1、【 精品教育资源文库 】 第 9 讲 铝及其重要的化合物 考纲要求 了解铝及其重要化合物的主要性质及其应用。 考点一 铝的性质及应用 1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， 密度较小 、质地柔软。 3化学性质 (写出化学方程式 ) 4制备和用途 (1)制备 电解熔融 Al2O3： 2Al2O3(熔融 ) =电解冰晶石4Al 3O2 。 【 精品教育资源文库 】 (2)用途 纯铝用作导线，铝合金制备汽车、飞机、生活
2、用品等。 【多维思考】 1常温下为什么能用铝制槽车储运浓硫酸或浓硝酸？ 提示： 常温下浓硫酸和浓硝酸能使铝钝化。 2在铝与烧碱溶液的反应中氧化剂是什么？ 提示： H2O。 铝与酸、强碱溶液的反应 1铝能与酸溶液反应生成 H2和铝盐 (Al3 )，但与稀 HNO3反应不生成 H2，且常温下在浓HNO3、浓 H2SO4中钝化。 2铝与强碱溶液反应生成 H2和偏铝酸盐 (AlO2 )。 3铝与酸或碱溶液反应生 成 H2的量的关系 有关离子方程式为 2Al 6H =2Al3 3H2 2Al 2OH 2H2O=2AlO2 3H2 (1)等量 Al 分别与足量酸 (H )和碱 (OH )溶液反应，生成 H
3、2之比为 11 ，消耗 H 和 OH 之比为 31 。 (2)足量 Al分别与含 H 和 OH 物质的量相等的溶液反应，生成 H2之比为 13 。 (3)若产生 H2之比为 13” 或 “ ”) 。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。 【多维思考】 1仅用试管和胶头滴管能否区分 AlCl3溶液和 NaOH溶液？ 提示： 能，滴加顺序 不同，现象不同。 2 如何分离 Al2O3和 Fe2O3的混合物 ？ 【 精品教育资源文库 】 提示： “ 铝三角 ” 转化及 Al(OH)3沉淀的图象分析 1 “ 铝
4、三角 ” 转化关系 由电荷守恒， Al、 Al2O3、 Al(OH)3与酸反应时，每生成 1 mol Al3 均消耗 3 mol H ；与碱反应时，每生成 1 mol AlO2 均消耗 1 mol OH 。 但由 Al3 AlO 2 耗 4 mol OH ，由 AlO2 Al 3 耗 4 mol H 。 2 “ 铝三角 ” 的 应用 (1)鉴别 (利用滴加顺序不同，现象不同 ) AlCl3溶液中滴加 NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。 NaOH溶液中滴加 AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。 (2)分离提纯 利用 Al能溶于强碱溶液，分离 Al与其他金
5、属的混合物。 利用 Al2O3能与强碱反应，分离 Al2O3与其他金属氧化物。 利用 Al(OH)3的两性，分离 Al3 与其他金属阳离子。 3有关 Al(OH)3沉淀的四个基本图象 (1)可溶性铝盐溶液与 NaOH溶液反应的图象 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 【 精品教育资源文库 】 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 沉淀不消失 图象 离子方程式 Al3 3OH = Al(OH)3 Al(OH)3 OH =AlO2 2H2O Al3 4OH =AlO2 2H2O 3
6、AlO2 Al3 6H2O=4Al(OH)3 (2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图 象 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量 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 沉淀不消失 图象 离子方程式 AlO2 H H2O=Al(OH)3 Al(OH)3 3H = Al3 3H2O AlO2 4H =Al3 2H2O Al3 3AlO2 6H2O=4Al(OH)3 4.拓展图象 (1)向 AlCl3溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2溶液至过量，图象如图 1所示。 (2)向 NaAlO2溶液中逐滴加入 AlCl3溶液
7、或通入 CO2至过量，图象如图 2所示。 【 精品教育资源文库 】 (3)向 MgCl2、 AlCl3和盐酸的混合溶液 (即将 Mg、 Al溶于过量盐酸所得的溶液 )中逐滴滴入 NaOH溶液至过量，图象如图 3所示。 (4)向 MgCl2、 AlCl3混合溶液中先加入 NaOH溶液，后加入盐酸 (NaOH与盐酸的物质的量浓度相等 )，沉淀图象如图 4所示。 考向一 Al2O3和 Al(OH)3的两性 1下列除杂质的方法不正确的是 ( ) A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B FeCl3溶液中混有少量 AlCl3：加入过量的氨水，过滤、洗涤沉淀，再将沉淀用适量盐
