第二節(jié)鋁及其重要化合物

第二節(jié)鋁及其重要化合物考綱點擊主干梳理1.了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。2．掌握鋁及其重要化合物知識的綜合應(yīng)用。判斷正誤：正確的打“√”號，錯誤的打“×”號。1．(2011·四川高考)明礬可用于水的消毒、殺菌。(×)2．(2011·江蘇高考)常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化，可在常溫下用鋁制貯罐貯運濃硫酸。(√)3．(2011·安徽高考)把Al箔插入稀HNO3中，Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜。(×)4．(2010·江蘇高考)用NaOH溶液除去鋁表面氧化膜的離子方程式：Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O。(√)5．(2010·四川高考)向明礬溶液中加入過量Ba(OH)2溶液的離子方程式：Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO2－＋2H2O。(√)一、鋁1．鋁的物理性質(zhì)色態(tài)硬度導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性

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.銀白色固體較小良好良好良好2.鋁的化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(2)與酸反應(yīng)①與非氧化性酸離子方程式：

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑②與氧化性酸遇冷的濃硫酸或濃硝酸

，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)無H2生成。(3)與堿溶液反應(yīng)離子方程式：

(4)鋁熱反應(yīng)如與Fe2O3反應(yīng)：

3．鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。鈍化2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑【注意】

(1)鋁常溫下有較好的抗腐蝕性，密度小，延展性好，故常用于制造日常生活用品。(2)鋁化學(xué)性質(zhì)活潑，自然界中只存在化合態(tài)，冶煉鋁時不能用還原劑還原，常用電解法冶煉。二、鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)(2)用途熔點很高，是一種比較好的

；還可制作各種寶石。耐火材料2．氫氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)(2)制備(3)明礬

凈水原理明礬的化學(xué)式為

，其凈水原理涉及到的離子方程式表示為：

。KAl(SO4)2·12H2O(2)規(guī)律①金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量等于金屬失去電子的物質(zhì)的量。②相同物質(zhì)的量的不同金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價之比。(3)常用方法①守恒法：守恒法是化學(xué)計算中常用的方法，包括原子守恒、電荷守恒、電子得失守恒等。②平均值法：平均值法是混合物組分含量求解的常用方法，可設(shè)平均摩爾質(zhì)量，要注意結(jié)合化合價進(jìn)行轉(zhuǎn)化。2．鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

(2012·遼寧模擬)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為(

)A．5.4g

B．3.6gC．2.7g D．1.8g【思路點撥】

利用極值法分析，若鹽酸恰好完全反應(yīng)耗Al2.7g；NaOH恰好完全反應(yīng)耗Al8.1g。當(dāng)Al≤2.7g時，Al完全溶解生成H2之比為1∶1；當(dāng)Al≥8.1g時，Al足量生成H2之比為1∶3；現(xiàn)生成H2之比為1∶2?！窘馕觥?/p>

鋁與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)時，反應(yīng)原理分別為：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH溶液來說是不足的。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L0.15mol則Al與NaOH溶液反應(yīng)生成的H2為0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2×27g3mol5.4g0.3mol即投入的鋁粉為5.4g?！敬鸢浮?/p>

A【技巧點撥】

1．(2012·淄博模擬)等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為5∶6，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是(

)A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量、乙中堿過量C．甲中酸過量、乙中鋁過量

D．甲中酸過量、乙中堿過量【答案】

B1．“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系2．可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH溶液)的反應(yīng)分析(1)鋁元素的存在形態(tài)(2)Al(OH)3沉淀的圖象①向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液②向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液A―→B：4OH－＋Al3＋===AlO2－＋2H2OB―→C：3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓3．可溶性偏鋁酸鹽與強(qiáng)酸(如鹽酸)的反應(yīng)分析(1)鋁元素的存在形態(tài)。(2)Al(OH)3沉淀的圖象①向AlO2－溶液中滴入稀鹽酸A―→B：AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B―→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O②向稀鹽酸中滴入AlO2－溶液A―→B：4H＋＋AlO2－===Al3＋＋2H2OB―→C：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓4．“鋁三角”的應(yīng)用(1)制取Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－(2)離子共存問題Al3＋與OH－、AlO2－、CO32－、S2－等弱酸根陰離子因生成沉淀或水解相互促進(jìn)的反應(yīng)而不能大量共存；AlO2－與H＋、HCO3－以及弱堿陽離子Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。(3)鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象為：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為：開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。(4)分離提純①利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。②利用Al2O3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。③利用Al(OH)3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al3＋與其他金屬陽離子。【注意】

