32铝及其重要化合物Word文档格式.docx

32铝及其重要化合物Word文档格式.docx

《32铝及其重要化合物Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《32铝及其重要化合物Word文档格式.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

+H2O

（2）用途：

熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可以制作各种宝石。

2.氢氧化铝

（1）化学性质：

①氢氧化铝是两性氢氧化物，只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。

AlOH3＋3H+＝Al3+＋3H2O

AlOH3＋OH＝AlO

②氢氧化铝受热分解2AlOH3

Al2O3＋3H2O

（2）Al（OH）3的制备：

①用弱碱氨水与可溶性铝盐反应.Al3++3NH3·

H2O

Al（OH）3↓+3NH4＋

②向偏铝酸盐中通入CO2

2AlO

+CO2+3H2O

2Al（OH）3↓+

（3）明矾

明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。

化学式KAl（SO4）2·

12H2O

KAl（SO4）2·

12H2O=K+＋Al3＋＋2SO42－＋12H2O，Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al（OH）3

Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。

所以，明矾是一种较好的净水剂。

【要点名师透析】

一、“铝三角”的转化关系及其应用

1.关系图

2.应用

（1）制取Al（OH）3：

A13++3NH3·

H2O=Al（OH）3↓+3NH4+3AlO

+Al3+=4Al（OH）3↓AlO

+CO2=Al（OH）3↓+HCO3－

（2）离子共存问题：

Al3+与OH－、S2－、HS－、AlO

、CO32－、HCO3－因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；

AlO

与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。

（3）鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）

①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：

先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：

开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

（4）分离提纯

①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。

⑧利用Al（OH）3，能L强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。

【典例1】将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是

A．1∶3B．3∶2C．1∶4D．2∶7

【答案】D

【解析】本题应对两种情况进行讨论：

①若AlCl3过量,NaOH的量不足,溶液中铝元素的存在形式为Al3+。

AlCl3＋3NaOH===Al（OH）3↓＋3NaCl

1mol3mol1mol

依题意，若溶液中剩余1molAl3+，则

c（AlCl3）∶c（NaOH）＝（1＋1）mol∶3mol＝2∶3。

②NaOH量稍多，AlCl3完全反应，溶液中铝元素的存在形式为AlO2-，设有2molAl3+反应，依据题意有关系式：

AlCl3～3NaOH～Al（OH）3

AlCl3～4NaOH～NaAlO2

1mol4mol1mol

则c（AlCl3）∶c（NaOH）＝（1＋1）mol∶（3＋4）mol＝2∶7。

二、氢氧化铝沉淀的图象分析

操作

向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。

向一定量的NaAlO2溶液中逐滴加入稀盐酸溶液至过量。

向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量。

现象

立即产生白色沉淀→渐多→最多→减少→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

Al3++3OH-=Al（OH）3↓

Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O

AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓

Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

Al3++4OH-=AlO2-+2H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓

向一定量的盐酸溶液中逐滴加入NaAlO2溶液至过量。

向一定量的AlCl3溶液中逐滴加氨水溶液至过量。

向一定量的NaAlO2溶液中缓慢通入CO2至过量。

立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失

AlO2-+4H+=Al3++2H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3

Al3++3NH3·

H2O=Al（OH）3↓+3NH4+

Al（OH）3与NH3·

H2O不反应

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-

CO32-+CO2+H2O=2HCO3-

Al（OH）3与CO2+H2O不反应

【典例2】某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH（溶液），则消耗NaOH（溶液）体积（x轴）和生成沉淀量（y轴）之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是（　　）

【答案】B

【解析】与OH－反应的能力应是H＋>

Al3＋>

Mg2＋（同浓度下）。

此题解法为化学问题形象数学化（量化）。

注意：

Al3＋——Al（OH）3——AlO

图形是非等腰三角形。

【感悟高考真题】

1.（2011·

江苏高考·

3）.下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是

A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸

B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器

C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

D.铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀

【答案】选A。

【解析】解答本题时应注意典型物质的性质和应用，注意其中有关的化学原理。

因为常温下浓硫酸能够使铝表面生成一层致密的氧化物保护膜，所以常温下可以用铝制贮罐贮运浓硫酸，A正确；

B项，二氧化硅可以与氢氟酸反应，B项错误；

C项，二氧化氯杀菌消毒后氯的化合价降低，二氧化氯杀菌消毒应用了二氧化氯的氧化性，C项错误；

D项，在海轮上装铜，海轮外壳（含铁）、铜和溶有电解质的海水，形成原电池，铁的腐蚀加快，D项错。

2.（2010·

上海·

21T）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL0.1mol·

L-1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。

下列判断正确的是

A．甲中沉淀一定比乙中的多B．甲中沉淀可能比乙中的多

C．甲中沉淀一定比乙中的少D．甲中和乙中的沉淀可能一样多

【答案】BD

【解析】此题考查了元素化合物知识。

根据氢氧化铝的性质，其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；

相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；

氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；

氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；

氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；

可知BD正确。

解法点拨：

此题解答时，选用的是讨论法，其多用在计算条件不足，据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答；

