铝的性质及应用

铝的性质及应用1．铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2．金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=,\s\up14(点燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=,\s\up14(点燃))Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up14(△))Mg(OH)2＋H2↑与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up14(点燃))2MgO＋C铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。熟记铝、镁的特殊化学性质(1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(2)铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol 3mol3mol·L－1×0.1L 0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g 3mol5．4g 0.3mol即投入的铝粉为5.4g。思维建模(1)铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Aleq\o(→,\s\up16(失3e－))Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶1。②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶3。③一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(1,3)<eq\f(VHClH2,VNaOHH2)<eq\f(1,1)，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。(2)铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。制取Al(OH)3一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)的双水解反应制取。与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量①现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。②有关反应：A→B：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③图像2)把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。②有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③图像(3)把强酸溶液逐滴加入到AlOeq\o\al(－,2)溶液中至过量①现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。②有关反应：A→B：AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O③图像(4)向强酸溶液中逐滴加入AlOeq\o\al(－,2)溶液至过量①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。②有关反应：A→B：4H＋＋AlOeq\o\al(－,2)=Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③图像(5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量①现象：开始出现白色沉淀⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解②有关反应：O→A：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓A→B：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③图像反思归纳1．离子共存问题(1)Al3＋与OH－、AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)(HCOeq\o\al(－,3))、S2－等不能大量共存。(2)AlOeq\o\al(－,2)与H＋、HCOeq\o\al(－,3)、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。2．离子反应先后顺序问题当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NHeq\o\al(＋,4)反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。3．Al及