高中化学复习辅导铝及其重要化合物 教师版Word文档格式.docx
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与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg+O2点燃(=====)2MgO
3Mg+N2点燃(=====)Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应Mg+2H2O
△(=====)Mg(OH)2+H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧:
2Mg+CO2点燃(=====)2MgO+C
5.铝的用途纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
【深度思考】
1.铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能?
答案 铝在常温下迅速被氧气氧化,形成一层致密的氧化膜,保护铝不再被氧化,因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。
2.金属铝是活泼的金属,能与酸反应,为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?
答案 常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜),阻止反应继续进行。
3.Al既能溶于强酸,又能溶于强碱,所以说“Al既有金属性,又有非金属性”你认为这种说法是否恰当?
为什么?
题组一 铝的化学性质及应用
1.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④明矾净水 ⑤明矾和苏打制食品膨松剂 ⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑦银色漆颜料 ⑧制易拉罐 ⑨包装糖果和小食品
A.全部B.③⑤⑧⑨C.⑥⑧⑨D.③④⑤⑥⑧⑨
答案 D解析 “D”中所涉及的铝易进入食品、饭、水等,并被人体吸收,所以要加以控制。
2.下列关于铝的叙述中正确的是( )
A.铝还原性强且亲氧性强,所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属
B.铝在空气中极易锈蚀,所以铝制品的使用时间很短
C.铝能耐稀硫酸腐蚀,所以运送稀硫酸可用铝制槽车
D.铝的导电性比铜、银更强,所以常用以制造电线、电缆
答案 A解析 铝在空气中形成致密的氧化膜,保护内层不被氧化,B错;
铝不能耐稀硫酸腐蚀,C错;
铝的导电性不如铜、银,D错。
3.常温下把铝粉加入下列物质中,能产生氢气的是( )
A.硫酸钠溶液B.稀硝酸C.浓硫酸D.氯化铵溶液
答案 D解析 硫酸钠溶液呈中性,与Al不反应,A项不能产生H2;
稀硝酸具有强氧化性,B项不能产生H2;
常温下铝粉在浓硫酸中钝化,C项不能产生H2;
D项中NH4(+)水解,溶液呈酸性,加入铝粉时,Al与H+反应产生H2。
题组二 对比掌握铝、镁的性质
4.镁、铝都是较活泼的金属,下列描述中正确的是( )
A.高温下,镁、铝在空气中都有抗腐蚀性
B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应
C.镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应,铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应
D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物
答案 C解析 在常温下,镁和铝在空气里都能与氧气反应,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀的性能,但是在高温下能与氧气剧烈反应,放出大量热,A错;
镁能跟酸反应,不能跟碱反应,B错;
铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物。
在进行铝热反应时,为了引燃,在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾),中间插一根镁条,是引燃用的,D错。
5.将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,
充分反应后,放出氢气最多的是( )
A.3mol·
L-1HClB.4mol·
L-1HNO3
C.8mol·
L-1NaOHD.18mol·
L-1H2SO4
答案 A解析 在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2;
加入NaOH溶液,只有Al与之反应生成H2,而镁不反应;
加入盐酸,镁、铝都与盐酸反应生成H2,所以放出H2的量最多。
【规律总结】
熟记铝、镁的特殊化学性质
(1)活泼金属与酸反应是金属的通性,而铝不但能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现为特殊性。
2Al+2OH-+2H2O===2AlO2(-)+3H2↑。
(2)铝热反应
铝和某些金属氧化物反应,将其从氧化物中置换出来,同时放出大量的热,这种反应称为铝热反应,可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属。
注意 Al与MgO不能发生铝热反应。
(3)Mg在CO2中能够燃烧,所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。
题组三 从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
6.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:
(1)铝与酸、碱反应的实质是什么?
氧化剂是什么?
答案 铝与酸、碱反应的实质都是:
0(Al)失3e-(――→)Al3+,2H+得2e-(――→)H2,只不过碱中的
H+来源于水的电离,氧化剂分别为酸和水。
(2)区别镁和铝最好的方法是取少量试样,然后( )
A.投入沸水中B.投入冷水中C.投入盐酸D.投入NaOH溶液中
答案 D
(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是________。
答案 1∶1解析 根据化学方程式:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al~3H2,故只要参加反应的Al相等,所得H2必相等。
(4)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是________。
答案 1∶3解析 因为在反应中Al过量,产生的H2由HCl和NaOH的量决定。
根据化学反应中的关系式:
6HCl~3H2;
2NaOH~3H2,故当HCl、NaOH物质的量相等时,二者产生H2的体积比为1∶3。
(5)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
答案 3∶1解析 因为铝足量且产生H2相等,根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因为两溶液体积相等,故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。
(6)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·
L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g
答案 A
解析 其反应原理分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时,产生H2的体积比是1∶3,而题设条件体积比为1∶2,说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的,而对于NaOH来说是不足的。
2Al+6HCl === 2AlCl3+3H2↑
6mol3mol
3mol·
L-1×
0.1L0.15mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×
2=0.3mol。
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2×
27g3mol
5.4g0.3mol
即投入的铝粉为5.4g。
(1)铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Al失3e-(――→)Al3+,所以无论与酸还是与碱反应,Al与H2的关系都是2Al~3H2。
①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气体积比VNaOH(H2)(VHCl(H2))=1∶1。
②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比VNaOH(H2)(VHCl(H2))=1∶3。
③一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比3
(1)<
VNaOH(H2)(VHCl(H2))<
1
(1),则必定是a.铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;
b.铝与氢氧化钠反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
解题时应充分利用上述过量关系。
(2)铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。
考点二 铝的重要化合物
1.氧化铝
(1)物理性质:
白色固体,难溶于水,有很高的熔点。
(2)化学性质两性氧化物—Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O(――→)
2.氢氧化铝
(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为
①两性氢氧化物—Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O(――→)
②受热分解:
2Al(OH)3△(=====)Al2O3+3H2O。
(3)制备
①向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al3++3NH3·
H2O===Al(OH)3↓+3NH4(+)。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2,离子方程式为AlO2(-)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3(-)。
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合:
3AlO2(-)+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓。
3.常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·
12H2O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH<
7(填“<
”、“>
”或“=”)。
明矾可以净水,其净水的原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。
1.明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同?
答案 不同。
明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,而液氯只能杀菌消毒,不能沉淀悬浮的杂质。
2.在做铝的燃烧实验时,用坩锅钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至其熔化,会看到的现象是铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝并不滴落。
原因是_________________。
答案 铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜,使内部的铝被Al2O2包裹着,所以熔化的铝不易滴下
【典例分析】
题组一 Al2O3、Al(OH)3溶于酸或碱相关考查
1.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 钝化的实质
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