铝及其化合物教师版文档格式.docx

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镁

铝

与非金属反应

与Cl2：

O2：

N2：

与水反应

与冷水反应

能与沸水迅速反应

与沸水能反应

与碱反应

溶液中实质发生钠与水的反应

不反应

能溶于强碱溶液

与某些氧化物反应

能在CO2中燃烧：

能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应

二、氧化物（Al2O3）

1、物理性质：

白色固体，难溶于水，有很高的熔点，可做耐火材料。

2、化学性质：

两性氧化物（注意：

氧化铝只能和强酸强碱发生化学反应）

（1）与强酸反应，如HCl：

（2）与强碱反应，如NaOH：

。

三、氢氧化物

白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性（明矾净水原理:

）

（1）不稳定性，加热即可分解：

（2）与强酸反应：

（3）与强碱反应：

（4）氢氧化铝的电离：

3、制备

（1）向铝盐中加入氨水：

（2）向偏铝酸盐中通入足量CO2：

（3）NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：

3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al（OH）3↓。

4、应用：

可做胃酸中和剂

四、铝盐

1、AlCl3：

为共价化合物；

不用电解熔融AlCl3的方法制备单质铝的原因是：

2、明矾KAl（SO4）2·

12H2O：

无色晶体，可溶于水，水溶液pH7（填“<

”、“>

”或“＝”）。

明矾可以净水，其净水的原理是。

五、相关图像问题

1、Al3＋、Al（OH）3、AlO2－之间的转化关系

写出相关离子方程式：

（1）：

（2）：

（3）：

（4）：

（5）：

（6）：

2、与Al（OH）3沉淀生成有关的图像分析

（1）把强碱溶液逐滴加入到铝盐（Al3＋）溶液中至过量

①现象：

先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。

②有关反应：

A→B：

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

B→D：

Al（OH）3＋OH－===AlO2－＋2H2O

（2）把铝盐（Al3＋）溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量

先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。

Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O

B→C：

Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al（OH）3↓

（3）把强酸溶液逐滴加入到AlO2－溶液中至过量

先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。

AlO2－＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

③图像

（4）向强酸溶液中逐滴加入AlO2－

先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。

4H＋＋AlO2－===Al3＋＋2H2O

Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al（OH）3↓

③图像

（5）往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量

开始出现白色沉淀⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解

O→A：

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

总结归纳：

1、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。

因为Mg比Al活泼。

（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。

2、铝与酸、碱反应生成H2的量的关系

从铝与酸、碱反应的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

Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。

3、铝离子的共存问题

（1）Al3＋与OH－、AlO2－、CO32－（HCO3－）、S2－等不能大量共存。

（2）AlO2－与H＋、HCO3－、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。

4、Al及其化合物的除杂归类事例：

加足量NaOH溶液；

4、

3、可溶性铝盐与强碱反应的计算规律

（1）求产物Al（OH）3的量：

①当n（OH－）≤3n（Al3＋）时，n[Al（OH）3]＝13n（OH－）；

②当3n（Al3＋）<

n（OH－）<

4n（Al3＋）时，n[Al（OH）3]＝4n（Al3＋）－n（OH－）；

③当n（OH－）≥4n（Al3＋）时，n[Al（OH）3]＝0，无沉淀。

（2）求反应物碱的量

①若碱不足（Al3＋未完全沉淀），n（OH－）＝3n[Al（OH）3]；

②若碱使生成的Al（OH）3部分溶解，n（OH－）＝4n（Al3＋）－n[Al（OH）3]。

练一练：

1、镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是（C）

①CO2②盐酸③NaOH溶液④水

A．①④B．②③C．①③D．②③④

解析Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；

Mg能在CO2中燃烧，而Al不能。

2、镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是（C）

A．铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆

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

解析铝的导电性比铜、银的弱，A错；

镁能跟酸反应，不能跟碱反应，B错；

铝热剂是铝粉和Fe、V、Cr、Mn等难熔金属的氧化物的混合物，在进行铝热反应时，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。

3、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）

A．3mol·

L－1HClB．4mol·

L－1HNO3C．8mol·

L－1NaOHD．18mol·

L－1H2SO4

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。

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（C）

A．稀硝酸B．稀盐酸C．硝酸铜D．氢氧化钠

解析钝化的实质是Fe、Al在浓H2SO4或浓HNO3作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。

由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的Cu（NO3）2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。

5、用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是（B）

①加盐酸溶解②加烧碱溶液溶解③过滤④通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀⑤加入盐酸生成Al（OH）3沉淀⑥加入过量烧碱溶液

