铝及其化合物的性质（李素娟）

1、第二节第二节 铝及其化合物铝及其化合物王华兴王华兴你在日常生活中见到过哪些铝制品？想一想想一想 铝箔铝箔香烟包装材料香烟包装材料食品包装材料食品包装材料航空材料航空材料 铝为活泼金属，为何在生活中用途广铝为活泼金属，为何在生活中用途广泛？工业上怎样冶炼铝？泛？工业上怎样冶炼铝？【提示提示】 铝制品表面有一层致密的氧化膜，可保护内铝制品表面有一层致密的氧化膜，可保护内层金属不被氧化，铝密度小，塑性好，易于加工，可与多层金属不被氧化，铝密度小，塑性好，易于加工，可与多种金属形成高强度的合金，故在生活中用途广泛；种金属形成高强度的合金，故在生活中用途广泛；工业上利用电解氧化铝的方法冶炼铝工业上利用电

2、解氧化铝的方法冶炼铝一、铝一、铝1、铝的物理性质、铝的物理性质1)具有银白色光泽，密度较小；具有银白色光泽，密度较小；物理性质物理性质用途用途4)有良好的延展性有良好的延展性.3)热的良导体；热的良导体；2)导电性好，仅次于银、铜；导电性好，仅次于银、铜；飞机飞机铝导线铝导线铝壶铝壶铝箔包装材料铝箔包装材料2 2、铝的化学性质、铝的化学性质现现 象象化学方程式化学方程式与与O2常常温温点点燃燃与与Cl2与与S（1 1）铝与非金属反应）铝与非金属反应( (还原性还原性) )表面形成致密的氧化膜，表面形成致密的氧化膜，失去光泽失去光泽剧烈反应，发光放热剧烈反应，发光放热剧烈反应，冒白烟剧烈反应，冒

3、白烟加热反应，生成白色固体加热反应，生成白色固体2Al + 3S = Al2S3 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 点燃点燃4Al + 3O2 = 2Al2O3 点燃点燃Al 3e Al3+用途：用途：制燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等制燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等【思考思考 】集气瓶的底部要放一些集气瓶的底部要放一些水（或细沙），其作用是什么？水（或细沙），其作用是什么？【思考思考 】铝锅为什么可以用来煮铝锅为什么可以用来煮饭？饭？常温下铝的表面被氧化，生成一层常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜。致密氧化物薄膜。因此铝具有抗腐因此铝具有抗腐蚀性。蚀性。【铝与氧气反应的实验现象铝与

4、氧气反应的实验现象】 铝在氧气中燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，瓶内铝在氧气中燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，瓶内有白烟。有白烟。铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落 铝箔加热时与铝箔加热时与O2发生反应生成氧化膜，使内部的铝被发生反应生成氧化膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下包裹着，所以熔化的铝不易滴下 。(2)(2)、铝与酸反应、铝与酸反应、与盐酸、稀硫酸反应、与盐酸、稀硫酸反应2Al + 3H2Al + 3H2 2SOSO4 4 = Al= Al2 2(SO(SO4 4) )3 3 + 3H+ 3H2 2 2Al + 6

5、HCl = 2AlCl2Al + 6HCl = 2AlCl3 3 + 3H+ 3H2 2 、与强氧化性酸、与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸浓硫酸、浓硝酸)发生钝化发生钝化2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2(3)(3)、与盐溶液反应、与盐溶液反应 根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如的金属从它们的盐溶液中置换出来，如: :2Al + 3CuSO2Al + 3CuSO4 4 3Cu + Al3Cu + Al2 2(SO(SO4 4) )3 32Al + 3Cu2Al + 3Cu2+2+3Cu + 2Al3Cu

6、 + 2Al3+3+讨论讨论铝制容器能否用于盛放硫酸铜溶液？铝制容器能否用于盛放硫酸铜溶液？(4)、铝与、铝与强碱强碱反应反应注意事项：注意事项：v 金属镁不与碱反应金属镁不与碱反应v 铝只与强碱反应，很难与弱碱反应铝只与强碱反应，很难与弱碱反应v 铝是还原剂，水为氧化剂铝是还原剂，水为氧化剂应用：应用：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性的食物。碱性的食物。2Al+2NaOH+6H2Al+2NaOH+6H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 +3H+3H2 2+4H+4H2 2O O得得e 6失失3e2还原剂还原剂氧化剂氧化

