3.2.2 铝及其化合物、“铝三角”的图像分析及计算讲与练2023-2024学年高一上学期人教版（2019） 必修第一册

3.2.2 铝及其化合物、“铝三角”的图像分析及计算 核心素养发展目标 1、掌握铝的主要性质及其应用 2、掌握铝与氢氧化钠反应的实质，熟悉铝热反应 3、掌握铝的重要化合物[Al2O3、Al(OH)3、Al3＋、AlO、KAl(SO4)2·12H2O]的主要性质及其应用 4、掌握“铝三角”及其转化，熟悉铝的化合物的互滴实验 考点梳理 一、铝的原子结构及铝的物理性质 1、铝的结构：原子结构示意图： 2、存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态(铝土矿中)存在 3、金属铝的物理性质：银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性，密度较小，质地柔软 二、铝的化学性质 1、Al与O2的反应 4Al＋3O2===2Al2O3 【微点拨】 ①常温下铝易与空气中的氧气反应，表面生成致密而坚硬的氧化铝薄膜，能阻止氧气等与铝进一步反应，因此铝具有很强的抗腐蚀性 ②铝的化学性质活泼，但在日常生活中广泛使用的铝制品由于形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，通常具有较好的抗腐蚀性能 ③空气中久置的铝箔和用砂纸打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，铝箔都不能燃烧，都熔化后而不滴落。 2、Al与其它非金属的反应 ①与Cl2反应：2Al＋3Cl22AlCl3 ②与S反应：2Al＋3SAl2S3 3、Al与酸的反应 (1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应——铝与盐酸反应 铝与盐酸反应 实验操作 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 化学方程式 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (2)与氧化性酸的反应 ①常温下，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，但在加热的条件下铝可以和浓硫酸、浓硝酸反应 ②铝与浓硝酸共热：Al＋6HNO3(浓)Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O 【微点拨】常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应 4、Al与碱溶液的反应 实验操作 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 化学方程式 2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑ 【微点拨】 ①铝与氢氧化钠溶液反反应的机理：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成NaAlO2和H2O，反应中Al为还原剂，水为氧化剂 ②能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性 ③活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 5、Al与盐溶液反应：2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 6、Al与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 【铝热反应实验中的有关问题】 (1)原理：铝作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来 (2)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合 (3)反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态易Al2O3分离 (4)实验过程 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3 ②金属焊接，如：野外焊接钢轨等 【微点拨】 ①Al与MgO不能发生铝热反应 ②铝热反应不是一个反应，而是一类反应 ③铝热反应为放热反应 三、铝的制备及用途 1、制备(电解熔融Al2O3)：2Al2O34Al＋3O2↑ (冰晶石的作用是作为熔剂，降低氧化铝的熔点) 2、用途：①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等 四、氧化铝 (Al2O3) 1、物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料 2、化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应 (1)与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (2)与碱反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，称为两性氧化物 3、主要用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石 五、氢氧化铝 [Al(OH)3] 1、物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性 2、化学性质：Al(OH)3是典型