人教版高中化学必修一第7讲 铝及其化合物学生版.docx
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人教版高中化学必修一第7讲铝及其化合物学生版
铝及其化合物
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掌握铝单质及其化合物的相关性质及相关反应
知识点一.铝单质的性质
1.物理性质:
银白色金属,硬度和密度小,具有良好的导电导热性和延展性。
在空气中具有很好的耐腐蚀性。
2.化学性质:
(1)与非金属单质反应:
A、2Al+3Cl2====2AlCl3
B、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。
点燃
4Al+3O2=========2Al2O3
铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。
(2)与盐溶液反应:
2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
(3)与某些氧化物反应—铝热反应:
2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3铝热剂是Al和Fe2O3
(4)与沸水微弱反应:
2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑
(5)与酸反应:
:
2Al+6HCl======2AlCl3+H2↑
2Al+3H2SO4======Al2(SO4)3+3H2↑
注意:
铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。
某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜,从而阻止内部金属进一步发生反应,这种现象称为钝化。
(6)与碱反应:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应的实质:
分两步进行:
②Al(OH)3+NaOH========NaAlO2+2H2O
知识点二.铝的重要化合物
1.氧化铝(Al2O3)
(1)物理性质:
白色固体、熔点高(2054℃)、不溶于水,不与水化合。
常作耐火材料。
刚玉的主要成分是Al2O3,其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。
(2)化学性质:
电解
①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高,故在氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)降低其熔点。
2Al2O3=========2Al+3O2↑
②与酸反应:
Al2O3+6HCl=AlCl3+3H2O
③与碱反应:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物
2.氢氧化铝(Al(OH)3)
(1)物理性质:
氢氧化铝是白色胶状物质,不溶于水,有强的吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素。
(2)化学性质:
①不稳定性:
氢氧化铝不稳定,受热易分解。
2Al(OH)3
Al2O3+2H2O
这是工业上制取纯净氧化铝的方法。
Al(OH)3具有两性的原因:
H++AlO2—+H2O
Al(OH)3
Al3++3OH—
注意:
(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱;作为酸时是一元酸(HAlO3)。
(2)氢氧化铝与酸碱反应时,弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。
3.明矾:
KAl(SO4)2·12H2O
复盐的概念:
由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。
知识点三.Al3+、AlO2—的性质
(一)Al3+的性质
1.1mol的AlCl3中逐滴加入氨水:
①方程式:
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适
②现象:
白色沉淀逐渐增加
③图像:
2.1mol的AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量
①方程式:
Al3++3OH—=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH—=AlO2-+2H2
②现象:
白色沉淀先增加再减少最后消失
③图像:
3.向1mol的NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
①有关反应:
Al3++4OH—=AlO2—+2H2OAl3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓
②现象:
开始无沉淀生成,后来白色沉淀逐渐增加,最后沉淀量不变
③图像:
(二)AlO2—的性质
1.向含有1molAlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量
①2AlO2—+CO2(少量)+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
②AlO2—+CO2(足量)+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3—
离子方程式:
图像:
2.向含有1molAlO2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量
离子方程式:
①AlO2—+H++H2O=Al(OH)3↓②Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
图像:
3.向含有1molH+的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量
离子方程式:
①AlO2—+4H+=Al3++2H2O②Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓
图像:
例1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝不能与氯气反应
C.铝既能溶于酸,又能溶于碱
D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应
解析:
铝可以与非金属如氧气和氯气反应,常温下和氧气缓慢反应。
铝可以与酸和强碱反应。
答案:
C
例2.在使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3,应选择的最好试剂是()
A.H2SO4B.HClC.CO2D.NH3·H2O
解析:
因为AlO2-可以和酸发生AlO2—+H++H2O=Al(OH)3↓,加入H2SO4和HCl会继续与Al(OH)3反应。
加入D则不反应。
加入CO2则可以生成Al(OH)3。
答案:
C
例3.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()
A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.1∶3
解析:
根据铝与HCl以及铝与NaOH反应的化学方程式2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
生成相同体积的H2需要的HCl和NaOH的物质的量之比为3:
1。
答案:
C
例4.下列各组稀溶液,不用其他试剂或试纸,仅利用溶液间的相互反应,就可以将它们区别开的是(双选)()
A.硝酸钾、硫酸钠、氯化钙、氯化钡
B.硫酸、硫酸铝、氯化钠、氢氧化钠
C.盐酸、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠
D.硫酸氢钠、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠
解析:
B中因Al2(SO4)3和NaOH的混合顺序不同,反应现象不同,可首先鉴别出这两种物质。
向Al2(SO4)3中加入少量NaOH溶液可产生白色沉淀,再向沉淀中加入另两种物质,能使沉淀溶解的为H2SO4。
D中Na2CO3溶液与其他三种溶液混合,现象各不相同,从而一一鉴别开
答案:
BD
例5.将等体积的AlCl3和NaOH溶液混合,充分反应后,发现铝元素有一半形成了沉淀,则此时铝元素的存在形式为(双选)()
A.Al3+和Al(OH)3 B.AlO2—和Al(OH)3
C.Al3+和Al2O3D.AlO2—和Al2O3
解析:
因不知Al3+与OH-相对量的多少,就无法判断是AlCl3有一半剩余还是有一半Al(OH)3又转化成了AlO2—,故A、B都有可能。
以沉淀形式存在的铝元素为Al(OH)3而非Al2O3,故C、D不正确。
答案:
AB
基础演练
1.铝在空气中能够稳定存在的原因是()
A.铝的活泼性差B.铝的熔点高
C.铝与氧气不反应D.铝表面有氧化膜
2.下列物质中,既能与盐酸又能与NaOH溶液反应的是()
A.氢氧化铝B.硅酸钠C.碳酸钠D.二氧化硅
3.常温下能用铝制容器盛放的是()
A.浓盐酸B.浓硝酸
C.稀硝酸D.稀硫酸
4.下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是()
A.Al(OH)3是难溶于水的白色沉淀B.Al(OH)3能吸附水中的悬浮物
C.Al(OH)3能溶于氨水D.Al(OH)3属于两性氢氧化物
5.人类第一次获得金属铝是在1825年,由丹麦化学家用无水AlCl3与钾作用制得的。
当时由于价格非常昂贵,称为“银色的金子”。
直到19世纪后期发明了电解法制铝,才使铝的价格大大下降,使铝成为当今广泛应用的一种金属材料。
下列关于铝的叙述,不正确的是()
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在常温下,铝不能与NaOH溶液反应
C.铝是一种比较活泼的金属
D.在化学反应中,铝容易失去电子,是还原剂
6.1989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
7.有关Al与NaOH溶液的反应的说法中,正确的是()
A.铝是还原剂,其氧化产物是Al(OH)3
B.NaOH是氧化剂,其还原产物是H2
C.铝是还原剂,H2O和NaOH都是氧化剂
D.H2O是氧化剂,Al被氧化
8.人的胃液是一种强酸性液体,pH在0.9~1.5之间,氢氧化铝是一种治疗胃酸过多的胃药的主要成分。
目前这种胃药已不常用,原因主要是()
A.长期摄入铝元素不利于人体健康B.它不能中和胃液
C.它不易溶于胃液D.它的疗效太差
9.在明矾的检验中,下列操作错误的是()
A.取少量明矾固体配成稀溶液
B.取少量明矾溶液置于2支试管中,分别滴加NaOH溶液(至过量)和酸性BaCl2溶液,观察现象
C.用铂丝蘸取明矾溶液在酒精灯上灼烧,直接观察焰色
D.取少量明矾固体置于干燥试管中加热,观察试管内壁现象
10.(丰台区2014-2015学年高一上学期期末考试)下列反应的离子方程式书写正确的是()
A.向稀硫酸中加入氢氧化钡溶液:
OH-+H+==H2O
B.铜与稀硝酸反应:
Cu+2NO3-+4H+===Cu2++2NO2↑+2H2O
C.向氯化铝溶液中加入过量氨水:
Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
D.向氯化铁溶液中加入过量铜:
Fe3++Cu===Fe+Cu2+
巩固提高
1.(昌平区2014-2015学年高一上学期期末考试)下列物质既能与盐酸溶液又能与NaOH溶液反应的是()
A. AlCl3 B.NaHCO3 C.Mg D.NH4Cl
2.下列关于金属铝的叙述中,说法正确的是()
A.Al是地壳中含量最多的元素
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现氧化性
C.与Al反应产生H2的溶液一定呈酸性
D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落
3.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
4.下列离子方程式书写错误的是()
A.铝粉投入到NaOH溶液中:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
