鋁和鋁合金的崛起

鋁和鋁合金的崛起鋁的歷史1855年巴黎世博會展出了鋁制品引起轟動拿破侖三世特意定制了一頂鋁冠以彰顯其身份1886年霍爾發(fā)明了電解法煉鋁他第一次制備的小鋁球至今珍藏在美國鋁業(yè)公司內(nèi)自然界中鋁的分布紅寶石藍寶石白云母黃寶石正長石祖母綠鋁土礦鋁在自然界中的存在形式在地殼中含量：7.73%含量最多的金屬元素存在形式：長石、云母（鋁硅酸鹽礦物

）、鋁土礦（Al2O3）、明礬石氧48.60%硅26.30%鋁7.73%鐵4.75%鈣3.45%鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%氫0.76%其它1.20%19世紀前期，為什么叫鋁為“銀色的金子”？鋁的物理性質(zhì)text1text2text3text3text3銀白色光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性密度小text3硬度大（合金）鋁的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途用途不一的各種鋁合金易加工成各種形狀，包裝、裝飾工藝，鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁鍋、鋁壺等加熱器具鋁芯電線、電纜銀白色，有金屬光澤質(zhì)地較軟，延展性好密度小、熔沸點低導(dǎo)熱性能好導(dǎo)電性能較好熔點低、硬度大鋁的原子結(jié)構(gòu)+13283Al3+Al-3e→Al3+鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁比鐵活潑，但鋁卻不象鐵那樣容易被空氣腐蝕，為什么?常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化物薄膜（Al2O3）而具有抗腐蝕性。演示實驗1、取Al棒放入熱水中鋁棒表面無現(xiàn)象實驗結(jié)論：鋁表面有致密的保護層-----氧化膜有關(guān)鋁表面的氧化膜1、形成機理被空氣中的氧氣氧化被濃硫酸或濃硝酸氧化2、主要成份以及化學(xué)性質(zhì)Al2O3具有兩性3、如何除去？砂除酸除堿除但接觸空氣立即再生4、如何阻止其再生？堿洗后，硝酸汞再洗5、如何證明其表面致密氧化膜沒有再生？用汞鹽洗后的鋁棒如下實驗：1）放入水中2）置于空氣中鋁表面有少量氣泡鋁表面產(chǎn)生白色毛刷狀物質(zhì)完成反應(yīng)方程式鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁在氧氣中點燃可以看到耀眼的白光1、與O2的反應(yīng)：4Al+3O2→2Al2O3

點燃2、與鹽溶液(硝酸汞)反應(yīng)

3Hg(NO3)2+2Al→Al(NO3)3+3Hg“毛刷”現(xiàn)象4Al+3O2→2Al2O3

鋁和汞在鋁表面形成了合金（鋁汞齊）阻礙了致密氧化膜的形成歸納總結(jié)：在不同條件下，鋁生成氧化鋁。鋁跟其它非金屬的反應(yīng)鋁與非金屬反應(yīng)會不會產(chǎn)生不同價態(tài)的鋁化合物呢？2Al+3Cl2→2AlCl3

點燃4Al+3S

→2Al2S3

點燃+3+3現(xiàn)象：加熱后鋁條表面有氣泡產(chǎn)生，

2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑△鋁與水反應(yīng)鋁與酸反應(yīng)2Al+6H+→2Al3++3H2↑1.鋁能將非氧化性酸中的H+置換成H22.常溫下，濃硝酸,濃硫酸使鋁表面鈍化!生活應(yīng)用：濃硝酸、濃硫酸的保存與運輸用鋁罐3.常溫下鋁與稀硝酸或加熱條件下鋁與濃硝酸、濃硫酸也能反應(yīng)但是不產(chǎn)生氫氣鋁與堿反應(yīng)現(xiàn)象：有氣體產(chǎn)生化學(xué)方程式：2Al+2OH－

+2H2O→2AlO2－+3H2↑注：Al與強堿反應(yīng)才能生成H22Al+6H2O→2Al(OH)3↓+3H2↑2Al+6H2O+2NaOH→2NaAlO2+3H2↑+4H2O()×2＋6e2Al+2H2O+2NaOH→2NaAlO2+3H2↑2Al+2H2O+2OH－→2AlO2－

+3H2↑Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O

偏鋁酸鈉鋁與NaOH反應(yīng)實質(zhì)鋁與堿反應(yīng)鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3→2Fe+

Al2O3高溫Al的還原性強，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒用途：焊接鐵軌、冶煉難熔的金屬請寫出Al與Fe3O4，MnO2、V2O5、CuO的反應(yīng)式鋁熱劑鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)用于“定向爆破”，主要是利用鋁熱反應(yīng)熔斷鋼筋使樓房定向倒塌.

