铝及其化合物的性质.ppt

专题2物质性质的探究,课题1铝及其化合物的性质,实验化学,知识回顾,请总结你所知道的铝元素的相关性质,课题一铝及其化合物的性质,铝热反应：铝热剂是混和物特点是放出大量的热,铝热反应,用途：常用于焊接铁轨；冶炼难熔金属,镁条的作用：用镁燃烧产生的热量引发铝热反应,氯酸钾的作用：助燃剂,1、铝元素的原子结构示意图,Al,结论:,铝有较强的还原性。,Al3,铝在周期表中的位置？,、与非金属单质的反应：O2、Cl2、S等,4Al+3O2=2Al2O3,、与酸的反应,钝化：,2、铝的化学性质,、与强碱溶液的反应,2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,、与不活泼金属的可溶性盐的反应：,2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,、与金属氧化物的反应：铝热反应,氧化铝的化学性质,两性氧化物,3、氧化铝和氢氧化铝的两性,两性氧化物：与碱反应生成盐和水，与酸反应生成盐和水的氧化物。,氢氧化铝的化学性质,（1）两性氢氧化物：与碱反应生成盐和水，与酸反应生成盐和水的氢氧化物。,3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl,（2）受热分解,4可溶性铝盐的性质,AlCl3、KAl(SO4)212H2O等,（1）Al3+易水解,Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质，并使之沉降，起到净水的作用。,（2）Al3+能形成多种配合物，还能形成复盐。,铝及其化合物的性质,铝三角,课题一铝及其化合物的性质,写出反应的化学方程式,练习：工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3），生产铝的过程，可用简单示意图如下（图中字母代表有关物质的分子式）,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,电解,2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,2Al(OH)3=Al2O3+3H2O,2Al2O3=4Al+3O2,课题一铝及其化合物的性质,化学实验方案设计的内容：1、实验名称；2、实验目的；3、实验原理；4、实验用品（仪器、药品及规格）；5、实验步骤（包括实验仪器的装配和操作）；6、实验现象的记录和结果处理；7、问题和讨论。,实验一、铝与氧气反应的实验探究,1、2Al+3/2O2=Al2O3rG0=-1582kJ/molMg+1/2O2=MgOrG0=-569.4kJ/mol3Fe+2O2=Fe3O4rG0=-1015kJ/mol,2、在金属活动顺序表中,金属活动性:MgAlFe,从rG0(0)数值看,”铝与氧气”这个自发反应最容易发生.但实际上铝在氧气中燃烧实验最不容易成功.这是为什么呢?,第一:铝是活泼金属，在空气中能与氧气生成一种致密的氧化铝保护层，使氧气不能继续与铝发生反应，不采取任何擦除氧化铝保护层措施而直接进行点火，必定是铝难于燃烧。氧化镁薄膜和氧化铁薄膜可能都不如氧化铝薄膜更致密,不能阻止金属与氧气的接触,因此金属镁和金属铁更容易在氧气中燃烧.,铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因,第二:氧气的浓度偏低或氧气的量不足而导致燃烧现象不明显。(1)是集气瓶中收集到氧气的浓度偏低,不能引起铝与氧气的充分反应;(2)是绕有火柴的铝箔,若过早伸入集气瓶中,火柴燃烧会消耗大量的氧气,致使氧气浓度降低而导致实验失败;(3)是集气瓶容积小而导致氧气量不足或者铝箔太多反应不充分.,铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因,第三:铝箔与氧气的接触面积太少.(1)是没有掌握好铝箔的厚度，过厚的铝箔在一定程度上减少了单质铝与氧气的接触。(2)是铝箔与火柴梗的缠绕方式不正确导致实验难以成功。A图铝箔与氧气接触面积小,另外火柴不能充分燃烧,不能达到铝的着火点,难以引发铝箔燃烧.B图和C图正确.,铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因,实验一的注意事项:集气瓶中氧气浓度要尽可能大选择容积较大的集气瓶作为反应器.(体积与铝质量关系)铝箔以螺旋状绕紧一根火柴.待火柴烧到2/3以后，火焰能“包围”铝条时，再迅速将铝条伸进集气瓶中；铝条不能太早或太迟伸入集气瓶；可以用H2O2溶液与MnO2粉末混合直接在集气瓶中制O2。(一定要氧气纯度足够大才开始实验),【实验二】铝表面氧化膜的实验研究,阅读书本P21实验，并思考下列问题：分别有何实验现象？如何除去铝片表面氧化膜？铝片表面氧化膜如何形成？,如何除去铝片表面的氧化膜？,方法1、用砂纸除去氧化膜将一片擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察铝片表面现象,出现一层海绵状暗红色物质，产生气泡，既而产生蓝色沉淀，溶液温度升高，产生气泡速度明显加快,2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,如何除去铝片表面的氧化膜？,方法2、用NaOH溶液除去氧化膜铝片，用水冲洗后，放入盛有3mL6.0mol/LNaOH溶液的试管中，观察铝表面的现象。12min后取出铝片，洗净，再放入20mL0.5mol/L的硫酸铜溶液中，观察铝片表面现象,如何增强铝片表面的氧化膜的保护作用？,方法：将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有浓硝酸的试管中,将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有3mL浓硝酸的试管中，观察现象。1min后取出铝片，用水洗净，再放入20mL0.5mol/LCuSO4溶液的试管中，观察铝片表面的现象,实验二:铝表面氧化膜的实验探究,第一，硫酸铜溶液的浓度要小，最好不要超过课本规定的0.5mol.L-1。,原因：硫酸铜溶液水解显酸性。若浓度过大时，酸性太强，铝片表面的氧化膜被溶解。,看似简单但容易失败的是第21页步骤（3）：将一块未擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中，观察铝片表面的现象。,实验二的注意事项:CuSO4溶液浓度不要太大。（0.5mol.L-1较合适）。,选择氧化膜完美无损的铝片做实验的步骤（3）。不选择新切开的小铝片。不选择灼烧成的铝片。,铝片在浓硝酸中钝化的时间一定要足够长久。因为依据课本第21页“钝化1-2min后”的铝片，再放在20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中约半小时后，铝片表面有明显的溶解现象。,3、铝配合物的生成,【实验三】铝配合物的生成,现象：先产生白色沉淀，后沉淀又逐渐消失。,Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3OH-Al(OH)4-（Al(OH)3OH-AlO2-2H2O）,实验前,对该实验现象猜测是:无明显现象。,原因：Al3+6F-=AlF63-，AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl(NH4)3AlF6是铵盐，应该易溶于水。形成络离子后，溶液中铝离子浓度很小，再加氨水，不会反应生成Al(OH)3沉淀。,2在另一试管中滴加2ml10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol/L氨水，边滴加边振荡试管，观察实