铝和铝的氧化物

关于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。

第2页,共19页，2024年2月25日，星期天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。第3页,共19页，2024年2月25日，星期天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。第4页,共19页，2024年2月25日，星期天铝在元素周期表中的位置第5页,共19页，2024年2月25日，星期天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.第6页,共19页，2024年2月25日，星期天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第7页,共19页，2024年2月25日，星期天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+3Cl₂=2AlCl₃(点燃）铝箔或者铝粉可以在氯气中燃烧，产生白烟。3、2Al+3S=Al₂S₃（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。第8页,共19页，2024年2月25日，星期天铝热反应及铝和水的反应铝热反应2Al+Fe₂O₃==点燃==Al₂O₃+2Fe（铝热反应）8Al+3Fe3O4==高温==4Al₂O₃+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。

第9页,共19页，2024年2月25日，星期天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。第10页,共19页，2024年2月25日，星期天铝和酸和强碱的反应AL与酸反应2Al+6HCl====2AlCl₃+3H₂↑

2Al+3H₂SO₄(稀)====Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Al+6HNO₃(浓)====Al(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O（加热）

Al+4HNO₃(稀)====Al(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

8Al+30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+3N₂O↑+15H₂O

8Al+30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+3NH₄NO₃+9H₂O6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑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↑第11页,共19页，2024年2月25日，星期天思考铝是活泼金属，为什么很多铝制品有很强的抗腐蚀性？氧化铝，化学式Al₂O₃，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。

第12页,共19页，2024年2月25日，星期天氧化铝的化学性质氧化铝的结构式OALOALO第13页,共19页，2024年2月25日，星期天氧化铝和酸、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：Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂OAl₂O₃+6H+

=2Al3+

+3H₂O和熔融的碱反应：Al₂O₃+2NaOH（熔融）=2NaAlO₂+H₂O和碱溶液反应：Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2NaAl(OH)4（四羟基合铝酸钠）Al2O3＋2OH-=2AlO2-＋H2O

第14页,共19页，2024年2月25日，星期天氧化铝和氧化镁的比较第15页,共19页，2024年2月25日，星期天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。第16页,共19页，2024年2月25日，星期天例题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．5.4g

B．3.6g

C．2.7g

D．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↑

6

3

0.3mol

0.15mol

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

↑

2

2

3

a

0.2mol

0.3mol

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第17页,共19页，2024年2月25日，星期天例题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。

①若NaOH不足，最终溶液中剩余Al3+，设沉淀为1mol，可得：

Al3+

+

3OH-====Al(OH)3↓

1mol

3mol

1mol

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。

②若Al(OH)3部分溶解，最终溶液中剩余，设其量为1mol，氢氧化铝沉淀有1mol可得：

Al3+

+

4OH-====+2H2O

1mol

4mol