1、【 精品教育资源文库 】 第 11讲 铝及其重要化合物 考纲要求 了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。 考点一 铝、镁的性质及应用 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 。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。 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、导电性和导热性等，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： _ _。 _ 。 _ 。 _ _。 答案 4Al 3O2= 2Al2O3 2Al Fe2O3=高温 2Fe Al2O3 2Al 6H =2Al3 3H2
2、 2Al 2OH 2H2O=2AlO2 3H2 4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。 5对比记忆镁的化学性质 【 精品教育资源文库 】 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 单质的性质、用途和制法 (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式 (
3、) (2)MgO与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂 ( ) (3)Mg粉与浓 NH4Cl溶液反应放出 H2和 NH3( ) (4)冶炼铝时常用焦炭作还原剂 ( ) (5)1 mol Al与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同 ( ) (6)铝与少量 NaOH溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH溶液反应生成偏铝酸盐 ( ) (7)相同质量的镁条分别在足量的 CO2和 O2中完全燃烧，所得固体的质量相同 ( ) (8)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在 N2中冷却 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 依据 Mg、 Al 单质的性质，思考回答下列问题：
4、 (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强的抗腐蚀性能？ (2)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？ (3)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有 _(用化学式表示 )。 (4)工业冶炼金属铝的化学方程式是 _ _，反应中每生成 1 mol铝，转移电子 _ mol。 (5)将 Al和 Na的单质同时加入到一定量的水中，充分反应后，发现既无沉淀生成又无残留金属存在，请用两个化学反应方程式表示其变化： _ ， 【 精品教育资源文库 】 _ _。 答案 (1)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。 (
5、2)铝与酸、碱反应的实质都是 Al0 失 3eAl3 ， 2H 得 2eH2，只不过碱中的 H 来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水。 (3)MgO、 Mg3N2、 C (4)2Al2O3(熔融 ) =电解冰晶石 4Al 3O2 3 (5)2Na 2H2O=2NaOH H2 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 1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 molL 1 HCl B 4 molL 1 HNO3 C 8 molL 1 NaOH D 18 molL 1 H2SO4 答案 A 解析 在镁、铝混合
6、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。 2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、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积之比是 _。 (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和氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是 _。 (3)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，二者产生的H
7、2相等，则 HCl和 NaOH 的物质的量浓度之比是 _。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL 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 ) 12 ，则加入铝粉的质量为 _(填字母 )。 A 5.4 g B 3.6 g C 2.7 g D 1.8 g 答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A 解析 (1)根据化学方程式： 2Al 6HCl=2AlCl3 3H2 、 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2【 精品教育资源文库 】 3H2 ，得 Al 与 H2的关系式均为 2Al 3H2
8、，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。 (2)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 13 。 (3)因为铝足量且产生 H2的量相等，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)其反应原理分别为 2Al 6HCl=2AlCl3 3H2 ， 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 。
9、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。 2Al 6HCl= 2AlCl3 3H2 6 mol 3 mol 3 molL 10.1 L 0.15 mol 则 Al与 NaOH反应生成的 H2为 0.15 mol2 0.3 mol。 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 227 g 3 mol 5 4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为 5.4 g。 铝与酸或碱反应生成 H2的量的关系 2Al 6HCl=2AlCl3 3H2 2Al 2
10、NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 (1)等质量的铝与足量的盐 酸、氢氧化钠溶液分别反应： 产生 H2的物质的量相等。 消耗 H 、 OH 的物质的量之比为 n(H ) n(OH ) 31 。 (2)足量的铝分别与等物质的量的 HCl和 NaOH反应： 消耗 Al的物质的量之比为 13 。 生成 H2的物质的量之比为 13 。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为 13 VHCl?H2?VNaOH?H2? 1，则必定 铝与盐酸反应时，铝过量而 HCl不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而 NaOH过量 。 【 精品教育资源文库 】 考点二 铝
11、的重要化合物 1氧化铝 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。 (2)化学性质 2氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，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 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： Al(OH) 3 3H =Al3 3H2O。 Al(OH) 3 OH =AlO2 2H2O。 2Al(OH) 3= Al2O3 3H2O。 (3)制备 向铝盐中加入氨水 ， 离子方程式为 Al3 3NH3H 2O =Al(OH)3 3NH4 。 NaAlO 2溶液中通入足量 CO2， 离子方程式为 AlO2 CO2 2H2
12、O=Al(OH)3 HCO3 。 NaAlO 2溶液与 AlCl3溶液混合 ： 3AlO2 Al3 6H2O=4Al(OH)3 。 3常见的铝盐 (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)212H 2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液 pH (填 “ ”“”或 “ ”)7 。明矾可以净水，其净水的原理是 Al3 3H2O Al(OH)3(胶体 ) 3H ， Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。 (3)明矾溶液与 Ba(OH)2溶液反应的离子方程式： Al 3 恰好完全沉淀 2Al3 3SO24 3Ba2 6OH =2Al(
13、OH)3 3BaSO4 。 【 精品教育资源文库 】 SO 24 恰好完全沉淀 Al3 2SO24 2Ba2 4OH =AlO2 2BaSO4 2H2O。 镁、铝重要化合物的性质及应用 (1)MgO、 Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料 () (2)AlCl3与过量 NaOH溶液反应生成 NaAlO2，但与过量氨水反应却生成 Al(OH)3() (3)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈 () 解析 明矾溶液中的 Al3 水解呈酸性，能溶解铜锈 Cu2(OH)2CO3。 (4)氢氧化铝、 NaHCO3、 Na2CO3均可作 胃酸的中和剂 () 解析 Na2CO3不能用作胃酸的中和
14、剂。 (5)明矾水解时能生成具有吸附性的 Al(OH)3胶粒，可用于净水和消毒 () 解析 Al(OH)3只能用于净水，不具有杀菌、消毒的功能。 (6)下列物质的转化在给定条件下能够实现： Al2O3 NaOH?aq?NaAlO2(aq) CO2 Al(OH)3() (7)AlO2 、 CO23 在溶液中不能大量共存 () 解 析 AlO2 、 CO23 在溶液中水解均呈碱性，能大量共存。 (8)MgCl2、 AlCl3溶液分别加热蒸发、灼烧，最终所得固体产物分别是 MgO和 Al2O3() 题组一 Al3 、 AlO2 反应判断 1 (离子大量共存 )常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
