高一化學知識點總結必修一42鋁金屬材料

1、4.2 鋁 金屬材料一、鋁：1、物理性質(zhì)：Ø 銀白色金屬，Ø 硬度和密度小，Ø 具有良好的導電、導熱性和延展性。其導電性在銀銅金之后2、化學性質(zhì)：(1) 與非金屬單質(zhì)反應： 2Al+3Cl2 2AlCl3 4Al+3O2 2Al2O3 (常溫也可以反應，生成致密氧化膜，常用來解釋為什么鋁不容易生銹)(2) 與酸反應： A、與非氧化性酸反應（鹽酸，稀硫酸等），生成氫氣 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H22Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H2 B、與氧化性酸反應，發(fā)生鈍化，即鋁、鐵在冷的

2、濃硫酸，濃硝酸中發(fā)生鈍化注意: 如果是稀硫酸或者是稀硝酸，則不會發(fā)生鈍化 如果是熱的濃硫酸或者是熱的濃硝酸，也不會發(fā)生鈍化 (3) 與堿反應：生成四羥基合鋁酸鈉 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2 2Al+2OH+6H2O=2Al(OH)4+3H2(4) 與鹽反應：按照金屬活動性順序，發(fā)生置換反應 2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+ (5) 與氧化物反應：發(fā)生鋁熱反應 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 注意事項： 反應物鋁和金屬氧化物統(tǒng)稱鋁熱劑 鋁熱反應的實驗現(xiàn)象為：發(fā)出耀眼的光芒、放出大量的熱、有熔融物生成。 鋁熱反應常用于焊接鐵軌和冶煉金屬二、氧化鋁1、存在

3、形式：氧化鋁主要存在剛玉中，剛玉的主要成分是Al2O3 ， A、其中把含少量鉻元素的剛玉稱為紅寶石；B、含少量的鐵和鈦元素的剛玉稱為藍寶石。2、物理性質(zhì)：白色固體、不溶于水、熔沸點高。3、化學性質(zhì)：(1) 電解反應：電解氧化鋁用于制取金屬鋁電解 2Al2O3 = 2Al + 3 O2 (2) 兩性氧化物（即能與酸反應，也能與堿反應） A、氧化鋁與酸反應： Al2O36HClAlCl33H2OB、氧化鋁與堿反應： Al2O32NaOH+3H2O2NaAl(OH)4三、氫氧化鋁1、物理性質(zhì)：Ø 白色膠狀物質(zhì)，Ø 不溶于水，Ø 強吸附性，可以吸附水中的懸浮物和各種色素。

4、2、化學性質(zhì)： (1) 不穩(wěn)定性：氫氧化鋁不穩(wěn)定，受熱易分解。2Al(OH)3 = Al2O32H2O (這是工業(yè)上制取純凈氧化鋁的方法。)(2) 兩性氫氧化物： A、與酸反應：Al(OH)3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2O B、與堿反應：Al(OH)3 + NaOHNaAl(OH)43、制?。簩嶒炇乙话阌娩X鹽跟氨水反應制取氫氧化鋁 AlCl3+3NH3·H2O = Al(OH)3+3NH4Cl Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3+3NH4+ 注意：弱酸(比如碳酸)，弱堿(比如氫氧化鈉)均不能使氫氧化鈉溶解4、知識補充：四羥基合鋁酸鹽Al(OH)4

5、 的性質(zhì)： Al(OH)4可以看成Al(OH)4= Al(OH)3+(OH) (1) 與不能共存的離子：只要不能與氫氧根共存的離子，都不能與Al(OH)4共存，比如：鐵離子、鋁離子、碳酸氫根等(2) 鋁鹽可以跟四羥基合鋁酸鹽反應，生成氫氧化鋁Al3+ + 3Al(OH)4=4 Al(OH)3(3) 四羥基合鋁酸鹽也可以和酸反應，比如實驗室也可以利用四羥基合鋁酸鹽跟二氧化碳反應來制取氫氧化鋁A、 當CO2不足時，2Al(OH)4+ CO2 = 2 Al(OH)3+H2O+CO32-B、 當CO2過量時，Al(OH)4+ CO2 = Al(OH)3+ HCO3-四、鋁合金：1、合金的概念：金屬跟金

