铝及其化合物的物理化学特性简介
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    一、铝单质

    1.单质铝的物理性质:银白色金属、密度小(属轻金属)、硬度小、熔沸点低。

    2.铝与氧气反应:常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜,保护内层金属不会继续被氧化。

    3.铝与NaOH溶液的反应:铝是中学化学中唯一能与碱反应的金属,反应分两步,铝与水反应生成氢氧化铝和氢气,氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水。

    4.铝箔加热后,铝箔失去光泽,变软但不滴落。原因是铝表面的氧化膜保护了铝,氧化铝的熔点(2050℃)远远高于铝(660℃)的熔点。

    5.铝钝化:常温下,与浓硫酸、浓硝酸发生钝化(发生化学反应,不是不反应),因生成了致密的氧化膜。但在加热条件下,则能继续反应、溶解。

    6.铝热反应:铝粉与高熔点金属氧化物如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)的置换反应。铝粉和氧化铁的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。

    7.离子共存:加入铝能产生氢气的溶液,说明此溶液含有大量的H+或OHˉ,酸溶液中不能含有NO3ˉ、AlO2ˉ,溶液中一旦有了NO3ˉ,溶液就成了HNO3,它与铝将不再产生氢气;碱溶液中不能含有Al3+、NH4+,但可含有AlO2ˉ。

    二、氧化铝

    1.氧化铝是一种白色难溶物,其熔点很高,可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等。

    2.两性氧化物:中学化学中唯一的两性氧化物,既可以与酸(包括强酸和较强酸)反应,又可以与碱(只能是强碱)反应。

    3.铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。

    4.工业制备铝:2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑。在金属铝的冶炼中,冰晶石起熔剂作用,要不断补充碳块和氧化铝。

    三、氢氧化铝

    1.两性氢氧化物:中学化学中唯一学习的两性氢氧化物,既可以作为三元碱,也可以作为一元酸。

    2.氢氧化铝除了能和强酸反应,也能与较弱的酸,如醋酸反应,但是不能与极弱的酸,如碳酸反应。

    3.氢氧化铝只能和强碱反应,如氢氧化钠,氢氧化钡等,不也能与较弱的碱,如氢氧化镁反应。

    4.制备氢氧化铝时,可以选择铝盐与氨水反应,或者偏铝酸盐与二氧化碳反应,这么做过量不会引起氢氧化铝溶解。

    5.受热易分解成氧化铝,2Al(OH)3=Al2O3+3H2O(规律:不溶性碱受热均会分解)

    6.可用来治疗胃酸过多:因其碱性不强,不会对胃壁产生强剌激作用,但可与胃酸(盐酸)反应,不能用强碱如NaOH。

    7.氢氧化铝胶体可以和水中悬浮物形成不溶物沉降下来,可用于净水。因溶液中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体,故铝盐可用作净水剂。

    四、明矾

    1.与氢氧化钡的反应:①硫酸根离子沉淀完全:2Ba2++Al3++4OHˉ+2SO42ˉ=2BaSO4↓+AlO2ˉ+2H2O;②铝离子沉淀完全:3Ba2++2Al3++6OHˉ+3SO42ˉ=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓;③生成沉淀的物质的量最大:同②。

    2.明矾最常见的用途是净水,净水原理是铝离子水解成氢氧化铝胶体。

    3.明矾可以和碳酸氢钠合用作发酵粉,其反应方程为Al3++3HCO3ˉ=Al(OH)3↓+CO2↑。

    五、氯化铝

    1.属于共价化合物,熔化不能导电,因此不能用来制备金属铝。

    2.无法用蒸发氯化铝溶液结晶的方法得到氯化铝固体,因为加热会加速水解最终生成氧化铝。

    六、偏铝酸钠

    1.弱酸盐,水解呈碱性;

    2.能与酸,包括较弱的酸反应生成氢氧化铝。如NaHCO3+NaAlO2+H2O=Na2CO3+Al(OH)3↓。

    3.能与铝离子,铵根离子发生双水解反应,如AlCl3+3NaAlO2+6H2O=3NaCl+Al(OH)3↓。


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