铝及其化合物课堂剖析

金属材料在许多领域一直被广泛应用青铜时代铁器时代铝合金铝及其化合物含量：O＞Si＞Al＞Fe>Ca>Na铝是地壳中含量最多的金属283+13铝的原子结构示意图结构性质决定化学性质比较活泼，表现还原性,在反应中多被氧化为Al3+铝的原子结构

铝呈

色，硬度

，密度

，熔点

，和镁类似，主要用途是

，铝优良的导电性和密度小，用来

。(一)物理性质银白小小较高制造铝合金制作导线探究1铝是一种活泼金属,但铝制品为何能在空气中稳定存在?

⒈用坩埚夹住一小块铝箔（箔厚约0.1mm），在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。仔细观察。可观察到什么现象？为什么会产生这种现象？⒉再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的氧化膜，再加热至熔化。又有什么现象呢？

科学探究2（二）化学性质：1、与非金属单质4Al+3O2===2Al2O3(1)与O2:（常温下，表面形成致密氧化膜；纯氧中剧烈燃烧）2Al+3Cl2===2AlCl3点燃(2)与Cl2:(3)与S:2Al+3S===Al2S3钠和铝与氧气、水反应情况的比较：金属钠金属铝与氧气反应情况与水反应情况与酸反应情况1、常温反应生成氧化钠2、加热时剧烈反应生成过氧化钠1、常温被氧化生成致密的氧化膜(不容易锈蚀)2、加热内部熔化，不脱落（氧化铝熔点高）常温时就能与水剧烈反应常温时与水不反应，在沸水中也几乎无明显现象剧烈反应，比与水反应剧烈表面打磨后能剧烈反应镁与水反应什么情况？2、与酸(1)与稀盐酸、稀H2SO4反应：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑(2)常温下，遇冷的浓H2SO4、浓HNO3(强氧化性)发生钝化铝与冷水几乎不反应，与沸水反应及其微弱表面被氧化形成一层致密的氧化膜Mg粉中混入Al粉，怎么除掉？（是反应）铝与稀硝酸反应不放出氢气。

在Al和NaOH溶液的反应中，氧化剂是哪种物质？这一反应的本质是怎样的？这一反应的本质是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑①2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O②反应①不易进行的原因是：a.Al的金属性相对较弱；b.产生的Al(OH)3不溶于水，覆盖在金属表面而阻止反应的进行。由反应②可知Al(OH)3能溶于NaOH溶液中，能促使反应①向右进行，所以Al能与NaOH溶液反应，将①与②相加可得总反应：可简写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,

氧化剂为水，不是NaOH。3、与强碱NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O==

2AlO2-+3H2↑反应的实质:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑6e-还原剂氧化剂NaOH只是作为碱性介质总结：Al既能与酸反应又能与强碱反应

4、与盐溶液2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu某些金属氧化物粉末与铝粉混合后在较高温度下发生剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量热的反应叫铝热反应铝热反应1.将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一只纸漏斗的底部剪一个小孔，用水润湿，再与另一个纸漏斗套在一起，有孔纸漏斗置于内层（使纸漏斗每边都有4层），架在铁架台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。2.将5g干燥的氧化铁粉末、2g铝粉均匀混合后放在纸漏斗里，在混合物的上面加少量氯酸钾，再在混合物中间插一根镁条。点燃镁条，观察实验现象。3.设计实验，检验从纸漏斗下端落下的金属是否为铁。用镁燃烧放出的热量引发铝热反应（1）现象：（2）原理（置换反应）发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高温铝热剂铝热剂：铝与金属氧化物铝热反应装置图

※5、铝热反应Fe2O3、Fe3O4、MnO2、V2O5、Cr2O3等铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。（1）试从铝粉跟氧化铁的反应出发，思考铝热反应为什么可以应用于冶炼这些金属。（2）请配平下列用铝热反应原理冶炼金属钒和钴的反应的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1mol各种金属分别需要纯铝的质量。①V2O5+Al—Al2O3+V②Co3O4+Al—Al2O3+Co（3）本质利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来（4）特点高温，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态，易与Al2O3分离（5）用途①冶炼难熔金属②焊接钢轨③定向爆破【小结】铝的化学性质：Al的化学性质活泼,具有较强还原性（1）与非金属反应（2）与酸反应（4）与盐溶液反应（3）与碱反应（5）与某些氧化物反应—铝热反应（三）工业制法2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑电解（四）.铝的用途制造电线和电缆;做各种铝质器皿镁铝合金用于制造汽车、飞机、火箭；

