鋁及其化合物的性質(zhì).ppt

第二節(jié) 鋁 金屬材料 第 1 課時(shí),聯(lián)想質(zhì)疑,金屬單質(zhì)的基本性質(zhì),我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過鈉、鎂、鐵等金屬單質(zhì)的知識(shí)， 這些金屬在性質(zhì)上具有相似之處。,1、鋁作為一種金屬，它具有哪些性質(zhì)？ 2、鋁是一種重要的金屬材料，這可能與它 具有哪些性質(zhì)有關(guān)？,討論,你在日常生活中見到過哪些鋁制品？,想一想,食品包裝材料,1、鋁的物理性質(zhì)和相應(yīng)用途,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,導(dǎo)熱性能好,導(dǎo)電性能較好（僅次于銀、 銅和金）,大膽預(yù)測,金屬 Al,還原性,例如：2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 2Al+6H+=2Al3+3H2 2Al +3Cu2+=3Cu+2Al3+ 2Al+3CuO=3Cu+Al2O3,點(diǎn)燃,思考探究：鋁鍋為什么可以用來煮飯？ 不易被腐蝕？,2、鋁的化學(xué)性質(zhì),用途：制燃燒彈、信號(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等,鋁在氧氣中燃燒,實(shí)驗(yàn) 一、鋁在氧氣中燃燒,劇烈燃燒，放出大量的熱和耀眼的白光。,常溫下鋁的表面被氧化，生 成一層致密氧化物薄膜。,（1）、鋁與非金屬的反應(yīng),因此鋁具有抗腐蝕性。,再如：2Al + 3S = Al2S3鋁表現(xiàn)出強(qiáng)的還原性,點(diǎn)燃,4Al+3O2=2Al2O3,點(diǎn)燃,(2)鋁與酸反應(yīng),與鹽酸、稀硫酸反應(yīng),2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,與強(qiáng)氧化性酸（濃硫酸、濃硝酸） -發(fā)生鈍化現(xiàn)象,（3）鋁與強(qiáng)堿反應(yīng),注意事項(xiàng)： 金屬鎂不與堿反應(yīng) 鋁只與強(qiáng)堿反應(yīng)，很難與弱堿反應(yīng) 鋁是還原劑，水為氧化劑,2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAl(OH)4+3H2,還原劑,氧化劑,（四羥基合鋁酸鈉）,【學(xué)用結(jié)合】：,寫出下列離子反應(yīng)的離子方程式： 鋁絲與稀硫酸反應(yīng): 鋁片與氫氧化鈉溶液反應(yīng):,2Al+6H+=2Al3+3H2,2Al+2OH+6H2O=2 Al(OH)4 + 3H2,問題探究,1、為什么鋁制餐具不宜蒸煮或長期存放有酸性或堿性的食物？,2、Al與氨水反應(yīng)能生成H2嗎？,Al能與酸或堿起反應(yīng),不能! Al與強(qiáng)堿反應(yīng)才能生成H2 ！,（4）鋁與氧化鐵的反應(yīng)(還原性),應(yīng)用：焊接鋼軌，冶煉金屬。,（鋁熱反應(yīng)）,現(xiàn)象：,劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒， 紙漏斗被燒穿，有紅熱液珠落下，液珠冷卻 后變?yōu)楹谏?鋁熱反應(yīng)：,鋁在高溫條件下和某金屬氧化物發(fā)生 的反應(yīng),鋁熱劑：,鋁粉和金屬氧化物的混合物,鋁熱反應(yīng)的原理？,Al在高溫下表現(xiàn)出強(qiáng)還原性，把某些金屬從它的氧化物中置換出來。,焊接鋼軌,寫出Al與Fe3O4、Cr2O3反應(yīng)的化學(xué)方式。,即學(xué)即用,（5）與鹽溶液反應(yīng),根據(jù)金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用，鋁能把排在它后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來，如:,2Al+3CuSO4= 3Cu+Al2(SO4)3,2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+,某課外活動(dòng)小組做如下實(shí)驗(yàn)：往一鋁制易拉罐內(nèi)充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)凹而癟，再過一段時(shí)間后，癟了的罐壁重新鼓起，試解釋:,1、罐壁內(nèi)凹而癟的原因是 ,化學(xué)方程式為 . 