第三章 第11讲铝及其化合物Word文档格式.docx

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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

2MgO＋C

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）铝在自然界中有游离态和化合态两种形式（　　）

（2）MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂（　　）

（3）Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3（　　）

（4）冶炼铝时常用焦炭作还原剂（　　）

（5）1molAl与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同（　　）

（6）铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐（　　）

2．镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有________（用化学式表示）。

题组一　对比掌握铝、镁的性质

1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。

工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：

①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是（　　）

A．①和②B．②和③C．③和④D．④和⑤

2．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

题组二　铝与酸或碱反应的计算

3．（2016·

河北衡水中学高三模拟）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

4．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________。

（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________（填字母）。

A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g

铝与酸或碱反应生成H2的量的关系

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

（1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：

①产生H2的物质的量相等。

②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n（H＋）∶n（OH－）＝3∶1。

（2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：

①消耗Al的物质的量之比为1∶3。

②生成H2的物质的量之比为1∶3。

（3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：

若产生氢气的体积比为

＜

＜1，则必定

①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。

②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。

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

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

③________________________________________________________________________。

（3）制备

①向铝盐中加入氨水，离子方程式为____________________________。

②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为____________________________。

③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：

___________________________________。

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_______，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_____________________，Al（OH）3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。

（3）明矾溶液与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式：

①Al3＋恰好完全沉淀

_________________________________________________。

②SO

恰好完全沉淀

__________________________________________________。

1．在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，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________________________

________________________________________________________________________。

2．中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？

两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al（OH）3、氨基酸是两性物质。

题组一　Al2O3和Al（OH）3的两性

1．（2016·

日照调研）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

2．下列除去杂质的方法不正确的是（　　）

A．镁粉中混有少量铝粉：

加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥

B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋

C．Al（OH）3中混有少量Mg（OH）2：

加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤

D．MgO中混有少量Al2O3：

加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO

含铝杂质的提纯方法归类

利用Al、Al2O3、Al（OH）3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：

（1）Mg（Al）：

加足量NaOH溶液。

（2）Fe2O3（Al2O3）：

（3）Mg（OH）2[Al（OH）3]：

（4）Mg2＋（Al3＋）：

加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。

题组二　制备Al（OH）3的最佳途径

3．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（　　）

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．②③④③

C．②③⑤③D．①③⑤③

4．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al（OH）3。

规定必用的药品如下：

350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水（不能用其他药品）。

甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al（OH）3的质量分别是W1、W2、W3。

三种实验方案如下：

甲：

铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl（OH）3

乙：

铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl（OH）3

丙：

→W3gAl（OH）3

试回答：

（1）从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是____________。

（2）三位学生制得的Al（OH）3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是__________________。

（3）制得Al（OH）3的最大质量是________。

Al（OH）3的三种制备方法

方法一：

可溶性铝盐溶液与过量氨水反应

反应原理：

Al3＋＋3NH3·

H2O===Al（OH）3↓＋3NH

方法二：

向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2

AlO

＋2H2O＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO

方法三：

相互促进水解法

题组三　有关Al3＋、AlO

的离子反应

5．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）

A．中性溶液中：

Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋

B．1.0mol·

L－1的NaAlO2溶液中：

Cl－、HCO

、K＋、Ca2＋

C．在强碱性环境中：

、SiO

、Na＋、K＋

D．0.1mol·

L－1明矾溶液中：

NH

、AlO

、HCO

、Na＋

6．（2016·

济宁期中）下列反应中的离子方程式书写正确的是（　　）

A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：

4NH3·

H2O＋Al3＋===AlO

＋4NH

＋2H2O

B．NH4Al（SO4）2溶液中滴加少量NaOH溶液：

＋OH－===NH3·

H2O

C．向明矾溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：

Al3＋＋2SO

＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO

D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：

2AlO

＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

1．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）AlO

水解呈碱性，与H＋、HCO

、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。

2．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。

考点三　用数形结合思想理解“铝三角”

1．Al3＋、Al（OH）3、AlO

之间的转化关系

写出实现上述各步转化的离子方程式。

2．与Al（OH）3沉淀生成有关的图像分析

（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像（从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同）

