【正文】 第 3 講 鋁及其重要化合物 基礎(chǔ)盤點(diǎn) 一、鋁的化學(xué)性質(zhì) 1 ． 鋁與氧氣反應(yīng) 用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會(huì)看到的現(xiàn)象是 。 原因是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 鋁箔熔化 ,失去光澤 ,但熔化的鋁并不滴落 鋁箔加熱時(shí)與 O2發(fā)生反應(yīng)生成氧化膜，使內(nèi)部的鋁 4Al＋ 3O2 2Al2O3 被 Al2O3包裹著，所以熔化的鋁不易滴下 第三章 常見的金屬及其化合物 2 ． 鋁與酸的反應(yīng) 鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為： 。 3 ． 鋁與強(qiáng)堿的反應(yīng) 鋁與 Na OH 溶液反應(yīng)的離子方程式為： 。 4 ． 鋁熱反應(yīng) Al 與 Fe2O3共熱的化學(xué)方程式為： 。 2Al＋ 6H＋ ===2Al3＋ ＋ 3H2↑ 2Al＋ 2OH＋ 2H2O===2AlO2＋ 3H2↑ 2Al＋ Fe2O3 Al2O3＋ 2Fe 高溫 思考 1 鋁是活潑金屬，為什么鋁制品具有一定的耐腐蝕能力常用來(lái)作各種材料？ 提示 因?yàn)殇X易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成保護(hù)膜，保護(hù)著內(nèi)部金屬不易被腐蝕。 思考 2 鋁熱反應(yīng)發(fā)生的原因是什么？ 提示 鎂條燃燒，放出一定的熱量， KClO3作為引燃劑在受熱狀態(tài)下同時(shí)發(fā)生分解，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反應(yīng)：2Al＋ Fe2O3 2Fe＋ Al2O3，該反應(yīng)放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，生成的鐵在高溫下呈熔化狀態(tài)。 高溫 二、鋁的重要化合物 1 ． 氧化鋁和氫氧化鋁的比較 氧化鋁 (Al2O3) 氫氧化鋁 [Al(OH)3] 物理 性質(zhì) 白色固體，熔點(diǎn)很高 白色膠狀物質(zhì)， 難溶于水 化學(xué)性質(zhì) 與酸 反應(yīng) ___________________ ___________________ __________________ _________________ 與堿 反應(yīng) ____________________ __________________ _________________ _________________ 加熱 _________ _______________ ________________ Al2O3＋ 6H＋ === 2Al3＋ ＋ 3H2O Al(OH)3＋ 3H＋ === Al3＋ ＋ 3H2O Al2O3＋ 2OH－ === 2AlO +H2O Al(OH)3＋ OH－ === AlO +2H2O 不分解 2Al(OH)3 Al2O3 ＋ 3H2O ?2 ?22. 常見的鋁鹽 ( 1) 硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。 ( 2) 明礬的化學(xué)式為： ，它是 色晶體， ___溶于水，水溶液 pH 7( 填 “ ” 、 “ ” 或 “ ＝ ” ) 。明礬可以凈水，其凈水的原因是： __________________ _____________ ____________________________________________ _______ 。 制備方法 Al(OH)3加熱分解 ① Al3＋ 與氨水反應(yīng)； ② AlO 溶液中通 CO2 主要用途 ① 作耐火材料； ② 冶煉鋁的原料 ① 制藥； ② 凈水作用 KAl(SO4)212H2O 無(wú) 可 Al3＋ ＋ 3H2O Al(OH)3(膠 體 ) ＋ 3H＋ ， Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水 ?2思考 3 既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)有哪些？ 提示 ①金屬單質(zhì)： Al等；②兩性氧化物：Al2O3等；③兩性氫氧化物： Al(OH)3等； ④弱酸的銨鹽： (NH4)2CO CH3COONH (NH4)2S等；⑤弱酸的酸式鹽： NaHCO KHS、 NaHSO3等。 思考 4 向明礬溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液， ( 1) 當(dāng) n [ K Al( S O4)2] ： n [ Ba(OH)2] ＝ 2 ∶ 3 時(shí)，鋁元素的存在形式是什么？ 提示 鋁元素的存在形式是 Al(OH)3：2KAl(SO4)2＋ 3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋ K2SO4。 提示 鋁元素的存在形式是 AlO： KAl(SO4)2 ＋ 2Ba(OH)2===KAlO2＋ 2BaSO4↓＋ 2H2O。 