铝及其化合物铝三角图像问题教师版有复习资料.docx
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铝及其化合物铝三角图像问题教师版有复习资料
铝及其化合物、铝三角图像问题
1、铝
（1）物理性质：
密度小熔点较低，硬度较小银白色金属。
（3）化学性质：
跟O2及其它非金属反应：
常温下，在空气中因生成氧化膜，具有抗腐蚀能力。
4Al+3O2
2Al2O32Al+3S
Al2S3
跟某些氧化物：
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3（铝热反应）
跟水反应：
2Al+6H2O→2Al（OH）3+3H2↑（一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应）
跟酸的反应：
2Al+6H+→3Al3++3H2↑（常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化）
跟强碱溶液反应：
2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑
2、Al2O3（两性氧化物）：
白色固体、熔点高
（1）跟酸反应：
Al2O3+6H+→2Al3++3H2O
（2）跟碱反应：
Al2O3+2OH-→AlO2—+2H2O
3、Al（OH）3（两性氢氧化物）
Al（OH）3的两性：
Al（OH）3+3H+ →Al3++3H2OAl（OH）3+OH－→AlO2－+2H2O
Al（OH）3显两性的内在本质是：
H2O+H++AlO2-
Al（OH）3
Al3++3OH-
（1）物理性质：
白色胶状物质，难溶于水
（2）受热分解：
2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
（3）Al（OH）3实验室制法：
①可溶性铝盐加氨水：
Al3++3NH3·H2O→Al（OH）3↓+3NH4+
②可溶性偏铝酸盐与弱酸：
AlO2—+H2CO3+H2O→Al（OH）3↓+HCO3—
③3AlO2-+Al3++6H2O→4Al（OH）3↓
4、铝盐
（1）Al3+与碱溶液反应：
Al3++3OH-→Al（OH）3↓（碱不足）
Al3++4OH-→AlO2-↓+2H2O（碱过量）
（2）Al3+水解：
Al3++3H2O
Al（OH）3+3H+
（3）明矾：
Kal（SO4）2•12H2O是一种复盐。
常用作净水剂：
因其水解Al3++3H2O
Al（OH）3（胶体）+3H+，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化，这就是胶体净水的原理。
5、偏铝酸钠
（1）与强酸反应：
AlO2-+H++H2O→Al（OH）3↓（酸不足）
AlO2-+4H+→Al3++2H2O（酸过量）
（2）与弱酸反应：
AlO2-+CO2+2H2O→Al（OH）3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+3H2O→Al（OH）3↓+CO32-
（二）铝及其化合物之间的转化关系
（三）试剂的滴加顺序不同产生的现象不同的反应
（1）NaOH和AlCl3：
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失：
Al3++3OH-→Al（OH）3↓Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O
向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀：
Al3++4OH-→AlO2-+2H2OAl3++3AlO2-+6H2O→4Al（OH）3↓
（2）NaAlO2和盐酸：
向NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失：
NaAlO2+HCl+H2O→Al（OH）3↓+NaClAl（OH）3+3H+→Al3++3H2O
向盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀：
4HCl+NaAlO2→NaCl+AlCl3+2H2OAlCl3+3NaAlO2+6H2O→4Al（OH）3↓+3NaCl
（3）Na2CO3和盐酸：
向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡：
Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑
向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡：
Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑
（4）铝的氢氧化物沉淀的图象：
氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。
[图中纵坐标均为Al（OH）3沉淀量，横坐标为加入试剂的体积]
（1）图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液
（2）图为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液
（3）图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液
（4）图为向盐酸中加入NaAlO2溶液
（5）图为向NaAlO2溶液中加入盐酸
（6）图为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液
（四）离子共存问题：
Al3+与OH-、S2-、HS-、AlO2-、CO32-、HCO3-因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。
（五）两性物质与物质的两性
两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al（OH）3、氨基酸、蛋白质等。
物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）、弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。
Al既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为Al与强碱溶液反应的本质是：
2Al+6H2O→2Al（OH）3+3H2↑，Al（OH）3+NaOH→NaAlO2+2H2O，两式相加为：
2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，由以上反应可知：
Al不直接与NaOH溶液反应，Al仍然为金属元素。
【归纳】既能与强酸又能与强碱反应的物质：
①金属单质：
Al；②两性氧化物：
Al2O3；③两性氢氧化物Al（OH）3；④弱酸的酸式盐：
NaHCO3、NH4HCO3等；
弱酸铵盐：
（NH4）2CO3、（NH4）2S等。
三、典型例题
【例1】将等物质的量的镁和铝相混合，取四份等质量的该混合物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／LHClB．4mol／LHNO3C．8mol／LNaOHD．18mol／LH2SO4
【解析】通过比较镁、铝分别与酸碱作用的性质及其定量关系求解．令镁、铝各为lmol，与足量盐酸反应生成（1+1.5）molH2；与硝酸、浓硫酸反应均不生成H：
；镁不与NaOH溶液反应，lmolAl与足量NaOH溶液反应生成1.5molH2．
答案：
A．
【归纳】这类题只要通过比较镁、铝性质的异同及其定量关系，便可迅速求解．注意记住两个定量关系：
①Mg~2H+～H2；②AI~3H+～OH-～1.5H2．
【例2】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，实验室制备一定量的氢氧化铝．分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2A1+3H2SO4→A12（SO4）3+H2↑A12（SO4）3+6NaOH→2Al（OH）3↓+3Na2SO4。
②2A1+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑2NaAlO2+H2SO4+2H2O→2Al（OH）3↓+Na2SO4
（1）请问上述哪一种方法比较节约试剂?
