第4章 第2节 第1课时 铝与铝合金

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4．实验室欲制取Al(OH)3，应选择________试剂更好(填
序号)。离子方程式为___________________________。
①0.5 mol/L AlCl3溶液 ②0.5 mol/L NaOH溶液 ⑤金属铝
③1.0 mol/L稀HCl ④1.0 mol/L氨水
分析：可溶性铝盐与碱反应可生成Al(OH)3，但由于 Al(OH)3可溶于强碱溶液中，但不溶于弱碱，所以选择 AlCl3溶液和稀氨水制Al(OH)3更好。
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2．四羟基合铝酸盐与盐酸反应
操作
现象
立即产生白
离子方程式
[Al(OH)4]－＋H＋ === Al(OH)3↓＋ H2O Al(OH)3＋3H＋
图像
色沉淀→渐
多→最多→ 渐少→消失
===Al3＋＋3H2O
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操作
现象
离子方程式 [Al(OH)4]－＋4H＋ ===Al3＋＋4H2O
图像
无明显现象
→产生白色 沉淀→渐多
Al3＋＋3[Al(OH)4]－ ===4Al(OH)3↓
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操作
现象
离子方程式 [Al(OH)4]
－
图像
＋
生成白色沉 CO2=== 淀逐渐增多 Al(OH)3↓＋ HCO－ 3
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[特别提醒]
(1)NaOH溶液和AlCl3溶液滴加顺序不同，则现象不
同，可以用互滴的方法鉴别这两种溶液，同理，稀盐酸
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1．自然界中有无游离态的铝？为什么？
答案：没有。铝是较活泼的金属元素，在自然界
中只能以化合态存在。
2．通常情况下，铝或铝合金是否需做特殊保护？
答案：通常情况下，在空气中铝与空气中O2反应
生成一层致密氧化物薄膜，从而保护内部金属，
故不用做特殊保护。 返回
3．镁粉中混有铝粉，应如何除去？ 答案：铝与强碱溶液反应而镁不反应，可将混合物溶于 NaOH溶液中，再过滤、洗涤、干燥、得到纯净的镁。
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二、铝的重要化合物 1．氧化铝(Al2O3)——两性氧化物 (1)物理性质：是不溶于水的 白 色 固 体。
(2)化学性质：
①与强酸溶液反应(离子方程式下同)： Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 。 ②与强碱溶液反应： Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。
两性氧化物：既能与 酸 反应，又能与 碱 反应的 氧化物 。
答案：①④ Al3 ＋3NH3· 2O===Al(OH)3↓＋ 3NH4 H
＋ ＋
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由此可得出以下关系式：
(2)铝与酸或碱溶液反应生成 H2 的量，
2Al～6H＋～3H ↑ 2 － 2Al～2OH ～3H2↑
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①等量 Al 分别与足量酸(H＋)和碱(OH－)溶液反应，生成 H2 物质的量之比为 1∶1， H 和 OH 物质的量之比为 3∶1。 耗 ②足量 Al 分别与物质的量相等的 H＋和 OH－溶液反应， 生成 H2 之比为 1∶3。 1 VH＋H2 1 ③若产生 H2 之比为 < < 则必定是： 3 VOH－H2 1 与酸反应时，Al 过量、H 不足； 与碱反应时，Al 不足、OH－过量。
＋
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②NaOH 过量，使生成的 Al(OH)3 部分溶解后剩余 0.39 g。AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl 1 mol 3 mol n(NaOH) n(NaOH)＝0.03 mol， Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] 0．005 n1(NaOH) 1 mol 0.01 mol
－ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ － －
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[例1]
A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常
见金属元素，A中又含有钾元素，它们的转化关系如图 所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的具有两性的白色固 体，E则易溶于水。
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(1)写出化学式： A____________， C____________，
D________________，
___________________________________________。
(4)假设溶液中有0.39 g Al(OH)3沉淀，则此时用去 NaOH溶液体积为________。
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[解析]
把 NaOH 溶液滴入 AlCl3 溶液中，先产生
