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1、第第 讲讲 常见无机物常见无机物铝及其化合物铝及其化合物1616第第 四四 单单 元元热点知点知识剖析剖析铝作作为典型两性金属元素的代表，它的典型两性金属元素的代表，它的单质及其化合物知及其化合物知识一直是高考考一直是高考考查的的热点，点，特特别是是Al3+和和AlO-2的性的性质问题，在离子共存、，在离子共存、离子方程式和物离子方程式和物质鉴别等方面出等方面出现的几率的几率较大，另外在推断、大，另外在推断、计算和算和实验等等试题中也会中也会涉及涉及铝及其化合物知及其化合物知识的的应用。在复用。在复习中要中要以以Al及其及其对应Al2O3、Al(OH)3的两性，的两性，Al3+与与Al(OH)
2、3及及NaAlO2相互相互转化化为重点，注意重点，注意由于反由于反应物的物物的物质的量不同引起的的量不同引起的产物、反物、反应现象不同的象不同的问题。3基基础知知识回回顾一、一、铝元素在自然界中的存在元素在自然界中的存在铝元素在地壳中含量丰富，元素在地壳中含量丰富，仅次于氧和次于氧和硅，是含量最多的金属，它属于有色金属和硅，是含量最多的金属，它属于有色金属和轻金属，自然界中的金属，自然界中的铝全部以化合全部以化合态存在；存在；铝土土矿的主要成分是的主要成分是Al2O3。二、二、铝单质1.物理性物理性质银白色有金属光白色有金属光泽的固体，有良好的延的固体，有良好的延展性、展性、导电性和性和导热性
3、等。性等。42.化学性化学性质(1)与非金属与非金属单质反反应与与O2反反应：常：常温下，温下，铝表面可形成致密的氧化物薄膜，故表面可形成致密的氧化物薄膜，故金属金属铝有一定的抗腐有一定的抗腐蚀性。点燃或加性。点燃或加热时与与O2反反应的化学方程式的化学方程式为:在点燃或加在点燃或加热的条件下与的条件下与Cl2、S反反应，化学反化学反应方程式分方程式分别为:54Al+3O2= 2Al2O32Al+3Cl2 = 2AlCl3;2Al+3S = Al2S3。（2）与酸反）与酸反应常温下常温下铝遇遇 、能能够发生生钝化。化。与与盐酸反酸反应的化学方程式的化学方程式为62Al+2NaOH+2H2O2N
4、aAlO2+3H2浓浓H2SO4浓浓HNO32Al+6HCl2AlCl3+3H2。 (3)与强碱（如与强碱（如NaOH）溶液反应的化学方）溶液反应的化学方程式为：程式为：.(4)与某些与某些盐（如（如CuCl2)溶液反溶液反应的化学的化学方程式方程式为2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu。(5)与金属氧化物（如与金属氧化物（如Fe2O3)反反应（铝热反反应）的化学方程式）的化学方程式为：7此反应放出大量的热，可用于冶炼高熔此反应放出大量的热，可用于冶炼高熔点的金属或焊接金属。点的金属或焊接金属。.Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温高温三、三、铝的化合物的化合物1.Al2O3是一种白色
5、固体，是冶是一种白色固体，是冶炼铝的原的原料，熔点很高，可作耐火材料。氧化料，熔点很高，可作耐火材料。氧化铝不溶不溶于水，是典型的两性氧化物，既能与酸反于水，是典型的两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反又能与碱反应，其离子方程式，其离子方程式为：8Al2O3+2OH-2AlO-2+H2O。Al2O3+6H+2Al3+3H2O，2.Al（OH）3是一种是一种难溶于水的白色胶溶于水的白色胶状物状物质，有，有较强的吸附能力。的吸附能力。实验室常用可室常用可溶性溶性铝盐与与制取。制取。Al(OH)3受受热易分解，是一种典型的两易分解，是一种典型的两性性氢氧化物。溶于氧化物。溶于强酸和酸和强碱的离子方程
6、式碱的离子方程式分分别是：是：9Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O3.明矾的化学式是明矾的化学式是KAl(SO4)212H2O，它是一种复盐，它能净水的原因是它是一种复盐，它能净水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(胶体胶体)+3H+。氨水氨水四、四、从从铝土土矿中提取中提取铝1.工工艺流程流程（1）原料：）原料：铝土土矿（主要成分（主要成分Al2O3,含含Fe2O3、SiO2等等杂质）（2）方法：酸溶法、碱溶法）方法：酸溶法、碱溶法（3）工）工艺流程流程图10酸溶法酸溶法：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl2Fe
7、Cl3+3H2OAlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2OFeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaClNaAlO2+CO2+2H2NaHCO3+Al(OH)3112Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融）熔融）4Al+3O2通电通电重点知重点知识归纳一、一、铝及其重要化合物的及其重要化合物的转化关系化关系12二、二、氢氧化氧化铝具有两性具有两性氢氧化氧化铝的两性可用的两性可用电离平衡移离平衡移动的原理的原理来解来解释，氢氧化氧化铝电离方程式可表示如下：离方程式可表示如下：13当加入强碱、弱碱及水解显碱性当加入强碱、弱碱及水解显碱性的盐，平衡左移。的盐，平衡左移。
