铝和铝合金的崛起

8.2铝和铝合金的崛起铝箔铝的用途导电性很好，可以做电线、电缆铝的用途延展性很好，做成铝箔可以用在食品工业铝的用途银白色金属光泽，做成反光镜铝的用途家用铝制品铝的历史1855年巴黎世博会展出了铝制品引起轰动拿破仑三世特意定制了一顶铝冠以彰显其身份1886年霍尔发明了电解法炼铝他第一次制备的小铝球至今珍藏在美国铝业公司内1、地壳含量(7.7%)，仅次于氧和硅，是地壳中含量最多的金属元素，其次是铁。2、存在:化合态，主要分布于岩石、泥土和动植物体内。长石铝土矿Al2O3(Fe2O3SiO2)明矾石KAl(SO4)2•12H2O………...铝单质较难制备:电解法（C、H2等都无法还原）氧48.60%硅26.30%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.76%其它1.20%19世纪前期，为什么叫铝为“银色的金子”？一．铝云母作用：2Al2O3(熔融)

4Al+3O2电解Na3AlF6冰晶石Na3AlF6：

助熔剂,降低Al2O3熔点.(2045ºC1000ºC)3.铝的制备:用途:对光的反射性好制反射镜,太阳能电池材料导电性好导线导热性好炊具,热交换器材料粉末状银白色“银粉”,涂料延展性好0.01mm铝箔(包装香烟)铝合金轻飞机火箭等4、物性：

银白色轻金属，较软，具导电导热性和延展性铝的原子结构和金属活动性顺序表中的位置+13283Al3+Al-3e→Al3+KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…Al结论:Al的化学性质活泼,具有较强还原性(1)铝在氧气中燃烧剧烈燃烧放出大量的热和耀眼的白光生成白色固体粉末现象：化学方程式：4Al+3O22Al2O3点燃5.铝的化学性质常温下生成致密而坚固的氧化膜，抗腐蚀.有关铝表面的氧化膜1、形成机理被空气中的氧气氧化被浓硫酸或浓硝酸氧化2、主要成份以及化学性质Al2O3具有两性3、如何除去？砂除酸除碱除但接触空气立即再生4、如何阻止其再生？碱洗后，硝酸汞再洗(2)“毛刷”实验现象：铝表面长出“白毛”“毛刷”,实为Al2O3(并非Hg)铝条发热——反应放热原因：形成Al-Hg合金，铝与O2不断反应但表面不能形成致密氧化膜.2Al+3Hg(NO3)22Al(NO3)3+3Hg

4Al+3O22Al2O3常温原理思考：（1）铝很活泼，为什么通常不易被腐蚀？（2）为什么不能用金属刷擦洗铝锅里的污垢？其它反应：2Al+3S

Al2S32Al+3Br22AlBr3Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S**Al2S3遇水完全双水解:（3）Al和热水反应2Al+6H2O

2Al(OH)3+3H2为什么可以用铝锅,铝壶盛热水?

氧化膜的作用注意:除非特别说明,一般的计算忽略铝与水的反应.（4）.和某些金属氧化物反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3高温(1)现象:剧烈反应,放出大量热发出耀眼的光芒，纸漏斗下部被烧穿，有火红的熔融物落入沙中。(2)铝热剂:铝热反应:Al+Fe2O3(或V2O5,Cr2O3,MnO2等)铝热剂在高温下反应(3)应用:焊接铁轨、冶炼难熔的金属(Fe、V、Cr、Mn等)请写出Al与Fe3O4，MnO2、V2O5的反应式思考讨论1、在铝热反应实验中，氯酸钾有何作用？2、怎样用简单的方法证明氧化铁与铝粉发生的铝热反应有铁产生？铝热反应的用途焊接金属、冶炼金属、和用于军事上（如作特殊炮弹）等铝的用途焊接铁轨京广铁路的焊接现场铝热反应用于焊接钢轨定向爆破2003年8月29日下午13时30分，湘潭钢铁集团公司三座90米的大烟囱在沉闷的爆破声中相继朝西倒下，这标志着首次由我国自己设计施工的3个A级烟囱同时爆破的工程获得了成功。铝热反应用于“定向爆破”（5）.与酸的反应2Al+6H+

2Al3++3H2↑

常温下，浓硫酸、浓硝酸使铝钝化(1)Al与非氧化性酸产生H2(2)Al与氧化性酸不产生H2a.钝化b.加热2Al+6H2SO4(浓)

