铝及其化合物的性质

专题2物质性质的探究课题1铝及其化合物的性质《实验化学》知识回顾请总结你所知道的铝元素的相关性质课题一铝及其化合物的性质铝热反应：①铝热剂是混和物②特点是放出大量的热2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温铝热反应用途：常用于焊接铁轨；冶炼难熔金属镁条的作用：用镁燃烧产生的热量引发铝热反应氯酸钾的作用：助燃剂1、铝元素的原子结构示意图Al容易失3e－结论:铝有较强的还原性。Al3＋铝在周期表中的位置？⑴、与非金属单质的反应：O2、Cl2、S等4Al+3O2=2Al2O3⑵、与酸的反应①2Al+6HCl=2AlCl3+3H2实质：AlH+H2e-②钝化：要点：常温下铝浓HNO3、浓H2SO42、铝的化学性质⑶、与强碱溶液的反应2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑6e-Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑⑸、与不活泼金属的可溶性盐的反应：2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu⑷、与金属氧化物的反应：铝热反应2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温氧化铝的化学性质OH2NaAlO2NaOHOAl2232两性氧化物O3H2AlCl6HClOAl23323、氧化铝和氢氧化铝的两性两性氧化物：与碱反应生成盐和水，与酸反应生成盐和水的氧化物。氢氧化铝的化学性质（1）两性氢氧化物：与碱反应生成盐和水，与酸反应生成盐和水的氢氧化物。O2HNaAlONaOHAl(OH)223O3HAlCl3HClAl(OH)233酸式电离碱式电离H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl（2）受热分解O3HOAl2Al(OH)2323△4．可溶性铝盐的性质AlCl3、KAl(SO4)2·12H2O等（1）Al3+易水解Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质，并使之沉降，起到净水的作用。（2）Al3+能形成多种配合物，还能形成复盐。铝及其化合物的性质Al3+AlO2-Al(OH)3足量H+足量OH-少量H+或CO2或Al3+等OH-少量OH-或NH3·H2O或AlO2-H+铝三角课题一铝及其化合物的性质CB滤液中通入适量CO2②消石灰E（固体）FA(浊液）电解冰晶石铝土矿D（沉淀）干燥、煅烧①烧碱溶液③④⑤写出①～⑤反应的化学方程式练习：工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3），生产铝的过程，可用简单示意图如下（图中字母代表有关物质的分子式）①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O△电解②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3③Na2CO3+Ca(OH)2=====CaCO3↓+2NaOH④2Al(OH)3====Al2O3+3H2O⑤2Al2O3====4Al+3O2↑课题一铝及其化合物的性质化学实验方案设计的内容：1、实验名称；2、实验目的；3、实验原理；4、实验用品（仪器、药品及规格）；5、实验步骤（包括实验仪器的装配和操作）；6、实验现象的记录和结果处理；7、问题和讨论。实验一、铝与氧气反应的实验探究1、2Al+3/2O2==Al2O3△rG0=-1582kJ/molMg+1/2O2==MgO△rG0=-569.4kJ/mol3Fe+2O2==Fe3O4△rG0=-1015kJ/mol2、在金属活动顺序表中,金属活动性:MgAlFe从△rG0(0)数值看,”铝与氧气”这个自发反应最容易发生.但实际上铝在氧气中燃烧实验最不容易成功.这是为什么呢?第一:铝是活泼金属，在空气中能与氧气生成一种致密的氧化铝保护层，使氧气不能继续与铝发生反应，不采取任何擦除氧化铝保护层措施而直接进行点火，必定是铝难于燃烧。氧化镁薄膜和氧化铁薄膜可能都不如氧化铝薄膜更致密,不能阻止金属与氧气的接触,因此金属镁和金属铁更容易在氧气中燃烧.铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因第二:氧气的浓度偏低或氧气的量不足而导致燃烧现象不明显。(1)是集气瓶中收集到氧气的浓度偏低,不能引起铝与氧气的充分反应;(2)是绕有火柴的铝箔,若过早伸入集气瓶中,火柴燃烧会消耗大量的氧气,致使氧气浓度降低而导致实验失败;(3)是集气瓶容积小而导致氧气量不足或者铝箔太多反应不充分.铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因第三:铝箔与氧气的接触面积太少.