铝及其化合物的性质

铝1.铝元素的原子结构特征：铝位于元素周期表中第三周期ⅢA族，其原子结构示意图为。铝原子最外电子层上的3个电子在化学反应中很容易失去。2.铝单质的化学性质：铝是活泼性较强的金属，表现出较强的还原性。在一定条件下，金属铝能与非金属单质、不活泼金属的可溶性盐、酸、碱等发生反应。3.氧化铝和氢氧化铝的两性：氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，它们既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。(1)氧化铝分别与强酸、强碱反应的离子方程式为①Al2O3+6H+====2Al3++3H2O②Al2O3+2OH-+3H2O====2Al(OH)(2)氢氧化铝分别与强酸、强碱反应的离子方程式为①Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O②Al(OH)3+OH－====Al(OH)

4.可溶性铝盐的性质：(1)水解可溶性铝盐(如AlCl3、明矾等)能发生水解，离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。(2)形成配合物铝能形成多种配合物，如Al(OH)、AlF63-等。(3)形成复盐。铝还能形成复盐，如明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]等。

【实验用品】仪器：集气瓶、毛玻璃、烧杯、试管、酒精灯、坩埚钳、镊子、玻璃棒、剪刀、火柴、砂纸、温度计、硬纸板、细线、铁架台。试剂：铝箔或铝片、氧气、KAl(SO4)2·12H2O、0.5mol·L-1AlCl3溶液、3.0mol·L-1NaOH溶液、0.5mol·L-1CuSO4溶液、3.0mol·L-1NH3·H2O溶液、浓硝酸、饱和NaF溶液。实验方案设计现象、解释及问题将铝片剪成长5～8cm，宽0.2～0.3cm的铝条，绕成螺旋状，一端绕紧一根火柴，实验时，用坩埚钳夹住铝条另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快燃烧完时，将铝条伸入装有O2的集气瓶中(瓶内盛有少量水)，观察现象(1)写出反应的化学方程式：

。(2)将铝片放到酒精灯火焰上，铝片难以燃烧，试分析原因①______________，②____________________点燃4Al+3O2====2Al2O3氧气的浓度低反应物的接触面积小【实验过程】1.铝与氧气反应：2.铝表面氧化膜的保护作用：实验方案设计现象、解释及问题(1)取3片铝片，将其中两片铝片用砂纸擦去表面的氧化膜破坏铝表面氧化膜的方法有①_________，②________________，③_____________用砂纸擦用NaOH溶液浸泡用稀盐酸浸泡实验方案设计现象、解释及问题(2)将一片擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol·L-1的CuSO4溶液中，观察铝片表面的现象及其他可能发生的现象现象：①铝表面有紫红色物质沉积；②产生气泡，并逐渐加快，铝片上下翻滚；③继而产生蓝色沉淀；④混合液温度升高，溶液中出现黑色物质。请用相关方程式解释上述现象。①___________________________②______________________________③___________________________④________________________△2Al+3Cu2+==2Al3++3CuCu2++2H2OCu(OH)2+2H+2Al+6H+==2Al3++3H2↑Cu(OH)2===CuO+H2O实验方案设计现象、解释及问题(3)将一片未擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol·L-1的CuSO4溶液中，观察铝片表面的现象现象：___________在空气中铝表面易生成一层致密、稳定的氧化膜，阻碍了铝与CuSO4的反应无明显现象实验方案设计现象、解释及问题(4)取步骤(3)中的铝片，用水冲洗后，放入盛有3mL6.0mol·L-1NaOH溶液的试管中，观察铝片表面的现象。1～2min后取出铝片，洗净，放入20mL0.5mol·L-1硫酸铜溶液中，观察铝片表面的现象现象：取出后放入硫酸铜溶液中的铝片表面又变_____解释：________________________红色铝片表面的氧化膜被破坏实验方案设计现象、解释及问题(5)将另一片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，再放入盛有20mL0.5mol·L-1CuSO4溶液的试管中，观察铝片表面的现象现象：___________解释：__________________________________无明显现象铝表面生成一层致密的氧化物保护膜【合作探究】1.为什么可以用铝质槽车装运浓硝酸？提示：因为常温下铝遇浓硝酸发生“钝化”，铝表面形成致密的氧化物薄膜，阻止了内部铝与浓硝酸的进一步反应。2.铝条与O2反应时，集气瓶内为什么要事先盛有少量水或铺少量细沙？提示：反应放出大量的热，生成的固体温度很高，集气瓶底部盛有少量水或者细沙起到隔热作用，防止集气瓶炸裂。3.家中的铝锅能否用金属材料制成的清洁球摩擦清洗？为什么？提示：不能。因为铝锅的表面有一层致密的氧化膜，能保护铝锅不被腐蚀。若用清洁球摩擦清洗，容易破坏氧化物薄膜，使内层金属被腐蚀。【变式训练】铝是一种重要的金属。某学生设计了一些实验验证铝具有的化学性质。(1)该同学查元素周期表，发现铝在元素周期表中的位置是_________________。(2)该同学查阅资料发现铝可与金属氧化物发生反应而用于金属的冶炼。生产中曾用铝热反应焊接钢轨，则铝与氧化铁反应的现象是_________________；该反应的化学方程式是_______________。(3)该同学将铝放入氢氧化钠溶液中，发现有气泡冒出，说明铝与氢氧化钠反