（提示：
试从每生产2molAl（OH）3所耗费的试剂用量予以说明。
）
（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）．
【解析】
（1）根据题给的化学方程式中的化学计量数关系，可直接判断第②种方法比较节约试剂．
（2）根据第①种方法生成的A12（SO4）3水解显酸性，第②种方法生成的NaAlO2水解显碱性，让这两种盐溶液相互反应，就可以减少碱和酸的用量，从而设计出第③种方法．
答案：
（1）第②种方法比较节约试剂．从化学方程式看出，同样是制备2mol的AI（OH）3，方法①所需原料为：
2molAl，3molH2S04，6molNaOH；而方法②所需为：
2molAl，lmolH2SO4，2molNaOH．
（2）①2A1+3H2SO4→A12（SO4）3+H2↑②2A1+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑
③A12（SO4）3+6NaAlO2+12H2O→8Al（OH）3↓+3Na2SO4
由方程式看出，制备8mol的AI（OH）3，所需原料为：
8molAl，3molH2SO4，6molNaOH．相当于制备2molAl（OH）3，所需量为：
2molAl，3／4molH2SO4，3／2molNaOH，其用量为最少．
【归纳】解这类Al（OH）3沉淀量题（包括因滴加顺序不同引起的不同现象），要注意应用以下“铝三角”定量转化关系：
【例3】下列各组溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是（）．
A．KOH和A12（SO4）3B．稀H2SO4和NaHCO3
C．CaCl2和Na2CO3D．Ba（OH）2和NaHSO4
【解析】不用任何试剂鉴别两种物质的溶液，若无法从溶液颜色上来鉴别，一般就考虑用不同的试剂滴加顺序、产生不同的实验现象的方法来鉴别．A组：
若将KOH逐渐滴人A12（SO4）3溶液中，则先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；若将A12（SO4）3逐渐滴人KOH溶液中，则先无沉淀，后逐渐产生白色沉淀．B组无论何种滴加顺序，均立即产生气泡．C、D组无论何种滴加顺序，均立即产生白色沉淀，且始终不溶解．
答案：
A．
【归纳】不用任何试剂，只须利用不同的试剂滴加顺序就能鉴别的两种一组的无色溶液还有：
①铝盐溶液和KOH（或NaOH）；②偏铝酸盐和强酸溶液；③碳酸盐和较强酸溶液；④亚硫酸盐和硫酸（或盐酸）；⑤亚硫酸（或磷酸）和Ca（OH）2[或Ba（OH）2]；⑥AgNO3和氨水．
【例4】要使Ba2+、A13+、Cu2+、Mg2+、Ag+五种离子从溶液中逐一沉淀析出，选用的试剂和加入的顺序是（）．
A．H2SO4→HCl→K2S→NaOH→CO2
B．NaCl→Na2SO4→Na2S→NH3·H2O→HCl
C．NaCl→Na2SO4→H2S→NaOH→CO2
D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl
【解析】逐项分析每种试剂（包括过量时）只能沉淀一种离子的选项．A组：
H2SO4能沉淀Ba2+、Ag+两种离子；B组：
加入Na2S时，能沉淀Al3+、Cu2+两种离子；C组：
能先后分别沉淀Ag+、Ba2+、Cu2+、Mg2+、A13+；D组：
加人Na2S时，能沉淀A13+、Cu2+、Ag+三种离子．
答案：
C．
【归纳】解这类题要采用符合“逐一沉淀”的筛选方法．要注意：