Al2(SO4)3+3SO2+6H2O(HNO3,浓H2SO4)（6）.铝与强碱的反应2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2Al(OH)3+NaOH

NaAlO2+2H2O氧化剂:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2(1)原理:(1)+(2)*2总反应2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+3H2+4H2O6e(2)电子转移水(而非NaOH)。(1)(2)2、请写出Al与氢氧化钠溶液反应的化学反应方程式和离子反应方程式，并标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂。1、请写出Al与Fe3O4，MnO2、V2O5的反应式注意:Al与弱碱不反应,(4).思考:加入Al能放出H2的溶液的酸碱性?(3).离子方程式:2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2强酸或强碱性.如NH3•H2O6、铝的用途结构→性质→用途1.制造导线和电缆；2.包装食品和饮料；制造日常用品；3.加入其他元素，制造合金，用于飞机、汽车等部件；4.可用铝制容器储运浓硫酸或浓硝酸；5.用来焊接钢轨、冶炼难熔的金属，如：钒、铬、锰等。铝与健康

WHO把铝列为食品污染源之一，成人每日摄入铝元素的量应控制在0.004g以下。油条是中国常用的食品之一，每270g中约含0.9g明矾[KAl(SO4)2·12H2O]，其中相对分子质量为474。试通过计算说明，若成人每日食用一根（约50g）油条，铝元素的摄入量是否超过安全摄入量？铝的摄入：1、Al溶于NaOH溶液中,有1molAl完全反应时,氧化剂是多少摩尔?2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2Al(OH)3+NaOH

NaAlO2+2H2O3mol氧化还原复分解2、等量的钠进行下列实验,生成H2最多的是()A.钠投入水中B.钠投入稀硫酸中C.钠投入稀盐酸中D.钠用铝箔包好并刺些小孔,再放入水中D3、某无色透明溶液是由H+、Ba2+、OH-、SO32-、Cl-、CO32-、NO3-中的若干离子组合而成，它能与Al反应放出氢气。（1）该溶液若存在H+，还可能存在____________________________（2）该溶液若存在OH-，还可能存在____________________________Ba2+、Cl-Ba2+、Cl-、NO3-注意：铝与同时含H+

和NO3-的溶液不产生H2。4、下列各组物质中，前一种与后二种物质反应后不能产生同一种气体的是:A.Al、NaOH溶液、盐酸

B.(NH4)2S、NaOH溶液、盐酸C.H2O、Na2O2、F2

D.NaHCO3、NaHSO4溶液、盐酸5.铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为：A.铝不活泼

B.具有两性

C.铝与氧气在常温下不反应D.铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜DB走进会考12.某古玩爱好者收藏的“商代铝碗”在“鉴宝”时被专家当场否定，其理由是A．铝的导热性较强，不易做碗B．铝的质地较软，易变形，不易做碗C．铝元素易导致老年痴呆，不易盛放食物D．铝的性质较活泼，难提炼，商代不可能有铝制品D铝的化合物氧化铝红宝石（Al2O3）蓝宝石（Al2O3）红宝石和蓝宝石氧化铝天然存在的α型氧化铝晶体叫做刚玉，硬度仅次于金刚石和金刚砂(SiC)。人工高温烧结的氧化铝叫做人造刚玉，可耐1800℃，常用作高温耐火材料，如制造反应管和坩埚等，也用于制造绝缘体和砂轮。用高纯氧化铝和少量着色物质，混合，经高温熔融可制得人造宝石，常在钟表和一些精密仪器中用作轴承。纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称刚玉，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，铝土矿是铝在自然界存在的主要矿物。二.氧化铝(Al2O3)(1)白色，难溶于水，熔点很高，典型的两性氧化物。(Al2O3、ZnO)α型氧化铝晶体Al2O3+6H+

2Al3++3H2OAl2O3+2OH-

2AlO2-+H2O(4)两性:(2)刚玉:含氧化铬含铁、钛氧化物红宝石蓝宝石

Al2O3不溶于弱酸弱碱.(5)注意:(3)用途:耐火材料，耐磨材料偏铝酸根H2S与浓硫酸,NaOH均能反应,是否具有两性?NaHCO3是否具有两性?两性:既能与H+反应,又能与OH-反应,生成盐和水.√氢氧化铝思考：你可以用哪些方法制取氢氧化铝？三、氢氧化铝