罐壁再鼓起的原因是 , 化學(xué)方程式為 .,2、如果用金屬薄鐵制易拉罐做上述實(shí)驗(yàn)， 出現(xiàn)的結(jié)果是 .,隨堂練習(xí),CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,2Al+6H2O+2NaOH=2 NaAl(OH)4 +3H2,CO2溶于與NaOH溶液，壓強(qiáng)減小,鋁與與NaOH溶液反應(yīng)生成H2,壓強(qiáng)增大,罐變癟后不會(huì)再鼓起,第2節(jié)鋁 金屬材料,第2課時(shí),知識(shí)小結(jié),1、氫氧化鋁的性質(zhì),（1）Al(OH) 3物理性質(zhì)及用途：,不溶于水的白色膠狀物， 有吸附性，可作凈水劑。,生活中的化學(xué),通常用明礬（KAl（SO4）212H2O）作凈水劑,原理是：鋁離子在溶液中可以與水發(fā)生微弱的反應(yīng)，生成有很大表面積的氫氧化鋁，可以吸附水中的懸浮雜質(zhì)而形成沉淀。,產(chǎn)生白色 膠狀沉淀,白色膠狀 沉淀溶解,白色膠狀 沉淀溶解,氫氧化鋁溶于鹽酸,氫氧化鋁溶于 氫氧化鈉溶液,可溶性鋁鹽遇堿 生成Al(OH)3沉淀。,1、氫氧化鋁的性質(zhì),氫氧化鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),結(jié)論：Al(OH) 3即溶于鹽酸又溶于氫氧化鈉 溶液屬于兩性氫氧化物,既能與強(qiáng)酸反應(yīng)， 又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氫氧化物。 例：Al(OH) 3,Al(OH)3 +3H+2Al3+3H2O Al(OH)3 +OH-Al (OH) 4-,四羥基合鋁酸根離子,兩性氫氧化物：,Al(OH)3不溶于較弱的酸，如H2CO3;不溶于弱堿，如NH3H2O ，而溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。,思考： 實(shí)驗(yàn)室為何不用可溶性鋁鹽與氫氧化鈉溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁？,氫氧化鋁會(huì)溶于過量的氫氧化鈉溶液,Al(OH)3 +NaOHNaAl (OH) 4,說明：,Al(OH) 3制取方法：,用鋁鹽溶液與氨水反應(yīng)！,Al3+ +3 NH 3 H2O Al(OH) 3 + 3 NH 4+,胃不痛了，多虧了胃舒平！,胃舒平又名復(fù)方氫氧化鋁，是由能中和胃酸的氫氧化鋁和三硅酸鎂兩藥合用，并組合解痙止痛藥浸膏而成。,Al(OH)3在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,治療胃酸過多,胃舒平是治療胃酸過多的常用藥物，其中含有的有效成分是氫氧化鋁，其治療原理是（用離子方程式表示） ； 碳酸氫鈉也常用于做治療胃酸過多，請說出與氫氧化鋁相比較，用碳酸氫鈉作為治療胃酸過多的藥物的優(yōu)缺點(diǎn)（各一條）。 優(yōu)點(diǎn) ； 缺點(diǎn) 。,Al(OH)3+3H=Al3+3H2O,不產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)；,產(chǎn)生大量的CO2，人服用后會(huì)打嗝。,氧化鋁的天然存在形式,鋁土礦 由氧化鋁的水合物和少量的氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)組成,剛 玉 氧化鋁的天然晶體，硬度大僅次于金剛石、金剛砂（SiC）(藍(lán)寶石、紅寶石是剛玉的一種）,自然界中的化學(xué),2、氧化鋁Al2O3,（1） Al2O3物理性質(zhì),氧化鋁是白色、不溶于水的固體，熔點(diǎn)高，是一種較好的耐火材料。天然產(chǎn)的無色氧化鋁晶體叫剛玉，其硬度僅次于金剛石。,與酸反應(yīng)：,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,與強(qiáng)堿反應(yīng)：,Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-,（2） Al2O3化學(xué)性質(zhì),（3）用途：耐火材料，冶煉鋁，其它剛玉、紅藍(lán)寶石等,兩性氧化物：即能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氧化物。例Al2O3,說 明,氧化鋁不溶于水,與水不反應(yīng),故不能用氧化鋁與水反應(yīng)制取氫氧化鋁,鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物,制備： A.工業(yè)：從鋁土礦 B.實(shí)驗(yàn)室：4Al + 3O2 2 Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O,鋁土礦,以三水合氧化鋁、一水合氧化鋁石等鋁的氧化物為主，并包含高嶺石、蛋白石、針鐵礦等而成的混合物。