铝与铝合金[核心素养发展目标]根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解铝及其重要化合物的主要性质。一、铝铝是一种银白色固体,硬度较小,密度为2.7_g·cm-3,熔点为660.4_℃,沸点为2_467_℃。导电性仅次于银、铜和金。1.铝与氧气反应(1)实验探究:用镊子夹住一小团脱脂棉,蘸上一些铝粉,在酒精灯上点燃,并立即伸入盛有O2的集气瓶中(瓶底放一些细沙),观察到铝粉剧烈燃烧,放出大量的热和耀眼的白光,最后得到白色固体,反应方程式为4Al+3O2=====2Al2O3。(2)铝是非常活泼的金属,极易与氧气反应,但生活中许多铝制品很耐腐蚀,这是因为常温下铝在空气中极易与氧气反应,表面生成致密的氧化铝薄膜,能阻止氧气与铝进一步反应。2.铝热反应如图所示,用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状并套在一起。使四周都是四层。把内层“纸漏斗”取出,在底部剪一个小孔,用水润湿,再跟另一“纸漏斗”套在一起,架在铁架台的铁圈上,下面放置盛有细沙的蒸发皿。把5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀,放在“纸漏斗”中,上面加上少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用燃着的小木条点燃镁条,观察发生的现象。通过以上实验信息,回答下列问题:(1)选出该实验的实验现象:①②③④(将序号填写在横线上)。①镁条剧烈燃烧②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射③“纸漏斗”的下部被烧穿④熔落物能够被磁铁吸引(2)写出该反应的化学方程式:Fe2O3+2Al=====Al2O3+2Fe,并指出:Fe2O3是氧化剂,Al是还原剂,该反应称为铝热反应。(3)写出下列操作或物质的作用:内层“纸漏斗”底部剪一个孔:使熔融物易于落下;蒸发皿盛沙:防止溅落物炸裂蒸发皿;镁条:引起KClO3分解,为铝热反应提供热量;氯酸钾:助燃剂。(4)如何用简单的方法证明生成物为金属铁?用磁铁吸引生成物,如果磁铁上有黑色物质被吸附,则证明生成物中有金属铁。3.铝与酸或碱反应(1)将两小块用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中,再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸,观察铝片能否溶解?有无气体产生?答案铝片不溶解,无气体产生。(2)在两支试管中分别加入5mL盐酸和5mLNaOH溶液,再分别放入一小片铝片,观察到的现象是铝片逐渐溶解,有气泡产生;用手小心触摸试管外壁有热感(反应放热);一段时间后,将点燃的木条分别放在试管口部,发生的现象是产生爆鸣声。由此可说明反应过程中有H2产生。(3)由以上实验可知,铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,二者均生成氢气。①铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,氧化剂是H2O,还原剂是Al,氧化产物是Na[Al(OH)4]。②铝与盐酸反应的离子方程式是2Al+6H+===2Al3++3H2↑,氧化剂是H+,还原剂是Al,氧化产物是Al3+。例1下列关于金属铝的叙述中,说法不正确的是()A.铝的化学性质很活泼,但在空气中不易被腐蚀B.铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现出还原性C.铝箔在空气中受热可以熔化,但由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落D.用砂纸打磨的铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧答案D解析铝在空气中易与氧气反应,生成一层稳定的致密氧化膜,而不易被腐蚀;铝箔在空气中受热可以熔化,但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应,而使铝不能燃烧。例2足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸答案A解析设铝为1mol,1mol铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4],消耗1molNaOH;1mol铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3,消耗1.5mol硫酸;1mol铝与盐酸反应生成AlCl3,消耗3mol盐酸;硝酸与金属铝反应不生成氢气。二、氧化铝和氢氧化铝1.氧化铝是一种两性氧化物,既能与酸(如盐酸)反应,又能与碱(如NaOH溶液)反应。(1)与盐酸反应的化学方程式是Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O,离子方程式是Al2O3+6H+===2Al3++3H2O。(2)与NaOH溶液反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4],离子方程式是Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-。2.实验室制备氢氧化铝的方法:在试管中加入10mL0.5mol·L-1的硫酸铝溶液,逐滴加入氨水至过量。观察到的实...