7、剂2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2偏铝酸钠偏铝酸钠溶液显溶液显碱性碱性 将将5.4 g金属金属Al投入投入200.0 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为 AHNO3溶液溶液 BBa(OH)2溶液溶液 CH2SO4溶液溶液 DHCl溶液溶液 【析解析解】与铝反应放出氢气的溶液为强酸溶液或强碱溶液，与铝反应放出氢气的溶液为强酸溶液或强碱溶液，再结合题目给定信息金属有剩余可得出答案。再结合题目给定信息金属有剩余可得出答案。D有关反应为：有关反应为：2Al+6H+=2Al3+3H2

8、， 2Al+2OH+2H2O=AlO2+3H2， 5.4 gAl（0.2mol） 分别能与分别能与0.6molH+ 、 0.2molOH恰好反应，则金属铝有剩余，说明酸或碱不足。恰好反应，则金属铝有剩余，说明酸或碱不足。A项无项无H2产生；产生；B项中项中n(OH)=0.8mol；C项中项中n(H+)=0.8mol ； D项中项中n(H+)=0.4mol 。(5)、铝、铝与氧化铁的反应与氧化铁的反应(还原性还原性)应用应用：焊接钢轨，冶炼金属。：焊接钢轨，冶炼金属。（铝热反应）现象：现象：2Al +Fe2O3 = 2Fe +Al2O3高温高温剧烈反应，发出耀眼的光芒，纸漏斗被烧穿，剧烈反应，发

9、出耀眼的光芒，纸漏斗被烧穿，有红热液珠落下，液珠冷却后变为黑色。有红热液珠落下，液珠冷却后变为黑色。铝热反应：铝热反应： 铝在高温条件下和某金属氧化物发生的反应铝在高温条件下和某金属氧化物发生的反应铝热剂：铝热剂：铝粉和金属氧化物的混合物铝粉和金属氧化物的混合物Mg条和条和KClO3的作用：的作用：引燃剂引燃剂铝热剂铝热剂2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O34Al + 3MnO2 = 3Mn + 2Al2O310Al + 3V2O5 = 6V + 5Al2O3高温高温高温高温高温高温Al分别与分别与Cr2O3 、 MnO2 、V2O5 的反应的反应3 3、铝的制备与用途、铝的制备

10、与用途(1)(1)、铝的工业制法：、铝的工业制法：电解熔融的氧化铝电解熔融的氧化铝(2)(2)、铝的主要用途：、铝的主要用途：制造铝合金，制作导线；制铝热剂等制造铝合金，制作导线；制铝热剂等金属与酸或碱反应生成金属与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系1、金属与酸的的反应、金属与酸的的反应 M + nH+ = Mn+ + n/2 H2规律：规律：、金属与酸反应产生氢原子的量等于金属失电子的物质、金属与酸反应产生氢原子的量等于金属失电子的物质的量等于的量等于n(H2)/2、相同物质的量的不同金属与足量酸反应产生、相同物质的量的不同金属与足量酸反应产生H2的物的物质的量之比等于反应后对应金属呈现

11、的化合价之比质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比守恒法：守恒守恒法：守恒法法(原子、电荷、原子、电荷、电子得失守恒电子得失守恒)是是化学计算中常用的化学计算中常用的方法。方法。平均值法：平均值法是混合物组分含量求解平均值法：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。结合化合价进行转化。常用方法常用方法：2铝与酸或碱反应生成铝与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系2Al 6HCl = 2AlCl3 3H2，2Al 2NaOH 2H2O = 2NaAlO2 3H2【跟踪训练跟踪训练】1等体积、等物质的量浓度的硫

12、酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、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，生成氢气的体积比为乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是乙两烧杯中的反应情况可能分别是A甲、乙中都是铝过量甲、乙中都是铝过量 B甲中铝过量，乙中碱过量甲中铝过量，乙中碱过量C甲中酸过量，乙中铝过量甲中酸过量，乙中铝过量 D甲中酸过量，乙中碱过量甲中酸过量，乙中碱过量B2足足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，生成氢氧化钠溶液中，生成H2的体积比的体积

