铝及其化合物的性质.ppt

第二节 铝 金属材料 第 1 课时,联想·质疑,金属单质的基本性质,我们已经学习过钠、镁、铁等金属单质的知识， 这些金属在性质上具有相似之处。,1、铝作为一种金属，它具有哪些性质？ 2、铝是一种重要的金属材料，这可能与它 具有哪些性质有关？,讨论,你在日常生活中见到过哪些铝制品？,想一想,食品包装材料,1、铝的物理性质和相应用途,易加工成各种形状，包装、装饰工艺，铝箔、铝丝、银粉涂料,铝锅、铝壶等加热器具,铝芯电线、电缆,导热性能好,导电性能较好（仅次于银、 铜和金）,大胆预测,金属 Al,还原性,例如：2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 2Al+6H+=2Al3+3H2 2Al +3Cu2+=3Cu+2Al3+ 2Al+3CuO=3Cu+Al2O3,点燃,思考探究：铝锅为什么可以用来煮饭？ 不易被腐蚀？,2、铝的化学性质,用途：制燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等,铝在氧气中燃烧,实验 一、铝在氧气中燃烧,剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光。,常温下铝的表面被氧化，生 成一层致密氧化物薄膜。,（1）、铝与非金属的反应,因此铝具有抗腐蚀性。,再如：2Al + 3S = Al2S3铝表现出强的还原性,点燃,4Al+3O2=2Al2O3,点燃,(2)铝与酸反应,与盐酸、稀硫酸反应,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,与强氧化性酸（浓硫酸、浓硝酸） -发生钝化现象,（3）铝与强碱反应,注意事项： 金属镁不与碱反应 铝只与强碱反应，很难与弱碱反应 铝是还原剂，水为氧化剂,2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAl(OH)4+3H2,还原剂,氧化剂,（四羟基合铝酸钠）,【学用结合】：,写出下列离子反应的离子方程式： 铝丝与稀硫酸反应: 铝片与氢氧化钠溶液反应:,2Al+6H+=2Al3+3H2,2Al+2OH¯+6H2O=2 Al(OH)4 ¯+ 3H2,问题探究,1、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放有酸性或碱性的食物？,2、Al与氨水反应能生成H2吗？,Al能与酸或碱起反应,不能! Al与强碱反应才能生成H2 ！,（4）铝与氧化铁的反应(还原性),应用：焊接钢轨，冶炼金属。,（铝热反应）,现象：,剧烈反应，发出耀眼的光芒， 纸漏斗被烧穿，有红热液珠落下，液珠冷却 后变为黑色。,铝热反应：,铝在高温条件下和某金属氧化物发生 的反应,铝热剂：,铝粉和金属氧化物的混合物,铝热反应的原理？,Al在高温下表现出强还原性，把某些金属从它的氧化物中置换出来。,焊接钢轨,写出Al与Fe3O4、Cr2O3反应的化学方式。,即学即用,（5）与盐溶液反应,根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如:,2Al+3CuSO4= 3Cu+Al2(SO4)3,2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+,某课外活动小组做如下实验：往一铝制易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，发现罐内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，试解释:,1、罐壁内凹而瘪的原因是 ,化学方程式为 . 罐壁再鼓起的原因是 , 化学方程式为 .,2、如果用金属薄铁制易拉罐做上述实验， 出现的结果是 .,随堂练习,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,2Al+6H2O+2NaOH=2 NaAl(OH)4 +3H2,CO2溶于与NaOH溶液，压强减小,铝与与NaOH溶液反应生成H2,压强增大,罐变瘪后不会再鼓起,第2节铝 金属材料,第2课时,知识小结,1、氢氧化铝的性质,（1）Al(OH) 3物理性质及用途：,不溶于水的白色胶状物， 有吸附性，可作净水剂。,生活中的化学,通常用明矾（KAl（SO4）2·12H2O）作净水剂,原理是：铝离子在溶液中可以与水发生微弱的反应，生成有很大表面积的氢氧化铝，可以吸附水中的悬浮杂质而形成沉淀。,产生白色 胶状沉淀,白色胶状 沉淀溶解,白色胶状 沉淀溶解,氢氧化铝溶于盐酸,氢氧化铝溶于 氢氧化钠溶液,可溶性铝盐遇碱 生成Al(OH)3沉淀。,1、氢氧化铝的性质,氢氧化铝的性质实验,结论：Al(OH) 3即溶于盐酸又溶于氢氧化钠 溶液属于两性氢氧化物,既能与强酸反应， 又能与强碱反应的氢氧化物。 例：Al(OH) 3,Al(OH)3 +3H+2Al3+3H2O Al(OH)3 +OH-Al (OH) 4-,四羟基合铝酸根离子,两性氢氧化物：,Al(OH)3不溶于较弱的酸，如H2CO3;不溶于弱碱，如NH3·H2O ，而溶于强酸、强碱。