(1)是没有掌握好铝箔的厚度，过厚的铝箔在一定程度上减少了单质铝与氧气的接触。(2)是铝箔与火柴梗的缠绕方式不正确导致实验难以成功。A图铝箔与氧气接触面积小,另外火柴不能充分燃烧,不能达到铝的着火点,难以引发铝箔燃烧.B图和C图正确.铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因ABC实验一的注意事项:①集气瓶中氧气浓度要尽可能大②选择容积较大的集气瓶作为反应器.(体积与铝质量关系)③铝箔以螺旋状绕紧一根火柴.待火柴烧到2/3以后，火焰能“包围”铝条时，再迅速将铝条伸进集气瓶中；铝条不能太早或太迟伸入集气瓶；④可以用H2O2溶液与MnO2粉末混合直接在集气瓶中制O2。(一定要氧气纯度足够大才开始实验)【实验二】铝表面氧化膜的实验研究阅读书本P21实验，并思考下列问题：①分别有何实验现象？②如何除去铝片表面氧化膜？③铝片表面氧化膜如何形成？如何除去铝片表面的氧化膜？方法1、用砂纸除去氧化膜将一片擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察铝片表面现象出现一层海绵状暗红色物质，产生气泡，既而产生蓝色沉淀，溶液温度升高，产生气泡速度明显加快2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu如何除去铝片表面的氧化膜？方法2、用NaOH溶液除去氧化膜铝片，用水冲洗后，放入盛有3mL6.0mol/LNaOH溶液的试管中，观察铝表面的现象。1～2min后取出铝片，洗净，再放入20mL0.5mol/L的硫酸铜溶液中，观察铝片表面现象如何增强铝片表面的氧化膜的保护作用？方法：将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有浓硝酸的试管中将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有3mL浓硝酸的试管中，观察现象。1min后取出铝片，用水洗净，再放入20mL0.5mol/LCuSO4溶液的试管中，观察铝片表面的现象实验二:铝表面氧化膜的实验探究第一，硫酸铜溶液的浓度要小，最好不要超过课本规定的0.5mol.L-1。原因：硫酸铜溶液水解显酸性。若浓度过大时，酸性太强，铝片表面的氧化膜被溶解。看似简单但容易失败的是第21页步骤（3）：将一块未擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中，观察铝片表面的现象。实验二的注意事项:①CuSO4溶液浓度不要太大。（0.5mol.L-1较合适）。②选择氧化膜完美无损的铝片做实验的步骤（3）。不选择新切开的小铝片。不选择灼烧成的铝片。③铝片在浓硝酸中钝化的时间一定要足够长久。因为依据课本第21页“钝化1-2min后”的铝片，再放在20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中约半小时后，铝片表面有明显的溶解现象。3、铝配合物的生成1、取两支试管，分别加入1mL1.0mol/LAlCl3溶液2、在一只试管中逐滴加入6.0mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象3、在另一试管中滴加2ml10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol/L氨水，边滴加边振荡试管，观察实验现象。【实验三】铝配合物的生成取两支试管，分别加入1mL1.0mol/LAlCl3溶液；1．在一支试管中逐滴加入6.0mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。现象：先产生白色沉淀，后沉淀又逐渐消失。Al3+＋3OH-＝Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH-＝Al(OH)4-（Al(OH)3＋OH-＝AlO2-＋2H2O）实验前,对该实验现象猜测是:无明显现象。原因：Al3++6F-=AlF63-，AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl(NH4)3AlF6是铵盐，应该易溶于水。形成络离子后，溶液中铝离子浓度很小，再加氨水，不会反应生成Al(OH)3沉淀。2．在另一试管中滴加2ml10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol/L氨水，边滴加边振荡试管，观察实验现象。实验四:培养明矾晶体实验四的注意事项:①、配制的明矾溶液一定要饱和，每次把母液配成30～40℃的溶液，有利于晶核的快速长大，不至于晶体在室温升高时溶解。否则晶核会被溶解。②、选取形状完整的小晶体作为晶核。③、溶液饱和度太大产生不规则小晶体附在原晶核之上，晶体不透明；饱和度太低，成长缓慢或溶解。