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1、学 海 无 涯 第第 2 讲讲 铝及其重要化合物铝及其重要化合物 考纲要求 了解铝及其重要化合物的主要性质和应用 考点一 铝的性质及应用 1 铝的结构和存在 铝位于元素周期表第三周期 A 族 原子结构示意图为 铝元素在地壳中含 量丰富 仅次于硅 自然界中的铝全部以化合态存在 2 金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体 有良好的延展性 导电性和传热性等 密度较小 质地 柔软 3 金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 AlO2 常温 形成致密的氧化膜 点燃 4Al 3O2 点燃 2Al2O3 2Al 3Cl2 点燃 2AlCl3 Al酸 氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化 非
2、氧化性酸2Al 6HCl 2AlCl 3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al Fe2O3 高温 Al2O3 2Fe 铝热反应 4 对比记忆镁的化学性质 学 海 无 涯 铝 镁 与非金属反 应 能被 Cl2 O2氧化 2Mg O2 点燃 2MgO 3Mg N2 点燃 Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与沸水反应 Mg 2H2O Mg OH 2 H2 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧化 物反应 能与 Fe2O3 MnO2 Cr2O3等 金属氧化物发生铝热反应 能在 CO2中燃烧 2Mg CO2 点燃 2MgO C 5 铝的用途 纯铝用作导线 铝合金用于
3、制造汽车 飞机 生活用品等 深度思考 1 铝的化学性质活泼 为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性 能 答案 铝在常温下迅速被氧气氧化 形成一层致密的氧化膜 保护铝不再被氧化 因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能 2 金属铝是活泼的金属 能与酸反应 为什么能用铝槽储运浓 H2SO4或浓 HNO3 答案 常温下浓 H2SO4 浓 HNO3能使铝钝化 在表面形成一层致密的氧化膜 阻止 反应继续进行 3 实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取 Al2S3 用离子方程式说明原因 答案 不能 Al3 和 S2 在水溶液中发生双水解反应 2Al3 3S2 6H 2O 2Al OH 3 3H2S
4、 4 Al 既能溶于强酸 又能溶于强碱 所以说 Al 既有金属性 又有非金属性 你认为 这种说法是否恰当 为什么 答案 不恰当 金属性是指元素的原子失电子的能力 非金属性是指元素的原子得 电子的能力 铝不论是与酸反应还是与碱反应 都是失去 3e 化合价升高为 3 价 均是还原剂 因而铝具有较强的金属性 题组一 铝的化学性质及应用 1 1989 年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一 加以控制使用 铝在下列应用时 应加以控制的是 学 海 无 涯 制铝合金 制电线 制炊具 明矾净水 明矾和苏打制食品膨松剂 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 银色漆颜料 制易拉罐 包装糖果和小食品 A 全部 B C D 答
5、案 D 解析 D 中所涉及的铝易进入食品 饭 水等 并被人体吸收 所以要加以控 制 2 下列关于铝的叙述中正确的是 A 铝还原性强且亲氧性强 所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属 B 铝在空气中极易锈蚀 所以铝制品的使用时间很短 C 铝能耐稀硫酸腐蚀 所以运送稀硫酸可用铝制槽车 D 铝的导电性比铜 银更强 所以常用以制造电线 电缆 答案 A 解析 铝在空气中形成致密的氧化膜 保护内层不被氧化 B 错 铝不能耐稀硫酸 腐蚀 C 错 铝的导电性不如铜 银 D 错 3 常温下把铝粉加入下列物质中 能产生氢气的是 A 硫酸钠溶液 B 稀硝酸 C 浓硫酸 D 氯化铵溶液 答案 D 解析 硫酸钠溶液呈中性 与
6、 Al 不反应 A 项不能产生 H2 稀硝酸具有强氧化性 B 项不能产生 H2 常温下铝粉在浓硫酸中钝化 C 项不能产生 H2 D 项中 NH 4水 解 溶液呈酸性 加入铝粉时 Al 与 H 反应产生 H2 题组二 对比掌握铝 镁的性质 4 镁 铝都是较活泼的金属 下列描述中正确的是 A 高温下 镁 铝在空气中都有抗腐蚀性 B 镁 铝都能跟稀盐酸 稀硫酸 强碱反应 C 镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应 铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化 还原反应 D 铝热剂是镁条 铝粉和氧化铁的混合物 答案 C 解析 在常温下 镁和铝在空气里都能与氧气反应 生成一层致密而坚固的氧化物 学 海 无 涯 薄膜 这
7、层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化 所以镁和铝都有抗腐蚀的性能 但是在高温下能与氧气剧烈反应 放出大量热 A 错 镁能跟酸反应 不能跟碱反 应 B 错 铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物 在进行铝热反应时 为了引燃 在铝 热剂上放供氧剂 氯酸钾 中间插一根镁条 是引燃用的 D 错 5 将等物质的量的镁和铝混合 取等质量该混合物四份 分别加到足量的下列溶液中 充分反应后 放出氢气最多的是 A 3 mol L 1 HCl B 4 mol L 1 HNO 3 C 8 mol L 1 NaOH D 18 mol L 1 H 2SO4 答案 A 解析 在镁 铝混合物中加入 HNO3和浓 H2SO4都不产生 H
8、2 加入 NaOH 溶液 只 有 Al 与之反应生成 H2 而镁不反应 加入盐酸 镁 铝都与盐酸反应生成 H2 所 以放出 H2的量最多 熟记铝 镁的特殊化学性质 1 活泼金属与酸反应是金属的通性 而铝不但能与酸 H 反应 还能够与碱溶液反 应 表现为特殊性 2Al 2OH 2H2O 2AlO 2 3H2 2 铝热反应 铝和某些金属氧化物反应 将其从氧化物中置换出来 同时放出大量的热 这种反 应称为铝热反应 可用于焊接金属 冶炼高熔点贵重金属 注意 Al 与 MgO 不能发生铝热反应 3 Mg 在 CO2中能够燃烧 所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器 题组三 从定性和定量的角度理解铝