8、当加入强酸、弱酸及水解显酸性当加入强酸、弱酸及水解显酸性的盐，平衡右移。的盐，平衡右移。H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-酸式电离酸式电离碱式电离碱式电离14三、三、有关有关氢氧化氧化铝的的图象象1.向一定量向一定量AlCl3溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaOH溶液。溶液。15离子方程式：离子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O2.向一定量向一定量NaOH溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入AlCl3溶液。溶液。16离子方程式：离子方程式：4OH-+Al3+AlO-2+2H2O3AlO-2+Al3+6H2O4Al(OH)33.向一定量向一
9、定量NaAlO2溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入HCl溶液。溶液。17离子方程式：离子方程式：AlO-2+H+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O4.向一定量向一定量HCl溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaAlO2溶液。溶液。18AlO-2+4H+Al3+2H2OAl3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3四、四、可溶性可溶性铝盐与与强碱溶液反碱溶液反应的的计算算规律律二者反二者反应产物物Al(OH)3能和能和强碱碱继续反反应，其，其计算算规律如下律如下:(1)求求产物物Al(OH)3的物的物质的量的量19当当n(OH-)3n(Al3+)时，时，nAl(OH)3=13n(OH
10、-)当当3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)时，时，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)当当n(OH-)4n(Al3+)时，时，nAl(OH)3=0,无沉淀无沉淀若碱不足：若碱不足：n(OH-)=3nAl(OH)3若碱过量：若碱过量：n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3（2）求反应物强碱的物质的量）求反应物强碱的物质的量五、五、金属的相关知金属的相关知识1.在人在人类发现的一百多种元素中，金属的一百多种元素中，金属占五分之四左右；金属占五分之四左右；金属单质在常温下除汞是在常温下除汞是液体外，其余都是固体，除金、液体外，其余都是固体，除金、铜等少数金等少数金属具
11、有特殊的属具有特殊的颜色外，色外，绝大多数呈大多数呈银白色，白色，不透明，有金属光不透明，有金属光泽，有延展性，一般都是，有延展性，一般都是热和和电的良的良导体。金属晶体的构成微粒是金体。金属晶体的构成微粒是金属离子和自由属离子和自由电子，其作用力是金属子，其作用力是金属键，它，它决定金属的熔沸点、硬度等，决定金属的熔沸点、硬度等，导热、导电性性和延展性与自由和延展性与自由电子有关。子有关。202.合金是由两种或两种以上金属合金是由两种或两种以上金属(或金属或金属和非金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物熔合而成的具有金属特性的物质，一般来一般来说，合金的熔点比各成分金属低，硬，合金的熔点比
12、各成分金属低，硬度、度、强度比各成分金属大。最早制得的合金度比各成分金属大。最早制得的合金是青是青铜，用量最大的合金是，用量最大的合金是钢。3.金属金属单质的化学性的化学性质金属原子的最外金属原子的最外层电子子较少，少，单质在反在反应中都易失去中都易失去电子，因此都具有子，因此都具有还原性。但原性。但由于金属原子由于金属原子结构的差异，性构的差异，性质上会有差异。上会有差异。常常见金属的反金属的反应规律可律可归纳如下：如下：2122金金属属活活动动顺顺序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb与与非非金金属反应属反应Cl2都都能能直直接接化化合合，变变价价金金属属一一般般生生成成高高价价
13、金金属氯化物属氯化物S与与硫硫蒸蒸气气直直接接化化合合，变变价价金金属属生生成成低低价价金金属化合物属化合物O2常常温温下下易易氧氧化化，点点燃燃生生成成过过氧氧化物等化物等常温下缓慢被氧化常温下缓慢被氧化与与H2O反应反应常常温温下下生生成成碱碱和氢气和氢气与与热热水水反反应应有有碱碱存存在在下下与与水水反反应应与与高高温温水水蒸气反应蒸气反应与与H反应反应生成盐和氧气生成盐和氧气23金金属属活活动动顺顺序序HCu、Hg、AgPt、Au与与非非金金属属反应反应Cl2都都能能直直接接化化合合，变变价价金金属属一一般生成高价金属氯化物般生成高价金属氯化物不反应不反应S与与硫硫蒸蒸气气直直接接化化
