第六章 重要的金属元素及其化合物 第三节 铝

第三节 铝 学习目标 1.了解铝的物理性质和用途 2.理解铝的性质 3.理解氢氧化铝的两性 第三节铝1

第三节 铝 元素周期表中的第ⅢA族包括硼(B)、铝(A1)、镓(Ga)、铟(In)、铊(T1)5种元素，又叫硼族元素。硼族元素的原子最外电子层都有3个电子，在化学反应中容易失去而形成+3价的阳离子。和碱金属、碱土金属(第ⅡA族)相比，失电子趋势比较小，因此，硼族元素的金属性比较弱。其中硼是非金属元素。 在硼族元素中，重点学习铝及其化合物的一些知识。 第三节铝2

第三节铝3 一、铝的物理性质和用途 铝在自然界以化合态的形式存在。 主要的铝矿石： 矾土(A12O3·3H2O) 冰晶石(Na 3AlF6) 明矾石[KAl(SO4)2·A12O3 ·3H 2O] 在地壳中，铝的含量居第三位，仅次于氧和硅。 第三节铝3

一、铝的物理性质和用途 铝是银白色的轻金属，密度为2.7 g/cm3，熔点为660 ℃。延展性好，可以抽成细丝，也可压成薄片成为铝箔，用来包装胶卷、糖果等。 　 铝的导电、导热性强，在工业上常用铝代替钢作导线、热交换器和散热材料等。 　 铝在粉末状态仍能保持原有金属光泽，并有一定的耐腐蚀能力，因而可用铝粉与某些油漆混合制成银白色的防锈油漆。 　 铝还可以跟许多元素形成合金。因铝合金质轻而坚韧，它们在汽车、飞机、火箭等制造业以及日常生活中具有广泛的用途。 第三节铝4

二、铝的化学性质 铝的最外电子层上有3个电子，在化学反应中很容易失去而形成+3价的阳离子，因此，铝具有较强的还原性。在化学反应中，常用作还原剂。 铝在氧气中能剧烈燃烧，发出耀眼的白光，并冒白烟。 1．与非金属反应 点燃 铝的这种性质在军事上被用于制造照明弹或燃烧弹，铝除能与氧气反应外，还能跟其他非金属如硫、卤素等直接化合。 第三节铝5

二、铝的化学性质 1．与非金属反应 在常温下，铝也容易被空气中的氧气氧化，但由于在铝表面生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。阻止了内部的铝继续氧化，因此铝制品具有一定的抗腐蚀能力。 第三节铝6

第三节铝7 二、铝的化学性质 2.与金属氧化物的反应 铝和某些金属氧化物反应时，放出的热量。足以把还原出来的金属熔化。如： 通常把用铝从金属氧化物中置换金属的方法称为铝热法。工业上常用铝热法冶炼难熔的金属、焊接钢轨等。 第三节铝7

第三节铝8 二、铝的化学性质 3.与酸的反应 4.与碱的反应 铝既能与酸反应，又能与碱反应。 思考：铝制餐具能否用来长时间盛装酸性或碱性食物？ 铝的两性 第三节铝8

第三节 铝 第三节铝9 三、铝的重要化台物 1.氧化铝 氧化铝(A12O3)是白色粉末，熔点为2 050 ℃，不溶于水。 　 自然界存在晶体氧化铝，硬度仅次于金刚石，称为刚玉。 　 通常所说的蓝宝石和红宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉，它们不但可用作装饰品，而且还可用作精密仪器和手表的轴承。 人工高温烧结的氧化铝称为人造刚玉。人造红宝石的单晶用作激光材料。 第三节铝9

三、铝的重要化台物 1.氧化铝 新制备的氧化铝能与酸或碱反应。 因此，氧化铝是两性氧化物。 第三节铝10

第三节铝11 三、铝的重要化台物 2. 氢氧化铝 氢氧化铝是白色粉末。 溶液中，新生成的氢氧化铝是白色难溶的胶状物质，它能凝聚水中的悬浮物，又有吸附色素的性能。 氢氧化铝凝胶在医药上还是一种良好的抗酸药，用于中和胃酸等。 在实验室里通常用铝盐溶液跟氨水反应制取氢氧化铝。 第三节铝11

三、铝的重要化台物 2. 氢氧化铝 氢氧化铝既能跟酸反应，又能跟强碱反应，是典型的两性氢氧化物。 氢氧化铝的两性 第三节铝12

第三节 铝 第三节铝13 3.明矾 明矾是复盐。化学名：十二水硫酸铝钾 化学式：KAl(SO4)2·12H2O 明矾是无色晶体，易溶于水，在水溶液中完全电离： 其电离出的Al3+跟水发生水解反应。 水解所产生的Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水里悬浮的杂质，并沉淀析出，使水澄清。因此，明矾是一种较好的净水剂。 知识拓展——硬水的软化 第三节铝13

硬水软化1 知识拓展——硬水的软化 工业上把溶有多量钙盐、镁盐的水叫做硬水； 把含有较少量或不含Ca2+和Mg2+的水叫做软水。 硬水对工业生产的危害很大。例如，如果以硬水作为锅炉用水，则水中的钙、镁的酸式碳酸盐受热时转变为碳酸盐沉淀，形成水垢。水垢的形成不仅阻碍传热、多耗燃料，并且容易造成锅炉局部过热损坏，甚至发生爆炸。 含有钙、镁的酸式碳酸盐的硬水叫暂时硬水。在加热煮沸时会生成沉淀。 含有钙、镁的硫酸盐和氯化物的硬水叫永久硬水。 硬水软化1

硬水软化 2 知识拓展——硬水的软化 采取一定的方法减少硬水中钙盐和镁盐的过程，称为硬水的软化。硬水软化常用的方法有以下几种： 1.药剂软化法 药剂软化法是在水里加入适当的药剂使溶解在水里的钙盐和镁盐转化为沉淀析出，以达到软化水的目的。 例如，石灰纯碱法是将消石灰(氢氧化钙)和纯碱(碳酸钠)的混和物加入欲软化的硬水中。 硬水软化 2

硬水软化 3 知识拓展——硬水的软化 2.离子交换法 现在工业上多采用离子交换树脂来软化硬水。 离子交换树脂有两种类型：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 阳离子交换树脂可以用自身的阳离子与硬水中的Ca2+和Mg2+等阳离子交换，使硬水中的Ca2+和Mg2+留在阳离子交换树脂上而从硬水中除去。不同阳离子交换树脂自身的阳离子可以不同，例如，氢离子或者钠离子。 阴离子交换树脂的作用原理和阳离子交换树脂相似。 离子交换树脂在使用一段时间后会失效，处理后可以使树脂再生，重新使用。 硬水软化 3