鋁和鋁的氧化物.ppt

1、1,a,第一課時(shí),鋁和鋁的氧化物,a,2,金屬鋁的簡介,史前時(shí)代，人類已經(jīng)使用含鋁化合物的黏土（Al2O32SiO22H2O）制成陶器。鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅，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。,a,3,復(fù)習(xí)金屬的化學(xué)性

2、質(zhì),金屬容易失去最外層電子，變成金屬陽離子，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。,a,4,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)測鋁所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)。,a,5,鋁在元素周期表中的位置,a,6,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 .,a,7,預(yù)測鋁的化學(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 離子,帶 3 個(gè)單位的 正 電荷.鋁離子符號表示為 AL3+。 鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 鋁與水反應(yīng) 鋁與酸反應(yīng),a,8,鋁與非金屬反應(yīng),鋁與非金屬反應(yīng)，表現(xiàn)還

3、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=AlS （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。,a,9,鋁熱反應(yīng)及鋁和水的反應(yīng),鋁熱反應(yīng) 2Al + FeO=點(diǎn)燃= AlO+2Fe（鋁熱反應(yīng)） 8Al + 3Fe3O4=高溫= 4AlO+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。 可簡單認(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)

4、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)。,a,10,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)，鋁與沸水幾乎沒有反應(yīng)現(xiàn)象，不過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。,a,11,鋁和酸和強(qiáng)堿的反應(yīng),AL與酸反應(yīng) 2Al +6HCl = 2AlCl+ 3H 2Al + 3HSO(稀)= Al(SO)+ 3H Al + 6

5、HNO(濃)=Al(NO)+ 3NO+ 3HO（加熱） Al + 4HNO(稀)= Al(NO)+ NO+ 2HO 8Al + 30HNO(較稀)=8Al(NO)+ 3NO+ 15HO 8Al + 30HNO(極稀)=8Al(NO)+ 3NHNO+ 9HO 6CHCOOH+2Al=2Al(CHCOO)+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： 2 Al+2NaOH+2H2O=2NaAl

6、O2+3H2,a,12,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AlO，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。,a,13,氧化鋁的化學(xué)性質(zhì),氧化鋁的結(jié)構(gòu)式,O,AL,O,AL,O,a,14,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)： AlO + 6HCl = 2AlCl + 3HO AlO + 6H+ = 2Al3+ + 3HO 和熔融的堿反應(yīng)： AlO + 2NaOH（熔融） = 2NaAlO+ HO 和堿溶

7、液反應(yīng)： AlO + 2NaOH +3HO = 2NaAl(OH)4（四羥基合鋁酸鈉） Al2O32OH- = 2AlO2-H2O,a,15,氧化鋁和氧化鎂的比較,a,16,兩性氧化物,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

8、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 = CaPb(OH)4 氧化鋅 與酸：ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O 與堿：ZnO + 2NaOH +H2O = Na2Zn(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。,a,17,例 題1,甲、乙兩燒杯中各盛有1

9、00 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( ) A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g 【常規(guī)解析】可以判斷:鹽酸中鋁過量，NaOH中鋁不足。 通過三步計(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) 2 Al+ 6 HCl = 2 AlCl3 + 3H2 6 3 0.3mol 0.15mol 由于對于HCl,鋁過量,氫氣是通過HCl的物質(zhì)的量計(jì)算，n(H2)=0.15 m

10、ol, 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， 32 Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 + 3H2 2 2 3 a 0.2 mol 0.3mol 由于0.2mol0.3mol 可見氫氧化鈉過量，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,a,18,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量，所以應(yīng)分情況討論計(jì)算。 若NaOH不足，最終溶液中剩余Al3+，設(shè)沉淀為1 mol，可得： Al3+ + 3OH-=Al(OH)3 1 mol 3 mol 1 mol 由題意知溶液中應(yīng)剩余1 mol Al3+，可得原氯化鋁溶液中含有2 mol Al3+，所以原氯化鋁和氫氧化鈉溶液的濃度比為23。 若Al(OH)3部分溶解，最終溶液中剩余 ，設(shè)