1、2Al6H2OAl(OH)33H2,Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O。上述两个反应叠加得:2Al2NaOH2H2O 2NaAlO23H2Al既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,Al与酸、碱反应生成氢气的实质都是AlAl3,所以Al无论与酸反应还是与碱反应,Al与H2的关系都是2Al3H2。4.铝与某些金属氧化物反应:2AlFe2O3Al2O32Fe,这个反应称为铝热反应,铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂.铝热反应可用于焊接钢轨,可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。如10Al3V2O55Al2O36V ,8Al3Co3O44Al2O39Co,8Al3Fe3O44Al2O39Fe等。要
2、点2. 氧化铝和氢氧化铝1. 氧化铝:氧化铝白色固体,高熔点(2045),难溶于水,是两性氧化物(既能与酸反应生成盐和水,又能和碱反应时生成盐和水的氧化物),反应为Al2O36H+2Al3+3H2O,Al2O32OH 2AlO2+2 H2O。利用其高熔点常用作高级耐火材料,如制坩埚、高温炉管等;利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等2氢氧化铝(1)氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质,能凝聚水中的悬浮物,又能吸附色素,因此可用于水的净化。(2)氢氧化铝是两性氢氧化物(既能与酸反应生成盐和水,又能和碱反应时生成盐和水的氢氧化物):氢氧化铝具有两性,可用电离平衡移动的原理来解释:氢氧化铝的电离方程
3、式可表示如下:H+AlO2+H2OAl(OH)3Al3+3OH(酸式电离) (碱式电离)其电离程度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量的H+(或OH)才能破坏氢氧化铝的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或四羟基合铝酸盐),所以氢氧化铝既能与酸反应,又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时,因H+或OH浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱。反应为Al OH 33H+Al3+3H2O ,Al(OH)3OH=AlO22H2O(3)氢氧化铝受热分解:2Al OH 3Al2O33H2O(4)Al(OH)3的制备:铝盐与氨水反应生成Al(OH)3:Al
4、33NH3H2O=Al(OH)33NH4偏铝酸盐与二氧化碳反应生成Al(OH)3:AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3或2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO32铝盐与偏铝酸盐反应生成Al(OH)3:Al33AlO26H2O=4Al(OH)33. 氢氧化铝两性的应用(1)判断离子共存问题:Al3+与OH会发生复分解反应而不能共存;AlO2与H会发生AlO2+H+H2O=Al(OH)3反应而不能共存;Al3+与AlO2、HS、S2、HCO3、CO32等;AlO2与AI3+、NH4+、Fe3+等会发生双水解反应而不能共存。(2)认识Al3+、AlO2和Al(OH)3的相互转化图像
5、:在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液:在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液:向可溶性铝盐溶液中滴加氨水至过量:向偏铝酸盐溶液中缓慢通入二氧化碳至过量:(3)利用滴加顺序不同鉴别物质:NaOH和AlCl3:向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀后消失;向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液,开始无现象后出现白色沉淀。NaAlO2和盐酸:向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸,先出现白色沉淀后消失;向盐酸中逐滴滴加NaAlO2溶液,开始无现象后出现白色沉淀。4. 铝土矿冶炼金属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形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3,此
6、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。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题,其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时,一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些;认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。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。(1)碱溶法:(2)酸溶法:要点3. 硫酸铝和明矾1硫酸铝(1)硫酸铝溶液呈酸性,硫酸
