铝及其化合物学案.doc

1、1铝及其化合物考点一 金属铝及其化合物考试标准知识条目 必考要求 加试要求1.地壳中铝的含量及存在形式，铝合金 a2.铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象 ) b3.铝片(条) 燃烧的方法 b4.铝表面氧化膜的作用 b5.两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al 2O3、Al(OH) 3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系c6.明矾的组成及净水原理 b(一)铝1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第 3 周期A 族，原子结构示意图为 。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小

2、，质地柔软。3.金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式(是离子方程式的写离子方程式)22Al3Cl 2 2AlCl3= = = = =点 燃 2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 22AlFe 2O3 Al2O32Fe(铝热反应)= = = = =高 温 4.铝合金的性能和用途(1)金属铝与其他金属(或非金属 )熔合形成铝合金。铝合金具有密度小，强度高，塑性好等优点。(2)铝及其合金优良的物理性质决定其重要用途，请把以下左栏列举的铝的重要用途与右栏列举的有关铝的性质用线连起来：(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2.氢氧化

3、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3受热分解：2Al(OH) 3 Al2O33H 2O。= = = = = (3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 。 4NaAlO 2 溶液中通入足量 CO2，离子方程式为 AlO CO 22H 2O=Al(OH) 23HCO 。 3NaAlO 2 溶液与 AlCl3 溶液混合： 3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)3。 23.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

4、式为 KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液 pH”或“”)7。明矾可以净水，其净水的原理是 Al3 3H 2O Al(OH)3(胶体)3H ，Al(OH) 3 胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。4.Al3 、Al(OH) 3、AlO 之间的转化关系 2写出实现上述各步转化的离子方程式。答案 (1)Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2Al 3 3OH =Al(OH)3(2)Al(OH)33H =Al3 3H 2O(3)Al3 4OH =AlO 2H 2O 2(4)AlO 4H =Al3 2H 2O 2(5)

5、AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 2 3AlO H H 2O=Al(OH)3 2(6)Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2正误辨析正误判断，正确的打“” ，错误的打“”4(1)铝制餐具可长时间存放碱性或酸性食物( )(2)铝在空气中耐腐蚀，所以 铝不是活泼金属()(3)铝热反应可以冶炼某些熔点高的金属( )(4)铝与酸反应都可以放出 H2()(5)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂()(6)明矾用作净水剂不涉及化学变化( )(7)氧化铝的熔点很高，可用作耐火材料()题组一 铝的性质、用途判断1.下列关于铝单质的叙述中正确的是( )A.由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制

6、品的使用寿命都很长B.由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C.常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D.由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆答案 B解析 铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加 热时浓硫酸能与 铝反应；铜的导电性能比铝强。2.下列关于铝的性质的说法中错误的是( )A.铝的表面能形成致密的氧化膜，因此铝难被腐蚀B.铝能溶解于冷的浓硝酸，被氧化成硝酸铝C.铝能溶解于 NaOH 溶液，生成偏铝酸钠和氢气D.铝能在氯气中燃烧，生成三氯化铝答案 B解析 铝极易和氧气反应生成致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，故 A 正确；常温下，铝和浓硝酸、浓

7、硫酸发生钝化而生成一 层致密的氧化物薄膜，阻止其进一步被氧化，故 B 错误；铝能和强酸、强碱反应，能和氢氧化钠溶液反应生成偏 铝酸钠和氢气，故 C 正确；氯气具有强氧化性，能氧化具有还原性的物 质，所以 铝在氯气中燃 烧生成氯化铝，故 D 正确。3.(2016杭州西湖高级中学高二 5 月月考) 下图是铝在氧气中燃烧的实验，铝条点燃后，为维持燃烧继续，正确的操作是( )5A.铝条应始终置于集气瓶瓶口位置B.迅速将铝条插入集气瓶接近瓶底位置C.将铝条从瓶口位置慢慢伸向瓶底位置D.铝条应不断上下移动答案 C4.(2016绍兴 3 月选考模拟)下列物质不能与 Al 发生铝热反应的是( )A.Fe2O3

8、 B.MnO2 C.WO3 D.MgO答案 D1.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，表现出特殊性：2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2。 22.常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化” ，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。3.铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品，原因是氯化钠溶液中的氯离子会破坏氧化膜的结构。题组二 铝与酸、碱反应的定量判断与计算解题指导铝与酸、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2Al6HCl= =2AlCl33H 2 、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。

9、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 Al3 ，所以无论与酸还是与碱反应， Al 失 3e 与 H2 的关系都是 2Al3H 2。(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 。VH2HClVH2NaOH 11(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 VH2HClVH2NaOH。136(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 13 VH2HClVH2NaOH，则必定是 a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与 氢氧化钠溶液反应时， 铝不足而氢11氧化钠过量。解题时应充分利用上

10、述 过量关系。5.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，根据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_。(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和氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是_。(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_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉

11、，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲) V(乙)12，则加入铝粉的质量为_(填字母)。A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 g答案 (1)11 (2)1 3 (3)31 (4)A解析 (1)根据化学方程式：2Al6HCl= =2AlCl33H 2 、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，得 Al 与 H2 的关系式均为 2Al3H 2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2 的量必相等。(2)因为在反应中 Al 过量， 产生的 H2 的量由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H 2、2NaOH3H 2，故当 HCl

12、、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2 的体积比为13。(3)因为铝足量且产生 H2 相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，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)其反应原理分别为2Al6HCl= =2AlCl33H 2 ，2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。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 13，而 题设条件体积比为 12，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。2Al6HCl = 2AlCl33H 26 mo

