铝及其化合物.docx

铝及其化合物.docx

《铝及其化合物.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝及其化合物.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铝及其化合物

铝及其化合物复习学案

【考纲要求】１.掌握铝的还原性，氧化铝和氢氧化铝的两性。

２.了解金属材料、合金的概念及其重要应用。

【重点知识】铝的还原性、氧化铝和氢氧化铝的的两性。

【课前预习案】

一、铝——注意与钠、镁、铁、铜等比较

1.铝元素的原子结构和位置：

原子结构示意图，在周期表中的位置是。

2、铝的物理性质：

为银白色金属，熔点为660.4℃，沸点为2467℃，密度为2.7g·ml－l，仅为钢的1/3左右，导电性仅次于银、铜和金。

3、铝的化学性质——铝属于极活泼金属，具有很强的还原性。

（1）铝与氧气的反应

常温下，铝被空气中的氧气氧化，在表面生成一层，阻止内部的金属继续跟氧气发生反应。

因此，铝在常温下，具有抗腐蚀性。

点燃时,铝箔在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，放出大量的热。

化学方程式。

这个反应放出大量的热和耀眼的白光，因此，铝可用于制造、、等。

【练习1】小亮家中收集了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存完好。

该佛像未被锈蚀的主要原因（）

A铝不易发生化学反应B铝的氧化物容易发生还原反应

C铝不易被氧化D铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用

（2）铝跟某些金属氧化物反应——铝热反应。

如与Fe2O3的化学反应方程式：

实验现象：

纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光，产生大

量的烟，纸漏斗被烧破，有红热的液珠落入蒸发皿内的细砂上，

待熔融物冷却后变为黑色的固体。

铝热反应的用途有：

【练习2】下列混合物不能组成铝热剂的是（）

A.Al和V2O5B.Al和MnO2C.Al和MgOD.Al和Fe3O4

写方程式：

Al+MnO2－

Al+Fe3O4－

注意两点:

第一点：

不仅铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，这个反应称为铝热反应，而且和其它某些金属氧化物的混合物也叫铝热剂，反应也是铝热反应。

铝与Fe3O4、FeO、V2O5、Cr2O3、MnO2等发生铝热反应。

第二点：

铝热反应在生产上的两个重要应用

1、用铝做还原剂冶炼高熔点的难熔金属。

如与V2O5、Cr2O3、MnO2、WO3等反应冶炼钒、铬、锰、钨等这些熔点很高的难熔金属。

2、焊接钢轨（课本P113图4－2－4）。

这种焊接优点不用电源，设备简易，焊接速度快。

用这种焊接方法适合于野外作业，在建设铁道的无缝线路上有着重要的意义。

此外，还可用于定向爆破，在地基的钢筋混凝土处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达2500－3500℃，使钢筋熔断，楼体倒塌。

