第7讲 铝的有关性质
铝的性质及用途

铝是一种轻金属,化学符号为Al,原子序数:13。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。
在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
铝的性质及用途1.铝的性质工业上广泛使用的纯铝具有以下性质。
⑴熔点低熔点与纯度有关,99.996%的铝其熔点为660.37℃,99.97%的铝为659.8℃,熔炼、铸造、加工比较容易。
⑵密度小密度与温度和纯度有关,室温下纯度为99.996%铝的密度为2698.9kg/m3,而纯度为99.75%的铝的密度为2703kg/m3,约为铁的密度的35%,可制造轻结构,有“会飞金属”之称。
⑶可强化纯铝强度不高,冷加工硬化能使强度提高一倍以上,当然塑性变低。
可通过添加各种元素合金化(变成铝合金),使其强度提高,塑性下降不太大。
有的铝合金还可通过热处理进一步强化,其比强度可与优质合金钢媲美。
⑷塑性好,易加工可轧成薄板和箔,拉成管材和细丝,挤成各种型材,锻造成各种零件,可高速进行车、铣、镗、刨等机械加工,无低温脆性。
⑸抗腐蚀铝表面上极易生成致密而牢固的氧化铝(AL2O3)薄膜,而且被破坏后会立即生成,保护铝不被腐蚀。
因此,铝可在大气、普通水,多数酸和有机物中使用。
⑹导热、导电性好铝的导热、导电性仅次于金、银和铜。
室温下电工铝的等体积电导率可达62%IACS,若按单位质量导电能力计算,其导电能力为铜的2倍。
其热导率(0~100℃)为22.609W/(m·K),电阻率(20℃)为26.7nΩ·m,电阻温度系数为0.1(nΩ·m)·K-1 另外,还有无磁性、反射性强、有吸音性、耐核辐射和美观等特性。
2.铝的用途(消费结构)由于铝有很多独特的优点,因此用途广泛。
中国铝的消费量增加速度居世界首位(见图1),消费结构变化也大,建筑行业占30%左右,交通运输占约15%,机械行业占不到9%,包装(包括易拉罐)占约8.5%,电器与电力占不到8%等。
铝的性质的教学设计

铝的性质的教学设计一、设计思路建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式为:“以学生为中心,在整个过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的;”新课程改革以后,探究性学习在化学教学领域中广泛使用;这种教学模式是要求学生在教师的指导下,运用自己已有的知识和经验,对未知的知识领域,进行主动探索、发现和体验,逐步学会对大量信息的收集、分析和判断,最终构建新知识体系的综合过程;本节课是利用学生在对生活中铝制品的使用产生兴趣,主动积极地去探讨和研究铝有关的性质,体现的是“走进生活—性质探究—社会应用”的一种教学思想;在教学过程中,教师提供资料,使学生对铝的广泛用途产生兴趣,然后展示一张学生家里普通使用的一种铝制品铝锅使用注意事项,让学生在细读注意事项的同时展开讨论,铝的这些用途可能跟铝的哪些化学性质有关,再设计实验进行探究,从而得出铝的化学性质,最后根据这些性质来解释铝在社会中的应用;二、教材分析按本节课的课表要求,通过实验探索,了解铝的重要化学性质,如与酸、碱反应,钝化现象等,从中感知实验研究化学物质的一般方法,形成分析推理、综合归纳的能力;本节课是在学生学习了金属钠、镁性质之后学习的又一金属知识,学生对金属性质及性质探究已经具有一定的基础,所以对铝性质的探究不仅是学习新知识,同时也是对旧知识的联系与应用;三、学情分析1知识基础学生通过本单元第一课时和第二课时的学习,已经掌握了铝的氧化物和铝的氢氧化物的性质,对氧化铝和氢氧化铝既能和酸反应、也能和碱反应的特殊性质有了一定的认识,这为学习本节课中铝和强碱的反应打下了基础;同时,在初中的化学学习阶段中对金属通性的学习以及在上一专题中对金属钠、镁及其化合物的学习,学生已经掌握了金属的延展性、导电性、导热性等物理性质和金属能和氧气、酸、盐发生反应等化学性质,这为学生推测铝的性质提供了很好的知识准备;2实验技能基础高中阶段为学生提供动手实验的机会不多,因此本节对于实验基