13、比A1:1 B1:3 C3:1 D3:2【析解析解】 因为在反应中因为在反应中Al过量，产生的过量，产生的H2由由HCl和和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2；2NaOH3H2，故当，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生物质的量相等时，二者产生H2的体积比的体积比为为1 3 。【变式变式】 足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，两者生成的度的盐酸、氢氧化钠溶液中，两者生成的H2相等，则原盐酸和相等，则原盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比为溶液的物质的量浓

14、度之比为A1:1 B1:3 C3:1 D3:2【析解析解】 因为铝足量且产生因为铝足量且产生H2相等，根据上题中的关系相等，根据上题中的关系式式n(HCl) n(NaOH) 3 1，又因为二溶液体积相等，故物，又因为二溶液体积相等，故物质的量浓度质的量浓度c(HCl) c(NaOH)n(HCl) n(NaOH)3 1 。BC3将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量氢氧化钠溶液，同温同压下产生的气体体积比为份加入足量氢氧化钠溶液，同温同压下产生的气体体积比为3:2，则样品中铁、铝的物质的量之比为则样品中铁、铝的物质的量之

15、比为A3:2 B2:1 C3:4 D4:3C【析解析解】 设每份样品中设每份样品中Fe、Al的物质的量分别为的物质的量分别为x、y，据，据反应方程式得：反应方程式得： Fe 2HClH2； Al 3HCl3/2 H2； Al NaOH3/2 H2，则有，则有 (x+3y/2) : 3y/2 = 3:2 x:y = 3 4【提示提示】 Fe、Al与足量稀硝酸反应产生与足量稀硝酸反应产生NO，用同样的方，用同样的方法，设铁、铝的物质的量分别为法，设铁、铝的物质的量分别为x、y，则，则(xy) y3 2 x y5 4【变式变式】 若将盐酸改为稀若将盐酸改为稀HNO3，且稀，且稀HNO3只被还原为只被

16、还原为NO，则每份样品中，则每份样品中Fe、Al的物质的量之比为多少？的物质的量之比为多少？【练习练习】 体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别体积、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，生成放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成H2的体积比的体积比为为5:6，则甲、乙则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是两烧杯中的反应情况可能分别是A.甲、乙中都是铝过量甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量，乙中碱过量甲中铝过量，乙中碱过量C.甲中酸过量，乙中铝过量甲中酸过量，乙中铝过量 D.甲中酸过量，乙中碱过量甲中酸过量，乙中碱过量B【析解析解】 由题意可知：由题意

17、可知： n(H2SO4) =n(NaOH)，设均为设均为1mol。当当Al均不足，均不足， H2SO4和和NaOH 均过量均过量时，生成时，生成H2相等相等，即体，即体积比为积比为 1 : 1；当当Al均均过量过量时，时， 分别生成分别生成2g和和3gH2 ，即，即体积比体积比为为 2 : 3 ； 5/6 2/3 = 5/7.5 甲甲中铝过量，乙中铝过量，乙中铝不足，即碱过量。中铝不足，即碱过量。1 1、氧化铝（、氧化铝（Al2O3）(1)、 物理性质物理性质氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的耐火材料。天然产的无色氧化铝晶体叫刚

18、玉，其硬度仅次于金耐火材料。天然产的无色氧化铝晶体叫刚玉，其硬度仅次于金刚石。刚石。与酸反应：与酸反应：Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2OAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O与强碱反应：与强碱反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2OAl2O3 + 2OH = 2AlO2 + H2O (2)、 Al2O3化学性质化学性质(3)、用途：、用途：耐火材料，冶炼铝，其它刚玉、红蓝宝石等耐火材料，冶炼铝，其它刚玉、红蓝宝石等二二. .几种铝的重要化合物几种铝的重要化合物、氧化铝不溶于水、氧化铝不溶于水, ,与水不反应与水不反应, ,故不能用氧

19、化铝故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝与水反应制取氢氧化铝、铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱、铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物性或咸的食物(4)、制备：、制备：A.工业：从铝土矿提纯工业：从铝土矿提纯B.实验室：实验室：4Al + 3O2 2 Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 【注意注意】白色胶状物，难溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附白色胶状物，难溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。色素。 可作净水剂可作净水剂(1)、物理性质物理性质(3)、制备、制备:AlCl3 + 3NH3H2O = 3NH4Cl + Al(OH)3 2. 氢氧化铝