故此在应用讨论法解题时，关键是先要分析条件与求解问题之间的联系，形成正确的解题方法。

重庆·

8T）下列叙述正确的是

A．铝制容器可盛装热的H2SO4

B．Agl胶体在电场中自由运动

C．K与水反应比Li与水反应剧烈

D．红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3

【答案】C

【解析】本题考察物质的性质。

A项，铝与热的浓硫酸反应，错误。

B项，AgL胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。

C项，K比Li活泼，故与水反应剧烈，正确。

D项，P与过量的

反应，应生成

错误。

铝在冷、热

中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。

由此警示我们，化学学习的平时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。

3.（09·

22T）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。

发生铝热反应之后，所

得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是

A．Fe2O3和MnO2B．MnO2和V2O5

C．Cr2O3和V2O5D．Fe3O4和FeO

【答案】AD

4.（09·

江苏

·

5T）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法不正确的是（）

A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B.在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率

C.

的熔点很高，可用于制作耐高温材料

D.点解

饱和溶液，可制得金属镁

【解析】A项，明矾净水的原理是

，利用

的吸附性进行净水；

B项，是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用，从而可减缓船体的腐蚀速率；

氧化镁的熔点是2852℃，可用于制作耐高温材料；

电解

饱和溶液，发生地化学反应

，不会产生金属镁，电解熔融的

能制取单质镁，发生的反应

。

5.（09·

四川·

11T）向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。

向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。

再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。

则下列关系不正确的是（）

A.

B.

C.n=m+17VcD.

＜

＜

【答案】C

6.（09·

上海

15T）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生

气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。

反应中镁和铝的（）

A．物质的量之比为3：

2B．质量之比为3：

2

C．摩尔质量之比为2：

3D．反应速率之比为2：

3

【答案】A

7.（09·

得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（）

A．

B．

和

C．

D

和FeO

【答案

AD

8.（2011·

广东高考·

32）

（注

：

NaCl熔点为801℃；

AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①和②。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。

气泡的主要成分除Cl2外还含有；

固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为。

（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是。

【解析】本题主要考查与铝有关的反应方程式，对生产流程中的有关温度条件要结合题目所给知识点进行有关推断。

（1）铝能置换氧化铁中的铁单质和石英砂中的硅单质，发生的反应分别为：

2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3，4Al+3SiO2

3Si+2Al2O3

（2）因为粗铝中存在氢气，高温下通入氯气会发生反应生成氯化氢，同时部分铝单质与氯气反应生成AlCl3气体，所以气泡中还存在HCl和AlCl3气体；

氯气与钠反应生成NaCl，NaCl熔点为801℃，精炼温度只有700℃，所以浮渣中肯定存在NaCl。

（3）气体冷凝以后只剩余氯气和氯化氢，所以用碱液吸收时发生反应的离子方程式为：

H++OH-=H2O；

Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

（4）电镀时，镀层金属为阳极，所以金属铝为阳极；

其电极反应式为Al+4Cl--3e-==AlCl4―；

2Al+7Cl--6e-==Al2Cl7―.

（5）钢铁表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气，从而防止钢材被腐蚀。

【答案】

（1）2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O34Al+3SiO2

（2）HCl、AlCl3NaCl

（3）H++OH-=H2O；

（4）阳Al+4Cl--3e-==AlCl4―2Al+7Cl--6e-==Al2Cl7―

（5）钢材表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气，从而防止钢材被腐蚀

9.（2011·

重庆高考·

26）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。

（1）Al的原子结构示意图为_______________；

Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________.

（2）30Si的原子的中子数为_________；

SiO2的晶体类型为__________________

（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是________。

（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是__________。

（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；

滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；

则此熔渣中Al2O3的质量分数为__________________。

【解析】

（1）根据药皮的成分在高温下的反应，推导所得气体；

（2）第（5）问的21.4g固体是Fe（OH）3，而不是Fe2O3。

（3）根据Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，可推知Y为F，回答沸点时要考虑到HF中含有氢键；

