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铝及其化合物
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1.铝的物理性质
2.原子结构
铝
颜色 状态 硬度 导电、导热性 延展性 密度 熔点 沸点
银白色
金属光泽 固体 较小 良好 良好 2.7g/cm3 660℃ 2467℃
3.铝的化学性质
⑴与非金属反应
⑵与酸反应
⑶与盐溶液反应
4Al + 3O2 2Al2O3
2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2
↑
铝较活泼,常温下就能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。
铝箔在空气中加热不燃烧,只能熔化成液体但不滴落,其原因是铝箔表面生成的高熔点的氧化铝包裹住内部熔化的铝,使内部的液态铝不滴落。
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铝与酸、碱的反应
反应 铝与盐酸反应 铝与氢氧化钠溶液反应
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
实验结论 铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,都产生H2
2Al+6HCl === 2AlCl3+3H2↑
2Al+2H2O+2NaOH === 2NaAlO2+3H2↑
铝与NaOH溶液反应,可以认为是分两步进行的:
①失去保护膜的铝跟水反应:
②NaOH溶液溶解Al(OH)3:
由①+②×2可得:
(5)与金属氧化物反应——铝热反应
指高温时,铝把某些高熔点的金属从其氧化物中置换出来的反应。
如:Fe2O3 、Fe3O4 、Cr2O3 等
铝热剂——铝和金属氧化物组成的混合物
现象:发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成
镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂
铝热反应的应用:
焊接铁轨,冶炼熔点高的金属如V、Cr、Mn等
【微思考1】铝是一种活泼金属,为何铝制品可在空气中稳定存在?
提示 铝制品表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起到保护内部金属的作用。
【微思考2】家用铝合金门窗为什么不用纯铝制的?
提示 铝合金相对于铝来说,具有硬度大(耐磨)、易加工(熔点低)的特点。
【微思考3】如何除去铁粉中混有的少量铝粉?
将样品加入足量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥。
铝的氧化物——Al2O3
白色固体,难溶于水,熔点很高(2050℃),也很坚固,是一种比较好的耐火材料,可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
1.物理性质
纯净的氧化铝俗称刚玉,其硬度仅次于金刚石。
氧化铝的化学性质
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。
(1)与酸(盐酸)反应:
(2)与强碱(NaOH)溶液反应:
Al2O3+6HCl = 2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O
铝也都能与盐酸和氢氧化钠溶液反应,那么能否称铝为两性元素?
Al并不直接和NaOH溶液反应,不是两性金属
【微思考4】
(1)日常生活中铝制餐具能否用来长期存放酸性或碱性食物?
提示 不能,因Al和Al2O3均能与酸、碱反应。
(2)金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物间有何关系?
提示 多数金属氧化物属于碱性氧化物,如Na2O、CaO等;
少数金属氧化物属于两性氧化物,如Al2O3、ZnO等;
个别金属氧化物属于酸性氧化物,如Mn2O7。
【微思考5】氧化铝可以制造耐火坩埚,这利用了它的什么性质?
能否用它来熔化NaOH固体?
提示:熔点高。
不能用它来熔化NaOH固体,因为氧化铝能够与NaOH固体反应:
Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O
小明同学在学校科技节上表演了一个小魔术,他向一个空易拉罐中加入一种液体,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再振荡易拉罐,一会儿罐壁又重新凸起。
魔术揭密:事先在铝制易拉罐中集满CO2,然后加入了过量NaOH浓溶液。
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O
2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑
3. 用途
① 耐火材料(Al2O3熔点高)
② 冶炼金属铝:
2Al2O3= 4Al + 3O2↑
通电
4.工业制备
2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O
△
③ 做装饰品
2.化学性质
氢氧化铝
1.物理性质和用途
难溶于水的白色固体,在溶液中形成白色胶状沉淀。
Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,又能吸附色素,可以用作净水剂。
两性氢氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和