本操作的技能要求不高,而且经过了专题一第二单元“研究物质的实验方法”的学习,学生的动手能力和实验能力会有一定提高;在本节课的教学中,教师可根据实际情况为学生提供亲自动手实验验证猜想的条件;也可由学生提出实验猜想,教师完成实验,学生观察实验现象;铝热反应的实验由于操作难度大,危险性高,则由教师完成;四、教学目标1、知识与技能:1通过实验探究,初步学会观察实验现象,并能正确描述实验现象;2了解铝的重要性质,铝与氧气、稀酸、强碱的反应规律,铝与浓硫酸、浓硝酸的反应规律;3通过观察实验,了解铝热反应;4通过亲手完成探究实验,提高实验操作能力,观察能力; 2、过程与方法:1通过实验探究,初步认识实验方法设计在化学学习中的应用; 2通过实验,体验科学探究的过程和方法; 3、情感态度与价值观:1通过铝制品的相关使用,体验化学与生活密切联系; 2通过学生动手做实验,激发学生学习的兴趣; 3通过实验,培养学生探究和合作学习的精神; 五、重点难点 铝和碱的反应产物以及反应实质由于学生已经具备了一些金属的知识,因此能顺利学习铝的金属通行,但铝和碱反应的性质是别的金属不具备的,也是学生第一次接触,所以将重难点确定为:铝和碱的反应产物以及反应实质; 六、教学策略与手段以生活中铝的广泛用途创设情境,激发学生对铝产生兴趣;通过生活中铝锅使用注意事项,让学生设计实验探究铝的化学性质;再结合教师的引导,使学生在自主学习中接受新知识;在教学中给学生生动活泼的主动探索机会和实践过程,且给予足够的交流和讨论空间,充分体现学生的主体性;↓七、课前准备学生:班级学生分组实验;教师:收集资料,设计问题以课件形式展出;八、教学过程九、课堂练习:一、填空题:1.写出下列反应的化学方程式,并标出电子转移方向和数目:金属铝在空气中氧化 ;铝片与沸水反应 ;铝丝插入盐酸中 ;铝片与氢氧化钠溶液反应 ;铝丝与稀硫酸反应 ;二、选择题:1.用于飞机制造业的重要材料的是A.Mg-Al合金 B.Cu-Sn合金 C.Al-Si合金 D.不锈钢2. 下列物质中属于纯净物的是A、铝热剂B、铝土矿C、明矾D、含铝38%的Al2O33.铝热剂中铝的作用是A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.填充剂十、教学反思:1、铝与钠、镁等金属相比,其特殊性是本节内容的难点和重点;针对铝、铁与浓硝酸浓硫酸的钝化现象,教材没有做过多讲解,对于反应温度“常温”也只字不提,容易让学生以为钝化在任何温度下都能发生;这是教材设计上的缺陷,因此在教学中,教师要强调钝化的浓度和温度条件,让学生正确理解这一概念;针对铝与强碱的反应,在设计上先埋下伏笔,顺利激发起学生的疑问之后便开始围绕反应实质大做文章,使学习效果强化;整个教学设计围绕教学难点和重点,由铝的特殊性展开,适应了高中生的心理特点,能抓住难点重点,突破教学难点;2、在对铝与碱反应实质的教学中免不了要使用平衡移动原理,但此时的学生还没有学习相关知识;在教学时可以对其做简单的介绍,或者不提“化学平衡移动”这一概念,改用“反应能彻底进行”或“大大地促进了铝的溶解”等说法,降低学生的理解层次;3、本教学设计对实验探究学习法进行了大胆尝试,对教师的实验操作技能也提出了较高的要求,尤其是“铝热反应”的设置,对实验的成功率和安全性都发起了挑战,因此该教学设计有利于提高学生的动手能力和质疑精神,也有利于教师的专业成长;。
高中化学教案铝

主题:铝
一、学习目标:
1. 了解铝的基本性质;
2. 理解铝的常见用途;
3. 掌握铝的制取方法。
二、学习重点和难点:
1. 铝的化学性质;
2. 铝的制取方法。
三、教学过程:
1. 铝的基本性质
铝是一种轻质、耐腐蚀的金属,为银白色。
具有良好的导电性和导热性。
化学性质稳定,在常温下不会与空气发生反应。
2. 铝的常见用途
铝是广泛应用于工业生产和生活中的重要金属之一。
主要用途有:
- 制造航空器、火箭、汽车等轻质工业材料;
- 制造铝箔、铝合金门窗等日常用品;
- 用于电力和电力传输线路的绝缘体材料等。
3. 铝的制取方法
铝的主要制取方法是电解法。
具体过程如下:
- 将经过氧化、质纯化的氧化铝粉末加入氯化铝和氧化铝混合物中通电;