B.Al(OH)3溶于NaOH溶液中:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O
C.NaAlO2溶液中通入足量的CO2:
2AlO2—+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中:
Al2O3+2OH-=2AlO2—+H2O
5.只用一种试剂即可区别的:
NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液,这种试剂是()
A.AgNO3B.NaOHC.BaCl2D.HCl
6.两份铝屑,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量氢氧化钠溶液反应,产生的氢气的体积比为1:
2,则第一份与第二份铝屑的质量比为()
A.1:
1B.1:
2C.1:
3D.2:
1
7.将一块镁铝合金溶于盐酸后,再加入过量NaOH溶液,所得的溶液中主要存在的离子是()
A.AlO2-、OH-、Na+、Cl-B.Na+、OH-、Al3+、Cl-
C.AlO2-、OH-、Mg2+、Cl-D.Na+、Mg2+、Al3+、Cl-
8.向NaAlO2溶液中持续通入一种气体,开始时产生沉淀,随后沉淀又逐渐溶解,该气体是()
A.NO2B.CO2C.NH3D.CO
9.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()
A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3
C.Al→AlO2-D.Al3+→Al(OH)3
10.有100mL3.5mol·L-1的NaOH溶液和100mL1mol/L的AlCl3溶液,按如下两种方法进行实验:
①将NaOH溶液分多次加入到AlCl3溶液中(边加边搅拌);
②将AlCl3溶液分多次加入到NaOH溶液中(边加边搅拌)。
比较两次实验的结果,其中正确的是()
A.现象相同,沉淀量相等
B.现象不同,沉淀量不等
C.现象相同,沉淀量不等
D.现象不同,沉淀量相等
1.(丰台区2014-2015学年高一上学期期末考试)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.CuB.NaC.FeD.Al
2.金属表现较强还原性的原因是()
A.金属易导电、易导热B.金属能与非金属反应
C.金属能与酸和水反应D.原子最外层电子数少,易失电子
3.下列关于Al(OH)3的性质叙述中错误的是()
A.Al(OH)3与过量的浓氨水反应生成NH4AlO2
B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,还能吸附色素
D.Al(OH)3受热能分解
4.某溶液能溶解Al(OH)3,则此溶液中一定能大量共存的离子组是()
A.Mg2+、Cl-、Na+、NO3-B.K+、Na+、NO3-、HCO3-
C.Na+、Ba2+、Cl-、NO3-D.Fe3+、Na+、AlO2-、SO42-
5.下列物质中既能跟稀H2SO4反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是()
①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④Al
A.③④B.②③④C.①③④D.全部
6.向MgSO4和Al2(SO4)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。
下列图象中,能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积,纵坐标表示反应生成沉淀的质量)()
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1.取一块用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至熔化,下列说法中不正确的是()
A.铝失去了光泽B.剧烈燃烧,火星四射
C.熔化的铝不滴落D.在加热熔化过程中生成了氧化铝
2.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,一定能共存的是()
A.NH
、NO
、CO
、Na+B.Na+、Ba2+、Mg2+、HCO
C.NO
、Ba2+、K+、Cl-D.NO
、K+、AlO
、OH-
3.有一镁铝合金与过量NaOH溶液反应,所得溶液中不存在的离子是()
A.Na+B.Mg2+C.OH-D.AlO
4.向某溶液中投入铝片后有大量H2放出,则溶液中不可能大量存在的离子是()
A.Cl-B.H+C.OH-D.HCO-3
5.(丰台区2014-2015学年高一上学期期末考试)下列物质中,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是()
①Al②Al2O3③Ca(OH)2④Al(OH)3⑤Na2CO3⑥NaHCO3
A.①②⑤⑥
B.①②③⑤
C.①②④⑥
D.②③④⑥
6.(北京市重点中学2014-2015学年高一上学期期末考试)把Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中,使SO
全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的存在形式是()
A.Al
B.Al(OH)3C.AlO
D.Al
和Al(OH)3
7.两份等体积、等浓度的NaOH溶液,分别与体积相等的MgCl2、AlCl3溶液混合,充分反应后,Mg2+、Al3+均恰好形成沉淀,则原MgCl2、AlCl3溶液中Cl-浓度之比为()
A.1:
1B.1:
2C.2:
3D.3:
2
本讲参考答案:
基础演练:
1.D2.A3.B4.C5.B6.D7.D8.A9.C10.C
巩固提高:
1.A2.D3.C4.C5.B6.B7.A8.A9.B10.D
当堂检测:
1.D2.D3.A4.C5.D6.D
家庭作业:
1.B2.C3.B4.D5.C6.C7.A
7.(Ⅰ)盐酸 澄清石灰水 石灰水变浑浊CO
加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含SO
(Ⅱ)
(1)蒸馏法 冷凝管 锥形瓶
(2)A(3)防止液体受热时暴沸