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1、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：2Al3Cl22AlCl3=点燃2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应)=高温4 对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被 Cl2、O2氧化
2、2MgO22Mg=点燃O3MgN2Mg3N=点燃2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2OMg(O=H)2H2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：2MgCO22Mg=点燃OC5 铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。深度思考1 判断正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( )(2)Mg、Al 在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性( )(3)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂( )(4)Mg 是活泼金属，而 Al 是两性金属( )答
3、案 (1) (2) (3) (4)2 依据 Mg、Al 单质的性质，思考回答下列问题。(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)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。(3)铝与酸、碱反应的实质
4、是什么？氧化剂是什么？答案 铝与酸、碱反应的实质都是： Al3，2HH2，只不过碱中的 HAl0失3e得2e来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水。(4)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有哪些：_(用化学式表示)。答案 MgO、Mg3N2、C题组一 对比掌握铝、镁的性质1 镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )CO2 盐酸 NaOH 溶液 水A B C D答案 C解析 Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能；Mg 能在 CO2中燃烧，而 Al 不能。2 镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是( )A铝的导电性比铜、银更强
5、，所以常用以制造电线、电缆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 铝的导电性比铜、银的弱，A 错；镁能跟酸反应，不能跟碱反应，B 错；铝热剂是铝粉和 Fe、V、Cr、Mn 等难熔金属的氧化物的混合物，在进行铝热反应时，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。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 Al 不反应，A 项不能产生 H2；稀硝酸具有强氧化性，B
6、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水解， 4 溶液呈酸性，加入铝粉时，Al 与 H反应产生 H2。归纳总结归纳总结熟记铝、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。2Al2OH2H2O=2AlO3H2。 2(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。题组二 铝与酸或碱
7、反应的定量分析4 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( )A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4答案 A解析 在镁、铝混合物中加入 HNO3和浓 H2SO4都不产生 H2；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。5 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)等质量的两份铝分别与足量的盐酸
8、、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积之比是_。答案 11解析 根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得 Al 与 H2的关系式均为 2Al3H2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。(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的体积之比是_。答案 13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：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生H2的体积比为 13。(3)足量的两份铝分别
9、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 的物质的量浓度之比是_。答案 31解析 因为铝足量且产生 H2相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，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)31。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1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)12，则加入铝粉的质量为( )A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案 A解析 其反应原理分别为2A
10、l6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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 13，而题设条件体积比为 12，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。2Al6HCl = 2AlCl33H26 mol 3 mol3 molL10.1 L 0.15 mol则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。思维建模思维建模(1)铝与酸、碱反应
11、生成 H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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 AlAl3，所以无论与酸还是失3e与碱反应，Al 与 H2的关系都是 2Al3H2。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11。VHClH2VNaOHH2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13。VHClH2VNaOHH2一定量的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 ”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 Al33H2OAl(OH
12、)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，用坩埚钳夹住一小块铝箔，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 Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下3 中学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了 Al 及其重要化合物外，你还知道哪些？答案 弱酸的铵盐，如
13、：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；氨基酸。题组一 Al2O3和 Al(OH)3的两性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。由于铝的氧化物 Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 选项中的 Cu(NO3)2不与 Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。2 某氧化物 X 难
14、溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物 Y，将少量 Y 溶液滴入盐酸中无沉淀生成，则 X 是( )ASiO2 BAl2O3 CMgO DCuO答案 B解析 C 项 MgO 不能溶于烧碱，不正确；少量 Y 滴入盐酸不能形成沉淀，Al2O3符合题意，A 项不正确，B 项正确；D 项 CuO 不能溶于烧碱，不正确。题组二 制备 Al(OH)3的最佳途径3 用含少量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 BC D答案 B解析 若先用盐酸溶解，Mg
15、、Al 均溶解，制取 Al(OH)3的步骤较多；从 NaAlO2制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少。故 B 项操作步骤为最佳顺序。4 若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备 Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH 固体 240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得 Al(OH)3的质量分别是 W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加 NaOH 溶液加 H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加 H2SO4溶液加 NaOH 溶液W2 g Al(OH)3丙：Error!Error!W3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的 Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_
