化學(xué)-鋁及其重要化合物

物質(zhì)類別單質(zhì)◆◆氧化物◆氫氧化物◆鹽◆+3

◆0AlAl2O3Al(OH)3AlCl3Al2(SO4)3NaAlO2Al化合價AlAl2O3NaAlO2AlCl3★鋁及其重要化合物間的轉(zhuǎn)換關(guān)系①O2或Fe2O3③NaOH溶液⑥電解②Cl2或鹽酸⑨

△10Al(OH)311212

H

O13

14鹽

NaOH酸

溶液一、鋁(Al)1、物理性質(zhì)鋁是一種銀白色具有金屬光澤的固體，硬度較小，密度為2.7g·cm－3，660.4℃，沸點2467℃，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。2、化學(xué)性質(zhì)⑴與O2反應(yīng)4Al

+

3O2

=

2Al2O3鋁的表面覆蓋著致密的氧化膜，即使是打磨過的鋁，在空氣中也會很快生成新的氧化膜。構(gòu)成薄膜的Al2O3的

(2050℃)遠高于Al的(660℃)，包在鋁的外面，所以熔化了的液態(tài)鋁不會滴落下來。日常生活中的鋁制品，表面總是覆蓋著保護膜，這層膜起著保護

金屬的作用。2⑵與Cl

反應(yīng)2Al

+

3Cl2

=

2AlCl3△⑶與酸反應(yīng)①與非氧化性酸反應(yīng)2Al

＋

6HCl

=

2AlCl3

＋

3H2↑2Al

＋

6H＋

=2Al3＋

＋

3H2↑②與氧化性酸反應(yīng)：常溫下，鋁在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化；加熱時可以發(fā)生反應(yīng)，但不生成H2。⑷與強堿溶液反應(yīng)2Al

+

2NaOH

+

2H2O

=

2NaAlO2

+

3H2↑2Al+

2OH－

+

2H2O=2AlO2－

+

3H2↑⑸鋁熱反應(yīng)鋁熱劑引燃劑助燃劑高溫2Al

+

Fe2O3

==

2Fe+

Al2O3劇烈反應(yīng)，發(fā)出強光，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠。鋁熱反應(yīng)是指工業(yè)上利用鋁粉來還原一些金屬氧化物，得到

Fe、V、

n等難熔金屬的一類反應(yīng)。用于冶煉稀有金屬、野外焊接鐵軌、定向

等。練

、根據(jù)Al、Fe的有關(guān)性質(zhì)，完成下列問題。⑴等物質(zhì)的量的Al分別與足量鹽酸、

NaOH溶液反應(yīng)，生成的H2體積比為

1:1

。⑵足量的Al分別與等物質(zhì)的量的鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)，生成的H2體積比為

1:3

。⑶足量的兩份Al分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度比為

3:1

。⑷將某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NaOH溶液，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體比為3:2，則合金樣品

、鋁的物質(zhì)的量之比為

3:4

。若將稀鹽酸改為稀硝酸，且HNO3只被還原為NO，則鐵、鋁的物質(zhì)的量之比為

5:4

。二、鋁的重要化合物冶煉鋁：2Al2O3(熔融)====4Al

＋3O2↑1、氧化鋁(Al2O3)⑴化學(xué)性質(zhì)：兩性氧化物Al2O3

+

6HCl

=

2AlCl3

+

3H2OAl2O3

＋

6H＋

=2Al3＋

＋

3H2OAl2O3

+

2NaOH

=

2NaAlO2

+

H2OAl2O3

+

2OH－

=

2AlO2

+H2O—電解冰晶石⑵用途：

很高，是一種比較好的耐火材料，還是某些寶石的成分。2、氫氧化鋁[Al(OH)3

]⑴化學(xué)性質(zhì)：①兩性氫氧化物Al(OH)3

+ 3HCl

=

AlCl3

+

3H2OAl(OH)3

+ 3H+

=

Al3+

+3H2OAl(OH)3

+ NaOH

=

NaAlO2

+

2H2OAl(OH)3

+ OH－

=

AlO2－

+2H2O②受熱不穩(wěn)定2Al(OH)3

=

Al2O3

＋

3H2O△H+

+

AlO2－

+

H2OAl(OH)3

Al3+

+3OH－⑵Al(OH)3的①可溶性鋁鹽[如Al2(SO4)3]溶液＋氨水Al2(SO4)3

+

6NH3·H

2O =

2Al(OH)3↓+

3(NH4)2SO4Al3+

+

3NH3·H

2O =

Al(OH)3↓+3NH4+②可溶性鋁鹽(如NaAlO2)溶液中通入CO2氣體2NaAlO2

+CO2(少)+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO32AlO2－

+

CO2

+

3H2O

=

2Al(OH)3↓

+

CO32－NaAlO2

+CO2(多)+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3AlO2－+CO2

+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3－3、鋁鹽(Al3+、AlO2－)的性質(zhì)⑴Al3+的性質(zhì)Al3+