（5）在熔渣中加入盐酸，发生的反应为：

Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，11.0g为SiO2的质量。

在滤液中加入过量NaOH溶液，发生的反应为：

FeCl3＋3NaOH=Fe（OH）3↓＋3NaCl

AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，所得21.4g固体为Fe（OH）3，根据关系式：

2Fe（OH）3～Fe2O3

214160

21.4gm

m=16g

由此可知：

Al2O3的质量=36.0g－11.0g－16.0g=9.0g，

故Al2O3的质量分数=

；

2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑

（2）16原子晶体

（3）HCl（4）CO2（5）25%

10.（2010·

全国卷1·

28T）（15分）有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，他们是中学化学中常用的无机试剂。

纯E为无色油状液体；

B、C、D和F是盐溶液，且他们的阴离子均不同。

现进行如下实验：

①A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；

②将A分别加入其它五中溶液中，只有D、F中有沉淀产生；

继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；

③将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出；

④将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。

根据上述实验信息，请回答下列问题：

（1）能确定溶液是（写出溶液标号与相应溶质的化学式）：

（2）不能确定的溶液，写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法：

（I）由题干表述可知A和E不是盐，又由纯E为无色油状液体，推知E为硫酸（③步操作进一步确定）；

（II）由题干和①步操作可知A为氨水；

（III）再由②步操作可知F中阳离子为Ag+发生的反应为：

Ag＋＋NH3·

H2O=AgOH↓＋NH4＋；

AgOH＋2NH3·

H2O=[Ag（NH3）2]＋＋OH－＋2H2O；

而常见的盐中只有AgNO3可溶于水，故F为AgNO3；

（IV）由③步操作可知B中阴离子应为CO32-,由于此无色无味的气体只能是CO2,B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO3-,而阳离子可是常见的K+、Na+、NH4+等待定（V）同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的为阳离子为Mg2+或Al3+，而阴离子需待下步反应再确定；

（VI）由④步操作生成的沉淀为可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3（不合理）等，但限于题干所述中学常用试剂，则沉淀应为AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一个是与AgNO3结合生成的沉淀，一个是与硫酸结合形成的沉淀，故C应该同时含有Ba2+和Cl-即，C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为SO42-，因为题干所述盐溶液中阴离子均不同，故D为Al2（SO4）3或MgSO4其他解析见答案

考查学生的分析与综合能力，涉及到无机元素及其化合物的性质，离子反应，未知物的推断，物质的检验，常见物质量多与量少的反应不同，现象不同等，此题综合性强，难度大，区分度很好，是一道不可多得的经典好题！

此题一改过去每年元素推断的通病，思维容量显著增大能力要求高，与2008年全国卷I理综28题有得一拼，比2009年的第29题出得高超一些，相比以前的无机推断显然有质的飞跃，看到命题人在进步！

但是此题是不是一点瑕疵没有呢?

x显然不是，例如本题条件很宽广，没太明显的限制条件，因而答案是丰富多彩的，这不会给阅卷者带来喜出望外，只会增加难度，不好统一评分标准，也就缺乏公平性！

特别是B和C上就有争议，如B还可能是（NH4）2CO3，C还可能是BaBr2、BaI2等，当然限制一下沉淀颜色就排除了C的歧义！

（1）ANH3·

H2O或NH3；

EH2SO4FAgNO3CBaCl2

若C作为不能确定的溶液，进一步鉴别的方法合理，同样给分

（2）BNa2CO3或K2CO3用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；

若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液

DAl2（SO4）3或MgSO4取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，继续滴加过量的NaOH溶液，若沉淀溶解，则D为Al2（SO4）3溶液，若沉淀不溶解，则D为MgSO4溶液

11.（09·

福建·

24T）（13分）

从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：

请回答下列问题：

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3＋的方程式为。

（2）流程乙加入烧碱后生成

的离子方程式为。

（3）验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成份是（填化学式），写出该溶液的一种用途。

（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数Ksp=5.6×

10-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2＋）=。

（1）Al2O3＋6H＋

2Al3＋＋3H2O

（2）SiO2＋2

＋H2O

（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案

（4）NaHCO3；

制纯碱或做发酵粉等合理答案

（5）5.6×

10-10mol/L

【考点模拟演练】

一、选择题

肇庆模拟）铝制用品在厨房里的用途很广泛，下列在使用铝制用品时正确的是（）

A.用铝罐盛放食醋

B.用铝锅烧开水

C.铝制品用纯碱洗涤液洗涤

D.用铝盒盛放漂白液

【答案】选B。

【解析】本题实际考查铝和氧化铝的性质。

铝和氧化铝都能与酸性或碱性溶液缓慢反应，因食醋是酸性溶液，纯碱溶液是碱性溶液，漂白液是碱性溶液，所以只有B项符合题意。

2.下列叙述中，正确的是（　　）

A．常温下铝跟浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸都不反应

B．两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多

C．工业上常利用铝热反应来冶炼难熔金属，如Cr、V、W等

D．铝的活泼性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来

【答案】　C

【解析】浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，其钝化过程发生的是氧化还原反应，而铝与浓盐酸可反应产生氢气；

由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等；

钠投入到铝的盐溶液中，其实质是先与水反应生成碱。

3.（2011·

福州三中月考）．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钡溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：

6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（）

A．甲、乙中都是铝过量B．甲中酸过量、乙中碱过量

C．甲中酸过量、乙中铝过量D．甲中铝过量、乙中碱过量

4（2011·

罗塘中学模拟）在下列各组溶液中，离子一定能大量共存的是

A．强碱性溶液中：

K＋、Al3＋、Cl－、NO3—

B．含有大量Fe3＋的溶液中：

SCN-、K＋、Mg2＋、I－

C．澄清透明的无色溶液中：

ClO－、MnO4－、Al3+、SO42－

D．室温下，pH=1的溶液中：

Na＋、Mg2＋、NO3－、SO42—

5.将物质X逐渐加入（或通入）Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是（　　）

A

B

C

D

X

CO2

HCl

NaOH

AlCl3

Y

Ca（OH）2

NaAlO2

【解析】A项，由Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2可知，其图象应为图