6、屬，或者金屬跟非金屬通過加熱融合而形成的混合物。 2、合金的特征：兩大一小 (1) 合金的硬度一般比組成它的金屬大(2) 合金的熔點一般比組成它的金屬低(3) 合金的抗腐蝕性一般比組成它的金屬強3、鋁合金的優(yōu)點：密度小、強度高、塑性好、易于成型等優(yōu)點4、鋁合金的用途：經(jīng)常用于制造飛機構件，建筑業(yè)及電子行業(yè)等。五、金屬材料：1、分類：分為黑色金屬材料和有色金屬材料(1) 黑色金屬：黑色金屬是指鐵、錳、鉻以及它們的合金(2) 有色金屬：除黑色金屬外所有的金屬材料統(tǒng)稱有色金屬注意事項： 黑色金屬只是一種稱呼，并不是說黑色金屬都是黑色的 黑色金屬材料是人類使用最廣泛的金屬材料2、黑色金屬鋼鐵：(1)

7、鐵的合金主要包括鋼鐵和生鐵，其中生鐵的含碳量比較高(2) 鐵的使用經(jīng)歷了一個“鐵普通鋼不銹鋼等特種鋼”的演變(3) 不銹鋼主要是在普通鋼的基礎上加入鉻、鎳等元素，不銹鋼有很多類型，但是有一個共同的特征是：其含鉻量一般都大于12%。3、有色金屬材料金、銀、銅(1) 金銀銅的三性（導電性、導熱性、延展性）Ø 導電性：銀>銅>金Ø 導熱性：銀>銅>金Ø 延展性：金>銀>銅(2) 物理性質(zhì)：金是黃色金屬、銀是銀白色金屬、銅是紫紅色金屬 其中銅是人類最早使用的金屬。(3) 化學性質(zhì)：l 金：金的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，基本不與任何物質(zhì)反應。l 銀

8、：銀的化學性質(zhì)也很穩(wěn)定，除了跟硝酸、濃硫酸等少數(shù)氧化劑反應外，也基本不與其它物質(zhì)反應l 銅：銅的化學性質(zhì)相對比較活潑(1) 常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但是在潮濕的空氣中容易被腐蝕，生成綠色的銅銹（或者銅綠），方程式為：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3 (2) 銅在加熱或者點燃的條件下，能與許多非金屬反應： 2Cu+O2=2CuO 2Cu+S=Cu2S(3) 銅及其化合物之間可以相互轉化，而且轉化時常伴著顏色變化 高溫 4 CuO =2Cu2O + O2 CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O六、鋁的圖象問題總結：1、鋁鹽與氨水的反應 由于產(chǎn)物氫氧化鋁不

9、溶于氨水，因此無論是鋁鹽里面加入氨水，還是氨水里面加入鋁鹽，反應都是一樣的，因此圖像也應該相同，具體如下所示： A、實驗現(xiàn)象：加入試劑后，生成沉淀，沉淀不消失B、離子方程式：Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3+3NH4+ 1mol 3mol C、圖像：(1) 鋁鹽里面加入氨水： (2) 氨水中加入鋁鹽 2、鋁鹽與強堿(以氫氧化鈉為例) 因為產(chǎn)物氫氧化鋁溶于氫氧化鈉，因此往鋁鹽里面加入氫氧化鈉，跟氫氧化鈉里面加入鋁鹽，反應情況應該是有所不同的，圖像也應該是有所不同的，具體如下所示：(1) 鋁鹽里面加入氫氧化鈉 A、實驗現(xiàn)象： 先生成沉淀（鋁鹽里面Al3+較多，加入OH-