7、铝的水解 Al3+3H2O Al OH 33H+(2)硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合,2Al33CO323H2O2Al(OH)33CO2(3)泡沫灭火器,一般呈有1mol/LAl2(SO4)3和1mol/L NaHCO3 溶液,反应原理为: Al33HCO3Al(OH)33CO22明矾:明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐,化学式KAl(SO4)212H2O。KAl(SO4)212H2O=K+Al32SO4212H2O,Al3容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3,Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。所以明
8、矾是一种较好的净水剂。【考点过关】判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)铝合金门窗及餐具坚固耐用,所以铝不易与氧气反应()铝易与氧气反应形成致密氧化膜。(2)加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na、Ba2、AlO、NO()如果溶液显碱性,Na、Ba2、AlO可以大量共存。(3)在酒精灯上加热铝箔,铝箔熔化但不滴落,说明熔点:铝氧化铝()说明氧化铝的熔点更高。(4)因为Al能与强碱溶液反应,所以Al有一定的非金属性()Al能与酸反应,表现一定的金属性,与强碱溶液反应表现出一定的非金属性。(5)新制氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为Al2O32OH=2AlOH2O()Al2O3属于
9、两性氧化物,能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水。(6)向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO往NaAlO2溶液中通入过量CO2时生成Al(OH)3和NaHCO3而不是Al(OH)3和Na2CO3。(7)由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水,而不用NaOH溶液()由于氢氧化铝能溶于强碱但不溶于氨水,故由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水。(8)冶炼铝时常用焦炭作还原剂()铝是活泼金属,不能被焦炭还原出来,应用电解的方法冶炼铝。(9)铝粉与氧化镁混合共热能冶炼出镁()镁的还原性强于铝,铝不能置换出MgO中的镁。【高考回顾】(1)(2016天津)用NaOH
10、溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al2OH2H2O=2AlO3H2()(2)(2015全国卷)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,说明铝的熔点较低()(3)(2015全国卷)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,产生红棕色气体(4)(2015江苏)与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存:Fe2、K、NO、SO(5)(2015福建)铝合金片用于冶金工业()(6)(2015福建)铝罐可久盛食醋(7)(2014全国卷)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重(8)(2014安徽)常温下,相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完 (9)(2016全国卷
11、)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应()(10)(2016江苏)Al2O3熔点高,可用作耐高温材料()(11)(2016江苏)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式:H2O=Al(OH)33NH()(12)(2015全国卷)氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中,产生大量白色沉淀(13)(2015四川)明矾作净水剂时起还原作用(14)(2015重庆)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应(15)(2015江苏)制备Al(OH)3的方法是向1 molL1 AlCl3溶液中加入过量的6 molL1 NaOH溶液(16)(2014四川)氢氧化铝可作胃酸的中和剂()【基础过关
12、】1(2018东营模拟)下列物质的制备方法正确的是()A氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3B用镁粉和空气反应制备Mg3N2C用铝粉和MnO2制得锰D电解熔融氯化铝的方法制得单质铝解析:Na2S溶液与AlCl3溶液反应,S2与Al3发生水解相互促进反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢,反应的离子方程式为2Al33S26H2O=3H2S2Al(OH)3,反应无法获得硫化铝,故A错误;镁粉在空气中燃烧,主要是和氧气反应生成氧化镁,故B错误;铝热法可冶炼锰,故C正确;氯化铝属于共价化合物,熔融状态不导电,工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al,故D错误。答案:C2(2018茂名模拟)如图表示AlCl3溶液
13、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线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示AlO的物质的量的变化向AlCl3溶液中加入NaOH溶液时,发生反应Al33OH=Al(OH)3,Al(OH)3OH=AlO2H2O,Al3逐渐减小,Al(OH)3逐渐增加后又减少,Al3消失后生成AlO,故A、C、D正确;若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液,发生反应Al34OH=AlO2H2O,3AlOAl36H2O=4Al(OH)3,各微粒的变化曲线都不符合,故B错误。B3(2018洛阳统考)镓(Ga)与铝同主族,曾被
