性氫氧化物:酸堿歸納一下:氫氧化鋁為兩性氫氧化物H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-左右逢源與堿反應與酸反應酸式電離堿式電離（1）與酸反應：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（2）與強堿反應：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2、熱不穩(wěn)定2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O1、兩性氫氧化物:1、可吸附水中懸浮物和各種色素，常用作凈水劑2、用作藥物，治療胃酸過多(三)實驗室制法：鋁鹽與氨水Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+(四)用途：（1）復鹽：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-（2）物理性質：無色晶體，易溶于水，可用作凈水劑。（3）凈水原理：在水中完全電離明礬溶于水，Al3+發(fā)生水解反應，生成Al(OH)3膠體，具有吸附性。Al(OH)3膠體可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清，做凈水劑KAl(SO4)2由兩種（或以上）的金屬離子（或銨根）和一種酸根離子組成的鹽

四、鋁鹽(Al3+):1、明礬（俗名）：KAl(SO4)2·12H2O，2、偏鋁酸鹽AlO2-（1）與酸反應:HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl少量強酸：

足量強酸：

NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2OH++

AlO2-+H2O=Al(OH)3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O(3)鋁鹽與偏鋁酸鹽溶液反應（2）與CO2反應2NaAlO2+CO2（少量）+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3正鹽Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl（雙水解反應）NaAlO2+CO2（足量）+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3酸式鹽2AlO2-+CO2（少量）+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-AlO2-+CO2（足量）+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-總結：1、既能與強酸反應，又能與強堿反應的物質（1）Al、Al2O3、Al（OH）3（2）弱酸的銨鹽：（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3等（3）弱酸的酸式鹽：NaHCO3、NaHSO3、NaHS等2、鋁“三角”Al3+Al(OH)3AlO2-少量OH-、NH3·H2OAlO2-OH-H+少量H+、CO2、Al3+過量OH-過量H+3、Al3+Al(OH)3AlO2-3OH-OH-AlO2-Al(OH)3Al3+H+3H+4OH-4H+4、常見互滴法鑒別的物質（1）Na2CO3與鹽酸（2）AlCl3與NaOH溶液（3）NaAlO2與稀鹽酸⑴往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至過量Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O5、有關鋁化合物的圖像問題n(NaOH)n[Al(OH)3]↓12341⑵往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至過量Al3++4OH-=AlO2-+2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓12344n[Al(OH)3]↓n(AlCl3)⑶往NaAlO2溶液中加入稀鹽酸至過量AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O12341n[Al(OH)3]↓n(HCl)⑷往稀鹽酸溶液中加入NaAlO2至過量n(NaAlO2)12344n[Al(OH)3]↓AlO2-+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓⑸往AlCl3溶液中滴加入氨水至過量

12341n[Al(OH)3]↓n(NH3.H2O

)Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+⑹往Al3+、Mg2+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至過量

n(NaOH)Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OMg2++2OH-=Mg(OH)2↓12342n[沉淀]1657Al3+

AlO2AlAl2O3Al(OH)3Al(OH)3總結：鋁及其

重要化合物之間轉化②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿⒀⒁①練習：將一定量的Mg、Al投入100mL一定濃度的HCl中，合金全部溶解。向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH至過量，生成的沉淀的質量與加入NaOH的體積的關系如圖所示。求：

(1)合金中Mg、Al的質量(2)原HCl的物質的量濃度？20180