高一化学知识点总结必修一4.2铝金属材料

,.4.2铝 金属材料一、铝：1、物理性质：银白色金属， 硬度和密度小，具有良好的导电、导热性和延展性。其导电性在银铜金之后2、化学性质：(1) 与非金属单质反应：2al+3cl 22alcl 34al+3o 22al2 o3(常温也可以反应，生成致密氧化膜，常用来解释为什么铝不容易生锈)(2) 与酸反应：a、与非氧化性酸反应（盐酸，稀硫酸等），生成氢气2al+6hcl=2alcl3+3h 22al+6h +=2al 3+ +3h 22al+3h 2so4=al 2(so 4)3+3h 22al+6h +=2al 3+ +3h 2b、与氧化性酸反应，发生钝化，即铝、铁在冷的浓硫酸，浓硝酸中发生钝化注意: 如果是稀硫酸或者是稀硝酸，则不会发生钝化 如果是热的浓硫酸或者是热的浓硝酸，也不会发生钝化(3) 与碱反应：生成四羟基合铝酸钠2al+2naoh+6h2o=2naal(oh)4+3h 2 2al+2oh +6h 2o=2al(oh) 4+3h 2(4) 与盐反应：按照金属活动性顺序，发生置换反应2al+3cu 2+ =3cu+2al 3+(5) 与氧化物反应：发生铝热反应2al+fe 2 o3al2o3+2fe注意事项：反应物铝和金属氧化物统称铝热剂 铝热反应的实验现象为：发出耀眼的光芒、放出大;.,.量的热、有熔融物生成。 铝热反应常用于焊接铁轨和冶炼金属二、氧化铝1、存在形式：氧化铝主要存在刚玉中，刚玉的主要成分是al2o3，a、其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石； b、含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。2、物理性质：白色固体、不溶于水、熔沸点高。3、化学性质：(1) 电解反应：电解氧化铝用于制取金属铝电解2al 2o3= 2al + 3 o 2(2) 两性氧化物（即能与酸反应，也能与碱反应）a、氧化铝与酸反应：al 2o 3 6hcl alcl3 3h 2ob、氧化铝与碱反应：al2o3 2naoh+3h 2o 2naal(oh) 4三、氢氧化铝1、物理性质：白色胶状物质， 不溶于水，强吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。2、化学性质：(1) 不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。2al(oh) 3 = al 2o3 2h 2o (这是工业上制取纯净氧化铝的方法。)(2) 两性氢氧化物：a、与酸反应： al(oh) 3 + 3hcl= alcl 3 + 3h 2o b、与碱反应： al(oh) 3 + naoh naal(oh) 43、制取：实验室一般用铝盐跟氨水反应制取氢氧化铝alcl 3+3nh 3h2o = al(oh) 3+3nh 4cl al3+ + 3nh 3h2o = al(oh)3+3nh 4 +注意：弱酸 (比如碳酸 )，弱碱(比如氢氧化钠 )均不能使氢氧化钠溶解4、知识补充：四羟基合铝酸盐al(oh) 4的性质： al(oh) 4可以看成 al(oh) 4= al(oh) 3+(oh)(1) 与不能共存的离子：只要不能与氢氧根共存的离子，都不能与al(oh) 4 共存，比如：铁离子、铝离子、碳酸氢根等(2) 铝盐可以跟四羟基合铝酸盐反应，生成氢氧化铝al3+ + 3al(oh) 4 =4 al(oh) 3(3) 四羟基合铝酸盐也可以和酸反应，比如实验室也可以利用四羟基合铝酸盐跟二氧化碳反应来制取氢氧化铝a、当 co 2 不足时， 2al(oh) 4 + co 2 = 2 al(oh) 3+h 2o+co 3 2-24233b、当 co过量时， al(oh) + co=al(oh)+ hco-四、铝合金：1、合金的概念：金属跟金属，或者金属跟非金属通过加热融合而形成的混合物。2、合金的特征：两大一小(1) 合金的硬度一般比组成它的金属大(2) 合金的熔点一般比组成它的金属低(3) 合金的抗腐蚀性一般比组成它的金属强3、铝合金的优点：密度小、强度高、塑性好、易于成型等优点4、铝合金的用途：经常用于制造飞机构件，建筑业及电子行业等。五、金属材料：,.1、分类：分为黑色金属材料和有色金属材料(1) 黑色金属：黑色金属是指铁、锰、铬以及它们的合金(2) 有色金属：除黑色金属外所有的金属材料统称有色金属注意事项：黑色金属只是一种称呼，并不是说黑色金属都是黑色的 黑色金属材料是人类使用最广泛的金属材料2、黑色金属钢铁：(1) 铁的合金主要包括钢铁和生铁，其中生铁的含碳量比较高(2) 铁的使用经历了一个“铁普通钢不锈钢等特种钢”的演变(3) 不锈钢主要是在普通钢的基础上加入铬、镍等元素，不锈钢有很多类型， 但是有一个共同的特征是： 其含铬量一般都大于 12% 。3、有色金属材料金、银、铜(1) 金银铜的三性（导电性、导热性、延展性） 导电性：银 铜金导热性：银 铜金延展性：金 银铜(2) 物理性质：金是黄色金属、银是银白色金属、铜是紫红色金属其中铜是人类最早使用的金属。(3) 化学性质：金：金的化学性质很稳定，基本不与任何物质反应。