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1、课题1铝及其化合物的性质一、铝的性质及实验注意事项1铝与氧气反应实验的注意事项(1)铝片要薄，使用前用细砂纸轻轻打磨掉氧化膜，可用香烟盒或纸制电容器上的铝箔。(2)反应放出大量热，生成的固体温度较高，集气瓶瓶底盛有少量水或放入细沙，起隔热作用，防止集气瓶炸裂。(3)铝箔不易直接点燃，火柴有引燃作用，也可改用镁条引燃。(4)待火柴快要燃烧完时，将铝条伸入盛有氧气的集气瓶。若插入过早或直接将铝箔插入瓶底，会因火柴燃烧消耗较多的氧气或将部分氧气排出瓶外，使铝箔不能充分燃烧。2Al3、Al(OH)3、Al(OH)间的相互转化由于Al(OH)3具有两性，在不同情况下Al3、Al(OH)3、Al(OH)间
2、能相互转化，其转化关系如下：此转化有许多重要应用如选择制备Al(OH)3的最佳途径，判断离子共存问题，用于物质的推断、检验，还经常涉及定量计算。3铝热反应的实验注意事项注意事项：Fe2O3粉末与Al粉要选干燥的，Al粉要用未被氧化的，否则，反应难以进行。Fe2O3与Al的物质的量之比要控制在12，且二者要混合均匀，以保证Fe2O3与Al都完全反应。玻璃漏斗内的纸漏斗要厚一些(如四层纸)，并要用水润湿，以防损伤玻璃漏斗。承接反应物的蒸发皿内要垫适量细沙，一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的固体溅出伤人。实验装置不要距离人群太近，或将实验在玻璃通风橱内操作，防止人体受伤。【例1】镁和铝分别与等浓度、
3、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如下图所示。反应中镁和铝的()A物质的量之比为32B质量之比为32C摩尔质量之比为23D反应速率之比为23解析：由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为32，质量之比为43，A项正确，B项错误。镁、铝的摩尔质量之比为89，C项错误。由图像可知，镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为23，则二者的速率之比为32，D项错误。答案：A11实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是()AFe2O3和MnO
4、2BMnO2和V2O5CCr2O3和V2O5DMnO2和Cr2O312将一个铝制易拉罐充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不一会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。(1)易拉罐变瘪的原因是_，反应的离子方程式为_；(2)易拉罐又鼓起来的原因是_，反应的离子方程式为_。13据报道，美、德两国成功合成了具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，下列关于氢铝化合物的推测中不正确的是()A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B氢铝化合物中铝显3价，H显1价C铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物D氢铝化合物具有强还原性二、氧化铝保护膜1氧化铝的
5、保护作用铝非常活泼，常温下易在其表面形成致密的氧化膜，阻止内层铝被腐蚀。但氧化铝具有两性，易被强酸、强碱破坏，失去保护作用。2铝表面氧化膜的实验探究中的注意事项(1)可适当提高CuSO4的浓度以加快反应速率。(2)用少量H2SO4酸化CuSO4溶液可以使生成的铜更致密、美观。(3)NaOH除去铝表面的氧化膜的时间必须保持12 min，不能因为铝片已经和碱剧烈反应就缩短反应时间。3培养明矾晶体的实验(1)必须保证溶液是饱和的。(2)结晶速度要慢。冷却速度对晶体的形状有影响：迅速冷却产生的晶体很小，呈雪花状(类似于浊液)，缓慢冷却呈颗粒状，能得到直径0.5 cm的八面体颗粒。【例2】将表面已完全钝
6、化的铝条，插入下面溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜溶液D氢氧化钠溶液解析：铝条完全钝化后表面生成了一层致密的Al2O3薄膜，它既能与强酸反应又能与强碱反应。但Al2O3与Cu(NO3)2不反应。答案：C21某氧化物不溶于水，溶于熔融的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是()AAl2O3 BMgOCSiO2 DP2O5三、Al(OH)3与Al(OH)的生成1可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐
7、少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀量不变图像离子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=Al(OH)Al34OH=Al(OH)3Al(OH)Al3=4Al(OH)32四羟基合铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量盐酸中逐滴加入四羟基合铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不变图像离子方程式Al(OH)H=Al(OH)3H2OAl(OH)33H=Al33H2OAl(OH)4H=Al34H2OAl33Al(OH)=4Al(OH)3【例3】向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 m