14、合合，变变价价金金属生成低价金属化合物属生成低价金属化合物不反应不反应O2加热被氧化加热被氧化不反应不反应与与H2O反应反应不反应不反应不反应不反应与与H反应反应不反应不反应不反应不反应24金金属属活活动动顺顺序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb与与氧氧化化性性酸酸硝硝酸酸、浓浓硫硫酸的反应酸的反应不生成氢气，常温下铁、铝钝化不生成氢气，常温下铁、铝钝化与与盐盐溶溶液液的的反应反应与与水水反反应应生生成成碱碱，碱碱再再与盐反应与盐反应排排在在前前面面的的金金属属能能把把排排在在后后面面的的金金属属从从其其盐盐溶溶液液中中置置换换出来出来碱的稳定性碱的稳定性 受热不分解受热不分解加热
15、分解加热分解自然界存在自然界存在的状态的状态化合态化合态冶炼方法冶炼方法电解法电解法(熔融的盐、氧化物等熔融的盐、氧化物等)热还原法热还原法25金属活动顺序金属活动顺序HCu、Hg、AgPt、Au与与氧氧化化性性酸酸硝硝酸酸、浓硫酸的反应浓硫酸的反应产生产生NO2、NO、SO2等等溶于王水溶于王水与盐溶液的反应与盐溶液的反应排排在在前前面面的的金金属属能能把把排排在在后后面面的的金金属属从从其其盐溶液中置换出来盐溶液中置换出来不反应不反应碱的稳定性碱的稳定性加热分解加热分解常温分解常温分解自然界存在的状态自然界存在的状态化合态化合态游离态游离态冶炼方法冶炼方法热分解或其他方法热分解或其他方法（
16、考（考查单质铝的性的性质）将等物）将等物质的量的的量的镁和和铝相混合，平均分成相混合，平均分成4份，分份，分别加加到足量的下列溶液中，充分反到足量的下列溶液中，充分反应后，放出后，放出氢气气最多的是最多的是( )A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3C.8molL-1 NaOHD.18molL-1 H2SO426A在在镁、铝混合物中加入混合物中加入HNO3和和浓H2SO4都不能都不能产生生H2，加入，加入NaOH溶液，溶液，只有只有Al与之反与之反应，加入，加入盐酸，酸，镁和和铝都与都与盐酸反酸反应生成生成H2，所以生成的，所以生成的H2的量最多。的量最多。27方法指导方
17、法指导：本题主要考查：本题主要考查Mg、Al与硝酸与硝酸的反应以及的反应以及Al和浓硫酸发生钝化的性质和浓硫酸发生钝化的性质,物质物质的量浓度为的量浓度为18 molL-1的的H2SO4，是质量分数，是质量分数约为约为98%的浓的浓H2SO4，不了解易造成失误。，不了解易造成失误。（考（考查含含铝化合物的性化合物的性质）将）将AlCl3溶液和溶液和氢氧化氧化钠溶液等体溶液等体积混合，得到混合，得到的沉淀中所含的沉淀中所含铝元素与溶液中所含元素与溶液中所含铝元素相元素相等，等，则原原AlCl3与与NaOH两溶液的物两溶液的物质的量的量浓度之比可能是度之比可能是()A.1 3B.3 2C.1 4D
18、.2 728D溶液中的溶液中的Al元素可能有两种存在形元素可能有两种存在形式（式（1）若）若AlCl3过量，溶液中以量，溶液中以Al3+形式存在形式存在29（2）若）若NaOH过量，溶液中以过量，溶液中以AlO-2形式存在形式存在c(AlCl3) c(NaOH)=(1+1) 3=2 3c(AlCl3) c(NaOH)=1 (3+0.5)=2 7方法指导方法指导：本题主要考查：本题主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO-2的相互转化，注意：。的相互转化，注意：。AlCl3Al(OH) 3 NaAlO23NaOH3HClHClNaOH（考（考查铝的化合物知的化合物知识的的综合合运用）三位同学运用
19、）三位同学设计了以下由了以下由废铝屑制取屑制取纯净的的氢氧化氧化铝的方案：的方案：提示：提示：30Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 AlAl3+ Al(OH)3或或H+OH-AlAlO-2 Al(OH)3OH-H+Al Al3+ Al(OH)3或或H+NH3H2OAl AlO-2 Al(OH)3OH-CO231制制备备相相同同物物质质的的量量的的氢氢氧氧化化铝铝，消消耗耗酸酸和和碱碱最最少少的的方方案案是是 ，按按最最优优方方案案，每每制制备备1mol Al(OH)3，至至少少消消耗耗3mol/L H2SO4溶溶液液 mL,6mol/L NaOH溶液溶液 mL。125125用碱用
20、碱n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3，用酸用酸n(H+)=3n(Al3+)=314Al(OH)3。32方方法法指指导导：Al3+、Al（OH）3、AlO-2之之间间的的相相互互关关系系是是综综合合性性试试题题中中经经常常涉涉及及的的知知识识点点，Al3+存存在在于于强强酸酸性性，AlO-2存存在在于于强强碱碱性性，Al（OH）3存存在在于于中中性性或或弱弱酸酸弱弱碱碱的的条条件件，也也就就是是说说，改改变变酸酸碱碱性性就就可可改改变变铝铝元元素素的存在状态。的存在状态。同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全来学校和回家的路上要注意安全
