7讲铝及其重要化合物

7 讲 铝及其重要化合物 基础考点梳理 最新考纲 自主复习 了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用 一 铝的性质和用途 金属铝呈银白色 硬度小 密度小 熔点较高 和镁类似 铝的主要用途是制造铝 合金 铝优良的导电性和密度小 使铝大量用来制作导线 铝元素位于元素周期表的第三周期第 A 族 化学性质比较活泼 在反应中多被氧化 为 Al3 如 铝可以在纯氧中燃烧 4Al 3O22Al2O3 点燃 铝与盐酸反应 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 铝溶于 NaOH 溶液的反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 用镁条引燃铝粉和 Fe2O3的混合物 2Al Fe2O32Fe Al2O3 这一反 高温 应也被称作铝热反应 二 铝的重要化合物 1 氧化铝 氧化铝属于离子化合物 室温下 它是一种白色固体 熔点很高 氧化铝是冶炼铝的 原料 也是一种较好的耐火材料 氧化铝属于典型的两性氧化物 与酸 强碱都能反应 请写出下列反应的化学方程式 氧化铝溶于盐酸 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O 氧化铝与烧碱溶液反应 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 电解熔融的氧化铝 2Al2O34Al 3O2 电解 2 氢氧化铝 可溶性铝盐和氨水反应可制得 Al OH 3 它是一种难溶于水的白色胶状物质 具有较 强的吸附能力 Al OH 3受热易分解 是一种典型的两性氢氧化物 Al3 3OH Al OH 3 H AlO H2O 2 Al OH 3与盐酸反应 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3与 NaOH 溶液反应 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 Al OH 3受热分解的化学方程式 2Al OH 3Al2O3 3H2O 3 明矾 KAl SO4 2 12H2O 明矾易溶于水 完全电离 KAl SO4 2 K Al3 2SO 其水溶液因 Al3 水解 2 4 而显酸性 三 Al3 Al OH 3 AlO间的转化关系 2 据下图写出下列转化的离子方程式 1 Al3 Al OH 3 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 Al3 3OH Al OH 3 2 Al OH 3 Al3 Al OH 3 3H Al3 3H2O 3 Al3 AlO 2 Al3 4OH AlO 2H2O 2 4 AlO Al3 2 AlO 4H Al3 2H2O 2 5 AlO Al OH 3 2 NaAlO2溶液中通少量 CO2 2AlO CO2 3H2O 2Al OH 3 CO 2 2 3 NaAlO2溶液中通入足量 CO2 AlO CO2 2H2O Al OH 3 HCO 2 3 3AlO Al3 6H2O 4Al OH 3 2 AlO H H2O Al OH 3 2 6 Al OH 3 AlO 2 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 网络构建 铝及其重要化合物的转化关系 热点典例突破 热点考向 1 Al2O3 Al OH 3的两性及 Al3 Al OH 3 AlO间的转化关系 2 2 结合 Al OH 3的制备实验 计算及在生产生活中的应用进行综合考查 热点探究 热点 1 铝的性质 1 位置和结构 在元素周期表中的第三周期 A 族 原子结构示意图为 2 化学性质 1 跟非金属反应 常温下被 O2氧化 生成致密氧化物保护膜 在纯氧或高温下剧烈燃烧 发出白光 4Al 3O22Al2O3 点燃 2Al 3SAl2S3 制备 Al2S3的方法 2 跟水反应困难 3 跟酸反应 常温下在浓 H2SO4 浓 HNO3中发生钝化 与非氧化性酸反应产生 H2 如 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 4 跟强碱溶液反应 可简写为 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 5 跟某些氧化物反应 铝热反应 2Al Fe2O32Fe Al2O3 高温 此反应放出大量的热 用于冶炼高熔点的金属或焊接金属 3 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 1 1 VHCl H2 VNaOH H2 2 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应 产生氢气的体积比为 1 3 VHCl H2 VNaOH H2 3 一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应 若产生氢气的体积比为 则必定是 1 3 VHCl H2 VNaOH H2 1 1 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 铝与氢氧化钠反应时 铝不足而氢氧化钠过量 热点 2 铝的重要化合物 1 氧化铝 典型的两性氧化物 1 物理性质 白色难溶固体 可做耐火材料 2 化学性质 Al2O3 6H 2Al3 3H2O Al2O3 2OH 2AlO H2O 2 2 氢氧化铝 典型的两性氢氧化物 1 物理性质 不溶于水的白色胶状物质 Al OH 3胶体能凝聚水中悬浮物 吸附色素 2 化学性质 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 2Al OH 3Al2O3 3H2O 3 制备 因 Al2O3不能与水化合 故不能用 Al2O3直接制取 Al OH 3 用铝盐 Al3 制取 Al OH 3 加入氨水至沉淀完全 一般不用 NaOH 等强碱 