铝在无水乙醇中加水反应
生成乙醇铝。钠的金属活泼性大于铝,钠在水中反应比在乙醇中反应剧烈,并且铝在水中不反应,因此铝在醇中活性就更低了。找到催化剂以及合理反应路径,即可进行。比如:采用无水三氧化铝为催化剂,乙酸乙酯为溶剂,将铝屑、三氯化铝和乙酸乙酯加入反应釜中,加热回流20至60分钟,将配好的乙醇和乙酸乙酯混合液在2至8小时内慢慢滴加到反应釜中,继续反应2至10小时,可以生成乙醇铝。无水乙醇目前经常用于医疗、化妆品、卫生用品、油脂以及染料领域。其中可以用无水乙醇溶解叶绿体内的色素,以此来提取叶绿体中的色素进行提炼。
铝的化学性质
和氧气反应:铝粉可燃铙4Al+3O22Al2O3(发强白光)
和非金属反应:2Al+3SAl2S3
和热水反应:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑(反应缓慢)
和较不活动金属氧化物反应:3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
和酸反应:在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应,生成盐并放出氢气。
2Al+6H2O=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
和盐溶液反应:2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3
和碱溶液反应:主要和NaOH、KOH强碱溶液反应,可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
铝和水发生置换反应:
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3溶解在强碱溶液中,
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
注:1.铝和不活动金属氧化物(主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等)的混合物,都叫铝热剂,在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热,可将被还原的金属熔化成液态
2.铝在加热时可以跟浓硫酸或硝酸反应,情况较复杂不做要求
乙醇的化学性质(跟钠的反应、氧化反应、消去反应)
乙烯的化学性质(氧化反应、跟溴水、水的反应、使高锰酸钾溶液褪色、聚合)
乙醛的化学性质(跟氢气反应、氧化反应)
甲烷的化学性质(氧化反应、跟氯气反应、受热分解乙烯的化学性质(氧化反应、跟溴水、水的反应、使高锰酸钾溶液褪色、聚合)
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
1.分子式:C2H5OH
2.分子量: 46.07
3.分子结构: C、O原子均以sp3杂化轨道成键、极性分子。
4.结构简式:CH3CH2OH(分子式)或C2H5OH(计算式)
乙醇的化学性质
1.与金属反应
2CH3CH2OH + 2Na==2CH3CH2ONa + H2
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
2.与氢卤酸反应
C2H5OH + HBr==C2H5Br + H2O
C2H5OH + HX==C2H5X + H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
3.氧化反应
(1)燃烧:发出淡蓝色火焰,放出大量的热
C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2CH3CH2OH+O2==2CH3CHO+2H2O 工业制乙醛
C2H5OH+CuO==CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
4.消去反应
(1)分子内消去制乙烯(170℃浓硫酸)
C2H5OH == C2H4+H2O
(2)分子间消去制乙醚
C2H5OH + HOC2H5 == C2H5OC2H5 + H2O (乙醚简介)(140℃ 浓硫酸)(此为取代反应)
乙醇的用途
1.燃料
2.有机溶剂
3.化工原料
4.饮料
5.医用消毒剂
6.本品可渗入细菌体内,在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。最适宜的杀菌浓度为75%,因为在浓度为75%的情况下,乙醇与细菌内胞液等渗,利于分布均匀杀菌,而在高浓度时(如95%),由于乙醇使细菌表面迅速脱水,会形成一层保护膜,不利于完全杀菌。因不能杀灭芽孢和病毒,故不能直接用于手术器械的消毒。50%稀醇可用于预防褥瘊,25%~30%稀醇可擦浴,用于高烧病人,使体温下降。
乙醇的工业制法
1.发酵法
2.乙烯水化法
CH2═CH2 + H—OH==C2H5OH
化学性质
苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在C-C双键上的加成反应;一种是苯环的断裂。
取代反应
主条目:亲电芳香取代反应
苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代,生成相应的衍生物。由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同,可以生成不同数量和结构的同分异构体。
苯环的电子云密度较大,所以发生在苯环上的取代反应大都是亲电取代反应。亲电取代反应是芳环有代表性的反应。苯的取代物在进行亲电取代时,第二个取代基的位置与原先取代基的种类有关。
卤代反应
苯的卤代反应的通式可以写成:
反应过程中,卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂,X+进攻苯环,X-与催化剂结合。
以溴为例:反应需要加入铁粉,铁在溴作用下先生成三溴化铁。
在工业上,卤代苯中以氯和溴的取代物最为重要。
硝化反应
苯和硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯:
硝化反应是一个强烈的放热反应,很容易生成一取代物,但是进一步反应速度较慢。
磺化反应
用浓硫酸或者发烟硫酸在较高温度下可以将苯磺化成苯磺酸。
苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降,不易进一步磺化,需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是钝化基团,即妨碍再次亲电取代进行的基团。
烷基化反应
在AlCl3催化下苯环上的氢原子可以被烷基(烯烃)取代生成烷基苯,这种反应称为烷基化反应,又称为傅-克烷基化反应。例如与乙烯烷基化生成乙苯:
在反应过程中,R基可能会发生重排:如1-氯丙烷与苯反应生成异丙苯,这是由于自由基总是趋向稳定的构型。
加成反应
苯环虽然很稳定,但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。通常经过催化加氢,镍作催化剂,苯可以生成环己烷。