,思考： 实验室为何不用可溶性铝盐与氢氧化钠溶液反应制取氢氧化铝？,氢氧化铝会溶于过量的氢氧化钠溶液,Al(OH)3 +NaOHNaAl (OH) 4,说明：,Al(OH) 3制取方法：,用铝盐溶液与氨水反应！,Al3+ +3 NH 3 · H2O Al(OH) 3 + 3 NH 4+,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。,Al(OH)3在医学上的应用,治疗胃酸过多,胃舒平是治疗胃酸过多的常用药物，其中含有的有效成分是氢氧化铝，其治疗原理是（用离子方程式表示） ； 碳酸氢钠也常用于做治疗胃酸过多，请说出与氢氧化铝相比较，用碳酸氢钠作为治疗胃酸过多的药物的优缺点（各一条）。 优点 ； 缺点 。,Al(OH)3+3H=Al3+3H2O,不产生对人体有害的物质；,产生大量的CO2，人服用后会打嗝。,氧化铝的天然存在形式,铝土矿 由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成,刚 玉 氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂（SiC）(蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）,自然界中的化学,2、氧化铝Al2O3,（1） Al2O3物理性质,氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的耐火材料。天然产的无色氧化铝晶体叫刚玉，其硬度仅次于金刚石。,与酸反应：,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,与强碱反应：,Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-,（2） Al2O3化学性质,（3）用途：耐火材料，冶炼铝，其它刚玉、红蓝宝石等,两性氧化物：即能与强酸反应，又能与强碱反应的氧化物。例Al2O3,说 明,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,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,制备： A.工业：从铝土矿 B.实验室：4Al + 3O2 2 Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O,铝土矿,以三水合氧化铝、一水合氧化铝石等铝的氧化物为主，并包含高岭石、蛋白石、针铁矿等而成的混合物。常含镓。成分变化很大。常成豆状、块状、多孔状、或土状产出。是炼铝的最重要原料，也是提炼分散元素镓的主要来源,氧化铝的天然存在形式,铝土矿 由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成,刚 玉 氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂（SiC）(蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）,自然界中的化学,红宝石,含微量铬而呈不同色调红色的刚玉宝石。属高档宝石。以透明且呈微带紫色色调的鲜红色品种最为名贵。用焰熔法制备的合成红宝石除用作装饰品外，还广泛地用作精密仪器、钟表中的轴承和激光材料,闪耀着六射星光的天然红宝石“罗斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,宝石展示,绿宝石,除祖母绿和海蓝宝石外其他各种颜色绿柱石类宝石的统称。品种有金色绿宝石、玫瑰绿宝石、紫色绿宝石、暗褐色绿宝石等,刚玉,刚玉的化学成分为氧化铝，晶体常呈桶状、柱状，因含钛而呈蓝色。蓝色透明的刚玉叫蓝宝石。,蓝宝石,含铁和铊的刚玉宝石，属高档宝石。以微带紫的鲜蓝色品种最为名贵。用作个人装饰品。用焰熔法制得的各色合成蓝宝石较为常见,闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,宝石展示,天然宝石,英帝国王冠： 镶有4粒红宝石、 11粒祖母绿、 16粒宝石蓝、 227粒珍珠 和超过2800粒 大大小小的钻石。,人造宝石,机械表中的“钻”,精美的氧化铝陶瓷制品,课外思考,1、将盐酸逐滴滴入到Na溶液中，直至过量。 2、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。,2、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。 先产生沉淀，振荡后消失，当NaAlO2过量时，产生的沉淀不再消失。4H+AlO2-=Al3+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3,析：1、先产生白色絮状沉淀，当HCl过量时沉淀消失。AlO2-+H+H2O=Al（OH）3 Al（OH）3+3H+=Al3+3H2O,4.H+H2O或CO2,Al3+,Al(OH)3,1.3OH-或NH3· H2O,Al（OH)4-,2.OH-,5.3H+,3.4OH-,6.4H+,铝“三角”,铝的化合物之间转化关系,7. 