银：银的化学性质也很稳定，除了跟硝酸、浓硫酸等少数氧化剂反应外，也基本不与其它物质反应铜：铜的化学性质相对比较活泼(1) 常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但是在潮湿的空气中容易被腐蚀，生成绿色的铜锈（或者铜绿），方程式为：2cu+o 2+h 2o+co 2=cu 2(oh) 2co 3(2) 铜在加热或者点燃的条件下，能与许多非金属反应：22cu+o=2cuo2cu+s=cu2s(3) 铜及其化合物之间可以相互转化，而且转化时常伴着颜色变化高温4cuo=2cu 2o+o2cuso 45h 2o=cuso 4+5h 2o六、铝的图象问题总结：1、铝盐与氨水的反应由于产物氢氧化铝不溶于氨水，因此无论是铝盐里面加入氨水，还是氨水里面加入铝盐，反应都是一样的，因此图像也应该相同，具体如下所示：a、实验现象：加入试剂后，生成沉淀，沉淀不消失b、离子方程式： al3+ + 3nh 3h2o = al(oh) 3+3nh4+1mol3molc、图像：(1)铝盐里面加入氨水：(2)氨水中加入铝盐2、铝盐与强碱 (以氢氧化钠为例 )因为产物氢氧化铝溶于氢氧化钠， 因此往铝盐里面加入氢氧化钠， 跟氢氧化钠里面加入铝盐， 反应情况应该是有所不同的， 图像也应该是有所不同的，具体如下所示：(1) 铝盐里面加入氢氧化钠a、实验现象： 先生成沉淀（铝盐里面al3+ 较多，加入oh-后生成 al(oh) 3 沉淀） 沉淀消失（ al(oh) 3 与 oh -继续反应，生成 al(oh) 4-）b、离子方程式：al3+3oh-=al(oh) 31mol3molal(oh) 3+oh-=al(oh) 4-c、1mol图像：1mold、习题：例 1. 向 30 毫升 1 mol/l 的 alcl 3 溶液中逐渐加入浓度为 4 mol/l 的naoh 溶液，若产生 0.78g 白色沉淀，则加入的 naoh 溶液的体积可能为（ ）a. 3mlb. 7.5mlc. 15mld. 27.5ml例 2 向含有 a mol alcl 3 的溶液中加入含 b mol koh 的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（）（ 1）a mol（ 2） b mol（ 3） a/3 mol（ 4）b/3 mol（5） 0 mol（ 6）（ 4a-b ）mol a.（ 1）（ 2）（ 4）（5）（6）b.（ 1）（ 4）（ 5）（6）c.（ 1）（ 2）（ 3）（5）（6）d.（ 1）（ 3）（ 5）总结：a mol alcl 3 与 b mol naoh反应，沉淀的物质的量的讨论情况：a、 b3a时，先写离子方程式，计算沉淀时，要以不足的量来计算al 3+3 oh -= al(oh) 3 mol3molmolmolb/3 mol所以当 b3a时，即氢氧化钠不足时，沉淀的物质的量为b/3mol b、 3ab4a时，同样写离子方程式，然后判断哪个反应物不足，要以不足的物质来计算沉淀的质量。al 3+3 oh -= al(oh) 3 mol3 mol mol即alcl 3 不足 molmol此时沉淀应该以 alcl 3 来算al(oh) 3+oh-=al(oh) 4- mol mol(b-3 )mol(b-3 )mol(b-3 )mol则生成的沉淀为a-(b-3a)=(4a-b)mol所以当 3ab4a时，此时沉淀的物质的量为(4a-b)mol c、 当 b4a 时，沉淀的物质的量为0(2) 往氢氧化钠溶液里面加入铝盐a、实验现象： naoh 溶液中出现沉淀， 沉淀立即消失（氢氧化钠溶液里面oh-较多，加入 al 3+ 后生成 al(oh) 3 沉淀，沉淀马上又跟oh -反应） 继续滴加 al3+ 后沉淀突然增多后不变（al3+ 与al(oh) 4- 反应生成 al(oh) 3 后， al(oh) 3 不消失）b、离子方程式：al3+ 3oh-= al(oh) 3 ，al(oh) 3+oh-= al(oh) 4-1mol1mol1mol1mol1mol3mol1mol1mol即第一步发生al3+ 4oh-=al(oh) 4-al3+ 3al(oh) 4- = 4 al(oh) 3 1mol3 mol即加入的al 3+ 要先花3mol去跟oh- 反应形成1molal(oh) 4-,然后 1molal3+ 再跟 1mol al(oh) 4-反应形成沉淀。c、图像：3、na al(oh) 4与 co 2 的反应：由于产物氢氧化铝不溶于碳酸，因此无论是na al(oh) 4里面加入 co 2，因此生成的沉淀应该不会消失，具体如下所示：a、实验现象：加入试剂后，生成沉淀，沉淀不消失b、离子方程式：当 co2 不足时， 2al(oh) 4+ co 2 = 2 al(oh) 3+h2o+co2-3当 co2 过量时， al(oh) 4 + co 2c、图像：=al(oh) 3+ hco 3-4、na al(oh) 4与 hcl 的反应：因为产物氢氧化铝溶于盐酸， 因此往 naal(oh) 4里面加入 hcl ， 跟往 hcl 里面加入 naal(oh) 4，反应情况应该是有所不同的，图像也应该是有所不同的，具体如下所示：(1)往 na al(oh) 4里面加入 hcl a、实验现象： na al(oh) 4溶液出现沉淀 继续滴加 hcl ，沉淀消失b、离子方程式： al(oh) 4-+h+ = al(oh) 3+h 2o1molal(oh) 3+1molc、图像：1mol3h +3mol= al 3+ +3h 2o(2)往 hcl 里面加入 na al(oh) 4:a、实验现象： hcl 溶液先出现沉淀，沉淀迅速消失 继续滴加 na al(oh) 4，沉淀不变b、离子方程式： al(oh) 4 -+h+3h 2o=al(oh) 3 +h 2oal(