+

3OH－

=

Al(OH)3↓

Al3+

+4OH－

=

AlO2－

+

2H2OAl3＋

＋

3H2O Al(OH)3

＋

3H＋⑵AlO2－的性質(zhì)AlO2－

+

H2O

＋

H＋

=

Al(OH)3↓AlO2－

＋

4H＋

=

Al3+

+2H2OAlO2－

＋

2H2O Al(OH)3

＋

OH－⑶明礬——KAl(SO4)2·12H2O明礬凈水原理：明礬溶于水后，電離出的Al3＋發(fā)生水解：Al3＋＋3H2O

Al(OH)3(膠體)＋3H＋，生成的Al(OH)3

膠體能夠吸附水中的懸浮物而發(fā)生聚沉，起凈水作用。練習(xí)2、寫出下列反應(yīng)的離子方程式。⑴金屬鋁投入NaOH溶液中。⑵Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水。⑶NaAlO2溶液中通入少量CO2氣體。⑷明礬加入Ba(OH)2溶液中，使Ba2＋恰好沉淀完全。Al3＋AlO2－⑥

4H＋⑤

4OH－⑴Al3＋、Al(OH)3、AlO2－間的轉(zhuǎn)換關(guān)系A(chǔ)l(OH)3★“鋁三角”間的轉(zhuǎn)換關(guān)系及相關(guān)計算⑵相關(guān)計算①把強堿(OH－)溶液逐滴滴加到鋁鹽(Al3＋)溶液中至過量先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。Al3+

+

3OH－

=

Al(OH)3↓Al(OH)3

+ OH－

=

AlO2－

+

2H2O②把鋁鹽(Al3＋)溶液逐滴滴加到強堿(OH－)溶液中至過量開始時沒有明顯現(xiàn)象，然后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。Al3+

+

4OH－

=

AlO2

+2H2O—Al3＋

＋

3AlO2－

＋

6H2O

=4Al(OH)3↓③把強酸(H＋)溶液逐滴滴加到偏鋁酸鹽(AlO2－)溶液中至過量先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。AlO2－

+H2O

＋

H＋

=

Al(OH)3↓Al(OH)3

+ 3H+

=

Al3+

+3H2O④把偏鋁酸鹽(AlO2－)溶液逐滴滴加到強酸(H＋)溶液中至過量開始時沒有明顯現(xiàn)象，然后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。AlO2－

＋

4H＋

=

Al3+

+

2H2OAl3＋

＋

3AlO2－

＋

6H2O

=

4Al(OH)3↓⑤把強堿(OH－)溶液逐滴滴加到含有Mg2＋與Al3＋的強酸性溶液中至過量開始時沒有明顯現(xiàn)象，接著逐漸產(chǎn)生白色沉淀，后又部分溶解。H+

+

OH－

=H2OAl3+

+

3OH－

=

Al(OH)3↓Mg2+

+

2OH－

=

Mg(OH)2↓Al(OH)3

+ OH－

=

AlO2－

+

2H2O練習(xí)3、

向30

mL

1

mol/L的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol/L的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為

7.5

mL或27.5

mL

。練習(xí)4、相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是

AA．Al

B．Al(OH)3

C．AlCl3

D．Al2O3練習(xí)5、將某鐵鋁合金溶于足量鹽酸中，再用足量KOH溶液處理，將產(chǎn)生的沉淀過濾，洗滌，干燥，灼燒，使之完全變成紅棕色粉末。經(jīng)稱量，發(fā)現(xiàn)該紅棕色粉末和原合金質(zhì)量恰好相等。則原合金中鋁的含量為：

DA．70%

B．52.4%

C．47.6%

D．30%練習(xí)6、工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)來冶煉金屬錳。①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是(用化學(xué)方程式表示)高溫

3MnO

＋4Al==3Mn

＋2Al

O

。。將適量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解產(chǎn)生Mn2＋，該反應(yīng)的離子方程式是。MnO2

＋

H2O2

＋

2H＋

=

Mn2＋

＋

O2↑＋

2H2O2

2

32

2

2

22H

O ===

2H

O

＋

O

↑②MnO2在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。MnO2。以下為練習(xí)7、對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用鋁材表面處理的

法：。中加入下列試劑中的a．NH3

b．CO2

c．NaOH

d．HNO3①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，其原因是

2Al

＋

2OH－

＋

2H2O

=2AlO2

＋

3H2↑

(用離子—方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液②以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為2Al－6e－＋3H2O=Al2O3