14、称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示,下列判断不合理的是()AAl、Ga均处于A族 BGa2O3可与盐酸反应生成GaCl3CGa(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2 D酸性:Al(OH)3Ga(OH)3镓(Ga)与铝同主族,均处于A族,故A项正确;Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性,可与盐酸反应生成GaCl3,故B项正确;Ga(OH)3属于两性氢氧化物,与Al(OH)3的性质相似,能与NaOH溶液生成NaGaO2,故C项正确;化学反应遵循强酸制弱酸的原理,在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2,只有Al(OH)3沉淀,而没有Ga(OH)
15、3沉淀,是由于镓酸酸性强于碳酸,酸性Al(OH)3Ga(OH)3,故D项错误。D4(2018沧州质量监测)向偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸,溶液的pH值随着加入盐酸体积的变化曲线如图所示,则下列说法正确的是()Aab段的主要离子方程式为AlO4H=Al32H2OB向c点溶液中滴加氨水,发生的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3Ccd段的主要离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2OD向c点溶液中加入碳酸钠,发生的离子方程式为2Al3CO3H2O=2Al(OH)3CO2偏铝酸钠溶液中存在水解平衡AlO2H2O Al(OH)3OH,所以溶液显碱性。向溶液中逐滴加入盐酸,ab段H先与OH反应;b
16、c段pH发生突变,主要发生H与AlO的反应,生成Al(OH)3和NaCl;cd段盐酸过量后Al(OH)3与盐酸反应,生成AlCl3。ab段的主要离子方程式为HOH=H2O,故A项错误;c点Al3已沉淀完全,故B项错误;cd段盐酸过量后Al(OH)3与盐酸反应,生成AlCl3,故C项正确;c点Al3已沉淀完全,故D项错误。5(2018晋豫省际大联考)将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中,充分反应后收集到混合气体4.48 L(标准状况下),再向反应后的溶液中缓慢滴入1 mol/L盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是()A标准状况下,混合气体中氢气与氧气的体积比为31B加入的固体过氧化钠
17、为7.8 gC当滴加200 mL盐酸时,沉淀的质量达到最大值D最终消耗的盐酸为400 mL将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中,分别进行的反应是2Na2O22H2O=4NaOHO2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,两个反应中过氧化钠和单质铝刚好系数相等,可以认为是物质的量相等混合,方程式相加得到总反应为2Na2O22Al4H2O=2NaAlO22NaOHO23H2。根据方程式,选项A正确;混合气体中氢气与氧气的体积比为31,一共4.48 L(0.2 mol),所以氢气为0.15 mol,氧气为0.05 mol。代入总方程式计算出Al为0.1 mol、过氧化钠为0.1
18、 mol,则Na2O2质量为7.8 g,选项B正确;沉淀的质量达到最大值时是Al3恰好完全沉淀,所以溶液中只有一种溶质NaCl,其中Na元素完全来自于加入的0.1 mol过氧化钠,所以Na为0.2 mol,NaCl就是0.2 mol,由Cl守恒得到:需要的HCl为0.2 mol,所以滴加200 mL盐酸时,沉淀的质量达到最大值,选项C正确;最终沉淀恰好完全溶解的时候,溶液中含有NaCl和AlCl3,因为初始加入的过氧化钠和单质铝的物质的量都是0.1 mol,所以Na为0.2 mol,Al3为0.1 mol,所以NaCl和AlCl3的物质的量分别为0.2 mol和0.1 mol,其中含有Cl共0
19、.5 mol,所以加入的HCl为0.5 mol,需要的盐酸体积为500 mL,选项D错误。6(2018马鞍山中学测试)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Al3CAl(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DMgO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MgOAl(OH)3不溶于氨水,故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时,Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。B7(2018杭州质检)用含少量
20、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()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A B C D镁、铝都能与酸反应,但铝可溶于强碱,所以可加入烧碱溶液溶解,过滤后后可得到NaAlO2溶液,在反应后的溶液中加入弱酸,可通入过量CO2,生成Al(OH)3沉淀,经过滤,洗涤可得到纯净的氢氧化铝。正确的顺序为,故选B。8(2018宿州联考)某烧杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液,向其中缓缓加入4 molL1的NaOH溶液200 mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的存在形式为()AAl3和Al
