第二课时铝的重要化合物

第二课时铝的重要化合物
(1)Fe2O3是碱性氧化物，与盐酸反应生成盐和水，离子方程式是Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。

(2)CO2是酸性氧化物，与足量NaOH反应生成盐和水，离子方程式是CO2＋2OH－
===CO2－3＋H2O。

(3)氯化铝溶液与氨水反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。

(4)Al(OH)3溶于盐酸的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

一、氧化铝
1．物理性质
2．化学性质
Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。

3．用途
(1)冶炼金属铝的原料；
(2)良好的耐火材料。

二、氢氧化铝
1．物理性质
(1)色态：白色固体。

(2)溶解性：难溶于水。

2．化学性质
Al(OH)3是两性氢氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。

3．制备
实验室常用可溶性铝盐Al2(SO4)3与氨水反应制取Al(OH)3。

(1)离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。

(2)现象：有白色胶状沉淀产生，氨水过量时，沉淀不溶解。

4．用途
(1)能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。

(2)利用其弱碱性，可用作胃酸中和剂。

三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]
(1)电离方程式：KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO2－4。

(2)明矾：
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)Al2O3含有金属元素，是一种碱性氧化物()
(2)Al2O3能溶于任何酸碱溶液()
(3)Al(OH)3可溶于过量的氨水()
(4)氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药()
(5)明矾的化学式为KAlSO4·12H2O()
答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×
2．下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()
A．Al(OH)3是两性氢氧化物
B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al(OH)3能凝聚水中悬浮物，也能吸附色素
D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
解析：Al(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，不溶于弱碱溶液。

答案：D 3．连线找用途。

①Al A ．治疗胃酸过多 ②明矾、AlCl 3 B ．门窗合金、飞机材料 ③Al(OH)3 C ．耐火材料 ④Al 2O 3
D ．净水剂
答案：①－B ，②－D ，③－A ，④－C 4．思考：
(1)医用胃酸中和剂用Al(OH)3，为什么不用NaOH?
(2)实验室常用Al 2(SO 4)3与氨水反应制备Al(OH)3，为什么不使用NaOH 溶液？ 答案：(1)NaOH 碱性太强，对人体有腐蚀作用，且与酸反应过于剧烈，对人体有极大危害。

(2)NaOH 过量会继续与Al(OH)3反应生成NaAlO 2，故不用NaOH 。

1．Al 3＋
―→Al(OH)3或AlO －
2 (1)Al 3
＋――→弱碱或少量强碱Al(OH)3：
Al 3＋
＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋
4， Al 3＋
＋3OH －
===Al(OH)3↓。

(2)Al 3＋――→过量强碱
AlO －
2：
Al 3＋
＋4OH －
===AlO －
2＋2H 2O 。

2．Al(OH)3―→Al 3＋
或AlO －
2 (1)Al(OH)3――→强酸
Al 3＋
：
Al(OH)3＋3H ＋
===Al 3＋＋3H 2O 。

(2)Al(OH)3――→强碱
AlO －
2：
Al(OH)3＋OH －
===AlO －
2＋2H 2O 。

3．AlO －
2―→Al(OH)3或Al 3＋
(1)AlO －2
――→弱酸或少量强酸
Al(OH)3：
AlO －
2＋CO 2(过量)＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －
3 或2AlO －
2＋CO 2(少量)＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－
3 AlO －
2＋H ＋(少量)＋H 2O===Al(OH)3↓， (2)AlO －2――→过量强酸
Al 3＋
： AlO －
2＋4H ＋
===Al 3＋
＋2H 2O 。

[例1] 已知单质A 、B 、C 和甲、乙、丙、丁四种化合物有如图所示的转化关系，C 为密度最小的气体，甲是一种高熔点的物质，丙常温下是一种液体。

根据以上转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式：
A________；B________；乙________。

(2)A 原子的原子结构示意图为________。

(3)写出下列变化的方程式：
①A 与NaOH 溶液反应的化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。

②甲与NaOH 溶液反应的离子方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。

[解析] 本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，以物质A 作为突破口，A 与NaOH 反应放出H 2，判断A 是Al ；由C ＋B →水，判断B 为O 2；由A ＋B →甲，判断甲为Al 2O 3；其余则容易判断：乙为NaAlO 2，丁为Al(OH)3。

[答案] (1)Al O 2 NaAlO 2 (2)
(3)①2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ ②Al 2O 3＋2OH －
===2AlO －
2＋H 2O
解答此类题目，需掌握“铝三角”之间的转化关系，能够熟练书写这些物质间反应的化学方程式，此外还应注意以下两点：
(1)Al2O3、Al(OH)3具有两性，它们可溶于较强酸或强碱，而不能溶于弱酸或弱碱。

(2)注意在不同条件下，铝元素的存在形式：强酸性条件下，Al3＋可以大量存在；强碱性条件下，AlO－2可以大量存在；而Al(OH)3只能存在于中性或弱酸、弱碱的条件下。

逐滴逐滴
x＝n(OH－)/n(Al3＋)x＝n(H＋)/n(AlO－)
[例2]向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。

下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)()
[解析]上述过程中发生的反应为MgSO4＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋Na2SO4，Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4，当NaOH过量时Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，
所以开始时沉淀逐渐增多，达到最大值后，Al(OH)3被溶解，沉淀量逐渐减少，因为Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，所以最后沉淀不完全消失。

