鋁的主要性質(zhì):
鋁的特殊性質(zhì):
鋁既能與酸反應(yīng),也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。鋁與酸反應(yīng):鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑鋁與堿反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
鋁熱反應(yīng):
鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點(diǎn)金屬單質(zhì)的方法。此種反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)!可簡(jiǎn)單認(rèn)為是鋁與某些金屬氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金屬氧化物(如SiO2等)在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng)! 鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬,并且它是一個(gè)放熱反應(yīng), 其中鎂條為引燃劑,氯酸鉀為助燃劑。其裝置如下圖所示:
鋁熱反應(yīng)配平技巧:
取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù),即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12,則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4,然后便可得到Al為8,F(xiàn)e為9。
鎂鋁的化學(xué)性質(zhì)比較:
取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù),即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍數(shù)12,則Fe3O4前應(yīng)為3Al2O3前應(yīng)為4,底下便可得到Al為8,F(xiàn)e為9。
鋁與酸、堿反應(yīng)的計(jì)算技巧:
鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是,,所以根據(jù)得失電子守恒可知:,利用此關(guān)系可以方便地進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的計(jì)算:
Al是我們中學(xué)階段學(xué)習(xí)的唯一既與H+反應(yīng)也與OH-反應(yīng)的金屬,它與酸、堿反應(yīng)既有相同點(diǎn),也有不同點(diǎn)。
相同點(diǎn):Al均被氧化成+3價(jià),所以1molAl不論與H+還是與OH-反應(yīng)均生成3gH2。不同點(diǎn):1molAl與H+反應(yīng)消耗3molH+,而與OH-反應(yīng)只消耗1molOH-,所以含有等物質(zhì)的量的NaOH溶液和HCl溶液分別與足量的鋁反應(yīng)時(shí)生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為3∶1。
“鋁三角”關(guān)系:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2OAl3++4OH-===AlO2-+2H2O AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓AlO2-+4H+===Al3++2H2O
鈍化:
鋁、鐵在常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化,鈍化不是不反應(yīng),而是被氧化成一層致密的氧化物薄膜,恰恰說(shuō)明金屬的活潑性。
鋁鹽:
鋁鹽是指正三價(jià)鋁離子和酸根陰離子組成的鹽,一般來(lái)說(shuō)呈白色或無(wú)色晶體,溶于水,個(gè)別不溶于水。常用的鋁鹽主要有三氯化鋁、硫酸鋁和明礬。(1)與堿反應(yīng):Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓ Al3++4OH-(過(guò)量)== AlO2-+2H2O (2)Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
鋁鹽的性質(zhì):
Al3+易水解,顯酸性Al3++3H2O==Al(OH)3+3H+(1)與堿反應(yīng):Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓ Al3++4OH-(過(guò)量)==AlO2-+2H2O (2)易發(fā)生雙水解:Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
鋁鹽與強(qiáng)堿溶液作用生成Al(OH)3沉淀的計(jì)算反應(yīng)關(guān)系如下:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解) 分析以上三個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式,所得Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量與n(Al3+)、n(OH-)的關(guān)系為:當(dāng)≤3時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)當(dāng)≥4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=0當(dāng)3<<4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)2、有關(guān)Al(OH)3的圖像分析①向溶液中滴加溶液O~A段: A~B段: ②向強(qiáng)堿溶液中滴入鋁鹽溶液 O~A段: A~B段: ③向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液A. 向鋁鹽中滴加氨水時(shí),當(dāng)氨水增加到時(shí),產(chǎn)生最大沉淀量B. 向氨水中滴加鋁鹽溶液時(shí),開始時(shí)氨水過(guò)量,如圖所示 分析得:氫氧化鋁不溶于弱堿氨水中。 ④向偏鋁酸鹽溶液中滴入強(qiáng)酸O~A段:O~B段:⑤向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液 O~A段: A~B段:
典型例題解析:
在50mLbmol·L-1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L-1NaOH溶液。(1)當(dāng)a≤3b時(shí),生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量為________。(2)當(dāng)a、b滿足________條件時(shí),無(wú)沉淀產(chǎn)生。(3)當(dāng)a、b滿足________條件時(shí),先有沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此時(shí)Al(OH)3的質(zhì)量為________g!解析:依題意知,在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩個(gè)反應(yīng)發(fā)生: AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl ①AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O ②根據(jù)以上兩反應(yīng)可以看出: (1)當(dāng)a≤3b時(shí),只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng),此時(shí)NaOH不足量,產(chǎn)生沉淀的量取決于NaOH。3n[Al(OH)3]=n(NaOH)?。所以答案為0.05a/3mol。(2)如果無(wú)沉淀生成,Al元素全部以AlO2-形式存在。 n(AlCl3)∶n(NaOH)≤1∶4,即a∶b≥4∶1,所以答案為a≥4b。 (3)此種情況應(yīng)當(dāng)是兩個(gè)反應(yīng)均發(fā)生,鋁元素以Al(OH)3和AlO2-兩種形式存在。符合關(guān)系:即,整理得:3b<a<4b或。
求沉淀的量的方法很多。解法一:聯(lián)立方程法。設(shè)反應(yīng)①中,AlCl3物質(zhì)的量為x,則Al(OH)3為x,NaOH為3x。反應(yīng)②中AlCl3物質(zhì)的量為y,NaOH為4y。 解得x=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol。 m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol=3.9(4b-a)g。解法二:守恒法。此種條件下,溶液中的離子有Na+、Cl-、AlO2-! n(AlO2-)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05amol-0.05×3bmol! n[Al(OH)3]=n(Al3+)總-n(AlO2-)=0.05bmol-(0.05amol-0.15bmol)=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol! m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol =3.9(4b-a)g。 【答案】
氫氧化鋁的性質(zhì):
不溶于水的白色膠狀物質(zhì);能凝聚水中的懸浮物,可用作凈水劑、可治療胃酸過(guò)多、作糖的脫色劑等;既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)。 (1)與酸反應(yīng):Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O (2)與堿反應(yīng):Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
氫氧化鋁的制備:
實(shí)驗(yàn)室制法:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==(NH4)2SO4+Al(OH)3↓其他制法:①AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-②2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- ④3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓例題:用稀H2SO4、NaOH溶液和金屬鋁為原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生的制備途徑分別是 甲: 乙: 丙: 若要得到等量的Al(OH)3,則( B ) A.三者消耗的原料相同 B.甲消耗的原料的總物質(zhì)的量最多 C.乙消耗的原料的總物質(zhì)的量最少 D.丙消耗的原料的總物質(zhì)的量最多
有關(guān)Al(OH)3的計(jì)算及圖象分析:
解答有關(guān)Al(OH)3的圖象和計(jì)算問(wèn)題要注意以下三點(diǎn): (1)“鋁三角”關(guān)系圖中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。 (2)鋁元素的存在形式。 (3)圖象分析時(shí):首先要看清橫、縱坐標(biāo)的含義,其次要對(duì)圖象進(jìn)行全面的分析,尤其需要關(guān)注的是特殊點(diǎn)(起點(diǎn)、折點(diǎn)、頂點(diǎn)、終點(diǎn))的含義。 1、鋁鹽與強(qiáng)堿溶液作用生成Al(OH)3沉淀的計(jì)算反應(yīng)關(guān)系如下:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解) 分析以上三個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式,所得Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量與n(Al3+)、n(OH-)的關(guān)系為:當(dāng)≤3時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)當(dāng)≥4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=0當(dāng)3<<4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)2、有關(guān)Al(OH)3的圖像分析①向溶液中滴加溶液O~A段: A~B段: ②向強(qiáng)堿溶液中滴入鋁鹽溶液 O~A段: A~B段: ③向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液A. 向鋁鹽中滴加氨水時(shí),當(dāng)氨水增加到時(shí),產(chǎn)生最大沉淀量B. 向氨水中滴加鋁鹽溶液時(shí),開始時(shí)氨水過(guò)量,如圖所示 分析得:氫氧化鋁不溶于弱堿氨水中。 ④向偏鋁酸鹽溶液中滴入強(qiáng)酸O~A段:O~B段:⑤向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液 O~A段: A~B段:
方法與技巧:
右腦記憶論壇 | 快速記憶法 | 記憶力培訓(xùn) | 速讀培訓(xùn) | 速讀軟件 | 右腦培訓(xùn) | 站內(nèi)搜索 | 網(wǎng)站地圖
Copyright(C) 2006-2016 逍遙右腦 All Rights Reserved