高中化学 铝及其化合物讲义1 精.docx
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高中化学铝及其化合物讲义1精
铝及其化合物
【知识归纳】
一、金属铝的理化性质
1、铝的物理性质
2、铝的化学性质
三、
A12O3为两性氧化物，Al（OH）3为两性氢氧化物，都既可以与强酸反应生成盐和水，也可以与强碱反应生成盐和水。
二、铝的化合物
1、氢氧化铝与氧化铝
2、铝盐
1．氢氧化铝的两种电离方式：
2．铝离子与氢氧根的反应：
3．偏铝酸根与氢离子的反应：
铝离子与偏铝酸根的转化关系
典型例题
（一）
1、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
1、B
2．[双选题]下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是（ ）
A．铝的化学性质很活泼，在空气中极易锈蚀
B．铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D．铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
解析：
尽管铝的化学性质很活泼，但在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密氧化膜，故不易被锈蚀，A项错；B项正确；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，因而也就不会燃烧，C项错；D项正确。
答案：
AC
3．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是（ ）
A．Al（OH）3→Al2O3 B．Al2O3→Al（OH）3
C．Al→AlO
D．Al3＋→Al（OH）3
解析：
Al（OH）3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO
，Al3＋遇碱可直接得Al（OH）3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al（OH）3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO
，再与碱或酸反应，才能得Al（OH）3。
答案：
B
4．将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。
符合图示情况的是（ ）
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析：
因为是将物质X逐渐加入Y溶液中，且是沉淀逐渐增多至最大量，再逐渐减少至消失，所以B、D都不正确；写出化学方程式，根据最大沉淀量前后比为1∶3，而A中最大沉淀量前后比为3∶1，所以只有C符合题意。
答案：
C
5．把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，使SO
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）3
C．AlO
D．Al3＋和Al（OH）3
解析：
1mol明矾中含2molSO
，需2molBa（OH）2，则Al3＋与OH－物质的量之比为1∶4，所以，Al3＋生成AlO
。
答案：
C
6．铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量杂质）是提取铝的原料。
提取铝的工艺流程如下：
（1）请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：
________________________________________________________________________。
（2）写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析：
铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3。
答案：
（1）Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O
（2）NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3
（3）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
巩固训练
1．下列说法正确的是（ ）
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al（OH）3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析：
A中Al2O3是Al（OH）3对应的氧化物；B中金属氧化物不一定就是碱性氧化物，如Mn2O7等；C中Al2O3只与强碱反应。
答案：
D
2．有关铝及其化合物的说法错误的是（ ）
A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜
C．氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
解析：
Al2O3和NaOH能发生反应，熔化烧碱的坩埚不能用Al2O3材料制成。
答案：
A
3．既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是（ ）
①Al（OH）3 ②Al2O3 ③Al ④NaHCO3⑤Mg（OH）2
A．①②③④B．①②③④⑤
C．①②④D．①②④⑤
解析：
Mg（OH）2只与酸反应，不与强碱反应；Al虽然既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但不是化合物。
答案：
C
4．向100mL1.0mol/L的AlCl3溶液中逐滴加入0.5mol/L的NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的理论曲线图正确的是（ ）
解析：
向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，发生的反应依次是：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓、Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O，其现象是先产生白色沉淀，后沉淀逐渐减少，直到全部消失，而且沉淀最多和沉淀恰好消失时前后消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。
答案：
D
5．镁、铝混合粉末10.2g溶于500mL4mol/L盐酸中。
若加入2mol/L的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠溶液的体积为（ ）
A．100mLB．500mL
C．1000mLD．1500mL
解析：
当沉淀量达到最大时，溶液中的溶质为NaCl，根据Na、Cl原子个数比为1∶1可知需NaOH溶液的体积为1000mL。
答案：
C
6．下列金属中，遇到盐酸或强碱溶液均能放出H2的是（ ）
A．Cu B．Mg
C．FeD．Al
解析：
既能与酸反应又能与碱溶液反应放出H2的为Al。
答案：
D
7．质量相同的两份铝粉，第一份中加入足量的NaOH溶液，第二份中加入足量的盐酸，在同温同压下放出气体的体积比是（ ）
A．1∶2B．2∶1
C．1∶4D．1∶1
解析：
由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知Al与H2的数量关系相同，质量相同的铝与足量的酸碱溶液反应生成的H2相同。
答案：
D
