第2讲 铝及其重要化合物 考纲展示考纲展示热点定位热点定位了解了解Al、、Al2O3、、Al(OH)3的的主要性质及应用主要性质及应用 1.Al、、Al2O3、、Al(OH)3、、Al3＋＋、、AlO2－－之之间的转化间的转化2.Al(OH)3的实验室制取的实验室制取3.工业上工业上Al的制取 ◎ 判断下列说法是否正确：1．(2009·江苏高考T5－A)明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化( )2．(2008·北京高考T8－C)与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物( )3．(2009·海南高考T9－B)在室温时，Cl2、Al2O3、N2O5、SO3分别与过量NaOH溶液反应能生成5种盐( )4．(2011·佛山质检T15－D)铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化( )提示： 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 一、铝 [开放探究1] 铝与氢氧化钠溶液的反应中氧化剂是什么物质？标出该反应中电子转移的方向及数目提示： H2O为氧化剂 二、氧化铝三、氢氧化铝 2．实验室制备(1)铝盐―→Al(OH)3：(填离子方程式下同)(2)偏铝酸盐―→Al(OH)3：Al3＋＋＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋＋3NH4＋＋2AlO2－－＋＋CO2＋＋H2O===2Al(OH)3↓＋＋CO32－－Al3＋＋＋＋3AlO2－－＋＋6H2O===4Al(OH)3↓ [开放探究2] 既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些类别？提示： ①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等。
1．(2010·11杭州期中)下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是( )①Al ②AlCl3 ③NaAlO2 ④Al(OH)3 ⑤Al2O3 ⑥NaHCO3A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤C．④⑤ D．①④⑤⑥解析： 下表中，“√”表示能反应，“”表示不能反应答案： D①①②②③③④④⑤⑤⑥⑥强酸强酸√√√√√√√√√√强碱强碱√√√√√√√√√√ 2．(2010·11温州期中)2005年度诺贝尔生理学或医学奖授予巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了幽门螺杆菌以及该细菌对消化性溃疡病的致病机理下列物质适合胃溃疡严重的病人使用的是( )A．胃舒平[主要成分是Al(OH)3]B．苏打(主要成分是Na2CO3)C．小苏打(主要成分是NaHCO3)D．碳酸钡粉末解析： 胃溃疡严重的病人胃黏膜已腐烂，如果服用苏打或小苏打会产生大量气体，加剧胃黏膜表面穿孔，使病情更加严重；碳酸钡虽能中和胃酸，但是生成的钡离子有毒并且产生气体答案： A 3．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是( )A．Al B．Al(OH)3C．AlCl3 D．Al2O3解析： 四个选项中的物质与NaOH溶液反应最终均生成NaAlO2。
由NaAlO2的组成可知消耗n(NaOH)等于铝元素的物质的量，即四个选项中Al元素的百分含量越高，消耗的NaOH就越多答案： A 4．下列反应的离子方程式书写正确的是( )A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO2－＋4NH4＋＋2H2OB．浓烧碱溶液中加入铝片：Al＋2OH－===AlO2－＋H2↑C．用浓NaOH溶液溶解Al2O3：2OH－＋Al2O3===2AlO2－＋H2OD．往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O解析： A项应为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋；B项应为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑；D项应为：MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O答案： C 5．(2011·最新选编题)(Ⅰ)[2009·福建高考·24(1)]从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程……在铝土矿加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为__________ __________________Ⅱ)[2008·山东高考·28(4)]利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。
方法为：①用稀盐酸浸取炉渣，过滤②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3据以上信息回答下列问题：除去Al3＋的离子方程式是_______________________________________________ (Ⅲ)[2009·全国卷Ⅰ·8]写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_______________________________________________________Ⅳ)(2007·广东高考·11)写出往氨水中滴加氯化铝的离子方程式：____________________________________________________________答案： (Ⅰ)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(Ⅱ)Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O(Ⅲ)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2(Ⅳ)Al3＋＋3NH3·H2O===3NH4＋＋Al(OH)3↓ 一、铝及其化合物间的转化 (教师可根据实际情况确定例题)1．A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式：A________，B__________，C__________，D______，E________2)写出下列反应的离子方程式：A→B：____________________________________________A→D：________________________________解析： B为两性物质，由A―→B知B为Al(OH)3，C为Al2O3，A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2答案： (1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2(2)AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O 2．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用，其实验方案如下试回答下列问题： (1)由滤液A制得AlCl3溶液有途径a和b两条，选择其中的合理途径理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
