Алюминий и его соединения

Алюминий занимает 4-е место по распространенности в земной коре, уступая кремнию, кислороду и водороду. В природе он присутствует в виде алюмосиликатов, глин и бокситов (рис. 5).

Рис. 5

По своим химическим свойствам он гораздо менее активен, чем щелочные и щелочноземельные металлы. Во многом это связано с образованием не его поверхности тончайшей пленки оксида, которая препятствует или замедляет многие химические реакции.

Химические свойства алюминия

1. Реакция с галогенами

2Al + 3I₂ 2AlI₃

2. Сгорает при нагревании с выделением большого количества теплоты

4Al + 3O₂ 2Al₂O₃+ Q. При этом может развиваться температура до 3500 ⁰С.

3. Реакция с неметаллами

2Al + 3S Al₂S₃

2Al + N₂ 2AlN

4Al + 3С Al₄С₃

4. Взаимодействует с водой

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃+ 3H₂↑ Если снять амальгамированием или механически пленку.

Амальгамирование – это нанесение на поверхность небольшого количества ртути.

5. Алюминий активно восстанавливает металлы из их оксидов (алюмотермия)

Cr₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Cr; этот способ используется при получении многих металлов: Mn, Cr, V, W, Ba, Sr и др.

6. Взаимодействует с кислотами-неокислителями

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

Алюминий не реагирует с концентрированными азотной и серной кислотами из-за пассивации. С разбавленной серной или азотной кислотой взаимодействует

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

7. Взаимодействие со щелочами. Al, Al₂O₃, Al(OH)₃ взаимодействуют со щелочами:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ (амфотерные свойства).

Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O

8. Реагирует с растворами солей

2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

Применение алюминия

Рис. 6

Алюминий широко применяется в быту и технике, так как он довольно легок, коррозионно-устойчив и нетоксичен (см. рис. 6). Часто используются сплавы алюминия. Основной – это дуралюмин (дюралюминий, дюраль). Это сплав алюминия, содержащий медь (массовая доля – 1,4-13 %) и небольшие количества магния, марганца и других компонентов. Используется как конструкционный материал в авиа- и машиностроении.

Смеси, регенерирующие кислород

Оксиды и пероксиды способны реагировать с углекислым газом, образуя карбонат и кислород.

Na₂O₂ + CO₂ → Na₂CO₃ + 1/2O₂

KO₂ + CO₂ → K₂CO₃ + 3/2O₂

Если сложить эти 2 уравнения реакции, то получится смесь, выделяющая и 2 моль углекислого газа, и 2 моль кислорода.

Na₂O₂+ 2KO₂+ 2CO₂→ Na₂CO₃+ K₂CO₃ + 2О₂. Суммарный объём газа в левой и правой части уравнения будет одинаков. Постоянство объёма газа очень важно, так как такие смеси применяются для удаления CO₂ и превращения его в нужный для дыхания кислород, например, в подводных лодках или космических станциях. Но там не должно происходить перепада давления.

Подведение итога урока

На уроке была раскрыта тема «Металлы и их свойства. Щелочные металлы. Щелочноземельные металлы. Алюминий». Вы узнали общие свойства и закономерности щелочных и щелочноземельных элементов, изучили по отдельности химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов и их соединения. С помощью химических уравнений было рассмотрено такое понятие, как жесткость воды. Познакомились с алюминием, его свойствами и сплавами. Вы узнали, что такое смеси, регенерирующие кислород, озониды, пероксид бария и получение кислорода.

Список литературы

Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
Габриелян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Интернет-портал «internerurok.ru» (Источник)
Интернет-портал «hemi.nsu.ru» (Источник)
Интернет-портал «chemport.ru» (Источник)
Интернет-портал «Химик.ру» (Источник)

Домашнее задание

№№ 3, 4, 5-а (с. 173) Габриелян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.
Какую реакцию среды имеет водный раствор сульфида калия? Ответ подтвердите уравнением реакции гидролиза.
Определите массовую долю натрия в морской воде, которая содержит 1,5 % хлорида натрия.