8．标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，下列比例式正确的是（ ）
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1mol1mol
3.25gxL
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65g1L
3．25gxL
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1mol22.4L
0．05molxL
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65g1mol
3．25gxL
解析：
比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”。
答案：
C
9．在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为（ ）
A．1.0mol/LB．2.0mol/L
C．1.5mol/LD．3.0mol/L
解析：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol67.2L
n（NaOH）33.6L
n（NaOH）＝
＝1mol，
c（NaOH）＝
＝2mol/L。
答案：
B
10．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同时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（ ）
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1D．1∶3
解析：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
6mol 3mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2mol 3mol
n（HCl）∶n（NaOH）＝6∶2＝3∶1。
答案：
C
11．用打磨掉氧化膜的铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（ ）
A．O2和H2的混合气体B．1.12LH2
C．大于1.12LH2D．小于1.12L气体
解析：
在题中隐蔽着一个至关重要的条件“铝箔”。
Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2。
0.1mol金属钠与水反应生成氢气0.05mol，生成氢氧化钠0.10mol，氢氧化钠与铝反应生成氢气和偏铝酸钠，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和，显然要比Na单独与水反应产生的H2多。
答案：
C
12．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。
然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c（OH－）增大
解析：
左边中的Al球与NaOH溶液反应：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成NaAlO2易溶于水，消耗掉一部分NaOH，左边烧杯中溶液的c（OH－）减小；右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应：
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅。
答案：
B
13．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。
请回答下列问题：
（1）写出化学式：
A_________，B_________，C_________，D_________，E_________。
（2）写出下列反应的离子方程式：
A→B：
___________________________________________________________________，
B→D：
____________________________________________________________________，
C→E：
____________________________________________________________________。
解析：
本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，从物质B作为突破口，B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al（OH）3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。
答案：
（1）KAlO2 Al（OH）3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
（2）AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O
14．某混合物A中含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列所示的物质之间的转变
据此判断：
（1）固体B所含物质的化学式为__________________________________________。
（2）固体E所含物质的化学式为__________________________________________。
（3）反应①的离子方程式为______________________________________________。
解析：
铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，如Al2O3可溶于NaOH溶液，Fe2O3不能；KAl（SO4）2是一种复盐，可溶于水，完全电离，加入氨水可生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3在强碱溶液中溶解，而在氨水中不溶解。
本题可用离子反应方程式描述从A开始的一系列变化：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
，
2Al（OH3）
Al2O3＋3H2O，
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，
AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
。
答案：
（1）Al2O3
（2）（NH4）2SO4、K2SO4
（3）Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
15．
（1）分别取Wg钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。
（2）分别取0.1mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。
（3）若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是________。
（4）若产生相同体积（同温同压）的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________。
（5）分别取0.2mol金属钠、铁、铝分别投入10mL1mol/L盐酸中，在标准状况下产生氢气体积大小的顺序是________________。
解析：
（1）Wg钠、铁、铝的物质的量分别为
mol、
mol、
mol，由钠、铁、铝分别与足量的盐酸反应的化学方程式：
