专题三金属及其化合物.docVIP

第三章 金属及其化合物 —— 铝及其化合物（预习） 预习目标： 1．铝单质的物理性质、化学性质和用途。 预习内容： 铝单质的性质和用途 （一）铝单质的物理性质 银白色，质地柔软，密度较小，属于轻金属，熔点660.4℃。 （二）铝单质的化学性质 铝是一种活泼金属，能与许多物质发生反应。 1.与非金属反应 常温下被氧气氧化，生成致密的氧化物保护膜，抗蚀性能强于镁。 在纯氧或高温下剧烈燃烧，发出白光。 4Al + 3O2 == 2Al2O3 2Al + 3S Al2S3 2．与水反应困难 3．与酸反应 与非氧化性酸反应产生氢气：2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑ 4．与强碱溶液反应 2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑ 用电子转移表示为： 2Al+2NaOH+6H2O==2NaAlO2+3H2↑+4H2O 5．与某些氧化物反应-----铝热反应 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe 此反应放出大量的热，用于冶炼高熔点的金属或焊接金属。 （三）铝的存在、冶炼和用途 1．存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中只有化合态，主要以矾土、铝土矿等形式存在。 2．冶炼：铝土矿 Al(OH)3 Al2O3 Al 32．“铝三角”及其应用 3．生成Al（OH）3沉淀的图象 4．Al（OH）3沉淀的计算一、氧化铝（Al2O3） 1．物理性质：白色难熔固体，可做耐火材料。 2．化学性质： （1）与强酸反应 Al2O3 + 6H + = 2Al3+ + 3H2O （2）与强碱反应 Al2O3 +2OH- = 2AlO2- + H2O 两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 二、氢氧化铝［Al（OH）3］ 1．物理性质：不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，吸附色素。 2．化学性质： （1）与强酸反应 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O （可用于治疗胃酸过多） （2）与强碱反应 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 两性氢氧化物：既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。 （3）不稳定性 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 3．制取Al(OH)3的可能途径及最佳选择（1）铝盐与碱液反应 ①Al3+ Al(OH)3 AlO2— Al3+ + 3OH- == Al（OH）3↓ ； Al（OH）3 + OH- AlO2- + 2H2O ②Al3+ Al(OH)3 不溶解 Al3+ + 3NH3·H2O == Al（OH）3↓+ 3NH4+ （思考：①和②两种方法，哪一种方法好？为什么？） （2）偏铝酸盐与酸反应： ①AlO2 Al(OH)3 Al3+ AlO2- + H+ + H2O Al（OH）3↓ ；Al（OH）3 + 3H+ Al3+ + 3H2O ②AlO2 Al(OH)3 不溶解 2AlO2- + 3H2O + CO2(少量) Al(OH)3↓+CO32- AlO2- +2H2O + CO2(过量) Al(OH)3↓+HCO3- （思考：①和②两种方法，哪一种方法好？为什么？） （3）双水解反应：Al3+ + 3AlO2-+ 6H2O 4Al(OH)3↓ 当n（Al3+）：n（AlO2）= 1 ：3时，不用其它试剂即可将Al元素全部转成Al(OH)3三、硫酸铝钾［KAl（SO4）2］ 硫酸铝钾［KAl（SO4）2］是由两种金属阳离子和一种酸根离子组成的化合物，这类化合 明矾［KAl（SO4）2·12H2O］是无色晶体，易溶于水，可作净水剂。 KAl（SO4）2·12H2O K+ + Al3+ + 2SO42- + 12H2O 四、“铝三角”及其应用 1．“铝三角”关系（如右图） 2．应用 （1）制备Al(OH)3： Al3+ + 3NH3·H2O == Al（OH）3↓+ 3NH4+ AlO2- +2H2O + CO2(过量) Al(OH)3↓+HCO3- Al3+ + 3AlO2—+ 6H2O 4Al(OH)3↓ （2）离子共存问题： Al3+ 与OH-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因为生成沉淀或双水解而不能大量共存； AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。 五、生