双水解,按以上关系写出离子方程式,2. Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-,1. Al3+ + 3OH- = Al(OH)3,4. Al(OH)4- + H+ =Al(OH)3 + H2O,6. Al(OH)4- + 4H+ = Al3+ + 2H2O,3. Al3+ + 4OH- = Al(OH)4-,5. Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,7. Al3+ + 3Al(OH)4- = 4Al(OH)3,讨论以上反应量与产物关系,Al(OH)4- -H+-Al(OH)3 ,Al3+ - 4OH- - Al(OH)4-,Al3+ - 3OH- -Al(OH)3,Al(OH)4- - 4H+ -Al3+,1.往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-,有关铝化合物的图像问题,n(NaOH),nAl(OH)3 ,1,2,3,4,1,2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量,Al3+ + 4OH- = Al(OH)4-,Al3+3Al(OH)4-=4Al(OH)3,1,2,3,4,4,nAl(OH)3 ,n(AlCl3),3.往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量,1,2,3,4,1,nAl(OH)3 ,n( NH3.H2O ),Al3+ +3NH3.H2O = Al(OH)3+3NH4+,4.往NaAl(OH)4-溶液中加入稀盐酸至过量,Al(OH)4-+ H+ =Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,1,2,3,4,1,nAl(OH)3 ,n(HCl),4.往稀盐酸溶液中加入 NaAl(OH)4-至过量,n(Na Al(OH)4- ),1,2,3,4,4,nAl(OH)3 ,Al(OH)4-+ 4H+ = Al3+ + 4H2O,Al3+ 3Al(OH)4-=4Al(OH)3,n(HCl),1,1,2,3,4,nAl(OH)3 ,5,5.往Na Al(OH)4-和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至过量,OH-+H+ = H2O,Al(OH)4- + H+ =Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,7.往AlCl3溶液中加入Na Al(OH)4-溶液,1,2,3,4,4,nAl(OH)3 ,n(Na Al(OH)4- ),Al3+ + 3 Al(OH)4- = 4Al(OH)3,1,2,3,4,4,nAl(OH)3 ,n(AlCl3),Al3+ + 3 Al(OH)4-= 4Al(OH)3,8.往Na Al(OH)4-溶液中加入AlCl3溶液,9.往Na Al(OH)4-溶液中通入CO2 (或过量),1,2,2或1,nAl(OH)3 ,n(CO2),2Al(OH)4- +CO2 =2Al(OH)3+CO32-+H2O,或Al(OH)4- +CO2 =Al(OH)3+HCO3-,10.往AlCl3 HCl混合溶液中加NaOH至过量,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-,n(NaOH),1,nAl(OH)3 ,1,2,3,4,OH-+H+ = H2O,5,11.往Al3+、Mg2+、H+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- = Al(OH)4-+ 2H2O,OH-+H+ = H2O,Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 ,1,2,3,4,2,n沉淀,1,6,5,7,12.往OH- 、Al(OH)4- 、Mg(OH)2各1mol的混合溶液中加入盐酸至过量,n(HCl),Al(OH)4-+ H+=Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,OH-+H+ = H2O,1,2,3,4,2,n沉淀,1,6,5,7,Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O,6除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉: 、 。 （2）铁粉中混有铝粉: 、 。 （3）FeCl3溶液中混有FeCl2 : 、 。 （4）FeCl2溶液中混有CuCl2 、 。,加入过量盐酸 Fe2HFe 2H2,加入过量NaOH 2Al2OH+6H2O2 Al(OH)43H2,通入Cl2 2Fe2Cl22Fe32Cl,加入过量Fe Cu2FeFe2Cu,延伸1、,向AlCl3溶液中滴加NH3·H2O至过量的现象、图像：,n【NH3 H2O】,