（3）铝与酸的反应

与非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）反应，有氢气生成。

离子方程式：

与氧化性酸（硝酸，浓硫酸）反应，无氢气生成。

A、Al、Fe遇冷的浓硫酸、浓硝酸会，但加热可反应。

B、Al与稀硝酸反应：

Al＋HNO3（稀）——

（4）铝与氢氧化钠溶液的反应：

化学方程式

该反应中的还原剂为，氧化剂为。

电子转移数目为。

离子方程式

思考1：

（1）铝能否和醋酸、氨水反应？

（2）家庭中能否用食醋除去铝壶和暖瓶中的水垢？

为什么？

【练习3】不能用于除去铜粉中混有的铝粉的试剂是（）

A、稀硝酸B、CuSO4溶液C、NaOH溶液D、稀盐酸

二、氧化铝　　

1、物理性质及存在：

白色固体，不溶于水，熔点高，良好的耐火材料。

自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作人造宝石。

2、化学性质：

氧化铝具有两性，既与强酸反应也与强碱反应，属于两性氧化物。

分别写出氧化铝和盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：

与盐酸

与NaOH溶液

【练习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（）

A、稀HNO3B、稀HClC、硝酸铜D、氢氧化钠

思考2：

（1）从物质的类别来看，Al2O3属于什么样的氧化物？

（2）判断正误并举例说明

①能与酸反应的氧化物一定是碱性氧化物②碱性氧化物一定是金属氧化物

③不能与酸反应的氧化物一定能跟碱反应④非金属氧化物一定是酸性氧化物

⑤既能与酸反应又能与碱反应的氧化物一定为两性氧化物⑥酸性氧化物均可与碱反应

⑦氧化物与水的反应都是化合反应⑧酸性氧化物一定是非金属氧化物

三、氢氧化铝

1、物理性质和用途：

Al（OH）3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al（OH）3可作净水剂和色素吸附剂。

2、化学性质：

（1）受热易分解：

反应方程式

（2）Al（OH）3的两性：

既与强酸反应又与强碱反应，具有不同于一般氢氧化物的性质。

与盐酸反应的化学方程式：

离子方程式：

与NaOH反应的化学方程式：

离子方程式：

问题：

氢氧化铝能和氨水、碳酸反应吗？

3、氢氧化铝的实验室制备：

Al2（SO4）3溶液与过量反应，离子方程式：

【练习5】（双选）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同物质的量浓度的氨水和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

四、重要的铝盐和偏铝酸盐：

有氯化铝、硫酸铝、明矾等铝盐和偏铝酸钠等。

1、明矾：

化学式，其水溶液的酸碱性为，原因（用离子方程式表示）。

可用它来做净水剂，原理是

。

2、

（1）向一定量铝盐（如硫酸铝）溶液中逐滴加氢氧化钠溶液直至过量，现象为

，对应的离子反应方程式为：

、

。

（2）向一定量铝盐（如硫酸铝）溶液中逐滴加氨水至过量，现象为

，反应的离子方程式为

3、

（1）向一定量偏铝酸钠溶液中逐滴加盐酸至过量，现象为，对应的离子反应方程式为：

、。

（2）向一定量偏铝酸钠溶液中逐渐通CO2至过量，现象为，反应的离子方程式为

五、铝合金

1、合金：

是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合成的具有金属特性的物质。

2、合金的优点：

可以保持甚至强化单一金属的长处，克服其不足，所以合金的性能一般优于纯金属。

一般来说，合金的熔点比它的各成分金属熔点都，硬度比它的各成分金属。

但合金的性质并不是各成分金属性质的总和。

3、铝合金：

金属铝与铜、镁、硅、锌、锂等可形成各种性能优良的铝合金。

铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成形、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。

4铝合金用途：

铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业，如汽车车轮的骨架，硬盘抽取盒等。

另外，还广泛用于制造飞机构件。

【练习6】镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。

下列与这些用途无关的性质是（）

A、不易生锈      B、导电性好        C、密度小        D、强度高

【预习检测】

1．下列关于铝的叙述中，不正确的是（　　）

A．铝是地壳里含量最多的金属元素B．在常温下，铝不能与氧气反应

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

2、.用铝热法还原下列物质，制得金属各1摩尔，消耗铝最少的是（）

A．MnO2B．FeOC．Cr2O3D．V2O5

3、为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液（　）

A．浓盐酸B．浓硝酸C．浓硫酸D．浓氢氧化钠溶液

4、下列物质中既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的盐是（）

A.（NH4）2CO3B.Al（OH）3C.NaHSO4D.Mg（NO3）2

5、下列离子方程式书写正确的是（）

A、硫酸铝中加入过量氨水：

Al3++3OH-Al（OH）3↓

B、氢氧化铝跟盐酸反应：

Al（OH）3+3H+Al3++3H2O

C、硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：

Ba2++SO42-BaSO4↓

D、四羟基合铝酸钠溶液与过量稀硝酸反应：

[Al（OH）]4-+H+＝Al（OH）3↓+H2O

班级：

姓名：

【重点探究】

【探究1】关于铝与碱溶液和与酸溶液反应产生氢气的量的关系的探究：

分析铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应，分别找出铝与H+、OH—、H2以及转移电子数的关系式。