9、与酸 碱反应的实质 6 铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸 非氧化性酸 反应又能与强碱溶液反应 放出 H2的金属 就铝的这一特殊性质回答下列问题 1 铝与酸 碱反应的实质是什么 氧化剂是什么 答案 铝与酸 碱反应的实质都是 Al 0 失3e Al3 2H 得2e H2 只不过碱中的 H 来源于水的电离 氧化剂分别为酸和水 2 区别镁和铝最好的方法是取少量试样 然后 学 海 无 涯 A 投入沸水中 B 投入冷水中 C 投入盐酸 D 投入 NaOH 溶液中 答案 D 3 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 答案 1 1 解 析 根 据 化 学 方 程 式
10、2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 得 Al 与 H2的关系式均为 2Al 3H2 故只要参加反应的 Al 相等 所得 H2必相等 4 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的体积之比是 答案 1 3 解析 因为在反应中 Al 过量 产生的 H2由 HCl 和 NaOH 的量决定 根据化学反应 中的关系式 6HCl 3H2 2NaOH 3H2 故当 HCl NaOH 物质的量相等时 二者 产生 H2的体积比为 1 3 5 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
11、 二 者产生的 H2相等 则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是 答案 3 1 解析 因为铝足量且产生 H2相等 根据关系式 n HCl n NaOH 3 1 又因为两 溶液体积相等 故物质的量浓度 c HCl c NaOH n HCl n NaOH 3 1 6 甲 乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol 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 4 g B 3 6 g C 2 7 g D 1 8 g 答案 A 解 析 其 反 应 原 理 分 别 为 2Al 6HCl
12、2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时 产生 H2的体积比是 1 3 而题设条件体积比为 1 2 说明此题投入的铝粉对盐酸 来说是过量的 而对于 NaOH 来说是不足的 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 学 海 无 涯 6 mol 3 mol 3 mol L 1 0 1 L 0 15 mol 则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0 15 mol 2 0 3 mol 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 27 g 3 mol 5 4 g 0 3 mol 即投入的铝粉为
13、 5 4 g 学 海 无 涯 来源 Z xx k Com 1 铝与酸 碱反应生成 H2的量的关系 铝与酸 碱反应的化学方程式分别为 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 从化学方程式可以看出 Al 与酸 碱反应时生成 H2的实 质都是 Al 失3e Al3 所以无论与酸还是与碱反应 Al 与 H 2的关系都是 2Al 3H2 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气体积比 VHCl H2 VNaOH H2 1 1 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比 VHCl H2 VNaOH H2 1 3 一定量的
14、铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比1 3 VHCl H2 VNaOH H2 1 1 则必定是 a 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 b 铝与氢氧化钠反 应时 铝不足而氢氧化钠过量 解题时应充分利用上述过量关系 2 铝的这种既能与酸 非氧化性酸 又能与强碱反应产生 H2的性质常作为推断题的 题眼 考点二 铝的重要化合物 1 氧化铝 1 物理性质 白色固体 难溶于水 有很高的熔点 2 化学性质 两性氧化物 与HCl反应Al 2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O 与NaOH反应Al 2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 2 氢氧化铝 1 物理性质 白色胶状不溶于水的固
15、体 有较强的吸附性 2 化学性质 用化学方程式表示 Al OH 3的电离方程式为 两性氢氧化物 与HCl反应Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O 与NaOH反应Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 学 海 无 涯 受热分解 2Al OH 3 Al2O3 3H2O 3 制备 向铝盐中加入氨水 离子方程式为 Al3 3NH 3 H2O Al OH 3 3NH 4 NaAlO2溶液中通入足量 CO2 离子方程式为 AlO 2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO 3 NaAlO2溶液与 AlCl3溶液混合 3AlO 2 Al3 6H 2O 4Al OH 3 3 常见的铝盐
16、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 KAl SO4 2 12H2O 它是无色晶体 可溶于水 水溶液 pH 7 填 或 明矾可以净水 其净水的原理是 Al3 3H 2OAl OH 3 胶 体 3H Al OH 3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 深度思考 1 明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同 答案 不同 明矾净水只能除去水中的悬浮杂质 不能杀菌消毒 而液氯只能杀菌 消毒 不能沉淀悬浮的杂质 2 在做铝的燃烧实验时 用坩锅钳夹住一小块铝箔 在酒精灯上加热至其熔化 会看 到的现象是铝箔熔化 失去光泽 但熔化的铝并不滴落 原因是 答案 铝箔加热时与 O2发生反应生成熔点很高的 Al2O3薄膜 使内部的铝被 Al2O2 包裹着 所以熔化的铝不易滴下 题组一 Al2O3 Al OH 3溶于酸或碱相关考查 1 将表面已完全钝化的铝条 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 答案 C 解析 钝化的实质是 Fe Al 在浓 H2SO4或浓 HNO3作用下其表面被氧化成一层致密 的氧化物保护膜 由于铝的