AlO2-

Al(OH)3

Al3++OH-+OH-氢氧化铝在水中存在下列电离平衡:

H2O+AlO2-+H+Al(OH)3

Al3

++3OH

-资料库离电式酸碱式电离

H2O

OH-+偏铝酸根

AlO2-

Al(OH)3

Al3++OH-+OH-+H++H+H2O+AlO2-+H+Al(OH)3

Al3

++3OH

-H2O+

CO2H2CO3H++HCO3-

1、氢氧化铝的制备（1）、可溶性的铝盐与弱碱反应（2）、可溶性的偏铝酸盐与弱酸反应（3）、可溶性的铝盐与偏铝酸盐反应2、Al(OH)3的性质

（1）不溶于水的白色胶状物。（2）两性氢氧化物:Al(OH)3+3H+

Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

AlO2-+2H2O①Al3+存在于酸性环境,而AlO2-存在于碱性环境.(即:Al3+与AlO2-不能共存.)②Al(OH)3不溶于弱碱和弱酸(如氨水)(如H2CO3)③Al(OH)3具有两性的原因:H++AlO2-+H2OAl3++3OH-Al(OH)3酸式电离碱式电离加入酸,平衡右移加入碱,平衡左移Al3+AlO2-（3）.热稳定性2Al(OH)3Al2O3+

3H2O(制备Al2O3)3.用途

胃不痛了，多亏了胃舒平！！！胃舒平又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸的氢氧化铝和三硅酸镁两药合用，并组合解痉止痛药浸膏而成。

（1）Al(OH)3在医学上的应用吸附剂或离子交换剂、防水织物、玻璃器皿、纸张填料等；还可制备纯氧化铝、净水剂（2）Al(OH)3的其它应用5Al3+Al(OH)3AlO2-12346小结：写出离子方程式:四、铝盐明矾：KAl(SO4)2·12H2O

或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2OKAl(SO4)2→K++Al3++2SO42-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+Al3+的检验:加强碱白色沉淀继续加碱沉淀消失Al(OH)3+OH-

AlO2-+2H2OAl3++3OH-

Al(OH)3

酸碱式灭火器（硫酸铝和碳酸氢钠）Al3+

+3HCO3-→Al(OH)3↓

+3CO2↑例1．某硫酸镁和硫酸铝的混合溶液中，c（Mg2+）=2.0mol/L，c（SO42-）=6.5mol/L，若将200mL的此混合溶液中的Mg2+和Al3+分离，至少应加入1.6mol/L的苛性钠溶液（）A．0.5LB．1.6LC．1.8LD．2.0LD例2．在50mlbmol/L的AlCl3

溶液中加入50mLamol/L的NaOH溶液。（1）当a≤3b时，生成Al(OH)3，沉淀量为

；（2）当a、b满足条件

时，无沉淀生成；（3）当a、b满足条件

时，a增大，沉淀减少，此时Al(OH)3的量为

。1、写出KAl(SO4)2溶液中分别与（1）BaCl2（2）NaOH

（3）Ba(OH)2反应的离子方程式。【练习】2.关于铝土矿(主要成分为Al2O3)中Fe2O3和SiO2的除去:(提示:SiO2不溶于强酸,但溶于强碱.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O)铝土矿HCl过滤SiO2FeCl3、AlCl3NaOH(过量)过滤Fe(OH)3NaAlO2----CO2(足量）过滤Al(OH)3Al2O3加热NaHCO3

2Al(OH)3Al2O3+

3H2O()()332223322323322332NaHCOOHAlO2HCONaAlO3NaClOHFe3NaOHFeClO2H3NaClNaAlO4NaOHAlClO3H2FeCl6HClOFeO3H2AlCl6HClOAl+¯→+++¯→+++→++→++→+铝土矿HCl

(过量)过滤Fe2O3NaAlO2、Na2SiO3NaOH(过量)过滤H2SiO3AlCl3-----NH3(足量）过滤Al(OH)3Al2O3加热NH4Cl2Al(OH)3Al2O3+

3H2O()Cl3NHOHAlOH3NHAlClSiOH2NaCl2HClSiONaO2HAlClNaCl4HClNaAlOOHSiONa2NaOHSiOOH2NaAlO2NaOHOAl43233323223223222232+¯→+¯+→+++→++→++→+·五、图像问题1：向含1molAlCl3的溶液中,逐渐加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗NaOH溶液的物质的量n(NaOH)关系图:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.2012345n(NaOH)①①Al3++3OH－→Al(OH)3↓②②Al(OH)3+OH－→AlO2－+2H2O先产生白色沉淀，后消失实验现象：2：向含1molAlCl3溶液中,逐渐加入NH3·H2O溶液,生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗NH3·H2O溶液的物质的量n(NH3