20、氢氧化铝Al(OH)3)两性氢氧化物两性氢氧化物(2)、化学性质化学性质、与酸反应：、与酸反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O、与、与强碱强碱反应：反应：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2OAl(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O、加热分解：、加热分解：2Al(OH)3=Al2O3+3H2OAl3+ + 3NH3H2O = 3NH4 + + Al(OH)3 NaOH液液2mL Al2(SO4)3液液Al(OH)3的的性质实验性质实验Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O沉淀

21、溶解沉淀溶解振荡振荡滴盐酸滴盐酸一分为二一分为二滴滴NaOH液液 Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O沉淀溶解沉淀溶解Al(OH)3的为什么有两性？的为什么有两性？白色沉淀白色沉淀Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH = AlO2+ 2H2O(1)、Al(OH)3有两性，有两性，既能与酸反应又能与碱反应，但它既能与酸反应又能与碱反应，但它不与弱不与弱酸、弱碱反应酸、弱碱反应。Al(OH)3不溶于不溶于H2CO3;不溶于不溶于NH3H2O ，而溶于强碱，故宜，而溶于强碱，故宜用可溶性铝盐和用可溶性铝盐和NH3H2O制备制备Al(OH)3A

22、l(OH)3会溶于过量的氢氧化钠溶液：会溶于过量的氢氧化钠溶液：Al(OH)3 + OH = AlO2+ 2H2O【注意注意】实验室为何不用可溶性铝盐与实验室为何不用可溶性铝盐与NaOH溶液反应制取溶液反应制取Al(OH)3？思考感悟思考感悟 金属单质：金属单质：Al等；等； 两性氧化物：两性氧化物：Al2O3等；等； 两性两性氢氧化物：氢氧化物：Al(OH)3等；等； 弱酸的铵盐：弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S、CH3COONH4等；等； 弱酸的酸式盐：弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3、KHS等。等。(2)既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？有哪些？【思考与讨论思考

23、与讨论】(1)、将盐酸逐滴滴入到、将盐酸逐滴滴入到NaAlO2溶液溶液中，直至过量。中，直至过量。(2)、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。直至过量。 2、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。 先产生沉淀，振荡后消失，当先产生沉淀，振荡后消失，当NaAlO2过量时，产过量时，产生的沉淀不再消失。生的沉淀不再消失。4H+ + AlO2 = Al3+ + 2H2OAl3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)3【析解析解】1、先产生白色絮状沉淀，当、先产生白色絮状沉淀，当HCl过量时沉淀消失。过量时沉淀消失。AlO

24、2+H+H2O=Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 3常见铝盐常见铝盐(1)、铝盐可与弱碱溶液、铝盐可与弱碱溶液(如氨水如氨水)反应制备反应制备Al(OH)3(2)、明矾：、明矾：KAl(SO4)212H2O明矾易溶于水，完全电离：明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2 = K Al3 2SO42其水溶液因其水溶液因Al3水解而显水解而显 性，性，离子方程式为：离子方程式为： 。酸酸俗称俗称“白矾白矾”、“钾明矾钾明矾”、“明明矾矾”。是硫酸钾和硫酸铝的含水复盐。无。是硫酸钾和硫酸铝的含水复盐。无色透明晶体，有酸味。溶于水，水解时生色透明晶体，有酸味。溶于水，水解时生

25、成氢氧化铝胶状沉淀。用作媒染剂和净化成氢氧化铝胶状沉淀。用作媒染剂和净化剂。化学工业中用于炼铝和制造钾肥等。剂。化学工业中用于炼铝和制造钾肥等。 硫酸铝钾硫酸铝钾复盐是纯净物还是混和物？复盐是纯净物还是混和物？(1)从节约从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？药品的角度思考，你认为哪一种方案好？ 方案一和方案二方案一和方案二共同存在的问题是共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：程式：_。 【解析解析】 (1)、设同样制备设同样制备1 mol Al(OH)3，据所设计方案