常含鎵。成分變化很大。常成豆?fàn)?、塊狀、多孔狀、或土狀產(chǎn)出。是煉鋁的最重要原料，也是提煉分散元素鎵的主要來源,氧化鋁的天然存在形式,鋁土礦 由氧化鋁的水合物和少量的氧化鐵和二氧化硅雜質(zhì)組成,剛 玉 氧化鋁的天然晶體，硬度大僅次于金剛石、金剛砂（SiC）(藍(lán)寶石、紅寶石是剛玉的一種）,自然界中的化學(xué),紅寶石,含微量鉻而呈不同色調(diào)紅色的剛玉寶石。屬高檔寶石。以透明且呈微帶紫色色調(diào)的鮮紅色品種最為名貴。用焰熔法制備的合成紅寶石除用作裝飾品外，還廣泛地用作精密儀器、鐘表中的軸承和激光材料,閃耀著六射星光的天然紅寶石“羅斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里蘭卡產(chǎn)，世界著名珍寶?，F(xiàn)藏于美國華盛頓斯密森博物館。,寶石展示,綠寶石,除祖母綠和海藍(lán)寶石外其他各種顏色綠柱石類寶石的統(tǒng)稱。品種有金色綠寶石、玫瑰綠寶石、紫色綠寶石、暗褐色綠寶石等,剛玉,剛玉的化學(xué)成分為氧化鋁，晶體常呈桶狀、柱狀，因含鈦而呈藍(lán)色。藍(lán)色透明的剛玉叫藍(lán)寶石。,藍(lán)寶石,含鐵和鉈的剛玉寶石，屬高檔寶石。以微帶紫的鮮藍(lán)色品種最為名貴。用作個(gè)人裝飾品。用焰熔法制得的各色合成藍(lán)寶石較為常見,閃耀著六射星光的天然藍(lán)寶石“亞洲之星”重330克拉，緬甸產(chǎn)，世界著名珍寶，現(xiàn)藏于美國華盛頓斯密森博物館。,寶石展示,天然寶石,英帝國王冠： 鑲有4粒紅寶石、 11粒祖母綠、 16粒寶石藍(lán)、 227粒珍珠 和超過2800粒 大大小小的鉆石。,人造寶石,機(jī)械表中的“鉆”,精美的氧化鋁陶瓷制品,課外思考,1、將鹽酸逐滴滴入到Na溶液中，直至過量。 2、NaAlO2溶液逐滴滴入到鹽酸中，直至過量。,2、NaAlO2溶液逐滴滴入到鹽酸中，直至過量。 先產(chǎn)生沉淀，振蕩后消失，當(dāng)NaAlO2過量時(shí)，產(chǎn)生的沉淀不再消失。4H+AlO2-=Al3+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3,析：1、先產(chǎn)生白色絮狀沉淀，當(dāng)HCl過量時(shí)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+,鋁“三角”,鋁的化合物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系,7. 雙水解,按以上關(guān)系寫出離子方程式,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,討論以上反應(yīng)量與產(chǎn)物關(guān)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溶液至過量,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-,有關(guān)鋁化合物的圖像問題,n(NaOH),nAl(OH)3 ,1,2,3,4,1,2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至過量,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過量,1,2,3,4,1,nAl(OH)3 ,n( NH3.H2O ),Al3+ +3NH3.H2O = Al(OH)3+3NH4+,4.往NaAl(OH)4-溶液中加入稀鹽酸至過量,Al(OH)4-+ H+ =Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,1,2,3,4,1,nAl(OH)3 ,n(HCl),4.往稀鹽酸溶液中加入 NaAl(OH)4-至過量,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溶液至過量,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 (或過量),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至過量,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溶液至過量,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的混合溶液中加入鹽酸至過量,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