接钢轨等钢材部件。
b.实验中镁条的作用是通过其燃烧放出的热量引发铝热反应,KClO3的作用是助燃剂。
c.铝不仅可与氧化铁发生铝热反应,用其他金属氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。
③铝与酸反应
高中阶段,学习过的酸分为非氧化性酸和氧化性酸两类,铝既可以与氧化性酸反应,又可以与非氧化性酸反应。
a.铝与非氧化性酸的反应:酸中的氢离子被还原生成氢气。
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑
b.铝与氧化性酸的反应
常温下,铝遇到浓硫酸或浓硝酸,会在表面形成致密的氧化物薄膜而钝化,不会产生氢气。铝与稀硝酸反应:Al+4HNO3(稀)===Al(NO3)3+NO↑+2H2O。
④铝与强碱溶液的反应
铝与强碱的水溶液反应,生成氢气和盐。
Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)易溶于水,易电离,其水溶液呈无色。
铝单质与强碱溶液的反应实质是分步反应。
第一步:铝单质与水的置换:
2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑
生成的氢氧化铝是一种难溶于水的沉淀,附着在铝单质的表面,阻止了铝单质与水的进一步反应,反应自动停止。
第二步:氢氧化铝与强碱溶液的反应:
Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4](非氧化还原反应)
在反应中,只有第一步是氧化还原反应,铝是还原剂,H2O是氧化剂。
析规律 Na[Al(OH)4]与配合物
金属铝和NaOH溶液反应生成的化合物曾被认为是NaAlO2,但科学研究证明该产物实际上是Na[Al(OH)4],它属于配位化合物。
配位化合物的结构中包含中心体和配位体,例如:
Na[Al(OH)4]
↑ ↑
中心体 配位体
配位化合物在医药科学、催化反应等领域有着广泛的应用。
【例1-1】 等质量的两份Al分别加入0.3 L 1 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液中,生成氢气的体积比为1∶2,则加入的Al的质量为( )