鋁和鋁合金的崛起

鋁和鋁合金的崛起鋁的歷史1855年巴黎世博會(huì)展出了鋁制品引起轟動(dòng)拿破侖三世特意定制了一頂鋁冠以彰顯其身份1886年霍爾發(fā)明了電解法煉鋁他第一次制備的小鋁球至今珍藏在美國(guó)鋁業(yè)公司內(nèi)自然界中鋁的分布紅寶石藍(lán)寶石白云母黃寶石正長(zhǎng)石祖母綠鋁土礦鋁在自然界中的存在形式在地殼中含量：7.73%含量最多的金屬元素存在形式：長(zhǎng)石、云母（鋁硅酸鹽礦物

）、鋁土礦（Al2O3）、明礬石氧48.60%硅26.30%鋁7.73%鐵4.75%鈣3.45%鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%氫0.76%其它1.20%19世紀(jì)前期，為什么叫鋁為“銀色的金子”？鋁的物理性質(zhì)text1text2text3text3text3銀白色光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性密度小text3硬度大（合金）鋁的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途用途不一的各種鋁合金易加工成各種形狀，包裝、裝飾工藝，鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁鍋、鋁壺等加熱器具鋁芯電線、電纜銀白色，有金屬光澤質(zhì)地較軟，延展性好密度小、熔沸點(diǎn)低導(dǎo)熱性能好導(dǎo)電性能較好熔點(diǎn)低、硬度大鋁的原子結(jié)構(gòu)+13283Al3+Al-3e→Al3+鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁比鐵活潑，但鋁卻不象鐵那樣容易被空氣腐蝕，為什么?常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化物薄膜（Al2O3）而具有抗腐蝕性。演示實(shí)驗(yàn)1、取Al棒放入熱水中鋁棒表面無(wú)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋁表面有致密的保護(hù)層-----氧化膜有關(guān)鋁表面的氧化膜1、形成機(jī)理被空氣中的氧氣氧化被濃硫酸或濃硝酸氧化2、主要成份以及化學(xué)性質(zhì)Al2O3具有兩性3、如何除去？砂除酸除堿除但接觸空氣立即再生4、如何阻止其再生？堿洗后，硝酸汞再洗5、如何證明其表面致密氧化膜沒(méi)有再生？用汞鹽洗后的鋁棒如下實(shí)驗(yàn)：1）放入水中2）置于空氣中鋁表面有少量氣泡鋁表面產(chǎn)生白色毛刷狀物質(zhì)完成反應(yīng)方程式鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁在氧氣中點(diǎn)燃可以看到耀眼的白光1、與O2的反應(yīng)：4Al+3O2→2Al2O3

點(diǎn)燃2、與鹽溶液(硝酸汞)反應(yīng)

3Hg(NO3)2+2Al→Al(NO3)3+3Hg“毛刷”現(xiàn)象4Al+3O2→2Al2O3

鋁和汞在鋁表面形成了合金（鋁汞齊）阻礙了致密氧化膜的形成歸納總結(jié)：在不同條件下，鋁生成氧化鋁。鋁跟其它非金屬的反應(yīng)鋁與非金屬反應(yīng)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生不同價(jià)態(tài)的鋁化合物呢？2Al+3Cl2→2AlCl3

點(diǎn)燃4Al+3S

→2Al2S3

點(diǎn)燃+3+3現(xiàn)象：加熱后鋁條表面有氣泡產(chǎn)生，

2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑△鋁與水反應(yīng)鋁與酸反應(yīng)2Al+6H+→2Al3++3H2↑1.鋁能將非氧化性酸中的H+置換成H22.常溫下，濃硝酸,濃硫酸使鋁表面鈍化!生活應(yīng)用：濃硝酸、濃硫酸的保存與運(yùn)輸用鋁罐3.常溫下鋁與稀硝酸或加熱條件下鋁與濃硝酸、濃硫酸也能反應(yīng)但是不產(chǎn)生氫氣鋁與堿反應(yīng)現(xiàn)象：有氣體產(chǎn)生化學(xué)方程式：2Al+2OH－

+2H2O→2AlO2－+3H2↑注：Al與強(qiáng)堿反應(yīng)才能生成H22Al+6H2O→2Al(OH)3↓+3H2↑2Al+6H2O+2NaOH→2NaAlO2+3H2↑+4H2O()×2＋6e2Al+2H2O+2NaOH→2NaAlO2+3H2↑2Al+2H2O+2OH－→2AlO2－

+3H2↑Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O

偏鋁酸鈉鋁與NaOH反應(yīng)實(shí)質(zhì)鋁與堿反應(yīng)鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3→2Fe+

Al2O3高溫Al的還原性強(qiáng)，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒用途：焊接鐵軌、冶煉難熔的金屬請(qǐng)寫出Al與Fe3O4，MnO2、V2O5、CuO的反應(yīng)式鋁熱劑鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)用于“定向爆破”，主要是利用鋁熱反應(yīng)熔斷鋼筋使樓房定向倒塌.