【例1】两份相同质量的铝粉，第一份与足量的氢氧化钠溶液反应，第二份和足量的盐酸反应。

则产生的气体物质的量（）

A.相等B.大于C.小于D.无法确定

【例2】等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液和盐酸中，分别加入过量的铝粉，则产生气体的物质的量之比是（）

A.1：

1B.1：

3C.3：

1D.无法确定

【思考】归纳总结中学化学中：

常见的既能与强酸反应又能与强碱反应的物质

【探究2】氢氧化铝制备最佳途径选择

【例题3】（双选）以稀硫酸、NaOH溶液及铝为原料用三种途径制取等量的Al（OH）3

甲：

Al→Al2（SO4）3→Al（OH）3乙：

Al→Na[Al（OH）4]→Al（OH）3

丙：

Al→Al2（SO4）3

Al（OH）3

Al→Na[Al（OH）4]

有关叙述正确的是（）

A.三者消耗的原料一样多B.甲消耗的原料最多

C.乙消耗的原料最少D.丙消耗的原料最少

【讨论】由铝、稀硫酸、氢氧化钠溶液制备Al（OH）3的最佳途径。

从节省原料的角度，分析，哪种途径更好。

写出制备过程的流程和反应，进行比较，得出结论。

【探究三】熟练掌握Al3+、Al（OH）3、[Al（OH）4]-三者之间的转化关系

【例4】将10.8克Mg—Ａl合金投入到６mol·L-1400ml盐酸中，充分反应后，加入一定量的NaOH溶液，使其中的Mg2+、Al3+完全转化沉淀，则需2mol·L-1NaOH溶液ml？

【例5】把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。

过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为ag则原合金中铁的质量分数为（　　）

　　　　A．70％　　　　B．52.4％　　　C．47.6％　　　　D．30％

【探究四】氢氧化铝沉淀的图象：

Al（OH）3沉淀图象，大致可分为以下四类（图中纵坐标为Al（OH）3沉淀量，横坐标为加入试剂的物质的量）。

写出有关离子方程式

1、向AlCl3溶液中加入NaOH溶液

A→B

B→C

2、向盐酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOＨ溶液

A→B

B→C

3、向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液

A→B

B→C

4、向Na[Al（OH）4]中加入盐酸

A→B

B→C

【例6】向20mLAlCl3溶液中滴入2mol/LNaOH溶液时，得到Al（OH）3沉淀质量与所加NaOH溶液体积（mL）关系如下图所示：

（1）图中A点表示的意义是。

（2）图中B点表示的意义是。

（3）上述两步用总的离子方程式可表示为

。

（4）若溶液中有Al（OH）3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为。

【课堂检测】

1．用等质量的金属钠进行下列实验，生成H2最多的是（　　）

A．将Na放入足量水中　　　B．用刺小孔的铝箔包好钠，放入足量水中

C．将Na放入足量稀HCl中D．用刺小孔的铝箔包好钠，放人足量AlCl3溶液中

2．把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，使SO42-全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（）

