铝和铝的氧化物ppt课件

第一课时 铝和铝的氧化物 金属铝的简介 史前时代 人类已经使用含铝化合物的黏土 Al2O3 2SiO2 2H2O 制成陶器 铝在地壳中的含量仅次于氧和硅 位列第三 铝为银白色轻金属 有延展性 商品常制成柱状 棒状 片状 箔状 粉状 带状和丝状 在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜 用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧 并发出眩目的白色火焰 易溶于稀硫酸 稀硝酸 盐酸 氢氧化钠和氢氧化钾溶液 不溶于水 但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝 相对密度2 70 熔点660 沸点2327 以其轻 良好的导电和导热性能 高反射性和耐氧化而被广泛使用 复习金属的化学性质 金属容易失去最外层电子 变成金属阳离子 表现出还原性 不同的金属 有不同的结构 在化学反应中表现出的还原性各有不同 思考 指出铝在元素周期表中的位置 画出铝元素的原子结构示意图 预测铝所表现的化学性质 铝在元素周期表中的位置 铝元素原子结构示意图 AL铝元素原子核外共有3个电子层 最外层电子数是3 预测铝的化学性质 铝元素的原子在化学反应中易 填 得 或 失 失电子 形成阳离子 带3个单位的正电荷 铝离子符号表示为AL3 铝与非金属单质反应铝与水反应铝与酸反应 铝与非金属反应 铝与非金属反应 表现还原性1 4Al 3O2 2Al2O3 点燃 现象 耀眼的白光 放热2 2Al 3Cl 2AlCl 点燃 铝箔或者铝粉可以在氯气中燃烧 产生白烟 3 2Al 3S Al S 加热 铝与硫需在干糙条件下才能反应 因为生成硫化铝易水解 铝热反应及铝和水的反应 铝热反应2Al Fe O 点燃 Al O 2Fe 铝热反应 8Al 3Fe3O4 高温 4Al O 9Fe铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法 可简单认为是铝与某些金属氧化物 如三氧化二铁 三氧化二铬 二氧化锰等 在高热条件下发生的反应 铝热反应常用于冶炼高熔点的金属 并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂 镁条在空气中可以燃烧 氧气是氧化剂 但插入混合物中的部分镁条燃烧时 氯酸钾则是氧化剂 以保证镁条的继续燃烧 同时放出足够的热量引发金属氧化物和铝粉的反应 铝和水反应 与水反应2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 根据铝的还原性可推断铝可以与水反应 但实验发现 铝与沸水几乎没有反应现象 不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应 但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行 铝和酸和强碱的反应 AL与酸反应2Al 6HCl 2AlCl 3H 2Al 3H SO 稀 Al SO 3H Al 6HNO 浓 Al NO 3NO 3H O 加热 Al 4HNO 稀 Al NO NO 2H O8Al 30HNO 较稀 8Al NO 3N O 15H O8Al 30HNO 极稀 8Al NO 3NH NO 9H O6CH COOH 2Al 2Al CH COO 3H 注意 铝在常温下遇到浓硫酸 浓硝酸会发生钝化现象 且无氢气生成 AL与强碱碱反应铝先与水反应2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 氢氧化铝两性 与强碱反应 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O将上述两个反应叠加 得到 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 思考 铝是活泼金属 为什么很多铝制品有很强的抗腐蚀性 氧化铝 化学式Al O 在矿业 制陶业和材料科学上又被称为矾土 是一种高硬度的化合物 难溶于水 熔点为2054 沸点为2980 在高温下可电离的离子晶体 常用于制造耐火材料 氧化铝的化学性质 氧化铝的结构式 O AL O AL O 氧化铝和酸 碱反应 氧化铝属于两性氧化物 既能与酸反应 也能与强碱反应 和酸反应 Al O 6HCl 2AlCl 3H OAl O 6H 2Al3 3H O和熔融的碱反应 Al O 2NaOH 熔融 2NaAlO H O和碱溶液反应 Al O 2NaOH 3H O 2NaAl OH 4 四羟基合铝酸钠 Al2O3 2OH 2AlO2 H2O 氧化铝和氧化镁的比较 两性氧化物 两性氧化物是指既可以与酸反应生成盐和水又可以与碱反应生成盐和水的氧化物 两性氧化物难溶于水 弱酸的酸式盐或弱酸弱碱盐虽然既能与酸反应 又能与碱反应 但不能生成 盐和水 因而不是两性化合物 与酸反应只生成盐与水的氧化物是碱性氧化物 同理 与碱反应只生成盐与水的氧化物成为酸性氧化物 与两者都能发生上述反映的为两性氧化物 两性氧化物的 两性 也可以理解为既能表现酸性氧化物的性质 又能表现碱性氧化物的性质 有时我们也把既能表现氧化性 又能表现还原性的物质也叫 两性 物质 氧化铝 与酸 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O与碱 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O氧化铅与酸 PbO 2HCl PbCl2 H2O与碱 PbO Ca OH 2 H2O Ca Pb OH 4 氧化锌与酸 ZnO 2HCl ZnCl2 H2O与碱 ZnO 2NaOH H2O Na2 Zn OH 4 Be Ti V Fe Co Zn Ge Zr Ag Sn Au Mn等元素可生成两性氧化物 例题1 甲 乙两烧杯中各盛有100mL3mol L 1的盐酸和NaOH溶液 向两烧杯中分别加入等质量的铝粉 反应结束后 测得生成的气体体积比为V 甲 V 乙 1 2 则加入铝粉的质量为 A 5 4gB 3 6gC 2 7gD 1 8g 常规解析 可以判断 盐酸中铝过量 NaOH中铝不足 通过三步计算 1 据盐酸不足为计算标准得氢气V 甲 2 据V 甲 V 乙 1 2计算n 乙 3 据n 乙 金属金属铝的质量 1 求n 甲 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 630 3mol0 15mol由于对于HCl 铝过量 氢气是通过HCl的物质的量计算 n H2 0 15mol 2 由于V 甲 V 乙 1 2 因此乙中生成的氢气的物质的量 0 15mol 2 0 3mol 3 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 223a0 2mol0 3mol由于0 2mol 0 3mol可见氢氧化钠过量 从而也可计算出a 0 2mol即铝的物质的量为0 2mol 因此加入铝的质量 0 2mol 27g mol 5 4g 答案为A 各反应物物质的量关系如下图 例题2 将等体积的氢氧化钠和氯化铝溶液混合 充分反应 沉淀物中铝元素的量和溶液中铝元素的量相等 求原氢氧化钠溶液和氯化铝溶液的物质的量浓度比 解析 要求溶液的物质的量浓度比 在等体积的条件下就是求溶质的物质的量之比 反应后沉淀肯定是氢氧化铝 溶液是什么取决于氢氧化钠是否过量 所以应分情况讨论计算 若NaOH不足 最终溶液中剩余Al3 设沉淀为1mol 可得 Al3 3OH Al OH 3 1mol3mol1mol由题意知溶液中应剩余1molAl3 可得原氯化铝溶液中含有2molAl3 所以原氯化铝和氢氧化钠溶液的浓度比为2 3 若Al OH