21、(OH)3BAlO CAlO和Al(OH)3 DAl(OH)3由Al33OH=Al(OH)3,NHOH=NH3H2O;及题给数据知,Al3恰好全部转化为Al(OH)3。9(2018黑龙江、吉林两省六校联考)把一块镁铝合金投入到20 mL 1 mol/L的盐酸中,待合金完全溶解后,往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是()A镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力,它不能溶解在任何酸、碱或盐中Bc值越大,合金中Al的含量越高Cb值越大,合金中Mg的含量越高D假设c25,整个实验过程中,只发生了4个离子反应镁铝合金表面因
22、形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力,但MgO、Al2O3、Mg、Al都可与H2SO4等反应,Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中,A项错误;根据图示,c值越大,溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多,说明合金中Al的含量越高,B项正确;b点对应的沉淀为Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物,溶液中溶质只有氯化钠,故b为固定值20,因而无法根据b值判断合金中Mg的含量,C项错误;根据图示,当c25时,整个反应过程中包含Mg、Al分别与盐酸的反应,H与OH的反应,Mg2、Al3分别与OH的反应,Al(OH)3与OH的反应,主要有6个离子反应,D项错误。10(2018寿光月考)下列物质的制备方
23、法正确的是()C蒸发氯化镁溶液可制得无水MgCl2D在干燥的氯化氢气流中加热氯化铝结晶水合物制备AlCl3氯化铝溶液和硫化钠溶液发生强烈相互促进的水解反应,生成氢氧化铝沉淀和硫化氢,得不到Al2S3,A错误;镁粉在空气中和氧气也反应,会生成氧化镁,B错误;氯化镁在该条件下会完全水解生成氢氧化镁,C错误;在干燥的氯化氢气流中加热可以抑制氯化铝水解,D正确。11(2018深圳三校联考)美、德两国成功合成具有某些化学特性的氢铝化合物(AlH3)n,关于(AlH3)n的推测错误的是()A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物C氢铝化合物中铝显3价,氢显1价D氢铝化合物
24、具有强还原性在金属化合物中金属元素显正价,非金属元素显负价,故氢铝化合物中铝元素显3价,氢元素显1价,C项正确;氢铝化合物中氢元素显负价,性质不稳定,易和水反应生成氢氧化铝和氢气,A项正确;氢铝化合物易和水反应,所以不能用铝和水蒸气反应制取氢铝化合物,B项错误;氢铝化合物中氢元素显1价,性质不稳定,易失电子而具有强还原性,D项正确。12(2018洛阳统考)常温时,下列叙述错误的是()AX是稀硫酸,氧化产物是Al3BX是食盐水,氧化产物是Al(OH)3CX是烧碱溶液,氧化产物是Al(OH)3DX是浓硝酸,氧化产物是Al2O3Al比Pt活泼,则Al作原电池的负极。若X是硫酸,则负极的电极反应式为A
25、l3e=Al3,A正确;若X是食盐水,电解质溶液呈中性,Al发生吸氧腐蚀,电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3,氧化产物为Al(OH)3,B正确;若X为烧碱溶液,溶液呈碱性,Al的氧化产物应为AlO,C错误;常温下,Al遇浓硝酸发生钝化,氧化产物为Al2O3,D正确。13氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料。某课外活动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定Mg2Al(OH)6ClxH2O的化学式,Mg2Al(OH)6ClxH2O高温下分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。(1)装置连接后首先进行的操作是_。(2)将一定质量的Mg2Al
26、(OH)6ClxH2O放在加热装置中充分加热,冷却后称量剩余固体的质量是131 g,则其中MgO的质量是_g。(3)若只通过测定装置C、D的增重来确定x,加热前先通过N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2。装置的连接顺序为a_(用接口处的小写字母表示)。实验过程中装置C吸收HCl气体,没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是_。完全分解后测得C增重3.65 g,D增重9.90 g,则x_。(4)下列实验方案也能测定x值的是_,并且对不选方案说明不合理的理由:_ (若两个方案都选,此问就不作答)。方案1:测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量方案2:测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl12x(CO3)xzH2O,该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品,用(3)中连接的装置和试剂进行实验测定z,除测定D的增重外,至少还需测定下列数据中的_(双选;填选项字母)。a样品质量 b样品分解后残余物质量 c装置C的增重(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(2
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