- 在高温下,氯化铝被还原为铝金属,沉积在阴极上。
四、实践活动:
1. 观察实验:观察铝在化学反应中的变化;
2. 实验操作:自行设计一种制取铝的实验方案,并进行实验验证。
1. 阅读教材相关内容,完成相关习题;
2. 思考铝的应用领域,撰写一篇小短文。
六、教学反馈:
根据学生的学习情况和实验结果,及时总结教学内容,为进一步学习打下基础。
以上为铝的化学教案,希望能对学生学习化学知识有所帮助。
有关铝的高考知识点

有关铝的高考知识点铝是我们常见的金属之一,具有许多重要的应用和高考相关的知识点。
今天,我们来一起探讨一下有关铝的高考知识。
一、铝的性质和化学反应铝是一种轻便、耐腐蚀的金属,具有良好的导电和热传导性能。
它的密度相对较低,但强度较高,因此在空气中不会容易生锈。
铝具有良好的可塑性,能够被加工成各种形状,广泛应用于制造业。
铝具有一些独特的化学反应。
首先,铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化铝膜,这种膜能够阻止铝的继续氧化。
这也是为什么铝能够在空气中相对稳定的原因之一。
其次,铝能够与酸反应生成相应的盐和氢气。
例如,铝与稀盐酸反应会生成氯化铝和氢气。
再次,铝与碱性溶液(如氢氧化钠)反应会生成相应的铝盐和氢气。
铝的这些化学性质和反应机制是理解高考题目的基础。
二、铝的提取和炼制铝是地壳上丰富的金属之一,但它并不以自然形态存在,我们必须通过化学方法来提取和炼制铝。
一般来说,铝主要是通过电解铝氧矿石来提取和得到的。
铝氧矿石中含有铝的氧化物,通过电解可以还原出自由的金属铝。
在铝的炼制过程中,我们还需要考虑到电解槽的选择和阳极的制备。
阳极通常使用纯铝制成,而阴极则是石墨。
在这个过程中,铝的电解液是熔融的氟铝酸盐。
通过电解,氧化铝会被还原成自由的铝金属,从而得到纯度较高的铝。
三、铝的应用铝具有良好的物理和化学性质,因此在工业中被广泛应用。
首先,铝是一种重要的建筑材料,可用于制造门窗、幕墙和建筑结构等。
具有轻便、抗腐蚀、易加工等特点,使得铝成为现代建筑中不可或缺的材料。
另外,铝具有良好的导电性能,广泛应用于电力工业。
例如,铝线和铝箔都是电力传输中常见的材料。
此外,铝也用于制造电子设备的外壳和连接线。
铝还被广泛应用于飞机制造、汽车工业和包装行业等。
铝的轻量化和良好的强度使得它成为飞机和汽车制造的理想材料。
同时,铝箔作为包装材料被广泛使用,因其良好的阻隔性能对食品等物品进行保护。
综上所述,铝作为一种重要的金属,在高考中也是一个重要的知识点。
高中无机化学复习:铝的性质和制备铝

7.73
Na Ca Fe Al
二、从铝土矿制备铝的工艺流程
铝土矿
二氧化碳 铝
溶解
过滤
酸化
过滤
灼烧
电解
NaOH溶液 溶液
残渣 滤液
H2O
:(1)铝土矿→氧化铝 两个阶段 :( )铝土矿 氧化铝
(2)氧化铝 铝 )氧化铝→铝
写出从铝土矿中提取铝的化学反应方程式: 写出从铝土矿中提取铝的化学反应方程式:
历史的疑问
19世纪中期 法国皇帝拿破仑 三世, 世纪中期, 拿破仑三世 在 19 世纪中期 , 法国皇帝 拿破仑 三世 , 珍藏着 一套铝制的餐具, 平时舍不得用, 一套铝制的餐具 , 平时舍不得用 , 直到国宴时才拿 出来炫耀一番, 出来炫耀一番 , 而元素周期表的创始人门捷列夫在 受到英国皇家学会的表彰时, 得到的是一只铝杯。 受到英国皇家学会的表彰时 , 得到的是一只铝杯 。 为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具, 为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具 ,而门捷列夫也没 有给奖励一只金杯呢? 其实在当时铝的产量非常少, 其实在当时铝的产量非常少,从而导致了铝的价 格相当的昂贵, 格相当的昂贵,甚至都超过了黄金 是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗? 是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗?
