高中化学专题复习 7. 铝及其化合物

NaOH溶液至过量
稀盐酸至过量
立即产生白色沉淀→渐多→ 立即产生白色沉淀→渐
最多→渐少→消失
多→最多→渐少→消失
图象
离子方程式 操作 现象
Al3
＋
＋
3OH
－
AlO ===
－
2
＋
H
＋
＋
Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH H2O===Al(OH)3↓Al(O
－===AlO2－＋2H2O
H)3 ＋ 3H ＋ ===Al3 ＋ ＋
(2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有__________。
A．KCl
B．KClO3
C．MnO2
D．Mg
解析：铝与NaOH溶液反应的还原产物是H2，由化学方程式(或电 子守恒)可知，每转移6 mol电子，生成3 mol H2。
答案：BD
微考点2 铝的重要化合物的主要性质 基础微回扣
(3)常用方法： ①守恒法。 守恒法是化学计算中常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、电子 守恒等。 ②平均值法。 平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量， 要注意结合化合价进行转化。
2．铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 为1∶1。 (2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢 气的体积比为1∶3。
A．浓盐酸
B．浓硝酸
C．浓硫酸
D．浓氢氧化钠溶液
解析：浓盐酸与铁、铝都能反应，A项错误；浓硫酸和浓硝酸均 能使铝钝化，不能将二者分离开，B、C项错误；氢氧化钠溶液只能与 铝粉反应，可使二者分离，D项正确。
答案：D
2．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法不正确的是 ()
A．常温下浓硝酸与铝发生钝化，可用铝制容器存放浓硝酸 B．MgCl2、AlCl3溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性 强弱 C．铝合金的大量使用归功于人们能使用电解法从氧化铝中获得铝 D．明矾在水中能形成Al(OH)3胶体，可用作净水剂
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ② __2_A_l_＋_3_C__l2பைடு நூலகம்=_=△_=_=_=_2_A_l_C_l_3 ___
④ _2_A_l_＋__2_O_H__－_＋__2_H__2O__=_=_=_2_A__lO__＋__3_H_2_↑_____ 高温
3．在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化但不滴落，说明熔点：铝＞氧化 铝( × )
警示：说明氧化铝的熔点更高。
4．因为Al能与强碱溶液反应，所以Al有一定的非金属性√( ) 警示：Al能与酸反应，表现一定的金属性，与强碱溶液反应表现出 一定的非金属性。
方法微总结
1．金属与酸反应的计算 (1)实质：M＋nH＋===Mn＋＋n2H2↑。 (2)规律： ①金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量。 ②相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应 后对应金属呈现的化合价之比。
1．新制氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为Al2O3＋2OH－ ===2AlO2－＋H2O( √ )
警示：Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和
水。
2．向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为2AlO
－
2
＋CO2＋
3H2O===2Al(OH)3↓＋CO23－( × )
【微典通关1】 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L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 气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为( )
A．5.4 g
B．3.6 g
C．2.7 g
D．1.8 g
解析：解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反应并 找出计量关系。等质量的铝粉分别与足量的HCl和NaOH溶液反应，放 出H2的体积关系为甲∶乙＝1∶1，因2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al ＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故等物质的量的HCl和NaOH分 别与足量的铝粉反应，放出H2的体积关系为甲∶乙＝1∶3。现产生H2 的 体 积 比 为 甲 ∶ 乙 ＝ 1∶2 ， 说 明 铝 粉 的 量 对 盐 酸 来 说 是 过 量 的 ， 对 NaOH来说是不足的，据上述两方程式知，与盐酸反应的铝粉是2.7 g， 与NaOH反应的铝粉是5.4 g，所以投入铝粉的质量为5.4 g。
答案：A
反思归纳
Al与酸、碱溶液反应，实质上都是：
0
A
l
―失―3e→－
Al3＋，
2H＋
―得―2e→－
0
H
2，故铝与酸、碱溶液反应时，铝与氢气的关系可利用2Al～
3H2进
行计算，也可以直接利用得失电子守恒灵活计算。
应用微提升
对点微练❶ 铝的化学性质及应用