兩性Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2OAl2O3化學(xué)性質(zhì)Al2O3+2OH-→2AlO2-

+H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O結(jié)論：氧化鋁是兩性氧化物。紅寶石和藍(lán)寶石氧化鋁天然存在的α型氧化鋁晶體叫做剛玉，硬度僅次于金剛石和金剛砂(SiC)。人工高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁叫做人造剛玉，可耐1800℃，常用作高溫耐火材料，如制造反應(yīng)管和坩堝等，也用于制造絕緣體和砂輪。用高純氧化鋁和少量著色物質(zhì)，混合，經(jīng)高溫熔融可制得人造寶石，常在鐘表和一些精密儀器中用作軸承。純凈的氧化鋁是白色無(wú)定形粉末，俗稱礬土，熔點(diǎn)2050℃、沸點(diǎn)2980℃，不溶于水，鋁土礦是鋁在自然界存在的主要礦物。思考：你可以用哪些方法制取氫氧化鋁？氫氧化鋁

氫氧化鋁的制備和性質(zhì)探究2)向氯化鋁溶液中逐滴滴加氨水離子反應(yīng)方程式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先產(chǎn)生沉淀后溶解產(chǎn)生沉淀1)向氯化鋁溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液向(2)的試管中滴加鹽酸沉淀溶解Al(OH)3+OHˉAlO2+2H2O

Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl3++3OH-Al(OH)3Al3++3NH3·H2OAl(OH)3+3NH4+1.制備氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)室制法

——氨水與鋁鹽反應(yīng)AlCl3+3NH3.H2O→Al(OH)3↓+3NH4ClHClNaOH2.

氫氧化鋁的物理性質(zhì)

典型的兩性氫氧化物的性質(zhì)——與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)白色、膠狀(絮狀)、難溶的物質(zhì)3.化學(xué)性質(zhì)Al(OH)3Al3+AlO2

H++AlO2ˉ+H2o

Al(OH)3Al3++3OHˉ酸式電離堿式電離

加強(qiáng)酸加強(qiáng)堿實(shí)驗(yàn)1：向含1molAlCl3的溶液中,逐漸加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NaOH溶液的物質(zhì)的量n(NaOH)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.2012345n(NaOH)①①Al3++3OH－→Al(OH)3↓②②Al(OH)3+OH－→AlO2－+2H2O先產(chǎn)生白色沉淀，后消失實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)2：向含4molNaOH的溶液中,逐漸加入含AlCl3的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗AlCl3溶液的物質(zhì)的量n(AlCl3)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.201234n(AlCl3)①②①Al3++4OH－→AlO2－＋2H2O②3AlO2－+Al3++6H2O→4Al(OH)3↓4/3③4/3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先無(wú)沉淀，最終生成白色沉淀實(shí)驗(yàn)3：向含1molAlCl3溶液中,逐漸加入NH3·H2O溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NH3·H2O溶液的物質(zhì)的量n(NH3

·H2O)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)1

01234n(NH3·H2O

)①①Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH4+②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀實(shí)驗(yàn)4:向含1molNaAlO2的溶液中,逐漸加入HCl溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗HCl溶液的物質(zhì)的量n(HCl)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)10.80.60.40.201234n(HCl)①②①

AlO2－+H＋+H2O→Al(OH)3↓②

Al(OH)3＋3H＋→Al3＋+3H2O先產(chǎn)生白色沉淀，后消失實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)5:向含4molHCl的溶液中,逐漸加入NaAlO2溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NaAlO2溶液的物質(zhì)的量n(NaAlO2)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)432101234n(NaAlO2

)①②①

AlO2－+4H＋→Al3＋+2H2O②

Al3＋+3AlO2－+6H2O→4Al(OH)3↓③先無(wú)沉淀，最終生成白色沉淀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)6：向含1molNaAlO2的溶液中,逐漸通入CO2

氣體并過(guò)量,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗CO2氣體的物質(zhì)的量n(CO2)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)21012n(CO2

)①①

2AlO2－+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+CO32-②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀Al3+Al(OH)3AlO2－3H+3OH－4OH－OH－H+4H+

鋁三角

鋁三角

鋁三角

鋁三角

鋁三角練習(xí)：向含amolMgCl2和bmolAlCl3的溶液中,逐漸加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與消耗NaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)關(guān)系如下圖，求a、b。56n(NaOH)n(沉淀)鋁鹽明礬：KAl(SO4)2·12H2O

或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O說(shuō)起明礬，人們對(duì)它是很熟悉的，也有人管它叫白礬，化學(xué)名稱叫硫酸鋁鉀。然而明礬不只用作化工原料，它還是一個(gè)凈水能手呢！有一次，我們下鄉(xiāng)搞調(diào)查研究，在做午飯的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)缸里的水太渾，不能用，正在為此而著急的時(shí)候，農(nóng)技站的張技術(shù)員來(lái)了，他看見(jiàn)我們沒(méi)有辦法，立刻取出幾塊明礬，把它研成細(xì)未，然后撒在水缸里。不一會(huì)兒，缸里的水變得清澈透底了。KAl(SO4)2→K++Al3++2SO42-Al3++3H