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑；Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，得到关系式：
2Na～H2，Fe～H2,2Al～3H2，所以Wg钠、铁、铝生成氢气的体积比为
∶
∶
＝
∶
∶
；同理可得到
（2）、（3）、（4）的结果；（5）中的钠、铁、铝相对于盐酸来说是过量的，根据盐酸计算生成的氢气，铁、铝反应放出的氢气相等，但由于过量的钠会与水反应生成氢气，所以钠放出的氢气最多。
答案：
（1）
∶
∶
（2）1∶2∶3 （3）23∶28∶9 （4）6∶3∶2 （5）Na>Fe＝Al
提升训练
1、将表面已完全钝化的铝插入下列溶液中，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
C
2、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
D
3、等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、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是（）
A．甲、乙中都是铝过量Ｂ．甲中铝过量，乙中碱过量
Ｃ．甲中铝过量，乙中碱过量Ｄ．甲中酸过量，乙中碱过量
B
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（ ）
A．5.4gＢ．3.6gＣ．2.7gＤ．1.8g
A
5、为快速地将AlCl3溶液中的Al3+全部转化成Al（OH）3沉淀，下列试剂不宜使用的是（ ）
A．氨水Ｂ．NaHCO3Ｃ．NaOHＤ．NaAlO2
C
6、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）3Ｃ．Al→AlO2－Ｄ．AlCl3→Al（OH）3
B
7、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.g3∶1Ｄ．1∶3
C
8、将一定量Mg、Al合金溶于1mol·L-1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1mol·L-1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与滴加的NaOH溶液（mL）体积的关系如图所示。
下列分析的结论中正确的是（）
A．溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为90mL
B．欲给出a的取值范围尚缺少一个条件
C．无法认定Mg、Al合金中
的最大值
D．无法给出实验中产生H2的物质的量
D
9、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．c＝
Ｂ．p＝m＋
Ｃ．n＝m＋17VcＤ．
mm
C
10、A、B、C、D、E五种化合物均含有某种常见短周期元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。
（1）写出化学式：
A________，B________，C________，D________，E________。
（2）写出下列反应的离子方程式：
A→B：
________________________________________。
A→D：
_________________________________________。
（1）KAlO 2 ；Al（OH） 3 ；Al 2 O 3 ；AlCl 3 ；NaAlO 2
（2）AlO 2 - ＋CO 2 ＋2H 2 O===Al（OH） 3 ↓＋HCO 3 - ；AlO 2 - ＋4H + ===Al 3+ ＋2H 2 O
图像专项
1．向物质的量浓度均为1mol·L-1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中n表示Al（OH）3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是（）
2.下列四个图中，横坐标表示加入的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量，从A～D中选择符合各题要求的序号填入表中
溶液
加入的物质
答案序号
AlCl3溶液
通过量的NH3
含少量NaOH的NaAlO2溶液
通过量的CO2
NaAlO2溶液
滴加稀H2SO4至过量
MgCl2和AlCl3的混合液
滴加NaOH溶液至过量
3、某实验小组对一含有Al3+的未知溶液进行了如下分析：
（1）滴入少量氢氧化钠，无明显变化；
（2）继续滴加NaOH溶液，有白色沉淀；（3）滴入过量的氢氧化钠，白色沉淀明显减少。
实验小组经定量分析，正确的是（）
A．该未知溶液中至少含有3种离子
B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1
C．若另一种离子为二价阳离子，则a＝10
D．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6g
4、将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol·L-1H2SO4溶液中，然后再滴加1mol·L-1NaOH溶液。
请回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。
当V1＝160mL时，则金属粉末中n（Mg）＝________mol，V2＝________mL。
（2）若在滴加NaOH溶液
过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积
V（NaOH）＝________mL。
5、将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH
的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示，则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NH
的物质的量分别是（ ）
A．2mol、3mol、8molＢ．3mol、2mol、8mol
Ｃ．2mol、3mol、4molＤ．2mol、3mol、4mol
6、用含1molHCl的盐酸酸化含1molMgSO4的溶液，当向其中滴加1mol·L-1的Ba（OH）2溶液时，产生沉淀的物质的量（n）与加入Ba（OH）2溶液体积（V）间的关系图正确的是（）
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与加人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、将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba（OH）2和KAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。
下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是（）
A．o—a段反应的化学方程式是：
Ba（OH）2+CO2=BaCO3↓+H2OB．b—c段反应的离子方程式是：
2AlO2-+3H2O+CO2=2Al（OH）3↓+CO32-C．a—b段与c—d段所发生的反应相同
D．d—e段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的消失所致
1、D2、CDBA3、D4、
（1）0.06mol，440mL；
（2）400ml；5、C6、D7、B8、C
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