2 ( 2) 當(dāng) n [ K A l(SO 4 ) 2 ] ∶ n [ B a ( O H ) 2 ] ＝ 1 ∶ 2 時(shí)，鋁元素的存在形式是什么？ 考點(diǎn)精講 考點(diǎn)一 鋁與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的反應(yīng) 1 ． 等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得 H2的體積之比是多少？為什么？ 提示 1∶ 1(或相等 )。根據(jù)方程式： 2Al＋ 6HCl===2AlCl3＋ 3H2↑、 2Al＋ 2NaOH＋ 2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑得 Al與 H2的關(guān)系 式均為 2Al～ 3H2，故只要參加反應(yīng)的 Al相 等，所得 H2必相等。 2 ． 足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生 H2的體積之比是多少？為什么？ 提示 1∶ 3。因?yàn)樵诜磻?yīng)中 Al過(guò)量，產(chǎn)生的 H2 由 HCl和 NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān) 系式： 6HCl～ 3H2； 2NaOH～ 3H2，故當(dāng) HCl、 NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生 H2的體積比為 1∶ 3。 3 ． 足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的 HCl 、 N aOH 溶液中，二者產(chǎn)生的 H2相等，則 HCl 和 N aOH 的物質(zhì)的量濃度是什么關(guān)系？為什么？ 提示 3∶ 1。因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生 H2相等，根據(jù) 2 中的關(guān)系式 n(HCl)∶ n(NaOH)＝ 3∶ 1，又因?yàn)槎? 溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCl)∶ c(NaOH) ＝ n(HCl)∶ n(NaOH)＝ 3∶ 1。 例 1 將某份鐵鋁合金樣品均分為兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量 Na OH 溶液，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比為 3 ∶ 2 ，則樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為 ( ) A ． 3 ∶ 2 B ． 2 ∶ 1 C ． 3 ∶ 4 D ． 4 ∶ 3 解析 設(shè)每份 Fe 、 Al 合金樣品中含鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為 x 、 y ，則由 Fe ——— →2HClH2↑ ， Al ———— →3HCl32H2↑ ， Al ———— →Na OH 32H2↑ 三個(gè)關(guān)系得知 ( x ＋3 y2) ∶32y＝ 3 ∶ 2 ，解得 x ∶ y ＝ 3 ∶ 4 。 答案 C 思維提升 若將鹽酸改為稀 HNO3且稀HNO3只被還原為 NO ，則 Fe 、 Al 物質(zhì)的量之比為多少？ 提示 Fe、 Al與足量稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生 NO，用同樣的方法，設(shè)鐵、鋁的物質(zhì)的 量分別為 x、 y，則 (x＋ y)∶ y＝ 3∶ 2，得 x∶ y＝ 5∶ 4。 即時(shí)鞏固 1 等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為 5 ∶ 6 ，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是 ( ) A ．甲、乙中都是鋁過(guò)量 B ．甲中鋁過(guò)量、乙中堿過(guò)量 C ．甲中酸過(guò)量、乙中鋁過(guò)量 D ．甲中酸過(guò)量、乙中堿過(guò)量 解析 由題意知 n (H2SO4) ＝ n ( Na OH) ，設(shè)均為 1 m ol 。當(dāng) Al 均不足， H2SO4和 Na OH 均過(guò)量時(shí)，生成 H2相等，即體積比為 1 ∶ 1 ； 當(dāng) Al 均過(guò)量時(shí)分別生成 2 g 和 3 g H2， 即體積比為 2 ∶ 3 因56 23＝5，故甲中鋁過(guò)量，乙中鋁不足 ( 即堿過(guò)量 ) 。 答案 B 考點(diǎn)二 Al( OH)3的制備與試劑的選擇 1 ． 實(shí)驗(yàn)原理 方案一 用鋁鹽 ( Al3 ＋) 制取 Al( OH)3 加入氨水至沉淀完全，一般不用 Na O H 等強(qiáng)堿。 Al3 ＋＋ 3N H3H2O == =A l ( OH)3↓ ＋ 3N H＋4 方案二 用鋁屑、燒堿、稀 H2SO4制取 Al( O H)3 方法一 ： Al —— →H2SO4Al3 ＋—— →NH3H2OAl( OH)3； 方法二 ： Al —— →Na OHAlO－—— →CO2Al( OH)3；