高一化学第二节几种重要的金属化合物铝的化合物.ppt

二、 铝的重要化合物 铝在自然界的存在： 铝是地壳中含量最高（8%）的金属元素。 由于铝的化学性质活泼，在自然界不以游离态存在，而以化合态广泛分布于岩石、土壤和动、植物体内，矿物有铝土矿(Al2O3)、刚玉(Al2O3)、明矾、冰晶石（Na3AlF6)。 传说拿破仑三世的刀叉具是用铝制造的。筵席上，他为多数客人提供金餐具，而只让少数客人使用铝餐具，是为了让用铝餐具的客人留下更深刻印象。 1885年，在美国首都华盛顿特区落成的华盛顿纪念碑上的顶帽也是用金属铝制造的。 因为在19世纪，铝是一种珍贵的金属。人们最初得到的铝粒如同珍宝，它的价格同黄金相当。因为从铝矿石中把铝提炼出来，是极其困难的。 1825年，丹麦的奥斯特分离出少量的纯铝。1827年，德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了铝。但是钾太昂贵了，所以不允许大规模地生产。又过了27年，法国化学家德维尔用金属钠与无水氯化铝一起加热而获得闪耀金属光泽的小铝球。改用金属钠虽然极大地降低了铝的生产费用，但显然没有达到能使人们普遍应用铝的程度。 1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次，他听一位教授（这位教授正是维勒的学生）说：“不管谁能发明一种低成本的炼铝法，都会出人头地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法，才能使铝被普遍应用。 霍尔决定在自己家里的柴房中办一个家庭实验室。他打算应用戴维早期的一项发明：把电流通到熔融的金属盐中，可以使金属的离子在阴极上沉积下来，从而使金属离子分离出来。因为氧化铝的熔点很高(2050℃)，他必须物色一种能够溶解氧化铝而又能降低其熔点的材料，偶然发现了冰晶石(Na3AlF6)。冰晶石一氧化铝熔盐的熔点仅在930℃～1000℃之间，冰晶石在电解温度下不被分解，并有足够的流动性。这样就有利于电解的进行。 霍尔采用瓷坩埚，碳棒（阳极）和自制电池，对氧化铝，即精制的氧化铝矿进行电解。把氧化铝溶在10%～15%的熔融的冰晶石里，再通以电流，结果观察到有气泡出现，然而却没有金属铝析出。他推测，电流使坩埚中的二氧化硅分解了，因此游离出硅。于是他对电池进行改装，用碳作坩埚衬里，又将碳作为阴极，从而解决了这一难题。1886年2月的一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上。霍尔此时异常激动，带着他第一次获得的一把金属铝球去见他的教授。后来，这些铝球竟成为“王冠宝石”，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。 廉价炼铝方法的发明，使铝这种在地壳中含量占8%的元素，从此成了为人类提供多方面重要用途的材料。而发明家霍尔，当时还不满23周岁，这年12月6日才是他的23岁生日。 现代金属铝的制法都采用电解法，将纯化的氧化铝溶解在冰晶石中，以钢制电解槽的石墨衬里为阴极，石墨棒为阳极，在1000℃电解，于阴极得到液态金属铝，纯度可达99.8％ 1.氧化铝 有多种不同晶型，主要有α型和γ型两种变体，白色固体，难溶于水，熔点很高，也很坚固，（熔点2015度、硬度8.8）铝制品表面的一层氧化铝能有效的保护金属内部 氧化铝是电解铝工业的原料。 矿山开采 氧化铝厂 电解铝厂 氧化铝分解槽 电解车间 铝加工生产线  Al2O3的化学性质 Al2O3+6H+==2Al3++3H2O Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O Al2O3溶于酸或强碱中，是一种两性氧化物 2.氢氧化铝 （1）制取 可溶性铝盐与氨水反应而得 实验：在硫酸铝溶液中滴加氨水 现象：白色胶状沉淀，不溶解 方程式： Al3++3NH3. H2O=Al(OH)3 ?+3NH4+ (2)物理性质 白色固体，不溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。 阅读：P59明矾的净水作用 （3）化学性质 实验：氢氧化铝+盐酸 氢氧化铝+氢氧化钠溶液 氢氧化铝溶解于酸和强碱溶液,是两性氢氧化物（弱酸、弱碱） 离子方程式： Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O 原因 Al(OH)3是一种弱电解质，在水中同时存在两种电离方式 AlO2-+H++H2O ≒ Al(OH)3 ≒ Al3+ +3OH- 当外加酸时，反应向右 当外加碱时，反应向左 猜想： Al2(SO4)3中加碱，有何现象 NaAlO2中加酸，有何现象 Al2(SO4)3 、 NaAlO2混合，有何现象 Al2(SO4)3 与 Na2CO3、NaHCO3混合，有何现象 加热时,