《铝及其化合物的性质》.ppt

课题一铝及其化合物的性质,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,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，是难于燃烧的。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或太少,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;,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)铝片要薄、最好缠绕成螺旋状,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,最好采用排水集气法收集氧气.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),2.铝表面氧化膜的实验研究,如何设计实验证明铝表面存在氧化膜？药品：铝片、硫酸铜溶液、砂纸,书本P21实验,实验1：将一块未擦去氧化膜的铝片放入20ml0.5mol/L的CuSO4溶液中，观察现象。,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,现象：出现一层海绵状暗红色物质，产生气泡，溶液温度升高,2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu2Al+6H+=2Al3+3H2,如何除去铝片表面的氧化膜？,方法2.用NaOH溶液除去氧化膜的铝片，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,方法3：Cl-可除去氧化膜,现象：A试管中有红色的铜生成B试管无现象,生活提示：,铝制容器不能长时间盛放酸性、碱性食物、也不能长期盛放氯化钠。一方面保护容器不被腐蚀。另外防止铝离子进入人体对人造成伤害。人体若蓄积铝过多，则会对脑组织及智力发展产生危害。,如何增强铝片表面的氧化膜的保护作用？,方法：钝化,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,无明显现象,3.铝配合物的生成,试管2中无明显现象.原因是:离子方程式:Al3+6F-=AlF63-,溶液中铝离子浓度很小，不会与氨水反应生成Al(OH)3沉淀。生成的(NH4)3AlF6也易溶于水,AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl,试管1中先生成白色沉淀，继续加入NaOH，沉淀溶解。请用化学方程式解释该现象。,影响晶体生成的条件,晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶液的浓度越大，或溶剂的蒸发速度越快，或溶液冷却的越快，析出的晶体就越小。反之，可得到较大的晶体。当溶液发生过饱和现象时，震荡容器，用玻璃棒搅动或轻轻的摩擦容器壁，或投入几块晶体（晶种），都可以促使晶体析出。,实验四:培养明矾晶体,（1）向250mL烧杯中加入120mL比室温高1020的水，分批加入明矾晶体，用玻璃棒搅拌，至晶体不再溶解为止。待溶液自然冷却到比室温高35时，将溶液倒入另一只烧杯中，用硬纸板盖好，静置过夜。（2）从烧杯中选取2粒形状规则的小晶体作为晶核，将所选的晶核用细线轻轻系好。（3）把步骤（1）中配制的明矾溶液倒入另一只烧杯中，注意不要将已结晶出来的明矾倒出，再向溶液中加入适量明矾，加热使其成为比室温高1020的饱和溶液。待溶液开始自然冷却时，将小晶体悬挂在烧杯的中央，用硬纸板盖好烧杯，静置过夜。（4）每天把细线系着的明矾晶体取出，重复步骤（3）的操作，直到晶体长到一定的大小。,实验四:培养明矾晶体,实验四的注意事项:配制的明矾溶液一定要饱和，每次把