2)从经济效益和环境保护角度考虑，用滤渣F制备胆矾溶液的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________________________________ 解析： (1)中滤液为NaAlO2，途径a加盐酸制得的AlCl3中含有NaCl杂质(或途径b制得的AlCl3中不含杂质)，所以选择途径b；(2)利用空气氧化Cu生成氧化铜，氧化铜再与硫酸反应可制得CuSO4答案： (1)选择途径b，途径a制得的AlCl3中含有NaCl杂质(或途径b制得的AlCl3中不含杂质) 1．铝及其化合物的转化2．特别提醒：Al(OH)3不与CO2、NH3·H2O反应 二、可溶性铝盐与强碱溶液的反应 (教师可根据实际情况确定例题)3．下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是( )A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中 答案： A 4．向AlCl3和MgCl2的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，则消耗NaOH溶液体积(x轴)和生成沉淀(y轴)之间的函数关系可用如图来表示，则下列关系图正确的是( )答案： B 5．下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是( )A．NaHSO4和Ba(OH)2 B．AlCl3和NaOHC．NaAlO2和H2SO4 D．Na2CO3和盐酸解析： 若AlCl3溶液滴入NaOH溶液中：Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O，Al3＋＋3AlO2－＋6H2O=== 4Al(OH)3↓，所以现象为先无沉淀，后产生沉淀；若NaOH溶液滴入AlCl3溶液中：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同，B项不正确。
若NaAlO2溶液滴入H2SO4溶液中：AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O，Al3＋＋6H2O＋3AlO2－===4Al(OH)3↓，所以现象为先无沉淀生成，后产生沉淀；若H2SO4溶液滴入NaAlO2溶液中：AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同，C项不正确若盐酸滴入Na2CO3溶液中：CO32－＋H＋===HCO3－，HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑，所以现象为先无气体，后产生气体；若Na2CO3溶液滴入盐酸中：CO32－＋2H＋===H2O＋CO2↑，立即产生气体，直至反应结束，故现象不同，D项不正确答案： A 1．图象分析(1)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液 (2)向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液2．可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素存在形态分析(NaAlO2与盐酸反应的分析与上述内容类似) 1．将表面已经完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( )A．稀HNO3 B．稀HClC．Cu(NO3)2 D．NaOH答案： C 2．双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3，关于该物质的说法正确的是( )A．该物质属于两性氢氧化物B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H＋D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用解析： 双羟基铝碳酸钠是一种盐，所以A、B均错误；1 mol该物质最多可消耗4 mol H＋，C错误；该物质与较多的H＋反应会产生气体，故不适合胃溃疡患者，D正确。
答案： D 3．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO42－、HCO3－B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO42－、Cl－C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO3－、F－D．d点对应的溶液中：K＋、NH4＋、I－、CO32－ 解析： 向NaOH溶液中逐渐加入AlCl3溶液时发生Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O,3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓a点时溶液中有大量OH－，与Fe3＋、HCO3－不能大量共存b点时溶质为NaCl和NaAlO2，所有离子可以大量共存c点时溶质为NaCl，与Ag＋不能大量共存d点时溶质为NaCl和AlCl3，Al3＋与CO32－互相促进水解不能大量共存答案： B 4．(2010·山东高考节选)以下为铝材表面处理的一种方法：(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是________________________________________________(用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________ a．NH3 b．CO2c．NaOH d．HNO3(2)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____________________________________________________________解析： (1)Al与NaOH溶液反应生成H2；碱洗槽液中，Al以AlO2－形式存在，加CO2发生反应：2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－，NH3、NaOH与AlO2－均不反应，HNO3与AlO2－反应也可以生成Al(OH)3沉淀，但是过量的HNO3与Al(OH)3反应，沉淀溶解 (2)铝为阳极，Al失电子生成Al3＋，Al3＋与H2O电离产生的OH－反应生成Al(OH)3，Al(OH)3分解得Al2O3答案： (1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑ b(2)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋HCO3－与H＋反应使H＋浓度减小，产生Al(OH)3沉淀 5．下列图象中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图象对应的字母填空。
(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量________2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量________3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量________4)澄清石灰水中通入过量CO2________5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液________6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水________答案： (1)③ (2)⑥ (3)① (4)② (5)⑤ (6)④ 练规范、练技能、练速度 。