溶解: 溶解 Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+H2O 酸化: NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 酸化 = +
△
灼烧: Al(OH)3 =Al2O3 + H2O 灼烧
通电
电解: 2Al2O3 = 4Al + 3O2 电解
添加助熔剂冰晶石(Na3AlF6)
电解铝方法的发明
C
课 堂 练 习
高一化学与铝有关的知识点

高一化学与铝有关的知识点铝是一种常见的金属元素,也是地壳上含量最丰富的金属之一。
在我们的日常生活中,铝被广泛应用于建筑、包装、航空航天等领域。
本文将介绍与铝有关的化学知识点,包括铝的性质、组成、反应特点等内容。
1. 铝的性质铝是一种轻便、柔软的金属,具有良好的导电和导热性能。
它的熔点相对较低,约为660°C,且在常温下具有良好的耐腐蚀性。
这些性质使得铝成为了制造各种产品的理想材料。
2. 铝的组成铝的化学符号为Al,原子序数为13,位于III A族元素。
其原子结构为2-8-3,其中外层电子数为3,使得铝具有较强的金属特性。
铝的原子量为26.98 g/mol。
3. 铝的制取现代工业中,铝主要通过电解铝矾土制取。
首先将铝矾土与碱石灰石煅烧,生成氧化铝。
然后将氧化铝与熔融的氢氟酸反应,得到氟化铝。
最后,用电解法将氟化铝电解,得到纯铝。
4. 铝的吸湿性铝具有较强的吸湿性能,与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铝。
这也是为什么铝制品在长时间暴露在空气中会产生氧化层的原因。
氧化层可以保护铝制品不被进一步腐蚀。
5. 铝与酸的反应铝与稀酸反应生成相应的盐和氢气。
例如,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气的反应方程式为:2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑6. 铝与碱的反应铝与氢氧化钠等强碱反应,生成相应的盐和氢气。
例如,铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝和氢气:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑7. 铝与氯气的反应铝与氯气反应生成氯化铝。
反应过程中,铝原子失去3个电子形成铝离子,而氯气中的氯原子接受这些电子。
反应方程式为:2Al + 3Cl2 → 2AlCl38. 铝的合金铝可以与其他金属元素进行合金化,以改变铝的硬度、强度和耐腐蚀性。
常见的铝合金包括铝镁合金、铝硅合金等。
这些合金在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
总结:铝是一种重要的金属元素,具有轻便、柔软、导电、导热等优良性质。
铝的性质及应用
铝的原子结构示意图为
,易失去最外层的3个电子形成
稳定的Al3+,故Al有较强的还原性,是一种活泼的金属元素。
(Ⅰ)与非金属单质反应
(1)与氧气反应
常温下被空气中的氧气氧化,表面生成一层 致密的氧化膜 ,失去金
属光泽。点燃或加热时发生反应:4Al+3O2 =点==燃== 2Al2O3 。 金属铝可以在氧气中燃烧,该反应放出大量热和耀眼的白光,因而铝
(2)与强碱反应 铝与强碱溶液反应的原理的解释:
①氧化还原反应(或置换反应):
②复分解反应:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O ③总反应式:将上述①、②中的反应相加,①+②×2再整理可得: 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑(氧化还原反应)。 反应中的数量关系: a.等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比 VHCl(H2) =1∶1。
三、硫酸铝钾