此外由苯生成六氯环己烷(六六六)的反应可以在紫外线照射的条件下,由苯和氯气加成而得。
氧化反应
苯和其他的烃一样,都能燃烧。当氧气充足时,产物为二氧化碳和水。
但是在一般条件下,苯不能被强氧化剂所氧化。但是在氧化钼等催化剂存在下,与空气中的氧反应,苯可以选择性的氧化成顺丁烯二酸酐。这是屈指可数的几种能破坏苯的六元碳环系的反应之一。(马来酸酐是五元杂环。)
这是一个强烈的放热反应。
其他反应
苯在高温下,用铁、铜、镍做催化剂,可以发生缩合反应生成联苯。和甲醛及次氯酸在氯化锌存在下可生成氯甲基苯。和乙基钠等烷基金属化物反应可生成苯基金属化物。在四氢呋喃中氯苯或溴苯和镁反应可生成苯基格林尼亚试剂。
用途:合成橡胶、纤维、塑料、染料、医药、农药等
使用注意事项: 本品有毒。对皮肤和粘膜有局部刺激作用,吸入和经皮肤吸收可引起中毒。当吸入高浓度的苯蒸汽时可强烈作用于中枢神经,很快引起酒醉状、痉挛。在呈现较强兴奋作用后继而引起关节炎、沉闷、抑郁、疲乏无力、昏睡、眩晕和头痛等。严重者可因呼吸中枢痉挛而死亡。
酸性
乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O- + H+
乙醇的pKa=15.9,与水相近。
乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以其只能与少量金属(主要是碱金属)反应生成对应的醇金属以及氢气:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2
醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
与乙酸反应
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下发生酯化作用,生成乙酸乙酯。
CH3CH2OH + CH3COOH -浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3 + H2O
与氢卤酸反应
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O
C2H5OH + HX→C2H5X + H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
氧化反应
(1)燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水(蒸气),并放出大量的热,不完全燃烧时还生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量
完全燃烧:C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O (工业制乙醛)
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
消去反应
(1)消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)
C2H5OH→C2H4+H2O
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(140℃ 浓硫酸)
C2H5OH + HOC2H5 →C2H5OC2H5 + H2O(此为取代反应)
酯化反应
C2H5OH+CH3COOH-浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此为取代反应)
“酸”脱“羟基”,“醇”脱“氢”
燃烧
乙醇可以与空气中氧气发生剧烈的氧化反应产生燃烧现象,生成水和二氧化碳。
CH3CH2OH+3O2 → 2CO2+3H2O
乙醇也可被浓硫酸跟高锰酸钾的混合物发生非常激烈的氧化反应,燃烧起来。
与卤化氢反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。例如:
CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OH
脱水反应
乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。
如果温度在140℃左右生成物是乙醚
CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
如果温度在170℃左右,生成物为乙烯
CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O
还原性
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(条件是在催化剂的作用下加热)
与活泼金属反应乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。例如与钠的反应:
2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
极细的碘和铝形成了无数微小的原电池。由于粉末很细,双电层可能有较大面积的直接接触(也可以理解为铝和碘略溶于附近的水?其实相通的)。粉末极细形成无数个原电池和双电层的大面积接触足够跨越碘的高电阻,使得反应得以以可观的速率发生,直到积累到的热量足以使碘熔化或发生固相反应。
乙醇比水更容易引发这个反应的原因猜测:碘先溶于乙醇,破坏铝的氧化膜(无氧化层可忽视这一步),继而和铝反应,生成三碘化铝。三碘化铝的乙醇溶液导电(这点基本可以确定),且溶液中的离子和双电层中的离子相同,非常利于电子传递(萌凤的愚人金实验中,锌通过溶液中的锌离子堆积到铜片表面即因此),从而大大加速了反应(比起水)。
化学方程式:
三氧化二铝与氢氧化钠溶液反应,产物是偏铝酸钠,氧化铝为两性氧化物,既可跟酸溶液反应也可跟碱溶液反应 。
三氧化二铝的性质:氧化铝(aluminium oxide),化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。
此过程中没有发生电子的得失,各个元素的化合价也没有发生改变。属于复分解反应。复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。
复分解反应的实质是发生复分解反应的两种物质在水溶液中交换离子,结合成难电离的物质——沉淀、气体或弱电解质(最常见的为水),使溶液中离子浓度降低,化学反应即向着离子浓度降低的方向进行。可简记为AB+CD→AD+CB。
扩展资料
偏铝酸钠的用途:
1、土木工程方面,本品与水玻璃混合用于施工中的堵漏。
2、造纸行业,本品与硫酸铝混合使用是一种良好的填充剂。
3、水处理方面,可做净水剂助剂。
4、可做为水泥速凝剂。
5、在石油化工、制药、橡胶、印染、纺织、催化剂生产中也有较广泛的应用。
6、钛白粉生产过程中使用该产品,使其表面包膜,提高其特性。
7、用作纺织品的媒染剂、纸的填料、水的净化剂等。可用氧化铝与固态氢氧化钠或碳酸钠共熔制得。
8、制造沸石、乳白玻璃和肥皂。
参考资料来源:百度百科-氢氧化钠
参考资料来源:百度百科-三氧化二铝