发现之旅 |
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在厨房里我们经常可以看到很多铝制的东西,比如铝锅啦,铝盆啦,铝勺啦,等等,为什么不用其他金属来制作这些东西呢? |
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铝锅 |
因为铝制品很耐用。铝本来是银白色的,可是铝制品用不了多久,表面就变得白蒙蒙的,这是什么缘故呢?原来铝生锈了,铝的表面与空气中的氧发生反应,生成了一层薄薄的氧化铝,这层氧化铝别看很薄,却“天衣无缝”,它紧紧地贴在铝的表面,防止里面的铝继续和氧反应。这层氧化铝不怕水浸,不怕火烧,很难锈蚀。对于里面的铝来说,它是一件十分耐用的“外套”。 |
深入思考 |
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许多人常常以为铁是地壳中最多的金属。其实,地壳中最多的金属是铝,其次才是铁。铝占整个地壳总重量的7.45%,差不多比铁多一倍!地球上到处都有铝的化合物,像最普通的泥土中,就含有许多氧化铝。
铝是一种银白色的轻金属,纯净的铝很软,可以压成很薄的箔,现在包糖果、香烟的“银纸”,其实大都是铝箔。 |
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金属铝 |
铝原子的最外层只有3个电子,在参加化学反应时,很容易失去最外层电子成为Al3+, |
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我们知道镁条能够在空气中燃烧,那铝能不能在空气中燃烧呢? |
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从实验中可以看到,铝能在氧气里剧烈燃烧,并且放出大量的热和发出耀眼的白光,反应生成Al2O3。 |
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我们知道铝能和稀盐酸发生反应,产生氢气。那么铝能不能和碱反应呢?下面我们来看铝和氢氧化钠的反应: |
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左边试管中是镁与氢氧化钠的反应,右边试管中是铝与氢氧化钠的反应。从实验中可以看到,铝与氢氧化钠剧烈反应,而镁不与氢氧化钠反应。
用点燃的木条放在两支试管口,可以发现:铝与氢氧化钠反应产生的气体可以点燃,说明产生的是氢气。 |
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铝的最主要用途是制造各种轻质合金,铝合金具有质轻硬度大的优点,广泛地应用于航空、汽车工业以及国防工业上,同时在日常生活中的应用也越来越广泛,如制造门窗、家俱和饮具等。纯铝也大量用来制作电线和电缆,此外也用于制造特种漆料,药膏、化妆品软管和容器及包装箔等。 |
学有所用 |
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人类的好伴侣--铝 |
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1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通人氯气后加热得到NaCl,AlCl3复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。这时的铝十分珍贵,据说在一次宴会上,法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉,而其他人都用银制的餐具。泰国当时的国王曾用过铝制的表链;1955年巴黎国用博览会上,展出了一小块铝,标签上写到:“来自粘土的白银”,并将它放在最珍贵的珠宝旁边,直到1889年,伦敦化学会还把铝和金制的花瓶和杯子作为贵重的礼物送给门捷列夫。1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝,奠定了今天大规模生产铝的基础。
近一个世纪的历史进程中,铝的产量急剧上升,到了20世纪60年代,铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位,这时的铝已不单属于皇家贵族所有,它的用途涉及到许多领域,大至国防、航天、电力、通讯等,小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。 |
沙场练兵 |
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1. 下列各组离子中,能在酸性溶液里大量共存,并且溶液呈无色透明溶液的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:首先排除在溶液中有颜色的离子。可以看出,各组中,只有A组的MnO4 呈紫色,则A不符合题意。
再考虑在酸性条件下,不能共存的离子组,B中AlO2- 与 H+可发生反应:
则B不符题意。D中S2- 与 H+可发生反应:
则D不符合题意。且D中 SO42-、Ba2+ 不能大量共存。故选C。
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2.下列叙述不正确的是( )
A.含金属元素的离子不一定是阳离子
B.金属元素的原子只能被还原,而阳离子只有氧化性
C.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
D.元素由化合态变为游离态一定被氧化
答案:B、D
解析:A项正确,如AlO2-、MnO4-等均含有金属元素的离子是阴离子。B项不正确,因为金属元素的原子在反应中只能失去电子价态升高,表现出还原性,是被氧化而不是被还原;而阳离子只有氧化性也是错误的,如Fe2-离子的价态处于中间,在反应中它的价态既可以升高又可以降低;也就是说Fe2+既可以被氧化也可以被还原。C项正确,因为金属阳离子Fe3+被还原时可能得到Fe,也可能得到Fe2+。D项不正确,因为从化合态变为游离态可能是Al3+ Al或2Cl- Cl2,故不能说一定氧化。
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3.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5:6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( )
A、甲乙中都是铝过量
B、甲中铝过量、乙中碱过量
C、甲中酸过量、乙中铝过量
D、甲中酸过量、乙中碱过量
答案:B
解析:根据2Al+H2SO4 ==== Al2(SO4)3+3H2↑和2Al+2NaOH+H2O ==== 2NaAlO2+3H2↑,将等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5:6,可推断得出甲中铝过量、乙中碱过量的结论。
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4.将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A、稀硝酸 B、稀盐酸 C、硝酸铜 D、氢氧化钠
答案:C
解析:铝条钝化时表面生成了一层致密的Al2O3,该物质为两性氧化物,既能和强酸反应,又能和碱反应,所以钝化的铝条能和稀硝酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液发生反应,但不能和硝酸铜反应,所以正确答案为C。
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5.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )
A、不易生锈 B、导电性好 C、密度小 D、强度高
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6.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是( )
A、Al3+ B、Al(OH)3 C、AlO2- D、Al3+ 和Al(OH)3
答案:C
解析:明矾为KAl(SO2)2?12H2O,其溶液中Al3+与SO42-的物质的量之比为1:2,若沉淀2mol Ba(OH)2,2mol Ba(OH)2提供4molOH-,4molOH-恰好把1mol Al3+转变为AlO2-,所以答案为C。
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