A．Al3+B．Al（OH）3C．[Al（OH）4]-D．Al3+和Al（OH）3

3.不能用于除去铜粉中混有的铝粉的试剂是（）

A、稀硝酸B、CuSO4溶液C、NaOH溶液D、稀盐酸

4、两份相同质量的铝粉，第一份与足量的氢氧化钠溶液反应，第二份和足量的盐酸反应。

则产生的气体物质的量（）

A.相等B.大于C.小于D.无法确定

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

6、（13山东）足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（）

A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸

7、判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）向Na[Al（OH）4]溶液中通入过量CO2

2[Al（OH）4]－＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

（　）（2011·江苏，）

（2）常温下将Al片放入浓硝酸中无明显变化说明Al与浓硝酸不反应（）（13广东）

（3）氧化铝溶于NaOH溶液：

Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－（　　）（2010·浙江）

（4）金属铝溶于稀硫酸中：

Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑（　　）（2010·海南）

（5）向明矾溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：

Al3＋＋2SO

＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋[Al（OH）4]－（　　）（2010·四川理综）

（6）AlCl3溶液中加入过量的浓氨水：

Al3＋＋4NH3·H2O―→[Al（OH）4]－＋4NH

（）（2009·上海）

（7）铝制容器可盛装浓H2SO4（　　）（2010·重庆理综）

（8）日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用（　　）（2009·广东理基）

（9）明矾溶液中滴入Ba（OH）2溶液使SO42－恰好完全沉淀：

2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SO42－

2BaSO4↓＋Al（OH）3↓（）（2013全国大纲版）

【课后拓展学案】

1．（双选）镁、铝都是较活泼的金属，下列描述不正确的是（　　）

　A．镁和铝的单质都能在氧气中剧烈燃烧，并放出耀眼的光芒

　B．镁和铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱溶液反应

　C．镁在加热条件下可以跟二氧化碳反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生置换反应

　D．铝热反应是镁条、铝粉和氧化铁的混合物发生的反应

2．下列关于铝的叙述中，不正确的是（　　）

A．铝是地壳里含量最多的金属元素B．在常温下，铝不能与氧气反应

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

3．（双选）下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同（　　）

　　A．NaHSO4和Ba（OH）2　　　　B．AlCl3和NaOH

　　C．Na2CO3和H2SO4　　　　D．Ba（HCO3）2和Ba（OH）2

4、（双选）向稀硫酸中加入铜粉不发生反应。

若再加入某种盐，则铜粉可以逐渐溶解。

符合此条件的盐是（）

A．Na2SO4B．KNO3C．ZnSO4D．Fe2（SO4）3

5、甲乙两烧杯中各盛有300mL1mol/L盐酸和氢氧化钠，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甲：

乙=1：

2，则加入铝粉质量为（）

A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g

6、为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液（　）

A．浓盐酸B．浓硝酸C．浓硫酸D．浓氢氧化钠溶液

7、相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是（）

A.AlB.Al（OH）3C.AlCl3D.Al2O3

8、.用铝热法还原下列物质，制得金属各1摩尔，消耗铝最少的是（）

A．MnO2B．FeOC．Cr2O3D．V2O5

9、将等物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，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－1HCl　B．4mol·L－1HNO3　C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO4

10．两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与NaOH溶液反应，产生氢气体积比为1∶2，则两份铝屑的质量比为（　　）

A．1∶1　　　　B．1∶2　　　　　C．1∶3　　　　D．2∶1

11.铝能提炼难熔金属和制成铝热剂，是因为铝（　　）

A．密度小，熔点较低B．具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热

C．在空气中燃烧，发出耀眼白光D．是金属

12（双选）、向20mL2mol·L-1AlCl3溶液中加入30mLNaOH溶液，得沉淀0.78g。

则NaOH溶液的物质的量浓度为（）

A.5mol·L-1B.4mol·L-1C.1mol·L-1D.2mol·L-1

13、在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。

下列表示氢氧化钠加入量（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系示意图中正确的是（）

YYYY

A、B、C、D

14、将X气体（或溶液）慢慢通入（或加入）一定量的Y溶液中，产生沉淀的量与加入X的物质的量（mol）的关系如图所示，符合右图情况的是（）

A.X为NaOH溶液，Y为AlCl3溶液

B.X为CO2,Y为Ca（OH）2溶液

C.X为NH3,Y为Al2（SO4）3溶液

D.X为HCl,Y为Na[Al（OH）4]溶液

15、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

16、将5.1g镁铝合金投入到500mL2mol·L－l的盐酸中，金属完全溶解后，再加入4mol·L－1的NaOH溶液，若要使得到的沉淀量为最大值，应加入NaOH溶液的体积为（　　）