D项正确。

[答案]D
解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是抓住图像四点(原点、交点、转折点、终点)，数形结合，分析计算。

1．(对应考点一)下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()
A．Al(OH)3→Al2O3B．Al2O3→Al(OH)3
C．Al→AlO－2D．Al3＋→Al(OH)3
解析：Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO－2，Al3＋遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO－2，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。

答案：B
2．(对应考点一)使溶液中的AlO－2完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是() A．稀H2SO4B．盐酸
C．CO2D．氨水
解析：使AlO－2转化成Al(OH)3需加酸，若用强酸会使Al(OH)3溶解，最好通入CO2气体。

答案：C
3．(对应考点二)将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量n2
与所加X的物质的量n1的关系如图所示。

符合图示情况的是()
A B C D
X NaOH AlCl3HCl NaAlO2
Y AlCl3NaOH NaAlO2HCl
解析：因为是将物质X逐渐加入Y溶液中，且是沉淀逐渐增多至最大量，再逐渐减少至消失，所以B、D都不正确；写出化学方程式，根据最大沉淀量前后比为1∶3，而A中最大沉淀量前后比为3∶1，所以只有C符合题意。

答案：C
4．(对应考点二)把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO2－4全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是()
A．Al3＋B．Al(OH)3
C．AlO－2D．Al3＋和Al(OH)3
解析：1 mol明矾中含2 mol SO2－4，需2 mol Ba(OH)2，则Al3＋与OH－物质的量之比为1∶4，所以，Al3＋生成AlO－2。

答案：C
5．(热点题)铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。

提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：
________________________________________________________________________。

(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。

答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(1)Al2O3是两性氧化物，有关的离子方程式为：
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。

(2)Al(OH)3是两性氢氧化物，有关的离子方程式为：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、
Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。

(3)Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al(OH)3可用作胃酸中和剂；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用作净水剂。

(4)AlCl3溶液中加氨水的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，
NaAlO2溶液中通入足量CO2的离子方程式为：
AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。

一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列说法正确的是()
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析：A中Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；B中金属氧化物不一定就是碱性氧化物，如Mn2O7等；C中Al2O3只与强碱反应。

答案：D
2．有关铝及其化合物的说法错误的是()
A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜
C．氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
解析：Al2O3和NaOH能发生反应，熔化烧碱的坩埚不能用Al2O3材料制成。

答案：A
3．既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是()
①Al(OH)3②Al2O3③Al④NaHCO3
⑤Mg(OH)2
A．①②③④B．①②③④⑤
C．①②④D．①②④⑤
解析：Mg(OH)2只与酸反应，不与强碱反应；Al虽然既能与盐酸反应，又能与NaOH 溶液反应，但不是化合物。

答案：C
4．向100 mL 1.0 mol/L的AlCl3溶液中逐滴加入0.5 mol/L的NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的理论曲线图正确的是()
解析：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，发生的反应依次是：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，其现象是先产生白色沉淀，后沉淀逐渐减少，直到全部消失，而且沉淀最多和沉淀恰好消失时前后消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。

答案：D
5．镁、铝混合粉末10.2 g溶于500 mL 4 mol/L盐酸中。

若加入2 mol/L的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠溶液的体积为()
A．100 mL B．500 mL
C．1 000 mL D．1 500 mL
解析：当沉淀量达到最大时，溶液中的溶质为NaCl，根据Na、Cl原子个数比为1∶1可知需NaOH溶液的体积为1 000 mL。

答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(9分)胃酸过多是常见的胃病。

下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。

甲：①白色结晶状粉末，可缓慢分解；
②能溶于水；
③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；
④胃酸过多患者服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。

乙：①与胃酸作用是中和反应，作用缓慢而持久，可维持3～4小时；
②凝胶本身覆盖于溃疡面上，具有保护作用；
③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。

(1)请你推测，甲中含有的主要化学成分是________(填化学式)；乙中含有的主要化学成分是________(填化学式)。

(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。

(3)试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式：
________________________________________________________________________。

解析：据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3，乙为Al(OH)3，NaHCO3与酸反应的离子方程式为HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O，Al(OH)3溶于OH－的反应为Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。

答案：(1)NaHCO3Al(OH)3
(2)HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
7．(12分)A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，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)。

请回答下列问题：
(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：________________________________________________________________，B→D：________________________________________________________________，C→E：________________________________________________________________。

解析：本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，从物质B作为突破口，B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。

答案：(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2
(2)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
8．(9分)某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列所示的物质之间的转变：
据此判断：
(1)固体B 所含物质的化学式为_________________________________________。

(2)固体E 所含物质的化学式为_________________________________________。

(3)反应①的离子方程式为_____________________________________________。

解析：铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，如Al 2O 3可溶于NaOH 溶液，Fe 2O 3不能；KAl(SO 4)2是一种复盐，可溶于水，完全电离，加入氨水可生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3在强碱溶液中溶解，而在氨水中不溶解。

本题可用反应离子方程式描述从A 开始的一系列变化：
Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4，
2Al(OH)3=====△
Al 2O 3＋3H 2O ，
Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O ，
AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －3。

答案：(1)Al 2O 3 (2)(NH 4)2SO 4、K 2SO 4
(3)Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。