鋁的性質(zhì)及應(yīng)用

1、鋁的性質(zhì)及應(yīng)用鋁的性質(zhì)及應(yīng)用1 .鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表 第三周期川A族 ，原子結(jié)構(gòu)示意圖0鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在2.金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和傳熱性等, 密度較小，質(zhì)地柔軟。寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂點(diǎn)燃與非金2Mg + O2=2MgO能被Cl2、O2氧化點(diǎn)燃屬反應(yīng)3Mg + N2Mg3N2與水能與沸水反應(yīng)反應(yīng)很困難反應(yīng)Mg + 2H2OMg(OH) 2+ H2 t與堿能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)反應(yīng)點(diǎn)燃與某些氧能與 Fe2O3、MnO2、Cr2O3 等金屬能在CO2中燃燒：2

2、Mg + CO2化物反應(yīng)氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)2MgO + C鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。熟記鋁、鎂的特殊化學(xué)性質(zhì)(1) 活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不但能與酸(H十)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)為特殊性。2AI + 20H - + 2H2O=2AIO r +3出仁(2)鋁熱反應(yīng)鋁和某些金屬氧化物反應(yīng)， 將其從氧化物中置換出來， 同時(shí)放出大量 的熱，這種反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于焊接金屬、冶煉高熔點(diǎn)貴重金 屬。注意 Al 與 MgO 不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(3)Mg 在 CO2 中能夠燃燒，所以活潑金屬著火不能用干冰滅火器和泡 沫滅火器。鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一

3、一種既能與酸 ( 非氧化性酸 )反應(yīng)又與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出 H2 的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1) 等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是 。解析 根據(jù)化學(xué)方程式：2AI + 6HCI=2AICb + 3H f、2AI + 2NaOI+2HO=2NaAIO 3H2f得Al與H2的關(guān)系式均為2AI3H2,故只要參加反應(yīng)的AI的量相等，所得H2的量必相等。(2) 足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是 。解析 因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCI和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCI3H

4、2、2NaOHk3H,故當(dāng) HCI、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生 H的體積比為1 : 3。(3) 足量的兩份鋁分別投入到等體積、 一定物質(zhì)的量濃度的 HCI、 NaOH 溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCI和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是 。解析因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生 H相等，根據(jù)關(guān)系式 n(HCI) ： n(NaOH)=3 : 1,又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCI) : c(NaOH)= n(HCI) : n(NaOH)= 3 ： 1。(4) 甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 moI的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉， 反應(yīng)結(jié)束后， 測(cè)得生成的氣體體積比為V

5、(甲)：V(乙)=1 : 2,則加入鋁粉的質(zhì)量為()A5.4 gB3.6 gC2.7 gD1.8 g解析 其反應(yīng)原理分別為2AI + 6HCI=2AICI 3 + 3H?f , 2AI +2NaOH + 2H2O=2NaAIO 2 + 3H2 f?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCI和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1 : 3,而題設(shè)條件體積比為1 : 2,說明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來說是過量的，而對(duì)于NaOH 來說是不足的2Al 6HCl2AICI3 + 3出匸3 moI6 mol3 mol L -1 x 0.1 L0.15 moI則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為 0.15 mol x 2=

6、0.3 mol。2AI + 2NaO+ 2HO=2NaAIO+ 3H f2x 27 g3 mol54 g0.3 mol即投入的鋁粉為 5.4 g 。思維建模(1)鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 2Al+6HCl=2AlCl 3+3H2f、2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAIO 2 + 3出f。從化學(xué)方程式可以看出失3eAl與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成 H2的實(shí)質(zhì)都是AIAI3+，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)，AI與H2的關(guān)系都是2AI3H2。 等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比Vhci H2VNaOH H2 足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫

7、氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比罟=1 : 3。VNaOH H 2 一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的1 vhci H21體積比V則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而鹽酸3 VNaOH H21不足；b.鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時(shí)應(yīng)充 分利用上述過量關(guān)系。(2) 鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生 H2的性質(zhì)常 作為推斷題的“題眼”。制取AI(OH)3 般不用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿都能溶解生成的AI(OH)3,而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或 CO制取，也可用Al 3+ A的雙水解反應(yīng)制取。與AI(OH) 3沉淀生成有關(guān)的圖像分

8、析(1)把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽(AI3+)溶液中至過量 現(xiàn)象：先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解 有關(guān)反應(yīng)：ATB: Al3+ + 3OH- =AI(0H)3 JBtD: AI(OH) 3 + OH =AI02 + 2出0 圖像2)把鋁鹽(AI3+)溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過量 現(xiàn)象：先無明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 有關(guān)反應(yīng):At B: AI3 + + 40H - =AI0 2 + 2我0BtC: AI3 + + 3AI0 2 + 6H20=4AI(0H) 3 J 圖像(3) 把強(qiáng)酸溶液逐滴加入到AIO 2溶液中至過量 現(xiàn)象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐漸溶解。 有關(guān)反

9、應(yīng)：AB: AIO2 + H十 + H20=AI(0H) 3 JB D: AI(OH) 3+ 3H + =AI3 + + 3出0 圖像(4) 向強(qiáng)酸溶液中逐滴加入 AIO2溶液至過量 現(xiàn)象：先無明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀 有關(guān)反應(yīng)：AB: 4H + + AIO2 =AI3 + + 2出0BC: AI3 + + 3AIO2 + 6H2O=4AI(OH) 3 J 圖像(5)往等物質(zhì)的量的AICI3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至過量 現(xiàn)象：開始出現(xiàn)白色沉淀？后沉淀量增多？沉淀部分溶解 有關(guān)反應(yīng)：OA: AI3十+ 3OH-=AI(OH) 3 ；,Mg2 + 2OH =Mg(OH) 2 JAB: AI(OH) 3+ OH 丄二二AIO2 + 2H2O 圖像反思?xì)w納1. 離子共存問題(1)AI3+與 OH -、AIOy、CO3-(HCOs-)、S2-等不能大量 共存。(2)AIO 2-與 H +、HCO-、AI3 +、Fe3 +等不能大量共存。2. 離子反應(yīng)先后順序問題當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如 向含有H +、NH才、Mg2 +、Al3 +的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H +反應(yīng)，再與 Mg2 +、Al3 +反 應(yīng)生成沉淀，再與 NH 4反