8、olL1 NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀的质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)的关系如图所示，试回答下列问题。(1)图中A点表示的意义是_。(2)图中B点表示的意义是_。(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_。(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。解析：由图像可知：随着NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中发生Al3Al(OH)3Al(OH)的转化。故A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值，B点表示Al(OH)3完全溶解，涉及的离子反应式为：Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=Al(OH)。生成0.39 g Al(OH)
9、3沉淀时有两种情况：AlCl3过量，此时nAl(OH)3n(OH)，即：2 molL1V103 LmL1，解得V7.5 mL当NaOH相对过量时，NaOH使Al3全部生成Al(OH)3后，又使部分沉淀溶解，此时nAl(OH)34n(Al3)n(OH)，即42 molL1V103 LmL1。解得V17.5 mL。答案：(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液中，得到NaAl(OH)4溶液(3)Al34OH=Al(OH)(4)7.5 mL或17.5 mL31已知NHAl(OH)=Al(OH)3NH3H2O，向含有等物质的量的NH、Al3、H的混合溶液中，慢
10、慢滴加NaOH溶液，直至过量，并不断搅拌，发生以下离子反应：HOH=H2O；Al(OH)3OH=Al(OH)；Al33OH=Al(OH)3；NHOH=NH3H2O。先后顺序正确的是()ABCD32把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中，有0.58 g白色沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴加入0.5 molL1的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示：(1)混合物中NaOH的质量是_g，AlCl3的质量是_g，MgCl2的质量是_g。(2)P点表示加入盐酸的体积为_mL。答案：【互动课堂】触类旁通11AD解析：9 g铝粉可提供1 mol电子，若全部反应，置换出
11、金属单质18 g，根据平均值原理，得到1 mol电子置换出的金属应是一个大于18 g、一个小于18 g。现在：56/318.7：55/413.8：51/510.2：52/317.3：56/228。、得到1 mol电子后所得金属的质量均小于18 g，所以A项正确，B、C、D三项错误。12解析：NaOH溶液吸收CO2，使罐内压强减小，外界大气压将罐压瘪。铝片表面氧化膜先与碱作用无气体生成，而后Al又与碱溶液作用放出气体，所以易拉罐变瘪后一会儿又鼓起来。答案：(1)NaOH溶液吸收CO2，使罐内压强减小，外界大气压将罐压瘪CO22OH=COH2O(2)Al与NaOH溶液反应，生成H2，使罐内压强增大
12、，所以易拉罐变瘪后一会儿又鼓起来2Al2OH6H2O=2Al(OH)3H213C解析：(AlH3)n中Al显3价，H显1价，(AlH3)n具有强还原性，(AlH3)n与水反应生成Al(OH)3和H2；Al与H2O(g)在高温条件下反应生成Al2O3和H2，C项错误。21C解析：氧化物溶液(白色)，因为白色沉淀不溶于盐酸。所以C正确。31C解析：在有多种离子存在的情况下，一般是依据不能大量共存的原则和离子间可能发生的中和、双水解、氧化还原、沉淀、络合反应等来判断反应的顺序。一般来说溶液中的离子反应以H与OH间的中和反应速率最快，其他则需具体分析。故第一个反应为中和反应：HOH=H2O；第二个反应
13、为：Al33OH=Al(OH)3，但发生第二个反应后，又出现Al(OH)3与NH何者优先反应的问题。若Al(OH)3优先与OH反应，则产物Al(OH)与NH又发生题给的双水解反应而不能大量共存又生成Al(OH)3，故第三个反应为NHOH=NH3H2O。最后一个离子反应为Al(OH)3OH=Al(OH)。32解析：(1)由图可知，三种物质混合时有0.58 g沉淀，当向此混合物中加入10 mL盐酸时，沉淀量不变，说明混合物中NaOH过量，该沉淀是Mg(OH)2，由镁元素守恒可知：n(MgCl2)nMg(OH)20.01 mol，故m(MgCl2)0.01 mol95 gmol10.95 g。根据反应方的化学程式有：AlCl3NaAl(OH)4HClAl(OH)转化为Al(OH)3沉淀消耗的HCl133.5 g 1 molm(AlCl3) L0.5 molL1m(AlCl3) L0.5 molL1133.5 gmol11.335 g。N点是沉淀量的最大点，此时溶液中溶质只有NaCl，由元素守恒可知n(NaOH)n(HCl)2n(MgCl2)3n(AlCl3) L0.5 molL120.01 mol30.065 mol，故m(NaOH)0.065 mol40 gm
