1、8.2 铝和铝合金的崛起（1） 一、铝 1原子结构 铝位于第三周期第A 族,原子结构示意图： 铝是地壳中含量最多的金 属元素，在自然界只以化合态存在。 2物理性质 金属铝具有银白色金属光泽， 密度为 g/ 3， 属于轻金属。 熔点， 沸点。 质地较软， 有良好的导电、传热性。 3化学性质 与非金属反应：2Al+3Cl22AlCl3（铝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的白烟） 2Al +3S Al2S3 （制备 Al2S3的唯一方法） 在纯氧中剧烈燃烧： 4Al+3O2 2Al2O3 铝与氧气 常温下：表面被氧化生成致密的氧化膜，故铝制品具有抗腐蚀的性能 的反应 毛刷实验：a、铝片表面有一层致密的氧化
2、膜，所以要用砂皮纸擦去。 b、3HgNO3+AlAl(NO3)3+3Hg 4Al+3O22Al2O3 与热水的反应：2Al+6H2O（热） 2Al(OH)3+3H2 与酸反应： 与盐酸、稀硫酸等非强氧化性酸反应： 2Al+6H + 2Al3+3H 2 与强氧化性酸反应（不产生 H2） ： 铝与冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化，加热时可以继续反应。 与盐溶液反应： 3Cu 2+2Al2Al3+3Cu 与某些氧化物的反应（铝热反应） ： 例如：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 铝热剂：某些金属氧化物（如 Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2）与铝粉的混合物（这些氧化 物中的金属熔点较高） 。
3、用途：工业上用于冶炼某些难熔的金属；焊接铁轨。 与碱溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 2.从铝土矿中提取铝的工艺流程为： 工业上采用电解熔融的氧化铝制得金属金属铝。在氧化铝中加入冰晶石（Na3AlF6）作助 熔剂，使熔点高达 2000多度的 Al2O3在 1000多度就熔化，便于电解。 （这里不采用电解 熔融 AlCl3，是因为 AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电；而 Al2O3是离子化合物，其熔融 高温 铝土矿 溶解 NaOH 溶液 过滤 残渣 酸化 二氧化碳 过滤 滤液 灼烧 电解 铝 态时能电离产生自由移动的 Al 3+和 O2-导电。 ） 阳极：2O
4、2 - 4e O 2 阴极：Al 3+ + 3eAl 总反应：2Al2O3 4Al+3O2 例题解析 例 1甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL 1的盐酸和氢氧化钠溶液，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甲乙12， 则加入的铝粉质量 为（ ） A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 例 2某无色透明的稀溶液能与铝作用放出氢气，试分析下列离子中：H +、Ba2+、Mg2+、OH-、 SO3 2-、Cl-、CO 3 2-、NO 3 -可能有哪些离子大量存在于此溶液中。 第一种情况，该溶液中一定有_离子，可能有_离子； 第二种情况
5、，该溶液中一定有_离子，可能有_离子。 例 3镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气 体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的（ ） A物质的量之比为 3：2 B质量之比为 3：2 C摩尔质量之比为 2：3 D反应速率之比为 2：3 巩固练习 一、选择题 1用于飞机制造业的重要材料的是（ ） A Mg-Al 合金 B Cu-Sn 合金 C Al-Si 合金 D 不 锈钢 2. 下列物质中属于纯净物的是（ ） A铝热剂 B铝土矿 C明矾 D含铝 38%的 Al2O3 3铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作 窗框、卷帘门、防护栏等。下
6、列与这些用途无关的性质是（ ） A不易生锈 B导电性好 C密度小 D强度高 41989 年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用铝在下列应用时应加 以控制的是制铝合金 制电线 制炊具 银色漆颜料 明矾净水 明矾与苏 打制食品膨松剂 易拉罐 用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片 包装糖果和小食品 （ ） A B C D 5新买的铝锅、铝壶用来烧开水时，凡是水浸到的地方都会变成黑色，这与水中含有下列 可溶盐有关的是（ ） A钠盐 B钾盐 C钙盐 D铁盐 6由 Na、Mg、Al、Zn 四种金属单质中的两种组成的混合物共 12 克，跟足量盐酸反应，产 生 5.6L H2 (标况)，由此可判断
7、混合物中必定含有（ ） ANa BMg CAl DZn 7铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为（ ） A与氧气在常温下不反应 B铝性质不活泼 C铝表面能形成一层致密的氧化膜 D铝既耐酸又耐碱 通电 冰晶石 8把镁粉中混入的少量铝粉除去，应选用的试剂是 （ ） A盐酸 B氯水 C烧碱溶液 D纯碱溶液 9下列离子方程式书写正确的是 ( ) A铝粉投入到 NaOH 溶液中：2Al+2OH 2AlO 2 +H 2 BAlCl3溶液中加入足量的氨水：Al 3+ 3OH Al(OH) 3 C氯化铁溶液中加入铁粉：Fe 3+ Fe 2Fe2+ DFeBr2溶液跟少量 Cl2反应：2Fe 2+Cl 22Fe 3