A．①⑥⑤③B．②③④③C．②③⑤③D．①③⑤③

解析若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al（OH）3的步骤较多；

从NaAlO2制备Al（OH）3，若加盐酸不容易控制量的多少。

故B项操作步骤为最佳顺序。

6、下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是（C）

①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸

A．①②B．①③C．①④D．②③

解析①中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生沉淀；

②NaAlO2中加入稀盐酸，开始产生白色沉淀Al（OH）3，当盐酸过量时，Al（OH）3又溶于盐酸；

③向AlCl3溶液中加入NaOH溶液开始产生白色沉淀Al（OH）3，当NaOH过量时，Al（OH）3又溶于NaOH；

④只会生成H2SiO3沉淀。

7、常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（）

A．无色溶液中：

ClO－、MnO4－、Al3＋、K＋

B．1.0mol·

L－1的NaAlO2溶液中：

Cl－、HCO3－、K＋、Ca2＋

C．在强碱性环境中：

AlO2－、SiO32－、Na＋、K＋

D．能使甲基橙显红色的溶液中：

NH＋4、AlO2－、Na＋

答案C

解析A项MnO4－有颜色，ClO－与Al3＋可发生双水解反应；

B项中HCO3－＋AlO2－＋H2O===Al（OH）3↓＋CO32－；

D项中，酸性条件下AlO2－不存在。

8、下列离子方程式书写正确的是（）

A．向氯化铝溶液中通入过量氨气：

4NH3＋Al3＋＋2H2O===AlO－2＋4NH4＋

B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：

2Al＋2OH－===2AlO2－＋H2↑

C．向明矾溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：

Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO2－＋2H2O

D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：

2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO32－

解析A项，氨水不能溶解Al（OH）3；

B项，氧元素不守恒；

D项，通足量CO2时，应生成HCO3－。

9、如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是（）

A．①线表示Al3＋的物质的量的变化

B．x表示AlCl3的物质的量

C．③线表示Al（OH）3的物质的量的变化

D．④线表示AlO2－的物质的量的变化

答案B

解析AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：

向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；

另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。

10、向物质的量浓度均为1mol·

L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下图[n表示Al（OH）3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是（）

答案D

解析向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反应情况分为三个阶段：

第一阶段为OH－＋H＋===H2O，此时无沉淀产生；

第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓；

第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－===AlO2－＋2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1∶3∶1。

11、向30mL1mol·

L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·

L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为（）

A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL

解析已知n（AlCl3）＝0.03mol，n[Al（OH）3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：

一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。

当碱的量不足时，则V（NaOH）＝0.01×

3/4L＝0.0075L＝7.5mL；

当碱过量时，则V（NaOH）＝（0.03×

4－0.01）/4L＝0.0275L＝27.5mL。

12、工业上用某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：

对上述流程中的判断正确的是（）

A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物

B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替

C．反应Ⅱ中的反应为CO2＋AlO2－＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO3－

D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低

解析A项试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；

B项若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al（OH）3会溶解，不能保证生成Al（OH）3沉淀；

D项因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。

13、MgSO4·

7H2O是一种重要的化工原料。

某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石（主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2杂质）制取MgSO4·

7H2O的实验，流程如下。

（1）第①步研磨的目的是____________________，所得滤液主要含___________、___________等溶质。

（2）第②步反应的离子方程式为___________________________________________。

（3）第③步浓缩结晶后，要经过________、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO4·

7H2O，洗涤沉淀的基本操作是__________________________________________________。

（4）若制得MgSO4·

7H2O质量为82.00g，测得MnO2质量为1.74g，且测得第①步滤渣质量为4.70g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为____________________。

答案

（1）使溶解充分并加快溶解速率MgSO4MnSO4

（2）Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋Cl－＋2H＋

（3）过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2～3次

（4）80%

13、下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。

①NaOH、AlCl3②NaHCO3、H2SO4③NaAlO2、NaHSO4④Na2CO3、HCl⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca（OH）2

答案①③④

解析都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。

①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液：

先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；

向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液：

开始无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解。

两次现象不同，可以鉴别。

②不论是NaHCO3滴入H2SO4中还是H2SO4滴入NaHCO3中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。

③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4，溶液显强酸性。

向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：

开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；

向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：

开始无现象，后出现白色沉淀。

现象不同，可以鉴别。

④向Na2CO3溶液中滴加盐酸：

开始无现象，后产生气泡；

向盐酸中滴加Na2CO3溶液：

立即产生气泡。

⑤无论是NaHCO3还是Na2CO3加到Ca（OH）2中都会产生白色沉淀，无法区别。

13、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）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的量相等，所得H2的量必相等。

（2）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。

（3）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。

（4）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

0.3mol0.15mol

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。