1.复盐:由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。
2.硫酸铝钾
十二水合硫酸铝钾俗名 明矾 ,化学式: KAl(SO4)2·12H2O , 能溶于水,它的水溶液的电离方程式为 KAl(SO4)2=== K++Al3++ 2SO42- ,在水中能生成 Al(OH)3胶体 ,可吸附杂质使水澄清, 故可作净水剂。
已学过的物质中既能与盐酸,又能与NaOH 溶液反应的有哪些?
[学生交流] 【提示】 有Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、 (NH4)2CO3等。
铝制餐具为何不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、 碱性或咸的食物?
[师生交流] 【提示】 酸、碱和盐均可直接侵蚀铝的保护膜以及铝制品 本身,所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性或含 盐的食物。
高中化学必修一第三章第一节《铝》
引言概述:铝是一种常见的金属元素,它在自然界中广泛存在,并且具有许多重要的性质和用途。
本文将详细介绍高中化学必修一第三章第一节《铝》的相关内容。
铝的起源、性质、制备方法、化学反应以及应用领域将被逐一探讨。
正文内容:一、铝的起源1.铝的发现历史2.铝的存在形式二、铝的性质1.物理性质a.密度、熔点和沸点b.导电性和导热性2.化学性质a.反应性b.与非金属的反应三、铝的制备方法1.金属铝的制备方法a.氧化铝的还原法2.铝合金的制备方法a.合金化学反应法b.熔化法四、铝的化学反应1.与酸的反应a.铝与盐酸的反应b.铝与硫酸的反应2.与碱的反应a.铝与氢氧化钠的反应b.铝与氨水的反应3.氧化还原反应a.铝与氧的反应b.铝与二氧化碳的反应五、铝的应用领域1.工业领域a.铝制品制造b.铝合金的应用2.生活用品领域b.小家电制品总结:铝是一种常见的金属元素,它具有较低的密度、优良的导电性和导热性,并且与许多化学物质都能发生反应。
铝的制备方法包括还原法和电解法,而铝的化学反应与酸、碱和氧化还原反应都密切相关。
铝的应用领域广泛,包括工业领域和生活用品领域。
通过深入研究铝的性质和用途,我们可以更好地了解和应用这一重要的金属元素。
引言概述:本文将详细介绍高中化学必修一第三章第一节的内容,即《铝》。
铝是一种常见的金属元素,具有广泛的应用领域。
本文将从铝的性质、制备方法、化学反应以及应用等方面进行详细阐述。
正文内容:一、铝的性质1.物理性质铝是一种银白色的金属,具有良好的导电性和导热性。
铝的密度较低,为2.7g/cm³,属于轻金属之一。
铝的熔点相对较低,约为660℃,易于加工和成型。
2.化学性质铝在常温下相对稳定,与空气中的氧气反应一层致密的氧化铝膜,起到防腐蚀的作用。
铝可以与许多非金属元素反应,如卤素、硫、氮等。
铝与盐酸和硫酸等强酸反应放出氢气。
3.合金性质铝具有良好的合金性能,可以与多种金属元素形成合金,如铜、锌等。
高中化学必修:铝的性质
2.镁、铝都是较活泼的金属,下列描述中正确的是( ) A.高温下,镁、铝在空气中都有抗腐蚀性 B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应 C.镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应,铝在一定条 件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应 D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物
解析 在常温下,镁和铝在空气里都能跟氧气反应,生成一 层致密而坚固的氧化物薄膜,这层氧化物薄膜能够阻止金属 的继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀的性能,但是在高温下 能剧烈反应,放出大量热,A 错;镁能跟酸反应不能跟碱反 应,B 错;C 对;铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物,在铝热 剂反应时,为了引燃,在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾),中间 插一根镁条,是为引燃用的,D 错。 答案 C
