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《铝及其化合物》课件(新人教版)

发布时间:2013-11-18 12:44:07  

多媒体CAL课件作业

主讲人:段云 学号:105703010012

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一.金属铝

1.铝的物理性质: 具有银白色金属光泽的轻金属, 具有良好的延展性、导电性和导 热性
老年性痴呆症与铝有密切关系
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铝原子的结构:铝的原子结构示
意图、核外电子排布式、

2、铝的化学性质:
Al的化学性质活泼,具有较强还原性 (1)与非金属反应 (2)与酸反应 (3)与碱反应 (4)与盐溶液反应 (5)与某些氧化物反应—铝热反应
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2.化学性质:
(1)与氧气的反应: 4Al + 3O2 2Al2O3 生成致密的氧化物起保护作用
思考:在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面,那为什
么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢? 铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢 固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。
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铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。

(2)与强酸溶液反应:

2Al +6HCl
2Al + 6H+

2AlCl3 + 3H2↑
2Al3+ + 3H2↑

说明:铝的“钝化”——在冷的浓硫酸 和浓硝酸中,铝不溶解(表面形成致 密的氧化膜)
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还原剂和氧化剂是?反应的实质:分两步进行 (1)2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑
将(1)+(2)×2:

(3)与强碱反应 2Al+2NaOH+2H2O Al+3H2↑

2Al+6H2O +2NaOH -
失2×3 e

2NaAlO2+4H2O +3H2↑

2Al+6H2O+2NaOH
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2NaAlO2+3H2↑+4H2O
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得6×e-

3)与强碱反应

2Al+2NaOH+2H2O
2Al+2OH-+2H2O

2NaAlO2+3H2↑
2AlO2-+3H2↑

2Al +

+ 6H

3+ 2Al

+ 3H2↑

说明:等量的铝分别与足量的盐酸 和氢氧化钠反应生成氢气的量相等
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(5)与氧化物反应——铝热反应

2Al+Fe2O3

高温

4Al+3MnO2

高温

2Fe+Al2O3 3Mn+2Al2O3

实质:Al的强还原性

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[现象]: 发出耀眼的光芒、放出 大量的热、有熔融物生成。 [化学方程式]:
Fe+AI2O3

铝热剂 铝热反应的用途:
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铝粉和氧化铁反应装置图
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焊接铁轨、冶炼金属

[试一试] 写出Al与V2O5 的反应方程式

10Al+3V2O5

高温

6V+5Al2O3

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6)铝与盐的溶液反应: 能臵换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。
2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4)3

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3.铝的用途 制造电线和电缆(导电性); 可作汽车、飞机、火箭材料 (镁铝合金),做各种铝质器皿

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二.几种铝的重要化合物 1.氧化铝
1)物理性质:
白色、不溶于水的固体,熔点很高 (2054℃)常作耐火材料。 刚玉的主要成分是Al2O3 ,其中把含少 量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和 钛元素的刚玉称为蓝宝石。
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二.几种铝的重要化合物 1.氧化铝 宝石的主要成分是氧化铝
1)物理性质:熔点较高的粉末状物质 2)两性氧化物 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O; Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O Al2O3 + 2OH-= 2AlO2-+ H2O
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说明 ①铝制餐具不宜用来蒸煮或长时 间存放酸性、碱性或咸的食物 ②氧化铝不溶于水,与水不反应, 故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化 铝
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(3)用途: ①耐火材料(Al2O3熔点高) ②冶炼金属铝:
2Al2O3
通电

4Al + 3O2↑

但由于铝的熔点很高,故在氧化铝 中添加冰晶石(Na3AlF6)降低其熔点。
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2.氢氧化铝 (1)物性:白色胶状难溶水,有强的吸附性 (2)化性: ①两性氢氧化物 Al(OH)3 + 3H+ Al(OH)3 + OHAl3+ + 3H2O AlO2- + 2H2O

说明

Al(OH)3的制备:可溶性铝盐与弱碱

AlCl3 + 3NH3· 2O H
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Al(OH)3↓+ 3NH4Cl
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氢氧化铝为两性氢氧化物 H++AlO2-+H2O Al(OH)3 Al3++3OH与 酸 反 应

酸 式 电 离

与 碱 反 应

碱 式 电 离

Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
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②Al(OH)3加热能分解:
2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 3)用途:

①凝聚水中悬浮物并能吸附色素, 常用作净水剂
②用作药物,治疗胃酸过多

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3.硫酸铝钾
1)复盐:KAl(SO4)2==K++Al3++2SO422)明矾:化学式KAl(SO4)2· 2O 12H (十二水合硫酸铝钾), 无色晶体,易溶于水。 明矾净水原理:明矾溶于水发生水解 反应,生成Al(OH)3胶体,吸附水中的 杂质,使水澄清。
Al3++3H2O
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Al(OH)3 (胶体)+3H+
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小结:Al3+与碱、 AlO2-与酸的反应
AlCl3中逐滴加入NaOH? AlCl3中逐滴加入氨水?

Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4+ 故:用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适
NaAlO2中逐滴加入盐酸? NaAlO2中缓慢通入CO2?

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3 ↓+CO32AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 ↓+HCO3故:由AlO2-制取Al(OH)3用弱酸更合适
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铝的化合物之间关系 铝“三角”

Al

3+

3.4OH-

6.4H+

AlO2-

Al(OH)3
7.
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双水解
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按以上关系写出离子方程式
1. Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

2. Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 3. Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O
4. AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ 5. Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 6. AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O 7. Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3↓
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讨论以上反应量与产物关系

Al3+ ---- 3OH- ----Al(OH)3
3+ Al

----

4OH

----AlO2

AlO2

---首页

+ H

----Al(OH)3
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AlO2- ---- 4H+ ----Al3+

有关铝化合物的图像问题
1.往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2
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3

4
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n(NaOH)
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2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量
Al3+ + 4OH-

= AlO2- + 2H2O Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

n[Al(OH) ] ↓
3

4

1

2
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3

4
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n(AlCl3)
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3.往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量
AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2
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3

4
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n(HCl)
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4.往稀盐酸溶液中加入 NaAlO2至过量
AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

n[Al(OH) ] ↓
3

4

1

2
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3

4
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n(NaAlO-2)
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5.往NaAlO2和NaOH混合溶液中加 入HCl溶液至过量
OH-+H+ = H2O AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2
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3

4

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5

n(HCl)

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6.往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量
Al3+ +3NH3.H2O = Al(OH)3↓+3NH4+

1

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2
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3

4
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n( NH3.H2O

)

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7.往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3↓

4

n[Al(OH) ] ↓
3

1

2
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3

4
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n(NaAlO2)
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9.往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量)
2AlO2- +CO2 +3H2O =2Al(OH)3↓+CO32或AlO2-+CO2 +2H2O =Al(OH)3↓+HCO3-

2或1

n[Al(OH) ] ↓
3

1
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2
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n(CO2)
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10.往AlCl3 HCl混合溶液中加NaOH至过量
OH-+H+ = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓ Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

n[Al(OH) ] ↓
3

1

1

2
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3

4

5

n(NaOH)
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12.往OH- 、AlO2- 、 Mg(OH)2各 1mol的 混合溶液中加入盐酸至过量
OH-+H+ = H2O AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O n[沉淀]
2 1 1 2 3
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4

5

6
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7

n(HCl)
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小结:从铝土矿中提取铝 铝的存在:
铝元素占地壳总量的7.73%,是地壳中含量 最多的金属。 于铝是活泼的金属,因此铝元素在自然界中 均以化合态的形式存在。

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铝元素在地壳中的
主要存在于 铝土矿 中, 其主要成分

Al2O3



还含有少量的 Fe2O3、SiO2 。

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方法1

酸溶法
Al
通电

Al2O3
④ △

Al2O3 Fe2O3 SiO2 过滤①

过量 盐酸

SiO2除去

AlCl3 FeCl3 HCl 溶液 过滤②

过量 NaOH 溶液

NaAlO2 过量CO2 Al(OH)3 NaCl NaOH 过滤③ 溶液 滤液 除去 Fe(OH)3除去

酸碱(弱)酸
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方法2

碱溶法
H2SiO3 除去
AlCl3 NaCl HCl 过滤③ 溶液

过量NaOH Al2O3 溶液

Fe2O3除去 NaAlO2 Na2SiO3 NaOH 过滤② 溶液
过量 盐酸

Fe2O3 SiO2 过滤①

滤液 过量氨水 除去

Al(OH)3



碱酸(弱)碱
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Al
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通电

Al2O3
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【例】《创新方案》P33例2, P32尝试应用3.4 【练】《创新方案》P33实验, P34课堂反馈

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