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

图像

方程式

序号

AB：

_______

BD：

BC：

（2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像

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

无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失

按要求画出图像。

（1）向MgCl2、AlCl3溶液中（假设各1mol），逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。

（2）向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中（假设各1mol），逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。

（3）向NaOH、NaAlO2溶液中（假设各1mol），逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。

（4）向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中（假设各1mol），逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。

（5）向NaOH、Ca（OH）2、NaAlO2溶液中（假设各1mol），通入CO2气体，画出沉淀的物质的量随CO2通入的变化图像。

题组一　Al3＋、AlO

形成Al（OH）3图像的综合分析

1．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AlO

的物质的量的变化

2．某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入的NaOH溶液体积（V）的关系如图所示。

回答下列问题：

（1）溶液中一定含有的溶质是________________（填化学式，下同），一定不含有的溶质是________。

（2）溶液中可能含有的溶质是________（填名称），判断该物质是否存在的实验方法是________________________________________________________________________，

现象是________________________________________________________________________。

（3）分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：

①AB段为____________________________________________________________；

②BC段为______________________________________________________________。

题组二　Al3＋形成Al（OH）3的简单计算

贵州高三模拟）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．7.5mL

C．15mLD．17.5mL

4．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。

原溶液中Cl－与SO

的物质的量之比为（　　）

A．1∶3B．2∶3C．6∶1D．3∶1

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]＝

n（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]。

1．从海水中提取镁的流程

（1）流程：

（2）主要化学反应：

①制石灰乳：

CaCO3

CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca（OH）2；

②沉淀Mg2＋：

Mg2＋＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋Ca2＋；

③制备MgCl2：

Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；

④电解MgCl2：

MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑。

2．工业炼铝的流程

铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。

由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。

方案一：

碱溶法

讨论回答下列问题：

（1）写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。

（2）步骤③中不用盐酸（或H2SO4）酸化的理由是__________________________________

（3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：

_______________________________________________________________

方案二：

酸溶法

（1）写出①、②中可能发生反应的离子方程式。

（2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：

_________________________________________

专题训练

题组一　铝的提炼过程

1．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

下列说法中错误的是（　　）

A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作

B．a、b中铝元素的化合价相同

C．③中需要通入过量的氨气

D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝

题组二　对海水提镁流程的理解

2．被称为“国防金属”的镁,60%来自海洋，从海水中提取镁的正确方法是（　　）

物质

氧化镁

氯化镁

熔点/℃

2852

714

A．海水

Mg（OH）2

Mg

B．海水

MgCl2溶液―→MgCl2（熔融）

Mg

C．海水

MgO

D．海水

银川高三质检）从海水中提取镁的工艺流程如图所示：

下列说法错误的是（　　）

A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富

B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气

C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水

D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应

1．（高考选项组合题）下列关于铝及其化合物的叙述正确的是（　　）

A．铝罐可久盛食醋（2014·

福建理综，6C）

B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂（2014·

四川理综，1D）

C．明矾用作净水剂不涉及化学变化（2014·

重庆理综，1A）

D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重（2014·

新课标全国卷Ⅱ，9C）

2．（高考选项组合题）下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是（　　）

A．制备Al（OH）3悬浊液：

向1mol·

L－1AlCl3溶液中加过量的6mol·

L－1NaOH溶液

（2015·

江苏，13A）

B．向Al2（SO4）3溶液中加入过量的NH3·

H2O：

Al3＋＋4NH3·

H2O===[Al（OH）4]－＋4NH

山东理综，12C）

C．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低（2015·

全国卷Ⅰ，10C）

D．将AlCl3加入Ba（HCO3）2溶液中同时有气体和沉淀产生（2015·

山东理综，10A）

3．（2014·

北京理综，7）下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（　　）

A．KB．NaC．FeD．Al

4．（2016·

海南，14）KAl（SO4）2·

12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用________（填标号）。

a．HCl溶液b．H2SO4溶液

c．氨水d．NaOH溶液

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________

（3）沉淀B的化学式为_____________________________________________________；

将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________

1．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是（　　）

A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料

B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料

C．明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂

D．Al（OH）3既可用