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单质铝

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铝的主要性质:

  • 物理性质:
    铝是银白色,具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
  • 化学性质:
    活泼金属,具有较强的还原性;常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化;既可以与酸反应又可以与碱反应。
    (1)与氧气反应:(纯氧中发出耀眼的白光)
    (2)与Cl2 、S 、N2反应:
    (Al2S3在溶液中完全双水解)

    (AlN与水反应生成Al(OH)3和NH3↑)
    (3)与水反应:
    (4)与酸反应:
    (5)与碱的反应:
    (6)铝热反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
  • 铝的用途
    纯铝制作导线,铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。


  • 铝的特殊性质:

    铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
    铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2
    铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

    铝热反应:

    铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。 
    可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2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。
    其装置如下图所示:


    铝热反应配平技巧:

    取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。

  • 镁铝的化学性质比较:

    单质
    与非金属反应 2Mg+O2=(点燃)=2MgO
    (发出耀眼白光)
    Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
    3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2
    4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
    2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
    2Al+3S=(加热)=Al2S3
    与沸水反应 Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2 不反应
    与酸反应 Mg+2H+==Mg2++H2
    与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O
    2Al+6H+==2Al3++3H2
    在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
    与氧化物反应 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C
    (剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体)
    2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
    与盐溶液反应 Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2
    Mg+Cu2+==Mg2++Cu
    2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
    与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2

  • 铝热反应配平技巧:

    取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。

    铝与酸、碱反应的计算技巧:

    铝与酸、碱反应的实质都是,所以根据得失电子守恒可知:,利用此关系可以方便地进行有关计算。

    铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:

     Al是我们中学阶段学习的唯一既与H反应也与OH反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。

    相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H还是与OH反应均生成3gH2
    不同点:1molAl与H反应消耗3molH,而与OH反应只消耗1molOH,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。

  • “铝三角”关系:


    Al3++3OH-===Al(OH)3
    Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
    Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
    AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
    AlO2-+H++H2O===Al(OH)3
    AlO2-+4H+===Al3++2H2O

  • 钝化:

    铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。

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