浓硫酸金属钝化(高考化学复习——金属铝及其化合物)

Posted 2023-05-31

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浓硫酸金属钝化(高考化学复习——金属铝及其化合物)

一，铝及其化合物之间的转化关系

金属单质——氧化物——氢氧化物（碱）——盐

二，重要物质的性质和变化

1，铝(Al)——只具有还原性

①4Al＋3O2===2Al2O3

②2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

④2Al＋Fe2O3===Fe＋Al2O3（反应条件高温）

⑤4Al＋3MnO2===3Mn＋2Al2O3（反应条件高温）

注意：

a．铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，要求其它金属没有铝活泼，铝热反应不能用于工业上冶炼铁，铝热反应是置换反应，放热反应。

b．引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺铝热剂和一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。

2，氧化铝(Al2O3)、氢氧化铝[Al(OH)3]——具有两性

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与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。

3，铝盐和偏铝酸盐

①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4(＋)

②AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl(NaOH适量)

③AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O(NaOH过量)

④NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl(少量盐酸)

⑤NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量盐酸)

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↓(铝盐和偏铝酸盐在溶液中双水解)

注意：

a.氢氧化铝是三元弱碱，又是一元弱酸，既能和强酸反应，也能与强碱反应；铝盐溶液通常显酸性，能够与碱反应，如果是强碱要注意碱量的多少；偏铝酸盐溶液一般显碱性，能够和酸反应，如果遇到强酸要注意酸量的多少。

b.利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时另一产物是HCO3－，不过量时另一产物是CO32－，书写离子反应方程式时要特别注意这一点。

c.Al、Al2O3、Al(OH)3与H＋、OH－的反应及量的关系

氢氧化铝既是三元弱碱，又是一元弱酸，注意酸碱中和时的定量关系。

三，特殊的性质和现象

1，并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。

2，铝是活泼金属，但铝抗腐性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。

3，泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。

4，Al(OH)3可用作抗酸药。

5，常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。

四，实际应用

1，Al2O3、Al(OH)3的两性在物质提纯和鉴别中的应用

①用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。

②用过量NaOH溶液鉴别Al3＋和Mg2＋。

③用互滴法鉴别Al3＋与OH－、AlO2-与H＋。

④用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3＋与Mg2＋、Fe3＋等离子或分离MgO、Al2O3。

2，共存情况

（1）Al3+、AlO2－只能分别存在于酸性、碱性溶液中。

（2）Al3+与下列离子不能大量共存：OH－、CO32－、HCO3－、SO32－、S2－、ClO－、AlO2－，其中OH－是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。

（3）AlO2－与下列离子不能大量共存：H+、HCO3－、Al3+、Fe2+、Fe3+，其中H+和HCO3－是因为与AlO2－直接反应

AlO2－+HCO3－+H2O===Al(OH)3↓+CO32－（碳酸氢根离子比氢氧化铝电离能力大），其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。

3，明矾的净水原理：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2===K++Al3++2SO42－。铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到净水目的：Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+。