26、中的反应计算知：，据所设计方案中的反应计算知：方案一需方案一需1 mol Al、1.5 mol H2SO4、3 mol NaOH，方案二需，方案二需1 mol Al、0.5 mol H2SO4、1 mol NaOH，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入NaOH溶液和方案中二加入溶液和方案中二加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确保溶液时，均难以控制加入的量以确保Al元元素全部转化为沉淀。素全部转化为沉淀。(2)、生成、生成Al(OH)3的反应还有：的反应还有：Al33 AlO2 6H2O4Al(OH)3因而可按因而可按下图，将下图，将1 mo

27、l Al分成两部分去做，将所得溶液合并：分成两部分去做，将所得溶液合并： 1 mol Al 1 mol Al(OH)3 只需只需1 mol Al、0.375 mol H2SO4、0.75 mol NaOH，且且Al元素全部进入沉淀。元素全部进入沉淀。【答案答案】 (1)、方案二较好；方案一在加入、方案二较好；方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量，以确保溶液时，均难以控制加入的量，以确保Al元素全部转化为沉淀。元素全部转化为沉淀。(2)、实验方案：将、实验方案：将Al按按13分成两份，第一份与适量硫酸溶液反应，第分成两份，第一份与适量硫酸溶

28、液反应，第二份与适量二份与适量NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：学方程式为：2Al 3H2SO4 = = Al2(SO4)3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O = = 2NaAlO2 3H2Al2(SO4)3 6NaAlO2 12H2O = = 8Al(OH)3 3Na2SO4 Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种。他们分别

29、设计了两种实验方案：实验方案：方案一：方案一：Al Al2(SO4)3 Al(OH)3方案二：方案二：Al NaAlO2 Al(OH)3【评述评述】 方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是在巧妙合理利用了在巧妙合理利用了Al及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对铝及其化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。铝及其化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。 “铝三角铝三角”转化及转化及Al(OH)3沉淀的计算沉淀的计算1、铝及其化合物转化关系图、铝

30、及其化合物转化关系图4.4.COCO2 2或或HH+ +H+H2 2OOAlAl3+3+Al(OH)Al(OH)3 31.1.3OH3OH或或 NH NH3 3 H H2 2OOAlOAlO2 22. 2. OHOH3H3H+ +4OH4OH6. 6. 4H4H+ +7. 7. 双水解双水解2、铝三角、铝三角2. Al(OH)3+OH = AlO2+2H2O1. Al3+3OH = Al(OH)33. Al3+4OH = AlO2+2H2O4. AlO2+H+H2O = Al(OH)36. AlO2 + 4H+ = Al3+ + 2H2O 5. Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3

31、H2O7. Al3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)3讨论以上反应物的量与产物的关系讨论以上反应物的量与产物的关系AlO2 H+ Al(OH)3Al3+ 4OH AlO2Al3+ 3OH Al(OH)3AlO2 4H+ Al3+ 3“铝三角铝三角”的应用的应用(1)、鉴别、鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同利用滴加顺序不同，现象不同)AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。又溶解。而而NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。产

32、生白色沉淀，不溶解。(2)、分离提纯、分离提纯 利用利用Al能溶于强碱溶液，能溶于强碱溶液，分离分离Al与其他金属的混合物。与其他金属的混合物。 利用利用Al2O3能与强碱反应，能与强碱反应，分离分离Al2O3与其他金属氧化物。与其他金属氧化物。 利用利用Al(OH)3的两性，的两性，分离分离Al3与其他金属阳离子。与其他金属阳离子。【注意注意】 当溶液中有多种离子时要注意离子之间的反应顺序。当溶液中有多种离子时要注意离子之间的反应顺序。如向含有如向含有H+、NH4+ 、Mg 2+ 、Al 3+ 离子的混合溶液中逐滴滴入离子的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液时，溶液时，NaOH先与先与H+反应，

33、然后才与反应，然后才与Mg2+、Al3+反应生成反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，再与沉淀，再与NH4+反应，最后过量的反应，最后过量的NaOH会溶会溶解解Al(OH)3。因因AlCl3与与NaOH反应生成的反应生成的Al(OH)3能和能和NaOH继续反应，其计继续反应，其计算方法类似于算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应，其规律如下：与澄清石灰水的反应，其规律如下：(2)求反应物强碱的物质的量求反应物强碱的物质的量若碱不足：若碱不足：n(OH) 3nAl(OH)3若碱过量：若碱过量：n(OH) 4n(Al3)nAl(OH)33、铝三角的计算、铝三角的计算(1)求产物求产物Al(OH