·H2O)关系图:n(Al(OH)3)1

01234n(NH3·H2O

)①①Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH4+②实验现象：产生白色沉淀3：向含4molNaOH的溶液中,逐渐加入含AlCl3的溶液，生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗AlCl3溶液的物质的量n(AlCl3)关系图:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.201234n(AlCl3)①②①Al3++4OH－→AlO2－＋2H2O②3AlO2－+Al3++6H2O→4Al(OH)3↓4/3③4/3实验现象：先无沉淀，最终生成白色沉淀4:向含4molHCl的溶液中,逐渐加入NaAlO2溶液,生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗NaAlO2溶液的物质的量n(NaAlO2)关系图:n(Al(OH)3)432101234n(NaAlO2

)①②①

AlO2－+4H＋→Al3＋+2H2O②

Al3＋+3AlO2－+6H2O→4Al(OH)3↓③先无沉淀，最终生成白色沉淀实验现象：5:向含1molNaAlO2的溶液中,逐渐加入HCl

溶液,生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗HCl溶液的物质的量n(HCl)关系图:n(Al(OH)3)10.80.60.40.201234n(HCl

)①②①

AlO2－+H＋+H2O→Al(OH)3↓②

Al(OH)3＋3H＋→Al3＋+3H2O先产生白色沉淀，后消失实验现象：6：向含1molNaAlO2的溶液中,逐渐通入CO2

气体并过量,生成沉淀的物质的量n(Al(OH)3)与消耗CO2气体的物质的量n(CO2)关系图:n(Al(OH)3)21012n(CO2

)①①

2AlO2－+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+CO32-②实验现象：产生白色沉淀7.NaAlO2

中加入AlCl3至过量8.AlCl3

中加入NaAlO2至过量Al3++3AlO2-+6H2O

4Al(OH)3

9.向盐酸酸化的AlCl3溶液中加入NaOH现象：开始无沉淀，一段时间后有沉淀沉淀全部溶解H++OH-→H2OAl3++3OH-→Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-

→AlO2－+2H2O现象：开始产生沉淀，之后沉淀部分溶解Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓Al3++3OH-→Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-

→AlO2－+2H2O10.向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入NaOHAl3+Al(OH)3AlO2－3H+3OH－4OH－OH－H+4H+

铝三角

铝三角

铝三角

铝三角

铝三角【练习1】向1molKAl(SO4)2的逐滴加入Ba(OH)2,1.写出滴加过程中的离子方程式2.画关系图:横坐标:

Ba(OH)2物质的量纵坐标分别为:(1)沉淀的物质的量(2)沉淀的质量ab2.01.52.52On↓ab2.01.5466427.5Om↓【练习2】将Y逐滴加入(或通入)X中,产生沉淀的物质的量(用纵坐标表示)与加入Y物质的量(用横坐标表示)的关系如图所示,则符合图中所示关系的一组物质

A B C D X Al2(SO4)3 Ca(OH)2AlCl3NaAlO2

Y BaCl2 CO2

NaOH

HCl

D【练习3】在Al2(SO4)3和MgSO4混合溶液中滴入NaOH溶液，生成沉淀量与滴入的NaOH溶液体积关系如图七所示，则原溶液中Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量之比为（A）1:2（B）2:1（C）3:1（D）6:1A六、有关计算1．含有amol氯化铝溶液加入bmolNaOH，观察到有白色沉淀产生，继而部分沉淀消失，则最终沉淀物的质量为（）A78（b-a）B78(4a-b)C78(b-2a)D78(a-2b)B1或52、向20mL1mol/L的Al2(SO4)3溶液中加入30mLNaOH

溶液后得到0.78克沉淀，求NaOH溶液的物质的量浓度？3、向20mL,1mol/LNaOH溶液中加入足量1mol/L的AlCl3溶液,最终生成沉淀多少g?25或2254、向100mL,3mol/LNaAlO2溶液中加入2mol/L的H2SO4溶液得沉淀7.8g,求硫酸体积。0.52g5、镁铝合金投入100mL盐酸中全部溶解。向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示。（1）36%；（2）