铝及其化合物的性质PPT课件.ppt

第三节铝及其化合物,1,硼族元素,2,你在日常生活中见到过哪些铝制品？,想一想,铝为活泼金属，为何在生活中用途广泛？工业上怎样冶炼铝？,【提示】铝制品表面有一层致密的氧化膜，可保护内层金属不被氧化，铝密度小，塑性好，易于加工，可与多种金属形成高强度的合金，故在生活中用途广泛；工业上利用电解氧化铝的方法冶炼铝,3,1.铝的物理性质,物理性质,用途,飞机,铝导线,铝壶,铝箔包装材料,4,2、铝的存在铝占地壳总量7.73%。铝是地壳中含量最多的金属。铝主要以铝土矿（主要成分为三氧化二铝，含少量氧化铁、二氧化硅）存在。,5,2、铝的化学性质,（1）铝与非金属反应(还原性),表面形成致密的氧化膜，失去光泽,剧烈反应，发光放热,剧烈反应，冒白烟,加热反应，生成白色固体,Al3eAl3+,用途：制燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等,6,【思考】集气瓶的底部要放一些水（或细沙），其作用是什么？,【思考】铝锅为什么可以用来煮饭？,常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜。因此铝具有抗腐蚀性。,【铝与氧气反应的实验现象】铝在氧气中燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，瓶内有白烟。,铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落,铝箔加热时与O2发生反应生成氧化膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下。,7,(5)、铝与氧化铁的反应(还原性),应用：焊接钢轨，冶炼金属。,（铝热反应）,现象：,剧烈反应，发出耀眼的光芒，纸漏斗被烧穿，有红热液珠落下，液珠冷却后变为黑色。,铝热反应：,铝在高温条件下和某金属氧化物发生的反应,铝热剂：,铝粉和金属氧化物的混合物,Mg条和KClO3的作用：引燃剂,8,【演示实验】铝热反应A、mFe2O3：mAl=3：1研匀，混合均匀B、装入少量镁屑，KClO3混合物C、点燃镁条（引燃）现象：原理：,9,(2)、铝与酸反应,、与盐酸、稀硫酸反应,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,、与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸)发生钝化,2Al+6H+=2Al3+3H2,【学生实验1】1.铝片放入试管中，加及稀盐酸，然后逐渐加入氢氧化钠现象：原理：,10,(3)、与盐溶液反应,根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如:,2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+,11,【学生实验2】1.铝片放入试管中，加及氢氧化钠溶液，然后逐渐加入盐酸溶液。现象：原理：,12,(4)、铝与强碱反应,注意事项：金属镁不与碱反应铝只与强碱反应，很难与弱碱反应铝是还原剂，水为氧化剂,应用：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性的食物。,2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2+4H2O,还原剂,氧化剂,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,偏铝酸钠溶液显碱性,13,1、氧化铝（Al2O3）,(1)、物理性质,氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的耐火材料。天然产的无色氧化铝晶体叫刚玉，其硬度仅次于金刚石。,与酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,与强碱反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,Al2O3+2OH=2AlO2+H2O,(2)、Al2O3化学性质,(3)、用途：耐火材料，冶炼铝，其它刚玉、红蓝宝石等,二.几种铝的重要化合物,14,、氧化铝不溶于水,与水不反应,故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝,、铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物,(4)、制备：A.工业：从铝土矿提纯B.实验室：4Al+3O22Al2O32Al(OH)3Al2O3+3H2O,【注意】,15,【学生实验3】2mLAlCl3+NaOH2mLAlCl3+NH3H2OAl（OH）3+HClAl（OH）3+NaOHAl（OH）3+NH3H2O,16,白色胶状物，难溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。可作净水剂,(1)、物理性质,(3)、制备:,AlCl3+3NH3H2O=3NH4Cl+Al(OH)3,2.氢氧化铝Al(OH)3),两性氢氧化物,(2)、化学性质,、与酸反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,、与强碱反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,、加热分解：,Al3+3NH3H2O=3NH4+Al(OH)3,17,Al(OH)3的性质实验,Al(OH)3的为什么有两性？,白色沉淀,18,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,(1)、Al(OH)3有两性，既能与酸反应又能与碱反应，但它不与弱酸、弱碱反应。,Al(OH)3不溶于H2CO3;不溶于NH3H2O，而溶于强碱，故宜用可溶性铝盐和NH3H2O制备Al(OH)3,Al(OH)3会溶于过量的氢氧化钠溶液：Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,【注意】,实验室为何不用可溶性铝盐与NaOH溶液反应制取Al(OH)3？,金属单质：Al等；两性氧化物：Al2O3等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S、CH3COONH4等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3、KHS等。