34、)3的物质的量的物质的量当当 n(OH) 3n(Al3) 时，时，nAl(OH)3 n(OH)当当3n(Al3)n(OH)n(Al(OH)3) = 0.01mol，可知有两种，可知有两种可能：可能：NaOH不足或不足或NaOH过量。过量。 由反应：由反应： Al(OH)3+)3H+=Al3+3H2O 和和 Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O可知：当碱不足时，可知：当碱不足时，V(NaOH) = 7.5 mL 当碱过量时，当碱过量时，V(NaOH) = (0.033+0.02)/4 L = 0.0275L = 27.5 mL3. 相同质量的下列物质分别与等浓度的相同质量的下列物

35、质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均溶液反应，至体系中均无固体物质，小号碱量最多的是无固体物质，小号碱量最多的是 A. Al B. Al(OH)3 C. AlCl3 D. Al2O3A 【析解析解】 根据反应有物质的量关系根据反应有物质的量关系A: 1mol Al 1molNaOH； B：1molAl(OH)3 3molNaOHC: 1mol AlCl3 4molNaOH； D：1mol Al2O3 2molNaOH若消耗若消耗4molNaOH，需，需m(Al) = 427 g = 108 g；需需 m Al(OH)3 = 478 g = 312 g；需需 m(AlCl3) = 113

36、5.5 g = 136.5 g；需需 m(Al2O3) = 2102 g = 204 g； 由此可知，相同质量时，由此可知，相同质量时，Al消耗消耗NaOH最多。最多。3. 镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸N反应，产生气体的体反应，产生气体的体积积(V)与时间与时间(t)关系如图所示。则反应中镁和铝的是关系如图所示。则反应中镁和铝的是A. 物质的量之比为物质的量之比为 3:2B. 质量之比为质量之比为 3:2C. 摩尔质量之比为摩尔质量之比为 2:3D. 反应速率之比为反应速率之比为 2:3A【析解析解】 反应方程式为反应方程式为Mg + H2SO4

37、 = MgSO4+ H2 ， 2 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3+ 3H2由图象可知，产生的由图象可知，产生的H2 量相同。各产生量相同。各产生1molH2时，需时，需Mg1mol ，质，质量量24g，需，需Al 2/3mol，质量为，质量为18g。故。故A正确；正确； B、C错误；错误；Mg的反应的反应速率比速率比Al大，大，D错误。错误。4. 把把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使溶液滴入明矾溶液中，使SO42全部转化成全部转化成BaSO4沉淀，沉淀，此时铝元素的主要存在形式是此时铝元素的主要存在形式是A. Al3+ B. Al(OH)3C. AlO2 D. Al3+和

38、和Al(OH)3C【析解析解】 明矾明矾 KAl(SO4)212H2O溶液中溶液中Al3+与与SO4 2的物质的量之比为的物质的量之比为1:2。若沉淀。若沉淀2mol SO42，则需，则需2molBa(OH)2，提供提供4molOH。恰好把。恰好把1mol Al3+完全转化为完全转化为 AlO2 。5. 将将50mL某未知浓度的某未知浓度的AlCl3溶液分别加到溶液分别加到60mL 1mol/L的的NaOH溶溶液或液或60mL 3mol/L的的NaOH溶液中，均能得到溶液中，均能得到1.56gAl(OH)3沉淀，沉淀，则此则此AlCl3溶液的浓度可能是溶液的浓度可能是A. 0.4mol/L B

39、. 0.5mol/L C. 0.6mol/L D. 1mol/L【析解析解】 由题意可知第一份由题意可知第一份 NaOH溶液中含溶质溶液中含溶质0.06mol,第第一份一份 NaOH溶液中含溶质溶液中含溶质0.18mol， 加入等量加入等量Al3+，生成的，生成的Al(OH)3也也等量，说明第一份等量，说明第一份 NaOH溶液中溶液中NaOH不足，不足， Al3+过量；第二份过量；第二份 NaOH溶液中溶液中NaOH过量。反应后铝元素以过量。反应后铝元素以Al3+ 和和AlO2 的形式存在。的形式存在。由反应由反应Al3+ + 3OH = Al(OH)3 Al3+ + 4OH = AlO2+

