第2课时 铝的重要化合物
[学习目标定位] 正确认识氧化铝和氢氧化铝的两性，会书写有关反应的化学方程式，能够用化学方程式或离子方程式表示Al、AlO2和Al(OH)3之间的相互转化。
一 氧化铝
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1.氧化铝是一种白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大的物质，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
2.氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。 (1)氧化铝与盐酸反应的化学方程式是Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，离子方程式是Al2O3＋6H
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===2Al＋3H2O。
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(2)氧化铝与NaOH溶液反应的化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，离子方程式是Al2O3＋2OH===2AlO－2＋H2O。
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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 答案 D
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解析 Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系。Al2O3是两性氧化物，Al2O3与酸、强碱反应，与弱碱不反应。 2.氧化铝的熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作耐火坩埚。下列操作不能在氧化铝坩
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埚中进行的是( ) A.加热使CuSO4·5H2O失水 B.加热使KMnO4分解 C.加热熔化烧碱 D.加热分解碱式碳酸铜 答案 C
解析 氧化铝能与强酸、强碱反应，所以用氧化铝材料制作的坩埚不能在强碱或强酸条件下使用。A、B、D选项均为加热盐类操作，且在操作过程中都没有强碱性、强酸性物质生成。
二 氢氧化铝
1.实验室制备氢氧化铝的方法：在试管中加入10 mL 0.5 mol·L
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的硫酸铝溶液，逐滴加
入氨水至过量。观察到的实验现象是产生白色胶状沉淀；反应的化学方程式是Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，离子方程式是Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4。 2.将上述反应得到的沉淀分别装在三支试管中：在第一支试管中滴加2 mol·L观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解；在第二支试管中滴加2 mol·L
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的盐酸，
的氢氧化钠溶液，观
察到的现象是白色沉淀逐渐溶解；在第三支试管中滴加氨水，观察到的现象是沉淀无变化(或不溶解)。
3.十二水合硫酸铝钾
(1)化学式：KAl(SO4)2·12H2O。 (2)物理性质：无色晶体，可溶于水。
(3)用途：作净水剂，原因是其在水中生成氢氧化铝胶体可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。 归纳总结 氢氧化铝的性质
(1)Al(OH)3是一种不溶于水的白色胶状物质。
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(2)氢氧化铝既能与酸反应，又能与强碱溶液反应，生成盐和水，所以氢氧化铝具有两性。氢氧化铝与盐酸反应的离子方程式是Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O；与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O。
(3)实验室利用可溶性铝盐(如AlCl3)制备Al(OH)3，应选用氨水，而不用NaOH溶液。 △
(4)氢氧化铝不稳定，受热易分解，化学方程式是2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。
(5)Al(OH)3是医用的胃酸中和剂的一种，由于其碱性不强，不至于对胃壁产生强烈刺激或腐蚀作用。
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3.下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是( ) A.Al2O3和水混合加热 B.Al和水反应
C.过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中 D.过量的氨气通入到AlCl3溶液中 答案 D
解析 Al2O3和Al都不能和水反应，过量的NaOH溶液与AlCl3反应生成NaAlO2、NaCl和H2O。 4.下列物质①Al ②NaHCO3 ③Al2O3 ④Mg(OH)2 ⑤Al(OH)3中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是( ) A.①②③⑤ C.②③⑤ 答案 C
解析 Al既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但不是化合物；Mg(OH)2只能与盐酸反应；NaHCO3、Al2O3、Al(OH)3三种物质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。
三 Al、AlO2和Al(OH)3间的相互转化
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B.①④⑤
D.①③④
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1.在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al＋3OH===Al(OH)3↓；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2(NaCl)溶液。
2.在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O，最终得到的溶液是AlCl3(NaCl)溶液。
3.向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3。 归纳总结
1.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液和向NaAlO2溶液中滴加盐酸的比较
试剂 内容 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 Al＋3OH===Al(OH)3↓ 反应 Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O －－3＋－－
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向NaAlO2溶液中加入盐酸至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O ＋3＋－＋现象 图像 2.在利用NaAlO2制备Al(OH)3时，应通入CO2，而不选用盐酸或硫酸。
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5.向用HCl酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是( )
答案 D
解析 向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH，溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH。NaOH的用量应是3∶1，A、B错误，用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。
6.(1)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当Al的物质的量与OH的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为________时，Al(OH)3沉淀量最多；________时，Al(OH)3全部溶解；________或________时，Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的一半。
(2)偏铝酸钠溶液与盐酸反应时，AlO2的物质的量与H物质的量之比为________时，Al(OH)3沉淀量最多；________时，Al(OH)3全部溶解；________或________时，生成的Al(OH)3的量为最多沉淀量的一半。
答案 (1)1∶3 1∶4 2∶3 2∶7 (2)1∶1 1∶4 2∶1 2∶5
解析 (1)向含Al的溶液中加入NaOH溶液时，有关反应：Al＋3OH===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O，总反应：Al＋4OH===AlO2＋2H2O。
由上述反应方程式可知当n(Al)∶n(OH)＝1∶3时，沉淀量最大；当n(Al)∶n(OH)＝1∶4时，沉淀完全溶解；当n(Al)∶n(OH)＝2∶3或2∶7时，沉淀量为最大量的一半。 (2)向含AlO2的溶液中加入盐酸时，有关反应：AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O，总反应：AlO2＋4H===Al＋2H2O。 当n(AlO2)∶n(H)＝1∶1时，沉淀量最大； 当n(AlO2)∶n(H)＝1∶4时，沉淀完全溶解；
当n(AlO2)∶n(H)＝2∶1或2∶5时，沉淀量为最大量的一半。
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