. . 铝 与 其 化 合 物一、铝的结构：1、原子结构示意图：2、周期表中位置：第三周期A族镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。二、铝单质的性质1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。2、化学性质：（1）与非金属单质反应：A、2Al+3Cl2=2AlCl3B、铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。点燃4Al+3O2= 2Al2O3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，阻止了部的铝与空气接触。（2）与盐溶液反应：2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3（3）与某些氧化物反应铝热反应：2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3 铝热剂现象：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。试一试：写出Al分别与MnO2 、V2O5 的反应方程式（4）与沸水微弱反应：2Al+6H2O = 2Al（OH）3 + 3H2（5）与酸反应：2Al+6HCl = 2AlCl3+H2 2Al+3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2注意：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。（6）与碱反应:Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2反应的实质:分两步进行:化合价降低，被还原，得6e（1）2Al+6H2O = 2Al(OH)3 +3H2化合价升高，被氧化，失6e(2）Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O2Al+6H2O+2NaOH = 2NaAlO2+3H2+4H2O 失23 e得6e三、铝的重要化合物 1、氧化铝（Al2O3） (1)物理性质：白色固体、熔点高（2054）、不溶于水，不与水化合。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。(2)化学性质：电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。电解2Al2O3= 2Al + 3 O2与酸反应：Al2O36HClAlCl33H2O与碱反应：Al2O32NaOH2NaAlO2H2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物2、氢氧化铝（Al（OH)3）（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。 2Al(OH)3 Al2O32H2O 这是工业上制取纯净氧化铝的方法。Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2OAl(OH)3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2OAl(OH)3具有两性的原因：H+AlO2+H2O Al(OH)3 Al3+ + 3OH注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。3、明矾：KAl(SO4)212H2O复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。KAl(SO4)2 =K+Al3+2SO42-Al3+3H2O = Al(OH)3（胶体）+3H+四、Al3+、AlO2的性质（一）Al3+的性质1、AlCl3中逐滴加入氨水：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适n(NH3H2O)/molnAl(OH)3/mol2、AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量？方程式：Al3+3OH= Al(OH)3Al(OH)3+OH = AlO2-+2H2O现象：白色沉淀先增加再减少最后消失图像：n(NaOH)/molnAl(OH)3/mol0 1 2 3 43、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液有关反应：Al3+4OH =AlO2+2H2OAl3+3AlO2+6H2O = 4Al(OH)3现象：开始无沉淀生成，后来白色沉淀逐渐增加，最后沉淀量不变图像：nAl(OH)3/mol0 1/12 1/6 1/4 1/3n(Al3+)/mol（二）AlO2的性质1、向含有AlO2的偏铝酸盐溶液入CO2直至过量 2AlO2CO2(少量)3H2O = 2Al(OH)3CO32AlO2CO2(足量)2H2O= Al(OH)3HCO3离子方程式：图像： n(CO2)/molnAl(OH)3/mol0 11/2 2、向含有AlO2的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量 离子方程式：AlO2H+H2O=Al(OH)3Al(OH)33H+= Al3+3H2O 图像： 0 1 2 3 4n(HCl)/molnAl(OH)3/mol（3）向含有H的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量 离子方程式：AlO24H+= Al3+2H2OAl3+3AlO26H2O= 4Al(OH)3 图像： n(AlO2)/molnAl(OH)3/mol0 1/4 1/2 3/4 1例题：将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定，产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。求：（1）合金中镁和铝的物质的量之比；（2）盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。 一.Mg、Al的化学性质1与非金属反应（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：2Mg+O22MgO。4Al+ 3O22Al2O3（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+ Cl2MgCl22Al+ 3Cl22AlCl32Al+ 3S Al2S3（用于工业制备）Mg+ S MgS特别提醒：镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生： 2Mg+O22MgO 3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+C燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。2与H2O反应Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气Mg+2H2O Mg(OH)2+H22A1+6H2O2A1(OH)3+3H23与酸反应置换出H2Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓 H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。4与某些氧化物反应（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO22MgO+C 特别提醒：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。（2）铝热反应：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。特别提醒：铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。5与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+4H2O+3H2二.氢氧化铝1物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。2化学性质与酸反应：Al(OH)3 +3HClAlCl3+3H2O离子反应方程式：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O与碱反应：Al(OH)3NaOHNaAlO2+2H2O离子反应方程式：Al(OH)3OH-NaAlO2+2H2O 3Al(OH)3的制取铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：2AlO2-CO23H2O2Al(OH)3CO32-当CO2过量时：AlO2-CO2+2H2OAl(OH)3HCO3-4Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。特别提醒：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。例1使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是 （ ）ANaClNa2SNa2SO4NaOHHNO3BH2SO4HClH2SNaOHCO2CHClH2SO4H2SNaOHCO2DNa2SNa2SO4NaClNaOHHCl 解析SO42-能同时除去Ba2+和Ag+，S2-能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2-形式存在，加酸可使AlO2-以Al(OH)3形式沉淀。但HNO3量不好控制，所以最好的选项为C。答案C规律总结解除杂题应注意除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：Ba2+SO42-，Mg2+OH-，Ag+Cl-，Cu2+S2-，除杂的顺序。为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。例2用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况） （ ） AO2和H2的混合气体B1.12L H2C大于1.12LH2D小于1.12L H2解析Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液