Al(OH)3 沉淀，其质量最大值为 A 点，然后全部消失溶解 (B 点 ) 。 其 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 Al3 ＋ ＋ 4OH － ===[Al(OH)4]－。当有 0.39 g Al(OH)3 沉淀生成时有两种情 况，①AlCl3 过量，加入的 NaOH 使 Al3 部分产生沉淀， 通过 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓可计算出沉淀：n(NaOH) ＝3n[Al(OH)3]＝0.015 mol， 0.015 mol V(NaOH)＝ ＝0.0075 L。 2 mol· －1 L
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(1)地壳中含量最多的元素是 氧 ，含量最多的金属元素
是铝 。 (2)铝与稀盐酸反应的离子方程式是 2Al＋6H＋===2Al3 ＋＋3H ↑ 2 ，与CuSO4反应的离子方程式为 2Al＋3Cu2＋
图像
===[Al(OH)4]－
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操作
现象
离子方程式
Al3＋＋4OH－
图像
无明显现 象→生成 白色沉淀
===[Al(OH4)]－
Al3＋＋3[Al(OH)4]
－===4Al(OH) 3↓
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操作
现象
离子方程式 Al3＋＋3NH3· 2O H
图像
生成白 ===Al(OH)3↓ ＋ 色沉淀 3NH＋ 4
(1)两性白色固体为Al2O3或Al(OH)3。 (2)五种物质都是化合物，且都含铝元素。A中又含 钾元素，则A必是K[Al(OH)4]。
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1．可溶性铝盐与碱反应
操作
现象
立即产生白色沉 淀→渐多→最多 →渐少→消失
离子方程式
Al3＋＋3OH－ ===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－
＋ ＋ －
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[特别提醒] 向 Na[Al(OH)4]溶液中滴加足量稀盐酸，最终无沉淀。若 通入足量 CO2 气体最终生成 Al(OH)3 沉淀。 Al(OH)3 能溶于 即 稀盐酸，而不溶于 H2CO3 中，离子方程式为 2[Al(OH)4] ＋ CO2(少)===2Al(OH)3↓＋CO2 ＋H2O， 3 [Al(OH)4] ＋CO2(足)===Al(OH)3↓＋HCO3 。
－
Al2O3
AlCl3 Na[Al(OH)4]
－
(2)[Al(OH)4] ＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3
－ －
2Al＋2OH ＋6H2O===2[Al(OH)4] ＋3H2↑ 高温 (3)2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3 Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
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E________________。
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(2)写出下列反应的离子方程式。
A→B____________________________________________； F→E____________________________________________。 (3)写出下列化学方程式： F→C____________________________________________； B→E____________________________________________。
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③受热分解： △ 2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O 。 (3)制备： 可以通过 铝盐溶液 与 碱 反应制得，如 AlCl3 溶液与
Al3＋＋3NH3· 2O===Al(OH)3↓ H 氨水反应的离子方程式为
＋ ＋3NH4 。
(4)用途： Al(OH)3 能够 凝聚水中的悬浮物 ，又能吸附色素， 可用于水的净化。
和Na[Al(OH)4]溶液也可这样鉴别。 (2)向铝盐中滴强碱溶液，若已知生成的Al(OH)3沉淀 的量，只要沉淀量不为最大值和零，消耗OH－的量有两 种可能。 返回
1 ①若 OH 不足，消耗 n(OH )＝ n[Al(OH)3]。 3
－ －
②若 OH－足量，消耗 OH－共有两步 将 Al3＋全部转化为 Al(OH)3 沉淀：Al3＋～3OH－～Al(OH)3(最 大值)， 再反应掉部分 Al(OH)3：Al(OH)3(反应)～OH－～[Al(OH)4]－。
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[例2]
向20 mL AlCl3溶液中滴入2 mol· －1NaOH溶液时， L
沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积(mL)关系如图所示：
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(1)图中A点表示的意义是_____________________。
(2)图中B点表示的意义是_______________________。
(3)上述两步用总的离子方程式可表示为____________
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 。
④铝热反应：
高温 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3
。
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3．铝合金及其制品
(1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂
等)熔合而形成铝合金。
(2)性能：密度 小 、强度 高 、塑性 好 、易于成型、