,(2)既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？,19,【思考与讨论】,(1)、将盐酸逐滴滴入到NaAlO2溶液中，直至过量。(2)、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。,2、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。先产生沉淀，振荡后消失，当NaAlO2过量时，产生的沉淀不再消失。4H+AlO2=Al3+2H2OAl3+3AlO2+6H2O=4Al(OH)3,【析解】1、先产生白色絮状沉淀，当HCl过量时沉淀消失。AlO2+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,20,3常见铝盐(1)、铝盐可与弱碱溶液(如氨水)反应制备Al(OH)3(2)、明矾：KAl(SO4)212H2O明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2=KAl32SO42其水溶液因Al3水解而显性，离子方程式为：。,酸,俗称“白矾”、“钾明矾”、“明矾”。是硫酸钾和硫酸铝的含水复盐。无色透明晶体，有酸味。溶于水，水解时生成氢氧化铝胶状沉淀。用作媒染剂和净化剂。化学工业中用于炼铝和制造钾肥等。,硫酸铝钾,复盐是纯净物还是混和物？,21,(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？方案一和方案二共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_。,【解析】(1)、设同样制备1molAl(OH)3，据所设计方案中的反应计算知：方案一需1molAl、1.5molH2SO4、3molNaOH，方案二需1molAl、0.5molH2SO4、1molNaOH，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入NaOH溶液和方案中二加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确保Al元素全部转化为沉淀。,(2)、生成Al(OH)3的反应还有：Al33AlO26H2O4Al(OH)3因而可按下图，将1molAl分成两部分去做，将所得溶液合并：,只需1molAl、0.375molH2SO4、0.75molNaOH，且Al元素全部进入沉淀。,【答案】(1)、方案二较好；方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量，以确保Al元素全部转化为沉淀。(2)、实验方案：将Al按13分成两份，第一份与适量硫酸溶液反应，第二份与适量NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4,【评述】方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是在巧妙合理利用了Al及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对铝及其化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。,22,1、铝及其化合物转化关系图,23,CO2或H+H2O,Al3+,Al(OH)3,3OH或NH3H2O,AlO2,2.OH,5.3H+,3.4OH,6.4H+,7.双水解,2、铝三角,2.Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,Al3+3OH=Al(OH)3,3.Al3+4OH=AlO2+2H2O,4.AlO2+H+H2O=Al(OH)3,6.AlO2+4H+=Al3+2H2O,5.Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,7.Al3+3AlO2+6H2O=4Al(OH)3,讨论以上反应物的量与产物的关系,AlO2H+Al(OH)3,Al3+4OHAlO2,Al3+3OHAl(OH)3,AlO24H+Al3+,24,铝土矿,以三水合氧化铝、一水合氧化铝石等铝的氧化物为主，并包含高岭石、蛋白石、针铁矿等而成的混合物。常含镓。成分变化很大。常成豆状、块状、多孔状、或土状产出。是炼铝的最重要原料，也是提炼分散元素镓的主要来源,【课外阅读】,自然界中的化学,25,氧化铝的天然存在形式,铝土矿由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成,刚玉氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂（SiC）(蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）,26,刚玉,刚玉的化学成分为氧化铝，晶体常呈桶状、柱状，因含钛而呈蓝色。蓝色透明的刚玉叫蓝宝石。,27,红宝石,含微量铬而呈不同色调红色的刚玉宝石。属高档宝石。以透明且呈微带紫色色调的鲜红色品种最为名贵。用焰熔法制备的合成红宝石除用作装饰品外，还广泛地用作精密仪器、钟表中的轴承和激光材料。,28,绿宝石,除祖母绿和海蓝宝石外其他各种颜色绿柱石类宝石的统称。品种有金色绿宝石、玫瑰绿宝石、紫色绿宝石、暗褐色绿宝石等,29,蓝宝石,含铁和铊的刚玉宝石，属高档宝石。以微带紫的鲜蓝色品种最为名贵。用作个人装饰品。用焰熔法制得的各色合成蓝宝石较为常见。,30,闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,宝石展示,31,闪耀着六射星光的天然红宝石“罗斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。,宝石展示,32,天然宝石,33,天然宝石,34,英帝国王冠：镶有4粒红宝石、11粒祖母绿、16粒宝石蓝、227粒珍珠和超过2800粒大大小小的钻石。,35,人造宝石,36,机械表中的“钻”,37,精美的氧化铝陶瓷制品,38,生活中的化学,通常的净水剂明矾KAl(SO4)212H2O,净水原理：铝离子在溶液中可以与水发生微弱的反应，生成有很大表面积的氢氧化铝，可以吸附水中的悬浮杂质而形成沉淀。,39,胃舒平又名