在加入强碱溶液时，A13+转化为AlO2-，最后通人CO2，再把AlO2-转化为Al（OH）3沉淀．
【例5】在托盘天平两边各放一个盛有等质量稀盐酸（各含nmolHCl）的甲、乙两个烧杯，调节天平达平衡，然后分别投入amolMg、bmolA1，充分反应后，天平仍保持平衡．
（1）若天平两边酸均过量，则甲、乙两边净增重分别为____________________。
（2）若天平两边金属均过量，则甲、乙两边产生的H2的质量__________，所加金属的质量__________。
（3）若天平两边酸均用完，其中一边金属过量，则过量的金属必为__________，这是因为____________________．由此推出天平平衡的条件是（用含a、b、n的代数式表示，下同）__________。
（4）若天平一边酸过量，另一边金属过量，则过量金属必为__________，此时满足天平平衡的条件是__________．
【解析】根据天平两边只有“净增重相等”，才能保持平衡的原理，依题意解答．
答案：
（1）（24—2）a；（27—3）b
（2）相等；也相等
（3）A1；生成等量H2所需A1的质量比Mg的要小；24a-n=27b-n
（4）A1；（24-2）a=27b-n
【例6】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
四、基础训练
1、下列物质中，常温下与铝不反应的是（）
A．稀硝酸B．浓硫酸C．盐酸D．CuSO4溶液
2、铝元素是金属元素，某同学认为铝也有一定的非金属性。
下列描述中，你认为能支持该同学观点的是（）
A．铝片能与盐酸反应生成氢气B．氢氧化铝能溶于强碱溶液
C．氯化铝溶液显酸性D．铝能发生铝热反应
3、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、AlO2—D、Al3+和Al（OH）3
4、下列离子组一定能大量共存的是（）
A．甲基橙呈黄色的溶液中：
、
、
、
B．石蕊呈蓝色的溶液中：
、
、
、
C．含大量Al3+的溶液中：
、
、
、
D．含大量0H一的溶液中：
、
、
、
5、下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的是（）
①Na2SiO3；②AlCl3；③NH4HCO3；④Al2O3；⑤NaHSO4
A．①②④B．②③⑤C．②③D．③④
答案：
1、B2、B3、C4、D5、D
6、在下图中，横坐标为向一定量的某溶液中加入某种物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。
从图中，选择适合表中各题要求的序号填入表中
溶液
加（或通入）物质
序号
⑴饱和石灰水
通入过量CO2
⑵AlCl3溶液
加入过量浓氨水
⑶含少量NaOH的NaAlO2溶液
通入过量CO2
⑷含少量NaOH的NaAlO2溶液
逐滴加入稀盐酸
⑸MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加入NaOH溶液至过量
⑹NaOH溶液
逐滴加入Al2（SO4）3溶液至过量
⑺稀硫酸溶液
逐滴加入NaAlO2溶液至过量
⑻含少量盐酸的AlCl3溶液
逐滴加入KOH溶液至过量
答案：
⑴A⑵B⑶F⑷D⑸E⑹C⑺F⑻G
7、含铝90％的铝合金1．5g与40mL6mol／L盐酸充分反应，合金中其它成分不反应。
过滤除去不溶物，并将滤液稀释到200mL，取出稀释液l0mL，加入0．3mol／L的氨水使Al3+完全沉淀。
（1）铝和盐酸反应生成的氢气有多少L（标准状况）?
（2）使Al3+完全沉淀所需的氨水要多少mL?