40、+H2O0.02mol 0.06mol 1.56/78mol c(AlCl3) = (0.02+0.03)mol/0.05L = 1mol/L D0.03mol (0.18-0.06)mol 6. 将将15.6gNa2O2和和5.4gAl同时投入一定量水中，充分反应后得到同时投入一定量水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢地通入标况下的溶液，再向该溶液中缓慢地通入标况下的HCl气体气体6.72L，若反，若反应过程中溶液的体积保持不变，则应过程中溶液的体积保持不变，则A.反应过程中得到反应过程中得到6.72L的气体的气体(标况标况) B. 最终得到的溶液中最终得到的溶液中c(Na

41、+)=c(Cl )+c(OH)C. 最终得到最终得到7.8g的沉淀的沉淀 D. 最终得到的溶液中最终得到的溶液中c(NaCl)=0.15mol/L【析解析解】 由题知由题知n(Na2O2)= 0.2mol， n(Al)= 0.2mol，发生反，发生反应：应： 2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2 2Al + 2NaOH + 2H2O = 4NaAlO2 + 3H2可知生成气体可知生成气体0.4mol，标况下的体积为，标况下的体积为8.96L； 加入盐酸先和过加入盐酸先和过量的量的NaOH反应，剩余反应，剩余0.1mol和和NaAlO2反应生成反应生成0.1mol Al(OH)3：

42、NaAlO2 + HCl + H2O = NaCl + Al(OH)3 最终最终溶液为溶液为0.3molNaCl、0.1molNaAlO2C7. 将将mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标况镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标况下的气体下的气体bL。向反应后的溶液中加入。向反应后的溶液中加入c mol/L的的KOH溶液溶液VmL，使，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼。再将得到的沉淀灼烧至质量不再变化为止，得到固体烧至质量不再变化为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是。则下列关系不正确的是【析

43、解析解】 向向mgMg、Al的混合物中加入适量的稀的混合物中加入适量的稀H2SO4，恰，恰好完全反应，溶液中只有好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且两种物质，且Mg2+与与Al3+的质量和为的质量和为mg；向反应后的溶液中加入向反应后的溶液中加入c mol/L的的KOH溶液溶液VmL，使，使金属离子刚好沉淀完全，金属离子刚好沉淀完全， 发生的反应是：发生的反应是： Mg2+ +2OH = Mg(OH)2 Al3+ + 3OH = Al(OH)3 则得到沉淀的质量是则得到沉淀的质量是Mg2+与与Al3+的质量与的质量与KOH中的中的OH质量和，质量和，所以所以：n =

44、 m + 17103Vc = m+0.017Vc ，故故C错误。错误。C8. 某无色溶液中已知含有某无色溶液中已知含有H+、Mg2+、Al3+等阳离子，逐滴加入等阳离子，逐滴加入NaOH溶液，则消耗溶液，则消耗NaOH溶液的体积溶液的体积(x轴轴)与生成沉淀量与生成沉淀量(y轴轴)间的函数关间的函数关系如图，则下列图中正确的是系如图，则下列图中正确的是B【析解析解】 此题解法为化学问题形象数字化此题解法为化学问题形象数字化量化。与同浓量化。与同浓度的度的H+、Mg2+、Al3+反应的能力是反应的能力是H+ Al3+ Mg2+；注意：注意： Al3+Al(OH)3Al3+图像是非等腰三角形。图像

45、是非等腰三角形。9. 某硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中逐滴加入某硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，直至过量。溶液，直至过量。下列表示下列表示NaOH的加入量的加入量(x)与沉淀的生成量与沉淀的生成量(y)的关系图正确的是的关系图正确的是C10. 将物质将物质X逐渐加入逐渐加入(或通入或通入)Y溶液中，生成沉淀量与加入的物质溶液中，生成沉淀量与加入的物质的量间关系如图所示，则符合图示情况的是的量间关系如图所示，则符合图示情况的是C【析解析解】 A发生反应发生反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，CaCO3 +CO2+H2O=Ca(HCO3)2知其图象为图知其图象为图1；B中的

