铝及其重要化合物
[考纲要求] 了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。
知识点一 铝的化学性质
1．铝与氧气反应
用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至之熔化，会看到的现象是
________________________________________________________________________ _______________，原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________， 反应的化学方程式是______________________________________________________。 2．铝与酸的反应
铝与稀硫酸反应的离子方程式为：___________________________________________。 3．铝与强碱的反应
铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 4．铝热反应
Al与Fe2O3共热的化学方程式为：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 问题思考
1．铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？
2．铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？
知识点二 铝的重要化合物
1．氧化铝和氢氧化铝的比较
问题思考
3．既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物，一定是两性氧化物吗？
2．常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为：________________，它是____色晶体，____溶于水，水溶液pH____7(填“<”、“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原因是：___________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
一、铝与酸、碱的反应
1．等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？
2．足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积关系是什么？为什么？
3．足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度是什么关系？为什么？
典例导悟1 (2013·无锡调研)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分别是( )
A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量、乙中碱过量 C．甲中酸过量、乙中铝过量 D．甲中酸过量、乙中碱过量 听课记录：
－1
变式演练 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L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．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 二、Al(OH)3沉淀生成的计算
3＋－
1．Al与OH反应生成Al(OH)3沉淀的定量计算规律
可溶性铝盐与强碱溶液混合时，二者相对量的大小要影响产物的生成：
强碱不足量时(反应①)：____________________________________________________； 强碱足量时(反应②)：______________________________________________________； 综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。
3＋－3＋
设Al、OH的物质的量分别为n(Al)、n(OH－)，最终生成Al(OH)3的质量为m[Al(OH)3]，借助数轴讨论如图所示：
2．强酸与AlO反应的定量计算规律
强酸不足量时(反应①)：___________________________________________________； 强酸足量时(反应②)：_____________________________________________________； 综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。 结果如下：
－2
典例导悟2 实验室用铝屑、烧碱和稀H2SO4为原料制取一定量的Al(OH)3。可分别用如下的转化关系表示两种方法：
NaOHH2SO4?Al3＋―①Al ???―→Al(OH)3
NaOH－H2SO4?Al(OH)3 ②Al――→AlO2 ???(1)上述哪一种方法比较节约试剂？(提示：试从每生产 2 mol Al(OH)3所耗费的试剂用量予以说明)
(2)从操作难易的角度分析，上述两种方法存在的明显缺点是什么？若原料相同，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)。
题组一 Al及其化合物的性质
1．判断正误
(1)铝制容器可盛装浓H2SO4( ) (2013·重庆理综－8A)
－－
(2)用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O( ) (2013·江苏－3B)
3＋2＋＋
(3)用氨水鉴别Al、Mg、Ag( ) (2013·天津理综－3A)
3＋2－2＋－
(4)向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al＋2SO4＋2Ba＋4OH===2BaSO4↓＋－
AlO2＋2H2O( )
(2013·四川理综－9A)
(5)Y(即Al)的最高价氧化物的水化物能溶于稀氨水( ) (2013·上海－20C)
2．(2008·广东，6)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．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3
3．(2013·上海，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)关系如下图。反应中镁和铝的( )
A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3
D．反应速率之比为2∶3
4．(2013·四川理综，11)向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生
－1
成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol·L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体
p g。则下列关系不正确的是( )
1 000 bVcA．c＝ B．p＝m＋ 11.2 V125
517
C．n＝m＋17Vc D.m 39 5．[2013·山东理综－29(1)]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法： ①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是____________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3 ②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________________________________________________________________________。 6．(2013·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下： 请回答下列问题： 3＋ (1)流程甲加入盐酸后生成Al的离子方程式为________________________________ ________________________________________________________________________。 2－ (2)流程乙加入烧碱后生成SiO3的离子方程式为____________________________ ________________________________________________________________________。 3＋ (3)验证滤液B中含Fe，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途： ________________________________________________________________________。 －123－3 (5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10 mol·L，取适量的滤液B， 2＋ 加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg)＝__________。 3＋－ 题组二 Al、AlO2、Al(OH)3相互转化的图象 7．(2013·南京模拟)将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是( )