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铝的相关性质 铝的物理性质 _全球聚焦

2023-01-12 15:08:13来源:互联网


(资料图片仅供参考)

上次我们讲了铁的相关性质以及铁的化合物,今天来讲讲铝的。首先把上次的作业答案公布一下:

我就各举一个例子来完成互相的转化,欢迎您给大家来补充。

铝的物理性质:较软的银白色金属,熔点为660.4℃,沸点为2467℃℃,密度为2.70g·cm-3,有较好的延展性,是电和热的良导体。地壳中含量最多的金属元素。

铝的化学性质:铝原子最外层有3个电子,化学反应中易失去电子而表现出较强的还原性。

在常温条件下,铝与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化膜(Al2O3)

在点燃的条件下,铝在氧气中能燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体。

根据金属性活动顺序表,:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 。

铝跟非氧化性稀酸能反应释放氢气,通式为:

铝跟碱溶液也能反应释放氢气,通式为:

常温下Al与浓硝酸或浓硫酸发生钝化反应,因此,用铝制容器可以存放冷的浓硝酸、浓硫酸。

铝跟一些金属化合物的反应,铝片侵入硫酸铜溶液中,现象:铝片表面覆盖一层紫红色的物质;溶液逐渐由蓝色变为无色

铝热反应,是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。 可简单认为是铝与某些金属氧化物(如三氧化二铁、三氧化二铬、二氧化锰等)在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧,氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发金属氧化物和铝粉的反应。

以氧化铁为例进行试验

1.将氧化铁和铝粉按照体积比3:2混合均匀制成铝热剂,装入容器内

2.取少量氯酸钾充分研碎,撒到铝热剂顶部

3.取一根10cm左右的镁条,用砂纸打磨干净,插入铝热剂顶部

4.引燃镁条,戴好墨镜,以防闪光伤眼。

5.在铝热剂下放一些废铁,可以被铝热剂燃烧时产生大量的热量熔化,变成炙热、亮黄色的铁水,非常壮观。注意安全。

实验现象:镁条剧烈燃烧,放出大量热能,使氧化铁粉末和铝粉在高温下发生剧烈的氧化还原反应。最终生成液态的铁和氧化铝。

氧化铝跟氢氧化铝

两性氧化物是指遇强酸呈碱性,遇强碱呈酸性的氧化物,既能与酸作用,又能与碱作用。都生成盐和水。

两性氢氧化物:既能与酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。

明矾(KAl(SO4)2·12H2O)

是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O,式量474.39,密度1.757g/cm3,熔点92.5℃。溶于水,不溶于乙醇。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾净水是过去民间经常采用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子:

而Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:

氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。所以,明矾是一种较好的净水剂。

例题1、铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量的SiO2、Fe2O3等杂质量,从铝土矿中提纯Al2O3的工艺流程如下:

讨论回答下列问题:

(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式:

① ,

② 。

(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+的原因:

答案:①Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;

②Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3;

(2)Al(OH)3能溶于强碱溶液但不溶于氨水,用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离。

②中加入的是过量的氢氧化钠溶液,步骤①得到的滤液中含有Al3+和Fe3+,则发生的反应的离子方程式是:

(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+的原因:Al(OH)3能溶于强碱溶液但不溶于氨水,用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离。

例题2

把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的悬浊液中逐滴加入1mol/L HCl溶液,加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示.试回答:

(1)A点的沉淀物的化学式为______,B点的沉淀物的化学式为______.

(2)原混合物中MgCl2的质量是______g,AlCl3的质量是______g

(3)Q点HCl溶液加入量是______mL.

解答:

1)向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0-A时没有沉淀生成,说明此时盐酸和氢氧化钠反应,即:NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后,溶液中NaOH过量,此时溶液中铝离子为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A-B段,有沉淀生成,应为盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为

B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3;

故答案为:Mg(OH)2;Mg(OH)2、Al(OH)3;

(2)A点沉淀的是氢氧化镁

根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol,m(MgCl2)=n(MgCl2)•M=0.02mol×95g/mol=1.9g;

A-B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2-+H+=Al(OH)3↓,根据HCl的体积知,n(AlO2-)=n(HCl)=1mol/L×(0.03-0.01)L=0.02mol,根据Al原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2-)=0.02mol,m(AlCl3)=n(AlCl3)•M=0.02mol×133.5g/mol=2.67g;

故答案为:1.9;2.67g;

(3)B-Q过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,原反应物为:NaOH、MgCl2、AlCl3和盐酸,对比知反应前后MgCl2、AlCl3不变,实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应,所以Q点可以看做氢氧化钠和盐酸二者恰好反应,n(NaOH)=n(HCl),(1)中已分析:B点溶液中存在的溶质是氯化钠,由Na+离子和Cl-离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol,

故答案为:130.

关键词: 物理性质

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