10、后生成Al(OH)3沉淀） 沉淀消失（Al(OH)3與OH-繼續(xù)反應，生成Al(OH)4-）B、離子方程式： Al3+ + 3OH - = Al(OH)3 1mol 3mol Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4- 1mol 1molC、 圖像：D、習題：例1. 向30毫升1 mol/L的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 mol/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（ ）A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL例2 向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量可能是（）（1）

11、a mol （2）b mol （3） a/3 mol（4）b/3 mol （5）0 mol （6）（4a-b）molA. （1）（2）（4）（5）（6）B. （1）（4）（5）（6）C. （1）（2）（3）（5）（6）D. （1）（3）（5）總結：a mol AlCl3與b mol NaOH反應，沉淀的物質(zhì)的量的討論情況：A、 b3a 時，先寫離子方程式，計算沉淀時，要以不足的量來計算Al 3+ + 3 OH-= Al(OH)3mol 3molmol mol b/3 mol所以當b3a 時，即氫氧化鈉不足時，沉淀的物質(zhì)的量為b/3molB、 3a<b<4a時，同樣寫離子方程式，然后

12、判斷哪個反應物不足，要以不足的物質(zhì)來計算沉淀的質(zhì)量。 Al 3+ + 3 OH-= Al(OH)3mol 3molmol 即AlCl3不足 mol mol 此時沉淀應該以AlCl3來算 Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-mol mol(b-3)mol (b-3)mol (b-3)mol 則生成的沉淀為a-(b-3a)=(4a-b)mol 所以當3a<b<4a時，此時沉淀的物質(zhì)的量為(4a-b)molC、 當b4a時，沉淀的物質(zhì)的量為0(2) 往氫氧化鈉溶液里面加入鋁鹽 A、實驗現(xiàn)象： NaOH溶液中出現(xiàn)沉淀，沉淀立即消失（氫氧化鈉溶液里面OH-較多，加入Al3+后生成

13、Al(OH)3沉淀，沉淀馬上又跟OH-反應） 繼續(xù)滴加Al3+后沉淀突然增多后不變（Al3+與Al(OH)4-反應生成Al(OH)3后，Al(OH)3不消失） B、離子方程式： Al3+ + 3OH - = Al(OH)3 ，Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4- 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 3mol 1mol 1mol 即第一步發(fā)生 Al3+ + 4OH - = Al(OH)4- Al3+ + 3 Al(OH)4- = 4 Al(OH)31mol 3 mol 即加入的Al3+要先花3mol去跟OH -反應形成1molAl(OH)4-,然后1mol Al3+再跟

14、1molAl(OH)4-反應形成沉淀。 C、圖像： 3、NaAl(OH)4與CO2的反應：由于產(chǎn)物氫氧化鋁不溶于碳酸，因此無論是NaAl(OH)4里面加入CO2，因此生成的沉淀應該不會消失，具體如下所示：A、實驗現(xiàn)象：加入試劑后，生成沉淀，沉淀不消失B、離子方程式：Ø 當CO2不足時，2Al(OH)4+ CO2 = 2 Al(OH)3+H2O+CO32-Ø 當CO2過量時，Al(OH)4+ CO2 = Al(OH)3+ HCO3- C、圖像： 4、NaAl(OH)4與HCl的反應： 因為產(chǎn)物氫氧化鋁溶于鹽酸，因此往NaAl(OH)4里面加入HCl，跟往HCl里面加入NaAl(OH)4，反應情況應該是有所不同的，圖像也應該是有所不同的，具體如下所示：(1) 往NaAl(OH)4里面加入HCl A、實驗現(xiàn)象： NaAl(OH)4溶液出現(xiàn)沉淀 繼續(xù)滴加HCl，沉淀消失B、離子方程式： Al(OH)4-+ H+ = Al(OH)3+H2O 1mol 1mol Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ +3H2O 1mol 3mol C、圖像：(2) 往HCl里面加入NaAl(OH)4:A、實驗現(xiàn)象： HCl溶液先出現(xiàn)沉淀，沉淀迅速消失 繼續(xù)滴加NaAl(OH)4，沉淀不變B、離子方程式： Al(OH)4-+ H+ = Al(O