。
(3)将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操
作还有:①记录 C 的液面位置;②将 B 中剩余固体过滤,
洗涤,干燥,称重;③待 B 中不再有气体产生并恢复至室
温后,记录 C 的液面位置;④由 A 向 B 滴加足量试剂;
⑤检查气密性。上述操作的顺序是
(填序号);记
录 C 的液面位置时,除视线平视外,还应
(2)与盐酸、稀硫酸反应 反应的离子方程式为: 2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(3)与强碱反应 Al 能够与 NaOH、KOH 等强碱溶液反应,化学方程式为: 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ ,2Al+2KOH +2H2O===2KAlO2+3H2↑。 离子方程式为: 2Al+2OH-+2H2O===2AlO- 2 +3H2↑ 。
( D)
A.钠和冷水反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.铝与烧碱溶液反应:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2 +
铝及其化合物
第7讲 │ 要点探究
2.氢氧化铝制备 ①向铝盐溶液中加入氨水,离子方程式 为 + + 3 Al +3NH3· 2O===Al(OH)3↓+3NH4 H __________________________________ ____________。 ②向偏铝酸盐溶液中通入过量的CO2, 离子方程式为 __________________________________ AlO2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3 ____________。
第7讲 │ 要点探究
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和 NaOH 溶液反 1 VHClH2 1 应,若产生 H2 的体积比为 < < ,则必定是: 3 VNaOHH2 1 铝与 HCl 反应时,铝过量而 HCl 不足;铝与 NaOH 溶液 反应时,铝不足而 NaOH 溶液过量。 4.铝热剂为铝粉与 Fe2O3、Fe3O4 等活泼性弱于金属铝 的金属的氧化物组成。铝粉与氧化镁粉末不能组成铝热 剂。
Al(OH)3
Al3++3OH碱式电离
氢氧化铝是两性氢氧化物
氢氧化铝的化学性质
(1)和碱反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
离子方程式:
Al(OH)3 + OH- = AlO22-+ 2H2O
(2)和酸反应
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
现象:
白色沉淀,后沉淀消失。
Al3++3OH- =Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH- =AlO2- +2H2O
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第7讲铝及其化合物
考点聚焦
1.了解铝及其重要化合物的主要物理性质
2.了解Al的化学性质
3.了解Al2O3、Al(OH)3的两性
4.了解Al(OH)3的制备方法及其受热分解
知识梳理
一、铝的制取
1.铝元素位于周期表、族,是较活泼的金属元素,在自然界中以态存在,在地壳中的含量占金属中的第位,铝元素在地壳中主要存在的物质是。
二、铝的性质
1.物理性质:
铝是色、带有金属光泽的固体,硬度、较,具有良好的导电性、导热性和延展性。
2.化学性质:
①与氧气发生反应:
常温下,铝在空气中发生现象,因此常温下铝制品具有抗腐蚀的性能,但若遇到含有的溶液,会受到破坏,不宜长期放置。
点燃Al在纯氧中剧烈燃烧:
②在常温下,铝遇到、发生钝化。
③与非金属发生反应:
与Cl2反应:与S 反应:
④与非氧化性酸发生反应:
与稀硫酸反应,离子方程式为
⑤铝是一种典型的两性金属,不仅能与酸反应,还能与强碱溶液反应,如与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为。
⑥与盐溶液发生反应
与不活泼金属的盐溶液(如硝酸汞):
与强氧化性盐溶液(如氯化铁):
⑦与金属氧化物反应(又叫)
与氧化铁:
三、铝的化合物
1.氧化铝
①)物理性质
Al2O3是固体,其天然晶体叫,硬度大,熔点高(为2072℃),是很好的耐火材料
②化学性质(典型的氧化物)
与强酸反应,其离子方程式为
与强碱溶液反应,其离子方程式为
思考:铝与强碱溶液反应的实质是什么?标出其电子转移方向和数目。
③用途
作材料,如制、等;作冶炼铝的原料;红、蓝宝石。
2.氢氧化铝
①)物理性质
Al(OH)3是固体,溶于水,若溶液中生成,Al(OH)3为物,且有吸附水中悬浮物和色素的能力
②化学性质(典型的氢氧化物)
H++AlO
2-+H
2
O Al(OH)3 Al3++3OH-
与强酸反应,其离子方程式为
与强碱溶液反应,其离子方程式为
热不稳定性:
③制备方法:
实验室中制取少量的氢氧化铝常用可溶性的铝盐与反应,反应的离子方程式为。
思考:能否用可溶性的铝盐与强碱反应制取?
3.铝盐和偏铝酸盐
(1) 铝盐性质:
①铝盐溶液发生水解反应,使溶液呈酸性。
思考:明矾的化学式为,在日常生活中明矾用于。
②铝盐与碱溶液反应
与强碱溶液发生反应:适量强碱:
过量强碱:
与弱碱(氨水)发生反应:
思考:写出Al2(SO4)3溶液与Na2S、NaHCO3、Na2CO3溶液反应的离子方程式。
(2) 偏铝酸盐性质:
①偏铝酸盐溶液发生水解反应,溶液呈碱性。
②偏铝酸盐与酸反应
与强酸发生反应:适量强酸:
过量强酸:
与弱酸(H2CO3)发生反应:即通入CO2气
适量CO2:
过量CO2:
③铝盐与偏铝酸盐溶液反应:
思考:分析以下几种情况中Al3+与强碱反应,与强酸反应的现象及图像
①把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)中至过量:
②把铝盐(Al3+)逐滴加入到强碱中至过量:
③在溶液中逐滴加入强酸至过量:
④在强酸溶液中逐滴加入至过量:
试题枚举
【例1】1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是()
①制铝合金②制电线③制炊具④明矾净水⑤明矾和苏打制食品膨松剂⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑦银色漆颜料⑧制易拉罐⑨包装糖果和小食品A.全部B.③⑤⑧⑨C.⑥⑧⑨D.③④⑤⑥⑧⑨
解析:“D”中所涉及的铝与进入食品、饭、水等中,并被人体吸收,所以要加以控制。
答案: D
【例2】在下列各物质中,加入过量盐酸后,最终不产生沉淀或浑浊的是
A.偏铝酸钠溶液
B.苯酚钠溶液
C.硅酸钠溶液
D.硫代硫酸钠溶液
解析:各选项中产物依次为Al(OH)3、C6H5OH、H2SiO3、S。
但Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于过量的盐酸中。
答案:A
【变式】将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是
A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠
【例3】将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是
A.3mol/LHCl
B.4mol/LHNO3
C.8mol/LNaOH
D.18mol/LH2SO4
