專題2物質(zhì)性質(zhì)的探究課題1鋁及其化合物的性質(zhì)

課題一鋁及其化合物的性質(zhì)1、鋁元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖Al容易失3e－結(jié)論:鋁有較強的還原性。Al3＋鋁在周期表中的位置？⑴、與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：O2、Cl2、S等4Al+3O2=2Al2O3⑵、與酸的反應(yīng)①2Al+6HCl=2AlCl3+3H2實質(zhì)：AlH+H2e-②鈍化：要點：常溫下鋁濃HNO3、濃H2SO42、鋁的化學(xué)性質(zhì)⑶、與強堿溶液的反應(yīng)2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑6e-Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑⑸、與不活潑金屬的可溶性鹽的反應(yīng)：2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu⑷、與金屬氧化物的反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高溫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)兩性氧化物3、氧化鋁和氫氧化鋁的兩性兩性氧化物：與堿反應(yīng)生成鹽和水，與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)（1）兩性氫氧化物：與堿反應(yīng)生成鹽和水，與酸反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。

酸式電離堿式電離H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl（2）受熱分解4、可溶性鋁鹽的性質(zhì)AlCl3、KAl(SO4)2·12H2O實驗一、鋁與氧氣反應(yīng)的實驗探究

1、2Al+3/2O2==Al2O3

△rG0=-1582kJ/mol

Mg+1/2O2==MgO

△rG0=-569.4kJ/mol

3Fe+2O2==Fe3O4

△rG0=-1015kJ/mol2、在金屬活動順序表中,金屬活動性:Mg>Al>Fe

從△rG0(<0)數(shù)值看,”鋁與氧氣”這個自發(fā)反應(yīng)最容易發(fā)生.但實際上鋁在氧氣中燃燒實驗最不容易成功.

這是為什么呢?

第一:鋁是活潑金屬，在空氣中能與氧氣生成一種致密的氧化鋁保護層，使氧氣不能繼續(xù)與鋁發(fā)生反應(yīng)，不采取任何擦除氧化鋁保護層措施而直接進行點火，必定是鋁難于燃燒。氧化鎂薄膜和氧化鐵薄膜可能都不如氧化鋁薄膜更致密,不能阻止金屬與氧氣的接觸,因此金屬鎂和金屬鐵更容易在氧氣中燃燒.

鋁在氧氣中燃燒實驗不容易成功原因

第二:氧氣的濃度偏低或氧氣的量不足而導(dǎo)致燃燒現(xiàn)象不明顯。

(1)是集氣瓶中收集到氧氣的濃度偏低,不能引起鋁與氧氣的充分反應(yīng);

(2)是繞有火柴的鋁箔,若過早伸入集氣瓶中,火柴燃燒會消耗大量的氧氣,致使氧氣濃度降低而導(dǎo)致實驗失敗;

(3)是集氣瓶容積小而導(dǎo)致氧氣量不足或者鋁箔太多反應(yīng)不充分.

第三:鋁箔與氧氣的接觸面積太少.

(1)是沒有掌握好鋁箔的厚度，過厚的鋁箔在一定程度上減少了單質(zhì)鋁與氧氣的接觸。

(2)是鋁箔與火柴梗的纏繞方式不正確導(dǎo)致實驗難以成功。A圖鋁箔與氧氣接觸面積小,另外火柴不能充分燃燒,不能達到鋁的著火點,難以引發(fā)鋁箔燃燒.B圖和C圖正確.ABC實驗一的注意事項:

①集氣瓶中氧氣濃度要盡可能大,最好采用排水集氣法收集氧氣.

②選擇容積較大的集氣瓶作為反應(yīng)器.(體積與鋁質(zhì)量關(guān)系)

③鋁箔以螺旋狀繞緊一根火柴.待火柴燒到2/3以后，火焰能“包圍”鋁條時，再迅速將鋁條伸進集氣瓶中；鋁條不能太早或太遲伸入集氣瓶；

④可以用H2O2溶液與MnO2粉末混合直接在集氣瓶中制O2。(一定要氧氣純度足夠大才開始實驗)

2、鋁表面氧化膜的實驗研究如何設(shè)計實驗證明鋁表面存在氧化膜？藥品：鋁片、硫酸銅溶液、砂紙如何除去鋁片表面的氧化膜？方法1、用砂紙除去氧化膜將一片擦去氧化膜的鋁片放入20mL0.5mol/L的CuSO4溶液中，觀察鋁片表面現(xiàn)象出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質(zhì)，產(chǎn)生氣泡，溶液溫度升高2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu方法2、用NaOH溶液除去氧化膜鋁片，用水沖洗后，放入盛有3mL6.0mol/LNaOH溶液的試管中，觀察鋁表面的現(xiàn)象。1～2min后取出鋁片，洗凈，再放入20mL0.5mol/L的硫酸銅溶液中，觀察鋁片表面現(xiàn)象如何增強鋁片表面的氧化膜的保護作用？方法：將另一擦去氧化膜的鋁片放入盛有濃硝酸的試管中將另一擦去氧化膜的鋁片放入盛有3mL濃硝酸的試管中，觀察現(xiàn)象。1min后取出鋁片，用水洗凈，再放入20mL0.5mol/LCuSO4溶液的試管中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象3、鋁配合物的生成1、取兩支試管，分別加入1mL1.0mol/LAlCl3溶液2、在一只試管中逐滴加入6.0mol/LNaOH溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象3、在另一試管中滴加2ml10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol/L氨水，邊滴加邊振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象。無明顯現(xiàn)象.原因之一:中學(xué)階段的銨鹽均易溶于水,故(NH4)3AlF6也易溶于水.

原因之二:離子方程式:Al3++6F-=AlF63-,溶液中鋁離子濃度很小，不會與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀AlCl3+6NH4F=（ＮＨ４）３ＡｌＦ６+3NH4Cl。白色沉淀，呈渾濁狀

實際上,實驗現(xiàn)象：

加NH4F溶液后出現(xiàn)白色渾濁，加NH3.H2O溶液后仍為白色渾濁。靜置片刻，試管底部出現(xiàn)白色沉淀。靜置一段時間后的沉淀，呈粉末狀實驗四:培養(yǎng)明礬晶體實驗四的注