8、酸溶解 C Fe2O3中混有少量 Al2O3：加入过量 NaOH溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 D Al(OH)3中混有少量 Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量 CO2后过滤 解析： B项，加入过量氨水， Fe3 、 Al3 均沉淀且均不溶于氨水，无法除去杂质。 答案： B 2 (2018 山东济南模拟 )工业上用含 Fe2O3 杂质的铝 土矿为原料冶炼铝的工艺流程如下： 【 精品教育资源文库 】 下列叙述正确的是 ( ) A反应 中试剂 X是氢氧化钠溶液 B试剂 Y是 HCl，它与 AlO2 反应生成氢氧化铝 C图中所示转化反应中包含 2个氧化还原反应 D将
9、 X与 Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果 解析： 如果试剂 Y 是 HCl，过量 HCl与 AlO2 反应生成氯化铝，不可能得到氢氧化铝， B错误；只有电解熔融 Al2O3属于氧化还原反应， C 错误；因二氧化碳与氧化铁、氧化铝都不反应，则将 X与 Y试剂进行对换，不能对物质进行分离 ， D错误。 答案： A 考向二 Al(OH)3的制备方法 3用含有少量 Mg的 Al片制取纯净的 Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是 ( ) 加盐酸溶解 加 NaOH溶液 过滤 通入过量 CO2生成 Al(OH)3 加盐酸生成Al(OH)3 加过量氨水生成 Al(OH)3 A B C D 解析： 若先
10、用盐酸溶解， Mg、 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 C项操作步骤为最佳顺 序。 答案： C 4用稀 H2SO4、 NaOH溶液和金属铝为原料制取 Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别是 甲： Al H2SO4Al2(SO4)3 NaOHAl(OH)3 乙： Al NaOHNaAlO2 H2SO4Al(OH)3 丙： Al H2SO4 Al2?SO4?3Al NaOHNaAlO2Al(OH)3 若要得到等量的 Al(OH)3，则 ( ) A三者消耗的原料相同 【 精品教育资源文库 】 B甲消耗的原料
11、的总物质的量最多 C乙消耗的原料的总物质的量最少 D丙消耗的原料的总物质的量最多 解析： 从量的关系看，假定有 1 mol铝，则甲耗 1.5 mol H2SO4和 3 mol NaOH，乙耗 1 mol NaOH和 0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份与 H2SO4反应，耗 H2SO4 0.375 mol，三份 与 NaOH反应， 耗 NaOH 0.75 mol，故甲耗料最多，丙耗料最少。 答案： B 【技法归纳】 Al(OH)3的三种制备方法 (1)可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理： Al3 3NH3H 2O=Al(OH)3 3NH4 (2)向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量 CO
12、2 反应原理： AlO2 2H2O CO2=Al(OH)3 HCO3 (3)铝盐溶液与偏铝酸盐溶液混合法 反应原理： Al3 3AlO2 6H2O=4Al(OH)3 考点三 Al3 、 Al(OH)3、 AlO2 之间的转化关系 Al3 、 Al(OH)3、 AlO2 之间的转化关系 写出上述转化的离子方程式： (1)Al 3 3NH3H 2O=Al(OH)3 3NH4 Al 3 3AlO2 6H2O=4Al(OH)3 Al 3 3OH =Al(OH)3 (2)Al(OH)3 3H =Al3 3H2O (3)Al3 4OH =AlO2 2H2O (4)AlO2 4H =Al3 2H2O 【
13、精品教育资源文库 】 (5)AlO 2 CO2 2H2O=Al(OH)3 HCO3 或 2AlO2 CO2 3H2O=2Al(OH)3 CO23 2AlO 2 H H2O=Al(OH)3 (6)Al(OH)3 OH =AlO2 2H2O 【感悟测评】 1某无色溶液中，已知含有 H 、 Mg2 、 Al3 等阳离子，逐滴加入 NaOH 溶液，则消耗NaOH溶液体积 (x 轴 )和生成沉淀量 (y 轴 )之间的函数关系，可用下图表示，则下图中正确的是 ( ) 答案： B 2将一定质量的 Mg 和 Al 的混合物投入 250 mL 2.0 mol/L 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入 NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是 ( ) A当加 入氢氧化钠溶液的体积为 20 mL时，溶液的 pH等于 7 B当加入氢氧化钠溶液的体积为 20 mL时，溶液中的溶质只有硫酸镁和硫酸铝 C NaOH溶液的物质的量浓度为 5 mol/L D生成的 H2在标准状况下的体积为 11.2 L 答案： C 1 Al3 与强碱反应的计算规律 (1)求产物 Al(OH)3的量 当 n(OH )3n(Al 3 )时，