解析:在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4(两物质均具有强氧化性)都不能产生H2,加入NaOH溶液只有Al与NaOH溶液反应生成H2而与Mg不反应。
而加入HCl,Mg 和Al都与盐酸反应生成H2,所以H2量最多。
答案:A
【例4】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2,则加入铝粉的质量为
A.5.4g
B.3.6g
C.2.7g
D.1.6g
解析:根据铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应的方程式判断,若在含等物质的量的HCl和NaOH 溶液中分别加入足量的铝粉,产生的H2之比为1:3。
而题中为1:2,说明铝粉的量相对盐酸是过量的,而对NaOH是不足的。
与前者反应的铝粉是2.7g,则与后者反应的铝粉应为5.4g。
答案:A
【变式】氢化钠是一种离子晶体,它与水反应时生成氢氧化钠和氢气,现有氢化钠和铝粉m g,与足量的水反应后铝无剩余,若收集到氢气n g,则混合物中铝粉的质量为:()
A.36n-3m
B.m-24n/5
C.12n-m
D.24m-5n
【例5】若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能共存的是
A.NH4+NO3-CO32-Na+
B.Na+Ba2+Mg2+HCO3-
C.NO3-Ca2+K+Cl-
D.NO3-K+AlO2-OH-
解析:铝粉加入酸溶液或强碱溶液中均可放出H2,A中NH4+与OH-不能大量共存,CO32-不能与H+大量共存;B中HCO3-既能与H+反应又能与OH-反应;C、D在强碱条件下可以共存。
答案:C、D
【例6】已知Ba(AlO2)2可溶于水。
右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。
下列有关叙述正确的是
A.a—b时沉淀的物质的量:A1(OH)3比BaSO4多B.c—d时溶液中离子的物质的量:AlO2-比Ba2+多
C.a—d时沉淀的物质的量:BaSO4可能小于A1(OH)3
D.d—e时溶液中离子的物质的量:Ba2+可能等于OH-
解析:设A12(SO4)3溶液中含1mol A12(SO4)3,既含2molAl3+和3molSO42-。
[o-a-b] 离子反应:2molAl3+ + 3molSO42- + 3Ba2+ + 6OH- = 3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
沉淀为BaSO4和Al(OH)3其物质的量之比为3:2 。
b点达最大值,为5mol,此时加入的Ba(OH)2为3mol
(b-c-d )加入的Ba(OH)2,仅OH-参与离子反应: 2Al(OH)3 + 2OH- = 2AlO2- + 4H2O 每消耗2mol OH—则生成2AlO2-,是留在溶液中Ba2+的两倍。
沉淀混合物中Al(OH)3随加入的Ba(OH)2不断溶解.当加入的Ba(OH)2为4mol时, Al(OH)3沉淀恰好溶解完。
d点沉淀达最小值组成全为BaSO4, 既y=3mol ,x=4mol. 此时,若不考虑AlO2-的水解,反应后溶液中溶质仅为1mol Ba(AlO2)2,既1mol Ba2+和2molAlO2-
[d-e---] 再加入的Ba(OH)2不发生离子反应,沉淀量不变,只是增加了溶液中的Ba2+和OH-离子.显然,当再加入1mol Ba(OH)2,既x=5mol ,此时溶液中的n(Ba2+)=1mol+1mol=2mol, n(OH-)=2mol , 两种离子的物质的量相等.
答案:B D.
【例7】将溶液(或气体)X,逐渐加入(或通入)到一定量的Y溶液中,产生沉淀的量与加入X
解析:由图可知,B中加入试剂1份,沉淀完全,再加入3份,
沉淀全溶解。
NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
A中二者反应生成S,继续通入不溶解;C中通入NH3生成沉淀,继续通入也不溶;而D中
AgNO3AgOH↓[Ag(NH3)2]++OH-。
答案:B。