一,鋁及其化合物之間的轉化關系
金屬單質——氧化物——氫氧化物(堿)——鹽
二,重要物質的性質和變化
1,鋁(Al)——隻具有還原性
①4Al+3O2===2Al2O3
②2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
③2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
④2Al+Fe2O3===Fe+Al2O3(反應條件高溫)
⑤4Al+3MnO2===3Mn+2Al2O3(反應條件高溫)
注意:
a.鋁熱反應不僅僅是單質鋁與Fe2O3反應,還包含制取其他難熔金屬的反應,要求其它金屬沒有鋁活潑,鋁熱反應不能用于工業上冶煉鐵,鋁熱反應是置換反應,放熱反應。
b.引發鋁熱反應的操作是高考實驗考查的熱點,具體操作是先鋪鋁熱劑和一層KClO3,然後插上鎂條,最後點燃鎂條。
2,氧化鋁(Al2O3)、氫氧化鋁[Al(OH)3]——具有兩性
①Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
②Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O
③Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O
④Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
注意:Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應常用于物質的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水,所以實驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。
3,鋁鹽和偏鋁酸鹽
①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4(+)
②AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl(NaOH适量)
③AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O(NaOH過量)
④NaAlO2+HCl+H2O===Al(OH)3↓+NaCl(少量鹽酸)
⑤NaAlO2+4HCl===AlCl3+NaCl+2H2O(足量鹽酸)
⑥2AlO2-+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32-(少量CO2)
⑦AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-(足量CO2)
⑧Al3++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓(鋁鹽和偏鋁酸鹽在溶液中雙水解)
注意:
a.氫氧化鋁是三元弱堿,又是一元弱酸,既能和強酸反應,也能與強堿反應;鋁鹽溶液通常顯酸性,能夠與堿反應,如果是強堿要注意堿量的多少;偏鋁酸鹽溶液一般顯堿性,能夠和酸反應,如果遇到強酸要注意酸量的多少。
b.利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3,一般不用強酸,因為強酸的量控制不當會使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO2過量時另一産物是HCO3-,不過量時另一産物是CO32-,書寫離子反應方程式時要特别注意這一點。
c.Al、Al2O3、Al(OH)3與H+、OH-的反應及量的關系
氫氧化鋁既是三元弱堿,又是一元弱酸,注意酸堿中和時的定量關系。
三,特殊的性質和現象
1,并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑,該金屬氧化物對應的金屬活潑性應比鋁弱。
2,鋁是活潑金屬,但鋁抗腐性相當強,因為鋁表面生成一層緻密的氧化物薄膜。
3,泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
4,Al(OH)3可用作抗酸藥。
5,常溫下,濃硝酸、濃硫酸使鋁發生鈍化。
四,實際應用
1,Al2O3、Al(OH)3的兩性在物質提純和鑒别中的應用
①用過量NaOH溶液檢驗Al3+的存在。
②用過量NaOH溶液鑒别Al3+和Mg2+。
③用互滴法鑒别Al3+與OH-、AlO2-與H+。
④用過量NaOH溶液和相應酸溶液分離Al3+與Mg2+、Fe3+等離子或分離MgO、Al2O3。
2,共存情況
(1)Al3 、AlO2-隻能分别存在于酸性、堿性溶液中。
(2)Al3 與下列離子不能大量共存:OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、S2-、ClO-、AlO2-,其中OH-是因為直接反應,其餘均是因為發生了劇烈的雙水解反應。
(3)AlO2-與下列離子不能大量共存:H 、HCO3-、Al3 、Fe2 、Fe3 ,其中H 和HCO3-是因為與AlO2-直接反應
AlO2- HCO3- H2O===Al(OH)3↓ CO32-(碳酸氫根離子比氫氧化鋁電離能力大),其餘也是因為發生了劇烈的雙水解反應。
3,明礬的淨水原理:明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O,它在水中能電離:KAl(SO4)2===K Al3 2SO42-。鋁離子發生水解反應,生成的氫氧化鋁膠體具有很強的吸附能力,吸附水中的懸浮物,使之沉降以達到淨水目的:Al3 3H2O=Al(OH)3(膠體) 3H 。
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