鋁的性質(zhì)及應(yīng)用

鋁的性質(zhì)及應(yīng)用1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。2．金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和傳熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=,\s\up14(點(diǎn)燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=,\s\up14(點(diǎn)燃))Mg3N2與水反應(yīng)反應(yīng)很困難能與沸水反應(yīng)Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up14(△))Mg(OH)2＋H2↑與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up14(點(diǎn)燃))2MgO＋C鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。熟記鋁、鎂的特殊化學(xué)性質(zhì)(1)活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不但能與酸(H＋)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)為特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(2)鋁熱反應(yīng)鋁和某些金屬氧化物反應(yīng)，將其從氧化物中置換出來(lái)，同時(shí)放出大量2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol 3mol3mol·L－1×0.1L 0.15mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g 3mol5．4g 0.3mol即投入的鋁粉為5.4g。思維建模(1)鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)都是Aleq\o(→,\s\up16(失3e－))Al3＋，所以無(wú)論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。①等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶1。②足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶3。③一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比eq\f(1,3)<eq\f(VHClH2,VNaOHH2)<eq\f(1,1)，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過(guò)量關(guān)系。(2)鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。制取Al(OH)3一般不用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)的雙水解反應(yīng)制取。與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析(1)把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽(Al3＋)溶液中至過(guò)量①現(xiàn)象：先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。②有關(guān)反應(yīng)：A→B：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③圖像2)把鋁鹽(Al3＋)溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過(guò)量①現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。②有關(guān)反應(yīng)：A→B：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③圖像(3)把強(qiáng)酸溶液逐滴加入到AlOeq\o\al(－,2)溶液中至過(guò)量①現(xiàn)象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐漸溶解。②有關(guān)反應(yīng)：A→B：AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O③圖像(4)向強(qiáng)酸溶液中逐滴加入AlOeq\o\al(－,2)溶液至過(guò)量①現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。②有關(guān)反應(yīng)：A→B：4H＋＋AlOeq\o\al(－,2)=Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③圖像(5)往等物質(zhì)的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至過(guò)量①現(xiàn)象：開始出現(xiàn)白色沉淀?后沉淀量增多?沉淀部分溶解②有關(guān)反應(yīng)：O→A：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓A→B：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③圖像反思?xì)w納1．離子共存問(wèn)題(1)Al3＋與OH－、AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)(HCOeq\o\al(－,3))、S2－等不能大量共存。(2)AlOeq\o\al(－,2)與H＋、HCOeq\o\al(－,3)、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。2．離子反應(yīng)先后順序問(wèn)題當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。3．Al及