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 用铝屑 烧碱 稀 H2SO4制取 Al OH 3 法一 AlAl3 Al OH 3 H2SO4 NAOH 法二 AlAlOAl OH 3 NAOH 2 H2SO4 每制取 1 mol Al OH 3 方法一耗 H 和 OH 各 3 mol 方法二耗 H 和 OH 各 1 mol 方法三耗 H 和 OH 各 3 4 mol 故方法三最节省原料 3 硫酸铝钾 1 硫酸铝钾由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成 电离时能产生两种阳离子 2 明矾可作净水剂 3 硫酸铝钾具有 Al3 SO的性质 2 4 4 铝三角 及其应用 1 铝三角 是指 Al3 Al OH 3 AlO相互转化的三角关系 右图所示 2 2 应用 制取 Al OH 3 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 AlO CO2 2H2O Al OH 3 HCO 2 3 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 离子共存问题 a 与 Al3 不能大量共存的离子有 OH S2 AlO HCO ClO CO等 2 3 2 3 例如 Al3 3ClO 3H2O Al OH 3 3HClO Al3 3HCO Al OH 3 3CO2 3 b 与 AlO不能大量共存的离子有 H NH Al3 Fe3 HCO HSO等 2 4 3 3 例如 AlO NH H2O Al OH 3 NH3 2 4 3AlO Fe3 6H2O 3Al OH 3 Fe OH 3 2 AlO HCO H2O Al OH 3 CO 2 3 2 3 热点 3 有关氢氧化铝沉淀的计算 1 铝盐与强碱的反应 以 AlCl3与 NaOH 的反应为例 向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液时 发生的反应依次为 Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 生成的 Al OH 3与加入的 NaOH 的物质的量关系可用图象表示为 1 根据 AlCl3和 NaOH 的物质的量计算生成的 Al OH 3的物质的量 结合反应的化学 方程式及图象可知 当 n OH n Al3 3 时 n Al OH 3 n OH 1 3 当 3 n OH n Al3 4 时 n Al OH 3 n Al3 n OH 3n Al3 4n Al3 n OH 当 n OH n Al3 4 时 n Al OH 3 0 2 根据 Al OH 3和 AlCl3的物质的量 计算需要的 NaOH 的物质的量 由图象可以看出 AlCl3和生成的 Al OH 3为一定值时 加入的 NaOH 有两种情况 当 NaOH 不足时 n NaOH 3n Al OH 3 当 NaOH 过量时 n NaOH 3n Al3 n Al3 n Al OH 3 4n Al3 n Al OH 3 2 偏铝酸盐与强酸的反应 以 NaAlO2和盐酸的反应为例 向 NaAlO2溶液中滴加稀盐酸时 发生的反应依次为 AlO H H2O Al OH 3 2 Al OH 3 3H Al3 3H2O 生成的 Al OH 3与加入的盐酸的物质的量的关系可用图象表示为 1 根据 NaAlO2和 HCl 的物质的量计算生成 Al OH 3的量 结合反应的化学方程式及图象可知 当 n H n AlO 1 时 n Al OH 3 n H 2 当 1 n H n AlO 4 时 2 n Al OH 3 n AlO n H n AlO 4n AlO n H 2 1 3 2 1 3 2 当 n H n AlO 4 时 n Al OH 3 0 2 2 根据 Al OH 3和 NaAlO2的物质的量计算需要的 HCl 的物质的量 由图象可以看出 NaAlO2和生成的 Al OH 3为一定值时 加入的盐酸有两种情况 当盐酸不足时 n HCl n Al OH 3 当盐酸过量时 方法规律技巧 有关氢氧化铝沉淀的图象 1 在可溶性铝盐中逐滴加入 NaOH 溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀 渐多 最多 渐少 消失 Al3 3OH Al OH 3 Al OH3 OH AlO 2H2O 2 总反应 Al3 4OH AlO 2H2O 2 2 在偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 现象 立即产生白色沉淀 渐多 最多 渐少 消失 AlO H H2O Al OH 3 2 Al OH 3 3H Al3 3H2O 总反应 AlO 4H Al3 2H2O 2 3 在强碱溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量 现象 无明显现象 局部产生白色沉淀 振荡消失 产生白色沉淀 渐多 最多 不消 失 Al3 4OH AlO 2H2O 2 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 4 在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 无明显现象 局部产生白色沉淀 振荡消失 产生白色沉淀 渐多 最多 不消 失 AlO 4H Al3 2H2O 2 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 5 向 Mg2 与 Al3 的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液 现象 无明显现象 出现沉淀 渐多 最多 减少 不变 H OH H2O Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 结论 1 实验不宜用 Al3 和强碱溶液 AlO和强酸溶液反应来制备 Al OH 3 宜用 2 Al3 和 NH3 H2O 或将