13、l 3 mol3 molL 10.1 L 0.15 mol7则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。题组三 Al 2O3 和 Al(OH)3 的两性及其应用6.(2016宁波效实中学期中)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 A

14、l2O3 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。7.下列各项不能用互滴法鉴别的是( )A.AlCl3 NaOH MgCl 2 NaClB.NaAlO2 NaHSO 4 BaCl 2 MgCl2C.AlCl3 NaOH H 2SO4 KClD.NaHCO3 H 2SO4 NaCl KCl答案 D1.含铝杂质的提纯方法归类利用 Al、Al2O3、Al(OH)3 可溶于强碱溶液的特性，可除去 许多物质中的含铝杂质，如：(1)Mg(Al)：加足量 NaOH 溶液；

15、(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量 NaOH 溶液；(3)Mg(OH)2Al(OH)3：加足量 NaOH 溶液；(4)Mg2 (Al3 )：加过量 NaOH 溶液， 过滤，再加酸充分溶解。2.利用 Al(OH)3 的两性，可以用 NaOH 溶液检验 Al3 的存在，可以鉴别 Al3 和 Mg2 ；也可以用互滴法鉴别 Al3 与 OH ，AlO 与 H 。 2题组四 Al(OH) 3 的制备8.利用下述操作步骤：加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解过滤 通入过量 CO2 生成 Al(OH)3 沉淀 加盐酸生成 Al(OH)3 沉淀，由含少量铁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，最恰当的组合是( )A. B.8

16、C. D.答案 A解析 向含少量铁粉的铝粉中加入过量氢氧化钠溶液，由于铁与氢氧化钠不反应，可以除去铁粉；铝与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，通入过量 CO2 可使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀。9.Al(OH)3 是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的 Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：方案一：Al Al2(SO4)3 Al(OH)3 H2SO4 NaOH 方案二：Al NaAlO2 Al(OH)3 NaOH H2SO4 (1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案较好？_ ，方案一和方案二共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计

17、一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_。答案 (1)方案二较好 第二步操作很难控制试剂用量(2)2Al3H 2SO4=Al2(SO4)33H 2、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2、Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2制备 Al(OH)3 的注意事项制取 Al(OH)3 一般不用强酸或强碱，因 为强酸、 强碱都能溶解生成的 Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或 CO2 制取，也可用 Al3 、AlO 的双水解反应制取。 2题组五 有关 Al3 、AlO 参与的离子反应 210.(2016宁波效实中学期中) 常温下，下列各组离子在指定

18、溶液中能大量共存的是( )A.中性溶液中：Cl 、Mg 2 、Al 3 、K B.1.0 molL1 的 NaAlO2 溶液中：Cl 、HCO 、K 、Ca 2 3C.在强碱性环境中：AlO 、SiO 、Na 、K 2 23D.0.1 molL1 明矾溶液中：NH 、AlO 、HCO 、Na 4 2 3答案 C解析 A 项，Al 3 易水解，在中性溶液中水解生成 Al(OH)3 沉淀；B 项，HCO AlO H 2O=Al(OH)3CO ；D 项， Al3 与 AlO 、HCO 因发生双水解反 3 2 23 2 3应不能大量共存。11.按要求写离子反应方程式(1)向 NH4Al(SO4)2 溶

19、液中滴加 NaOH 溶液。9少量 NaOH 溶液Al3 3OH =Al(OH)3；物质的量之比 14 混合NH Al 3 4OH =NH3H2OAl(OH) 3； 4过量 NaOH 溶液NH Al 3 5OH =NH3H2OAlO 2H 2O。 4 2(2)向含有 NaOH、NaAlO 2、Ca(OH) 2 的混合液中逐渐通入 CO2 气体，按先后顺序写出反应的离子方程式。答案 Ca 2 2OH CO 2=CaCO3H 2O；2OH CO 2=CO H 2O；232AlO CO 23H 2O=2Al(OH)3CO ； 2 23CO CO 2H 2O=2HCO ；23 3CaCO3CO 2H 2

20、O=Ca2 2HCO 。 31.离子共存问题(1)Al3 水解呈酸性，与 OH 、AlO 、CO (HCO )、S2 等不能大量共存。 2 23 3(2)AlO 水解呈碱性，与 H 、HCO 、Al3 、Fe3 等不能大量共存。 2 32.含 Al3 的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考 虑离子之间的反应顺序，如向含有 H 、NH 、Mg2 、Al3 的混 4合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液， NaOH 先与 H 反应，再与 Mg2 、Al3 反应生成沉淀，再与NH 反应，最后才溶解 Al(OH)3 沉淀。 43.由于 AlO 与 HCO 不能大量共存，所以当向含 OH 、AlO

21、 的混合液中通入 CO2时， 2 3 2首先 OH 先与 CO2 反应生成 CO ，过后 AlO 和 CO2 反 应生成 Al(OH)3 和 CO ，最后 3 2 23CO 再与 CO2 反应生成 HCO 。23 3题组六 Al(OH) 3 沉淀图像的综合分析解题指导1.可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH溶液至过量NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失10图像离子方程式Al3 3OH =Al(OH)3Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2Al3 4OH =A

22、lO22H 2O3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH) 232.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图像离子方程式AlO H H 2O=Al(OH)3 2Al(OH)33H =Al3 3H 2OAlO 4H =Al3 2H 2O 2Al3 3AlO 26H2O=4Al(OH)312.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量) 与对应的选项相符合的是( )A.为向 1 L 浓度均为 0.1 molL1 的 Ba(OH)2、NaAlO 2 混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀H2SO4B.为向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL 1 的稀 NaOH 溶液