1．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液( )
1．氧化铝 (1)化学性质(用离子方程式表示)：
(2)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝 石。
2．氢氧化铝 (1)化学性质：
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ① _A__l(_O_H__)_3＋__3_H__＋_=_=__=_A_l_3＋__＋__3_H_2_O___； ② _A__l(_O_H__)_3＋__O__H__－_=_=_=_A__lO__＋__2_H_2_O__； ③ __2_A_l_(_O_H__)3_=_=△_=_=_=_A_l_2O__3＋__3_H__2O_______。
B．Ba(OH)2溶液 D．HCl溶液
解析：5.4 g Al 的物质的量为275g.4/mgol＝0.2 mol。溶液中溶质的物质 的量为 0.2 L×2 mol/L＝0.4 mol。HNO3与 Al 反应不会有氢气产生。A 选项不符合题意。Al 与 Ba(OH)2 反应的离子方程式为：2Al＋2OH－＋ 2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑，通过比较，碱过量，金属无剩余，B 选项不符 合题意。H2SO4 的物质的量为 0.4 mol。即 H＋为 0.8 mol，Al 与酸反应的 离子方程式： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，酸过量，C 选项也不符合题 意。由上述离子方程式比较 Al 与 H＋的用量，D 选项符合条件。
答案：D
4．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
解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗 Mg、Al的物质的量之比为3∶2，二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比 为8∶9，反应速率之比为3∶2。
当nnOAHl3＋－≥4 时，所得沉淀的物质的量： n[Al(OH)3]＝0； 当 3＜nnOAHl3＋－＜4 时，所得沉淀的物质的量： n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)－[n(OH－)－3n(Al3＋)]＝4n(Al3＋)－n(OH－)。
3．图象分析
操作 现象
可溶性铝盐溶液中逐滴加入 偏铝酸盐溶液中逐滴加
答案：A
[真题微探] (2014·山东理综，节选)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由 有机阳离子、Al2Cl－ 7 和 AlCl－ 4 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电 镀铝。 (1)为测定镀层厚度，用 NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应 转移 6 mol 电子时，所得还原产物的物质的量为_____3_____mol。
解析：MgCl2和AlCl3分别加入过量氨水，均会产生白色沉淀，故 无法用氨水比较Mg、Al金属性的强弱。
答案：B
对点微练❷ 从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
3．将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生，充分 反应后有金属剩余。该溶液可能为( )
A．HNO3溶液 C．H2SO4溶液
铝。
×
5．铝粉与氧化镁混合共热能冶炼出镁( )
警示：镁的还原性强于铝，铝不能置换出MgO中的镁。
方法微总结 关于Al(OH)3的计算及图象分析 1．“铝三角”转化关系
2．铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算及反应关系如下 (1)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(生成白色沉淀) (2)Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O(沉淀溶解) (3)Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O(生成沉淀，又恰好完全溶解) 分析以上三个反应关系式，所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3＋)、 n(OH－)的关系式： 当nnOAHl3＋－≤3时，所得沉淀的物质的量： n[Al(OH)3]＝31n(OH－)；
警示：往NaAlO2溶液中通入过量CO2时生成Al(OH)3和NaHCO3而不 是Al(OH)3和Na2CO3。
3．由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水，而不用NaOH溶液(√ ) 警示：由于氢氧化铝能溶于强碱但不溶于氨水，故由铝盐制取氢氧 化铝最好选用氨水。
4．冶炼铝时常用焦炭作还原剂(× )
警示：铝是活泼金属，不能被焦炭还原出来，应用电解的方法冶
(2)制备：
①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为 ___A_l_3＋_＋__3_N__H_3_·H__2O__=_=_=_A_l_(O__H_)_3↓ __＋__3_N__H_4＋_；
②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为： __A_l_O_2－_＋__C__O_2_＋__2_H_2_O_=_=_=_A_l_(_O_H__)3_↓__＋__H_C__O_－ 3_____。