鋁和鋁的氧化物

關(guān)于鋁和鋁的氧化物第1頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月金屬鋁的簡(jiǎn)介史前時(shí)代，人類已經(jīng)使用含鋁化合物的黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）制成陶器。鋁在地殼中的含量?jī)H次于氧和硅，位列第三。鋁為銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成柱狀、棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。用酸處理過(guò)的鋁粉在空氣中加熱能猛烈燃燒，并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，不溶于水，但可以和熱水緩慢地反應(yīng)生成氫氧化鋁。相對(duì)密度2.70，熔點(diǎn)660℃。沸點(diǎn)2327℃。以其輕、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛使用。

第2頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬容易失去最外層電子，變成金屬陽(yáng)離子，表現(xiàn)出還原性。不同的金屬，有不同的結(jié)構(gòu)，在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出的還原性各有不同。第3頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考指出鋁在元素周期表中的位置。畫出鋁元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。預(yù)測(cè)鋁所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)。第4頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁在元素周期表中的位置第5頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁元素原子結(jié)構(gòu)示意圖AL鋁元素原子核外共有

3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是

3.第6頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)測(cè)鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中易(填“得”或“失”)

失

電子,形成

陽(yáng)

離子,帶

3

個(gè)單位的正電荷.鋁離子符號(hào)表示為

AL3+。鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng)鋁與水反應(yīng)鋁與酸反應(yīng)第7頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁與非金屬反應(yīng)鋁與非金屬反應(yīng)，表現(xiàn)還原性1、4Al+3O2=2Al2O3(點(diǎn)燃）現(xiàn)象：耀眼的白光，放熱2、2Al+3Cl?=2AlCl?(點(diǎn)燃）鋁箔或者鋁粉可以在氯氣中燃燒，產(chǎn)生白煙。3、2Al+3S=Al?S?（加熱）鋁與硫需在干糙條件下才能反應(yīng),因?yàn)樯闪蚧X易水解。第8頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁熱反應(yīng)及鋁和水的反應(yīng)鋁熱反應(yīng)2Al+Fe?O?==點(diǎn)燃==Al?O?+2Fe（鋁熱反應(yīng)）8Al+3Fe3O4==高溫==4Al?O?+9Fe鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點(diǎn)金屬單質(zhì)的方法?？珊?jiǎn)單認(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物(如三氧化二鐵、三氧化二鉻、二氧化錳等)在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬，并且它是一個(gè)放熱反應(yīng)其中鎂條為引燃劑，氯酸鉀為助燃劑。鎂條在空氣中可以燃燒，氧氣是氧化劑。但插入混合物中的部分鎂條燃燒時(shí)，氯酸鉀則是氧化劑，以保證鎂條的繼續(xù)燃燒，同時(shí)放出足夠的熱量引發(fā)金屬氧化物和鋁粉的反應(yīng)。

第9頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁和水反應(yīng)與水反應(yīng)2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑根據(jù)鋁的還原性可推斷鋁可以與水反應(yīng)，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋁與沸水幾乎沒(méi)有反應(yīng)現(xiàn)象，不過(guò)鋁在加熱條件下就可以與水蒸汽發(fā)生明顯反應(yīng)，但反應(yīng)一開始就與水中的氧氣生成致密氧化膜阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。第10頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋁和酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)AL與酸反應(yīng)2Al+6HCl====2AlCl?+3H?↑

2Al+3H?SO?(稀)====Al?(SO?)?+3H?↑

Al+6HNO?(濃)====Al(NO?)?+3NO?↑+3H?O（加熱）

Al+4HNO?(稀)====Al(NO?)?+NO↑+2H?O

8Al+30HNO?(較稀)====8Al(NO?)?+3N?O↑+15H?O

8Al+30HNO?(極稀)====8Al(NO?)?+3NH?NO?+9H?O6CH?COOH+2Al=2Al(CH?COO)?+3H?↑注意，鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，且無(wú)氫氣生成。AL與強(qiáng)堿堿反應(yīng)鋁先與水反應(yīng)

2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑

氫氧化鋁兩性,與強(qiáng)堿反應(yīng)：

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

將上述兩個(gè)反應(yīng)疊加,得到：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑第11頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考鋁是活潑金屬，為什么很多鋁制品有很強(qiáng)的抗腐蝕性？氧化鋁，化學(xué)式Al?O?，在礦業(yè)、制陶業(yè)和材料科學(xué)上又被稱為礬土。是一種高硬度的化合物，難溶于水，熔點(diǎn)為2054℃，沸點(diǎn)為2980℃，在高溫下可電離的離子晶體，常用于制造耐火材料。