當(dāng)溶液中有多種離子時，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如含有H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NH4＋反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、氣體的順序反應(yīng)。

(2012·重慶模擬)將一定質(zhì)量的鎂、鋁合金投入一定濃度的100mL鹽酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.00mol·L－1的NaOH溶液至過量，生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖所示。試求：(1)原合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度?！舅悸伏c撥】

觀察圖象可知：(1)鎂、鋁溶于鹽酸后，鹽酸過量，中和過量鹽酸消耗的NaOH溶液20mL。(2)當(dāng)沉淀質(zhì)量不變時，此時沉淀(11.6g)只有Mg(OH)2，則沉淀達(dá)到最大量時，Al(OH)3的質(zhì)量為(19.4－11.6)g，沉淀減少的過程中，消耗的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3?！敬鸢浮?/p>

(1)36%

(2)8.00mol·L－12．(2012·汕頭模擬)將15.6gNa2O2和5.4gAl同時放入一定量的水中，充分反應(yīng)后得到200mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的HCl氣體6.72L，若反應(yīng)過程中溶液的體積保持不變，則(

)A．反應(yīng)過程中得到6.72L的氣體(標(biāo)況)B．最終得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)C．最終得到7.8g的沉淀D．最終得到的溶液中c(NaCl)＝0.15mol/L【解析】

由題n(Na2O2)＝0.2mol，n(Al)＝0.2mol，發(fā)生反應(yīng)：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成氣體0.4mol，標(biāo)況下體積為8.96L；加入鹽酸先和過量的NaOH反應(yīng)，剩余0.1mol和NaAlO2反應(yīng)生成0.1molAl(OH)3∶NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，最終溶液為0.3molNaCl、0.1molNaAlO2?！敬鸢浮?/p>

C1．(2012·福州模擬)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是(

)A．明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化B．高溫電解Al2O3可制得金屬鋁C．Al2O3的熔點很高，可用于制作耐高溫材料D．根據(jù)冷的濃硫酸可以用鋁質(zhì)容器儲存的事實，說明常溫下鋁不會與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)【解析】

冷的濃硫酸遇鋁發(fā)生鈍化，但鈍化屬于化學(xué)反應(yīng)，體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。【答案】

D2．(2012·?？谡{(diào)研)下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述正確的是(

)A．鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng)B．鋁不能與氯氣反應(yīng)C．鋁既能溶于酸，又能溶于強(qiáng)堿D．氧化鋁只能與酸反應(yīng)，不能與堿反應(yīng)【解析】

鋁在常溫下可與O2反應(yīng)，A錯；鋁能與氯氣反應(yīng)，B錯；氧化鋁是兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，D錯?！敬鸢浮?/p>

C3．下列各反應(yīng)的離子方程式中，錯誤的是(

)A．硫酸鋁溶液中加入過量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋B．鐵片放入過量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋＋2NO3－===3Fe2＋＋2NO＋4H2OC．將鋁片放入過量NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑D．偏鋁酸鈉與過量鹽酸反應(yīng)：AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O【解析】

B項正確離子方程式為：Fe＋4H＋＋NO3－===Fe3＋＋NO↑＋2H2O?！敬鸢浮?/p>

B4．在硝酸鋁和硝酸鎂的混合溶液中，逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，直至過量。下列表示氫氧化鈉加入量(x)與溶液中沉淀的量(y)的關(guān)系示意圖中正確的是(

)【解析】

向混合溶液中加入NaOH溶液的過程中，Mg(NO3)2會生成難溶物Mg(OH)2，Al(NO3)3會生成難溶物Al(OH)3，隨著NaOH溶液的加入，Al(OH)3逐漸溶解，而Mg(OH)2不能溶解。【答案】

C5．有Mg、Al粉末10.2g，將它溶于500mL4mol·L－1的鹽酸中，要使得到的沉淀最多，則加入