Al2O3：红宝石、蓝宝石的主要成分刚玉的主要成分是Al2O3

，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。用耐磨的Al2O3做成的轴承耐高温氧化铝陶瓷坩埚二、氧化铝（一）物理性质白色固体、难溶于水，熔点很高（2050℃）,坚固，常作耐火材料。氧化铝探究1Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O它是哪类化合物？应该有什么性质？碱性氧化物Al2O3Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O酸性氧化物氧化铝探究2氧化铝探究3酸性氧化物碱性氧化物何去何从???既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氧化物.两性氧化物:(二)化学性质：两性氧化物Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2OAl2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O；Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH－=2AlO2－+H2O1、与强酸反应：2、与强碱反应：偏铝酸钠偏铝酸根说明②氧化铝不溶于水,与水不反应,故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝①铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物（三）用途：2、耐火材料(Al2O3熔点高)：耐火坩埚、耐火管等1、冶炼金属铝：2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑

电解3、天然的Al2O3形成名贵饰品三、氢氧化铝（一）物理性质:白色胶状物，难溶于水，有较强的吸附性。（二）化学性质：Al(OH)3看看它的化学式,想想它属于什么类物质?氢氧化铝探究1Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3+3H2O三元碱Al(OH)3Al3++3OH-请验证一下弱酸是否能与其反应?我们得出的结论:氢氧化铝只能溶于强酸不能溶于较弱酸。实验要求:弱酸自带!!!氢氧化铝探究2氢氧化铝探究3氢氧化铝能溶于强碱.Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O一元酸氢氧化铝不能溶于弱碱.Al(OH)3=H++AlO2-+H2OHAlO2HAlO2·H2O何去何从???既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氢氧化物.两性氢氧化物:酸碱归纳一下:氢氧化铝为两性氢氧化物H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-左右逢源与碱反应与酸反应酸式电离碱式电离（1）与酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（2）与强碱反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2、热不稳定2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O1、两性氢氧化物:1、可吸附水中悬浮物和各种色素，常用作净水剂2、用作药物，治疗胃酸过多(三)实验室制法：铝盐与氨水Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+(四)用途：（1）复盐：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-（2）物理性质：无色晶体，易溶于水，可用作净水剂。（3）净水原理：在水中完全电离明矾溶于水，Al3+发生水解反应，生成Al(OH)3胶体，具有吸附性。Al(OH)3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，做净水剂KAl(SO4)2由两种（或以上）的金属离子（或铵根）和一种酸根离子组成的盐

四、铝盐(Al3+):1、明矾（俗名）：KAl(SO4)2·12H2O，2、偏铝酸盐AlO2-（1）与酸反应:HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl少量强酸：

足量强酸：

NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2OH++

AlO2-+H2O=Al(OH)3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O(3)铝盐与偏铝酸盐溶液反应（2）与CO2反应2NaAlO2+CO2（少量）+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3正盐Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl（双水解反应）NaAlO2+CO2（足量）+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3酸式盐2AlO2-+CO2（少量）+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-AlO2-+CO2（足量）+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-总结：1、既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质（1）Al、Al2O3、Al（OH）3（2）弱酸的铵盐：（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3等（3）弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3、NaHS等2、铝“三角”Al3+Al(OH)3AlO2-少量OH-、NH3·H2OAlO2-OH-H+少量H+、CO2、Al3+过量OH-过量H+3、Al3+Al(OH)3AlO2-3OH-OH-AlO2-Al(OH)3Al3+H+3H+4OH-4H+4、常见互滴法鉴别的物质（1）Na2CO3与盐酸（2）AlCl3与NaOH溶液（3）NaAlO2与稀盐酸⑴往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O5、有关铝化合物的图像问题n(NaOH)n[Al(OH)3]↓12341⑵往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量Al3++4OH-=AlO2-+2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓12344n[Al(OH)3]↓n(AlCl3)⑶往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O12341n[Al(OH)3]↓n(HCl)⑷往稀盐酸溶液中加入NaAlO2至过量n(NaAlO2)12344n[Al(OH)3]↓AlO2-+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓⑸往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量

12341n[Al(OH)3]↓n(NH3.H2O

)Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+⑹往Al3+、Mg2+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至过量

n(NaOH)Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OMg2++2OH-=Mg(OH)2↓12342n[沉淀]1657Al3+

AlO2AlAl2O3Al(OH)3Al(OH)3总结：铝及其

重要化合物之间转化②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿⒀⒁①练习：将一定量的Mg、Al投入100mL一定浓度的HCl中，合金全部溶解。向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH至过量，生成的沉淀的质量与加入NaOH的体积的关系如图所示。求：

(1)合金中Mg、Al的质量(2)原HCl的物质的量浓度？20180