Al铝

单质

物理性质

1. 银白色金属光泽
2. 导电导热
3. 延展性
4. 质地柔软
5. 密度小(轻)

化学性质

铝的化学性质比较活泼，是地壳中含量最多的金属元素。

1. 锈蚀

   • $\ce{4Al + 3O2 = 2Al2O3}$
   • 致密的 $\ce{Al2O3}$ 氧化铝薄膜，防止继续锈蚀，起保护作用。

2. 非金属单质

   • $\ce{4Al + 3O2 \overset{点燃}{=} 2Al2O3}$ 发出耀眼的白光，放出大量热。
   • $\ce{2Al + 3S \triangleq Al2S3}$
   • $\ce{2ASl + 3Cl2 \overset{点燃}{=} 2AlCl3}$

3. 酸

   1. 非氧化性酸
      • $\ce{2Al + 6H+ = 2A^3+ + 3H2 ^}$
   2. 氧化性酸
      • $\ce{Al + 4HNO3_{(稀)} = NO ^ + Al(NO)3 + 2H2O}$
      • $\ce{Al + 4HNO3_{(浓)} \triangleq NO ^ + Al(NO)3 + 2H2O}$
   3. 钝化
      • 冷浓硝酸
      • 浓硫酸

4. 碱

   • $\ce{2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO^-_2 + 3H2 ^}$

5. 盐

   • $\ce{2Al + 3Fe^2+ = 2Al^3+ + 3Fe}$

6. 金属氧化物

   • 见铝热反应

铝热反应

实验装置

实验原理

铝在高温下与活动性弱于铝的金属的氧化物反应，放出大量的热，制出金属单质。

$\ce{Fe2O3 + 2Al \overset{高温}{=} 2Fe + Al2O3}$ (铁水)

实验现象

1. 镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，引燃铝和氧化铁的混合物。

2. 铝和氧化铁的混合物在高温下发生剧烈的反应，并放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

原理应用

1. 制取熔点较高、活动性弱于铝的金属(通常贵于铝)，如铁、铬、锰、钨等。
2. 金属焊接，如野外焊接铁轨等。

工业制备

铝土矿 $\ce{->[提纯] Al2O3}$

$\ce{2Al2O3_{熔融} ->[电解][冰晶石] 4Al + 3O2 ^}$ (冰晶石：$\ce{Na3AlF6}$)

氧化物

名称	化学式	特点	用途
氧化铝	$\ce{Al2O3}$	两性氧化物、耐火耐高温	制造耐火、耐高温器材；工业冶炼铝原料；制作各种宝石

1. 酸
   • $\ce{Al2O3 + 6H+ = 2Al^3+ + 3H2O}$
2. 碱
   • $\ce{Al2O3 + 2OH- = 2AlO^-2 + H2O}$

铝三角

$\ce{Al^3+ <=>[3OH-][3H+] Al(OH)3 <=>[OH-][H+] AlO2-}$

$\ce{Al^3+ + 3AlO^-2 + 6H2O = 4Al(OH)3}$

铝离子

1. 强碱
   1. 少量氢氧根
      • $\ce{Al^3+ + 3OH- = Al(OH)3 v}$
   2. 大量氢氧根
      • $\ce{Al^3+ + 4OH- = AlO^-2 + 2H2O}$
2. 弱碱
   • $\ce{Al^3+ 3NH3*H2O = Al(OH)3 v + 3NH^+4}$
3. 偏铝酸根

氢氧化铝

1. 强酸
   • $\ce{Al(OH)3 + 3H+ = Al^3+ + 3H2O}$
2. 强碱
   • $\ce{Al(OH)3 + OH- = AlO^-2 + 2H2O}$
3. 不与弱酸、弱碱反应
4. 不稳定性
   • $\ce{2Al(OH)3 \triangleq AL2O3 + 3H2O}$

电离方程式

1. 碱式电离：$\ce{Al(OH)3 <=> Al^3+ + 3OH-}$
2. 酸式电离：$\ce{Al(OH)3 <=> H+ + AlO^-2 + H2O}$

偏铝酸根

1. 强酸
   1. 少量氢离子
      • $\ce{AlO^-2 + H+ + H2O = Al(OH)3 v}$
   2. 大量氢离子
      • $\ce{AlO^-2 + 4H+ = Al^3+ 2H2O}$
2. 弱酸
   • $\ce{AlO^-2 + H+ + H2O = Al(OH)3 v}$
     • 通入少量 $\ce{CO2}$ ：$\ce{2AlO^-2 + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3 v + CO^2^-3}$
     • 通入大量 $\ce{CO2}$ ：$\ce{AlO^-2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 v + HCO^-3}$

明矾

名称	化学式	俗称	用途
明矾	$\ce{KAl(SO4)*12H2O}$	明矾	吸附水中悬浊物，用于净水