第12頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)氧化鋁的結(jié)構(gòu)式OALOALO第13頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氧化鋁和酸、堿反應(yīng)氧化鋁屬于兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)：和酸反應(yīng)：Al?O?+6HCl=2AlCl?+3H?OAl?O?+6H+

=2Al3+

+3H?O和熔融的堿反應(yīng)：Al?O?+2NaOH（熔融）=2NaAlO?+H?O和堿溶液反應(yīng)：Al?O?+2NaOH+3H?O=2NaAl(OH)4（四羥基合鋁酸鈉）Al2O3＋2OH-=2AlO2-＋H2O

第14頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氧化鋁和氧化鎂的比較第15頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩性氧化物兩性氧化物是指既可以與酸反應(yīng)生成鹽和水又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。兩性氧化物難溶于水。弱酸的酸式鹽或弱酸弱堿鹽雖然既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，但不能生成“鹽和水”，因而不是兩性化合物。與酸反應(yīng)只生成鹽與水的氧化物是堿性氧化物，同理，與堿反應(yīng)只生成鹽與水的氧化物成為酸性氧化物。與兩者都能發(fā)生上述反映的為兩性氧化物。兩性氧化物的“兩性”也可以理解為既能表現(xiàn)酸性氧化物的性質(zhì)，又能表現(xiàn)堿性氧化物的性質(zhì)。有時(shí)我們也把既能表現(xiàn)氧化性.又能表現(xiàn)還原性的物質(zhì)也叫“兩性”物質(zhì).氧化鋁：與酸：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O與堿：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O氧化鉛與酸：PbO+2HCl=PbCl2+H2O與堿：PbO+Ca(OH)2+H2O=Ca[Pb(OH)4]氧化鋅與酸：ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O與堿：ZnO+2NaOH+H2O=Na2[Zn(OH)4]Be、Ti、V、Fe、Co、Zn、Ge、Zr、Ag、Sn、Au、Mn等元素可生成兩性氧化物。第16頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題1甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1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V(甲)：V(乙)＝1:2，則加入鋁粉的質(zhì)量為()

A．5.4g

B．3.6g

C．2.7g

D．1.8g

【常規(guī)解析】可以判斷:鹽酸中鋁過(guò)量，NaOH中鋁不足。通過(guò)三步計(jì)算:[1]據(jù)鹽酸不足為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)得氫氣V(甲)，[2]據(jù)V(甲)：V(乙)＝1：2計(jì)算n(乙)，[3]據(jù)n(乙)金屬金屬鋁的質(zhì)量。[1]求n(甲)

2Al+

6HCl

=

2AlCl3

+

3H2↑

6

3

0.3mol

0.15mol

由于對(duì)于HCl,鋁過(guò)量,氫氣是通過(guò)HCl的物質(zhì)的量計(jì)算，n(H2)=0.15mol,[2]由于V(甲):V(乙)＝1:2，因此乙中生成的氫氣的物質(zhì)的量=0.15mol×2=0.3mol，

[3]2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2

+3H2

↑

2

2

3

a

0.2mol

0.3mol

由于0.2mol<0.3mol

可見(jiàn)氫氧化鈉過(guò)量，從而也可計(jì)算出a=0.2mol

即鋁的物質(zhì)的量為0.2mol，因此加入鋁的質(zhì)量=0.2mol×27g/mol=5.4g.答案為A.各反應(yīng)物物質(zhì)的量關(guān)系如下圖第17頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題2將等體積的氫氧化鈉和氯化鋁溶液混合，充分反應(yīng)，沉淀物中鋁元素的量和溶液中鋁元素的量相等，求原氫氧化鈉溶液和氯化鋁溶液的物質(zhì)的量濃度比。解析：要求溶液的物質(zhì)的量濃度比，在等體積的條件下就是求溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比。反應(yīng)后沉淀肯定是氫氧化鋁，溶液是什么取決于氫氧化鈉是否過(guò)量，所以應(yīng)分情況討論計(jì)算。

①若NaOH不足，最終溶液中剩余Al3+，設(shè)沉淀為1mol，可得：

Al3+

+

3OH-====Al(OH)3↓

1mol

3mol

1mol

由題意知溶液中應(yīng)剩余1molAl3+，可得原氯化鋁溶液中含有2molAl3+，所以原氯化鋁和氫氧化鈉溶液的濃度比為2∶3。

②若Al(OH)3部分溶解，最終溶液中剩余，設(shè)其量為1mol，氫氧化鋁沉淀有1mol可得：

Al3+

+

4OH-====+2H2O