8、+2Cl 10a、b、c、d、e 分别是 Cu、Ag、Fe、Al、Mg 五种金属中的一种。已知（1）a、c 均能与 稀硫酸反应放出气体； （2）b 与 d 的硝酸盐反应，置换出单质 d； （3）c 与强碱反应放出气 体； （4）c、e 在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断 a、b、c、d、e 依次为（ ） AFe、Cu、Al、Ag、Mg BAl、Cu、Mg、Ag、Fe CMg、Cu、Al、Ag、Fe DMg、Ag、Al、Cu、Fe 11能用铝为原料来冶炼难熔的金属是因为（ ） A铝的密度小, 熔点较低 B铝具有还原性、发生氧化还原反应时放出大量的热 C铝在金属活动性顺序表排在较前面 D铝在空气中燃
9、烧，放出大量的热 12用铝热法还原下列化合物，制得金属各 1mol，需消耗铝最少的是（ ） AMnO2 BWO CCo3O4 DCr2O3 13Al、Fe、Cu 都是重要的金属元素。下列说法正确的是（ ） A三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C制备 AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液蒸干的方法 D电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极依次析出 Cu、Fe、Al 14若在加入铝粉能放出 H2的溶液中，分别加入下列各组离子肯定不能共存的（ ） AFe 3+、NO 3、Cl、Na + BBa2+、Mg2+、HCO 3、AlO2
10、CNO3、Na +、K+、CO 3 2 DNO 3、K +、AlO 2、OH 15 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应， 当两个反应放出的气体在相同状况下体积 相等时，反应中消耗的 HCl 和 NaOH 物质的量之比为（ ） A1:1 B2:1 C3:1 D1:3 16经实验测得某一溶液由 Mg 2+，Al3+，Cl，SO 4 2四种离子组成，其中 Al3+，SO 4 2， Cl 离子的个数比为 3:1:13，由此可推出该溶液中 Mg2+，Al3+ 离子的个数比为（ ） A1:3 B3:1 C1:1 D2:1 17将某物质的量的镁和铝混合，取某质量的该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，
11、 充分反应后，放出氢气最多的是（ ） A8mol/L NaOH 溶液 B3mol/L HCl 溶液 C4mol/L HNO3溶液 D18mol/L H2SO4溶液 18用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图） ，将 试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生 出“白毛” ，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是 A实验中发生的反应都是氧化还原反应 B铝是一种较活泼的金属 C铝与氧气反应放出大量的热量 D铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 19等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量 的铝，生成氢气的体积比
12、为 56，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（ ） A甲、乙中都是铝过量 B甲中铝过量、乙中碱过量 C甲中酸过量、乙中铝过量 D甲中酸过量、乙中碱过量 20锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨 水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成 Zn(NH3)4 2+。回答问题： （1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 （写化学式） 。 （2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。 （3）下列各组溶液，不用任何试剂，只需相互滴加即可鉴别的是 硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水 （4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式 。
13、试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因 _ 。 21某同学欲利用教材中的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成份。 （1）请写出“铝热反应”的化学方程式 ； 该同学经查阅化学手册知 Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/ 660 2054 1535 1462 沸点/ 2467 2980 2750 - （2）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是 （3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试 剂是 ，反应的离子方程式为 。 （4）该同学为确定熔融物中是否还会有残留的 Fe2O3 ，将熔融物用酸完全溶解后加入 KSCN 试剂。请你分析该设计是否正确（填“正确”或“不正确”） ，理由是（用离子方 程式表示） ； （5）若要测定该熔融物中铝元素的含量，现进行如下实验： 称量实验所得熔融物质量为 m1； 将熔融物加入足量盐酸溶解，过滤； 向滤液中再加入足量氢氧化钠溶液后过滤，洗涤沉淀，将滤液和洗涤液合并； 向溶液滤液中通入足量二氧化碳，过滤并洗涤沉淀； 称量坩埚质量为 m2，取沉淀置于坩埚中灼烧至恒重，冷却称量其质量为 m3。 列出铝元素含量的计算式 。