兩性Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2OAl2O3化學(xué)性質(zhì)Al2O3+2OH-→2AlO2-

+H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O結(jié)論：氧化鋁是兩性氧化物。紅寶石和藍寶石氧化鋁天然存在的α型氧化鋁晶體叫做剛玉，硬度僅次于金剛石和金剛砂(SiC)。人工高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁叫做人造剛玉，可耐1800℃，常用作高溫耐火材料，如制造反應(yīng)管和坩堝等，也用于制造絕緣體和砂輪。用高純氧化鋁和少量著色物質(zhì)，混合，經(jīng)高溫熔融可制得人造寶石，常在鐘表和一些精密儀器中用作軸承。純凈的氧化鋁是白色無定形粉末，俗稱礬土，熔點2050℃、沸點2980℃，不溶于水，鋁土礦是鋁在自然界存在的主要礦物。思考：你可以用哪些方法制取氫氧化鋁？氫氧化鋁

氫氧化鋁的制備和性質(zhì)探究2)向氯化鋁溶液中逐滴滴加氨水離子反應(yīng)方程式實驗現(xiàn)象實驗內(nèi)容先產(chǎn)生沉淀后溶解產(chǎn)生沉淀1)向氯化鋁溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液向(2)的試管中滴加鹽酸沉淀溶解Al(OH)3+OHˉAlO2+2H2O

Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl3++3OH-Al(OH)3Al3++3NH3·H2OAl(OH)3+3NH4+1.制備氫氧化鋁的實驗室制法

——氨水與鋁鹽反應(yīng)AlCl3+3NH3.H2O→Al(OH)3↓+3NH4ClHClNaOH2.

氫氧化鋁的物理性質(zhì)

典型的兩性氫氧化物的性質(zhì)——與強酸、強堿反應(yīng)白色、膠狀(絮狀)、難溶的物質(zhì)3.化學(xué)性質(zhì)Al(OH)3Al3+AlO2

H++AlO2ˉ+H2o

Al(OH)3Al3++3OHˉ酸式電離堿式電離

加強酸加強堿實驗1：向含1molAlCl3的溶液中,逐漸加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NaOH溶液的物質(zhì)的量n(NaOH)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.2012345n(NaOH)①①Al3++3OH－→Al(OH)3↓②②Al(OH)3+OH－→AlO2－+2H2O先產(chǎn)生白色沉淀，后消失實驗現(xiàn)象：實驗2：向含4molNaOH的溶液中,逐漸加入含AlCl3的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗AlCl3溶液的物質(zhì)的量n(AlCl3)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)

10.80.60.40.201234n(AlCl3)①②①Al3++4OH－→AlO2－＋2H2O②3AlO2－+Al3++6H2O→4Al(OH)3↓4/3③4/3實驗現(xiàn)象：先無沉淀，最終生成白色沉淀實驗3：向含1molAlCl3溶液中,逐漸加入NH3·H2O溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NH3·H2O溶液的物質(zhì)的量n(NH3

·H2O)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)1

01234n(NH3·H2O

)①①Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH4+②實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀實驗4:向含1molNaAlO2的溶液中,逐漸加入HCl溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗HCl溶液的物質(zhì)的量n(HCl)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)10.80.60.40.201234n(HCl)①②①

AlO2－+H＋+H2O→Al(OH)3↓②

Al(OH)3＋3H＋→Al3＋+3H2O先產(chǎn)生白色沉淀，后消失實驗現(xiàn)象：實驗5:向含4molHCl的溶液中,逐漸加入NaAlO2溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗NaAlO2溶液的物質(zhì)的量n(NaAlO2)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)432101234n(NaAlO2

)①②①

AlO2－+4H＋→Al3＋+2H2O②

Al3＋+3AlO2－+6H2O→4Al(OH)3↓③先無沉淀，最終生成白色沉淀實驗現(xiàn)象：實驗6：向含1molNaAlO2的溶液中,逐漸通入CO2

氣體并過量,生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)3)與消耗CO2氣體的物質(zhì)的量n(CO2)關(guān)系圖:n(Al(OH)3)21012n(CO2

)①①

2AlO2－+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+CO32-②實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀Al3+Al(OH)3AlO2－3H+3OH－4OH－OH－H+4H+

鋁三角

鋁三角

鋁三角

鋁三角

鋁三角練習(xí)：向含amolMgCl2和bmolAlCl3的溶液中,逐漸加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與消耗NaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)關(guān)系如下圖，求a、b。56n(NaOH)n(沉淀)鋁鹽明礬：KAl(SO4)2·12H2O

或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O說起明礬，人們對它是很熟悉的，也有人管它叫白礬，化學(xué)名稱叫硫酸鋁鉀。然而明礬不只用作化工原料，它還是一個凈水能手呢！有一次，我們下鄉(xiāng)搞調(diào)查研究，在做午飯的時候，發(fā)現(xiàn)缸里的水太渾，不能用，正在為此而著急的時候，農(nóng)技站的張技術(shù)員來了，他看見我們沒有辦法，立刻取出幾塊明礬，把它研成細未，然后撒在水缸里。不一會兒，缸里的水變得清澈透底了。KAl(SO4)2→K++Al3++2SO42-Al3++3H