A．560mL　　B．500mL　　C．425mL　　D．250mL

17、（双选）（2010上海）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

18．表示下列变化的化学用语中，正确的是

A．碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水反应的离子方程式：

HCO3−+Ca2++OH−＝CaCO3↓+H2O

B．氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热：

OH−+NH4+

H2O+NH3↑

C．AlCl3溶液中滴加氨水：

Al3++3OH−＝Al（OH）3↓

　D．向NaAlO2溶液中通入少量CO2制Al（OH）3：

AlO2−+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3−

19．将20.8g两种金属的混合物投入足量的盐酸中，反应完全后得到标准状况下氢气11.2L，该混合物的组成可能是

　A．钙和锌　　　　B．镁和铜　　　C．铝和镁　　　D．锌和铁

20.将一定质量的镁、铝合金投入100mL一定浓度的HCl溶液中，合金完全溶解，向所得溶液中滴加５mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系入图。

沉淀的质量（g）

19.4

――――――――――

--------------------------------------

020160180V（NaOH）/ml

求：

（１）所用盐酸的物质的量浓度为多少？

（２）合金中铝和镁的质量分别为多少？

21．（11分）实验室有甲、乙两瓶无色溶液，一瓶是稀盐酸，另一瓶是NaAlO2

溶液，为测定甲、乙两瓶溶液的成分及物质的量浓度，进行以下实验：

①向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，立即产生沉淀；而向乙溶液中缓慢滴加甲溶液，开始并无沉淀，一段时间后产生沉淀。

②取40mL乙溶液，向其中缓慢滴入甲溶液20mL，共产生沉淀3.12g。

（1）甲盛装的是

。

（2）若向甲溶液中缓慢滴加乙溶液至过量，先后发生反应的离子方程式为：

、。

（3）②中沉淀的物质的量为：

__________mol，甲溶液的物质的量浓度为_____

mol/L，乙溶液的物质的量浓度为_

________

mol/L。

22、有一透明溶液，可能含有较大量的NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Na+、H+、SO42-、CO32-

中的一种或几种，取此溶液做下列实验：

①取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成：

②取少量溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体，加入过氧化钠的物质的量与析出沉淀的物质的量如图所示，推断：

（1）溶液中一定含有的离子是。

（2）溶液中肯定不含有的离子是。

（3）可能含有的离子是。

23、含镁3%-5%的铝镁合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。

现有一块质量为mg的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了不同的实验方案。

方案1：

铝镁合金

测定生成气体在标准状况下的体积（V1L）

方案2：

铝镁合金

充分反应后测定剩余固体的质量（w1g）

方案3：

铝镁合金

溶液

过滤，测定沉淀的质量（w2g）

（1）某化学实验小组利用右图所示实验装置，按照方案1

进行了实验。

请回答下列问题：

装置中仪器a的名称是_____________

（2）实验装置中有一处明显错误，请指出

_____________________________________

（II）方案2中发生反应的离子方程式为

_____________________________________

（III）方案3“过滤”操作中用到玻璃棒，玻璃棒的作用是_______________

若按方案3进行实验，测得的镁的质量分数为____________

（IV）某同学又设计了与上述方案原理不同的方案4，也测得了镁的质量分数。

请你在括号内填上合适的内容，将该方案补充完整。

方案4：

铝镁合金

测定生成气体在标准状况下的体积（V2L）

24、（2011•南京模拟）工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝．工艺流程如下图：

（1）原料A的名称是，

步骤①反应的离子方程式是

（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是，

步骤②涉及反应的离子方程式是：

（3）步骤③的化学方程式是：

（4）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，则会对氧化铝的提取有什么影响