答案：
（1）1.68L
（2）40mL
8、有AlCl3和MgCl2的固体混合物，取一定量的该混合物加水溶解配成溶液，实验测知Cl-的物质的量为0.70摩尔，如向该混合溶液中逐滴加入8.00mol/L的氢氧化钠溶液（密度为1.27g/mL），加入氢氧化钠溶液的体积（V）和沉淀的质量（m）有右图所示的关系。
求：
（1）原NaOH溶液的质量分数为。
（2）AlCl3和MgCl2的物质的量分别是多少？
（3）另取64.70克该混合物溶于水，要使沉淀质量最大，需要加入8.00mol/L的氢氧化钠溶液多少毫升？
答案：
（1）25.2％
（2）0.1mol0.2mol（3）175mL
9、将Mg和Al粉末均匀混合，加入到100mL某浓度的硫酸中，产生氢气的体积（标准状况下）与加入粉末的质量关系如右图所示：
（1）硫酸物质的量浓度是mol·L-1。
（2）当硫酸溶液为350mL,固体粉末为33.3g时,充分反应后产生的气体体积为L（S.T.P）
（3）原固体混合物中Mg和Al的物质的量之比为。
答案：
（1）5mol·L-1
（2）33.6L（3）7:
2
五、拓展训练
1、某浓度的硝酸与过量铁粉反应时生成了4.48LN2O气体（标准状况下），若改与铝反应（生成NO气体），则最后可溶解的铝的质量是（）
A．13.5g B．9g C．27g D．8.9g
2、铝、铍（Be）及其化合物具有相似的物理、化学性质，如其氯化物分子内键型相同，故其氯化物晶体的熔点都较低。
已知反应：
BeCl2+Na2BeO2+2H2O→2NaCl+2Be（OH）2↓能完全进行，则下列推断中不正确的是（）
A．Be（OH）2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B．BeCl2溶液的pH<7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
C．Na2BeO2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D．虽然BeCl2的水溶液导电性强，但熔融态的BeCl2却不能被电解
3、把铝粉与Fe3O4的混合物，分为两等份。
前一份在高温下恰好完全反应，之后将生成物与足量盐酸充分反应；后一份直接加入足量NaOH溶液充分反应。
前后两种情况下生成的气体在同温同压下的体积比是（）
A.1:
1B.3:
4C.9:
8D.4:
3
4、将一定质量的镁和铝的混合物投入100mL盐酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示。
若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法正确的是（）（双选）
A．镁和铝的总质量为9g
B．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2L
C．盐酸的物质的量浓度为6mol/L
D．NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L
5、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（）（双选）
A．
B．
和
C．
和
D
和FeO
6、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10mL0．1
溶液，两烧杯中都有沉淀生成。
下列判断正确的是（）（双选）
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
7、已知Ba（AlO2）2可溶于水。
右图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系。
下列有关叙述正确的是（）
A．a－b时沉淀的物质的量：
A1（OH）3比BaSO4多
B．c－d时溶液中离子的物质的量：
AlO2－比Ba2＋多
C．a－d时沉淀的物质的量：
BaSO4可能小于A1（OH）3
D．d－e时溶液中离子的物质的量：
Ba2＋可能等于OH－
8、在MgCl2和AlCl2的混和溶液中滴加某浓度的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量和加入NaOH的物质的量的关系如右图：
其中纵坐标表示生成沉淀的物质的量，横坐标表示入NaOH的物质的量。
在以上过程中，n（Mg2+）/n（Al3+）的关系正确的是（）（双选）
A．n1/（n2-n1）B．2n4/（n4-2n1）
C．3n1/（n3-2n1）D．（2n3-2n4）/（n4-n3）
9、将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为
答案：
1、A
2、C（B选项中，因为氯化铝水解生成了HCl，加热过程中HCl挥发，促进水解，蒸干后是氢氧化铝，灼烧后为氧化铝，Be可以类推。
但是C选项中，因为偏铝酸钠水解产生的是氢氧化钠和氢氧化铝，两个都不是挥发性物质，水解是微弱的，所以蒸干、灼烧后仍为偏铝酸钠，Be可以类推。
）
3、B4、AD5、AD6、BD7、B8、AC9、C
六、课后作业
1、两种金属混合粉末15g，与足量的盐酸反应时生成11.2L氢气（标准状况），符合上述情况的金属混合物的是（）（双选）
A.Mg和AlB.Mg和AgC.Al和ZnD.Fe和Zn
2、向100mL2mol·L-的AlCl3溶液中，逐滴加入NaOH溶液100mL时产生沉淀为7．8g，则加入NaOH溶液的物质的量浓度是（）（双选）
A．1mol·L-1B．1．5mol·L-1C．3mol·L-1D．7mol·L-1
3、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．AlO2-D．Al3+和Al（OH）3
4、在Al2（SO4）3、K2SO4和明矾的混合液中，如果SO42－的物质的量浓度为0.2mol·L－1，当加入等体积的0.2mol·L－1的KOH溶液时，生成的沉淀恰好溶解，则原混合物中K＋的物质的量浓度是（）
A．0.2mol·L-1B．0.25mol·L-1C．0.225mol·L-1D．0.45mol·L-1
5、在Al2（SO4）3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示，则原溶液中Al2（SO4）3和MgSO4的物质的量之比为（）
A.1：
2B.3:
1C.3:
2D.2:
1
6、下列各组物质混合之后，可生成amol沉淀的是（）
A．含amolNaAlO2溶液与amolCO2气体
B．含amolNaAlO2溶液与amolAlCl3溶液
C．含amolAlCl3溶液与2amolBa（OH）2溶液
D．含amolAlCl3溶液与amolNaOH溶液
7、实验室用Al2（SO4）3制取Al（OH）3，最合适的试剂是（）
A.NaOHB.H2SO4C.NH3·H2OD.KOH
答案：
1、BC2、CD3、C4、B5、A6、A7、C
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