46、反应为中的反应为HCl+NaAlO2 + H2O=Al(OH)3+NaCl，其图象为图，其图象为图2；D的反应是的反应是 AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2+3NaCl+2H2O。3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl，则其图象为图则其图象为图3 。11. 已知已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向可溶于水。右图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液溶液时，生成沉淀的物质的量时，生成沉淀的物质的量y与加入与加入Ba(OH)2的物质的量的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的的关系。下列有关叙述正确的是是Aab时沉淀

47、的物质的量：时沉淀的物质的量：Al(OH)3比比BaSO4多多Bcd时溶液中离子的物质的量：时溶液中离子的物质的量：AlO2比比Ba2少少Cad时沉淀的物质的量：时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于可能小于Al(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：时溶液中离子的物质的量：Ba2可能等于可能等于OH【解析解析】 向向Al2(SO4)3溶液中滴加溶液中滴加Ba(OH)2溶液，开始阶段溶液，开始阶段Al3与与OH、 SO42与与Ba2形成沉淀：形成沉淀：2Al33 SO42 3Ba26OH = 2Al(OH)33BaSO4当当Al2(SO4)3与与Ba(OH)2的物质的量之比为的物质的量之比为1:

48、3时，所有离子恰好完全沉淀时，所有离子恰好完全沉淀，沉淀的物质的量和质量均达到最大，此时对应的点为，沉淀的物质的量和质量均达到最大，此时对应的点为b点。在点。在ob范围内范围内，BaSO4的物质的量均比的物质的量均比Al(OH)3多；在多；在b点后继续加入点后继续加入Ba(OH)2，Al(OH)3沉沉淀开始溶解：淀开始溶解：2Al(OH)3Ba(OH)2 = Ba(AlO2)24H2O，至，至d点时点时Al(OH)3完完全溶解，那么在全溶解，那么在bd范围内范围内BaSO4比比Al(OH)3多，多，AlO2 比比Ba2多多溶质是溶质是Ba(AlO2)2；de时沉淀只有时沉淀只有BaSO4，溶质

49、是，溶质是Ba(AlO2)2和加入的和加入的Ba(OH)2，所，所以以n(Ba2)可能等于可能等于n(OH)。D 13除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。法，写出有关反应的离子方程式。（1）铜粉中混有铁粉）铜粉中混有铁粉: 、 。（2）铁粉中混有铝粉）铁粉中混有铝粉: 、 。（3）FeCl3溶液中混有溶液中混有FeCl2 : 、 。（4）FeCl2溶液中混有溶液中混有CuCl2 、 。加入过量盐酸加入过量盐酸 Fe2HFe 2H2 加入过量加入过量NaOH 2Al2OH2H2O2AlO23H2 通入通入Cl2 2Fe

50、2Cl22Fe32Cl 加入过量加入过量Fe Cu2FeFe2Cu 14. 将将0.1mol的镁、铝混合物溶于的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/L的的H2SO4溶液中，然后再滴加溶液中，然后再滴加1mol/L的的NaOH溶液。溶液。请回答：请回答：(1)、若在滴加、若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量溶液的过程中，沉淀质量m随加入随加入NaOH溶液的体积溶液的体积V变化的关系如图所示。当变化的关系如图所示。当V1=160 mL时，则时，则金属粉末中金属粉末中n(Mg)= mol，V2= mL。(2)、若在滴加、若在滴加NaOH溶液过程中，欲使溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完

51、全，刚好沉淀完全，则滴入则滴入NaOH溶液的体积溶液的体积V(NaOH)= mL。(3)、若混合物认为、若混合物认为0.1mol，其中，其中Mg粉的物质的量分数为粉的物质的量分数为a，用，用100 mL 2mol/L的的H2SO4溶液溶解此混合物后，再加入溶液溶解此混合物后，再加入450mL 1mol /L的的NaOH溶液，所得沉淀中无溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的。满足此条件的a的取值范围是的取值范围是 。【析解析解】 (1)、由图象知、由图象知V1mLNaOH溶液是与过量溶液是与过量H2SO4反应反应的，则与的，则与Mg、Al反应的反应的H2SO4为为0.2mol0.16m

52、ol/2 = 0.12mol，设元，设元混合物中有混合物中有x mol Mg和和y mol Al，则有：，则有：x + y =0.1 和和 x + 1.5y = 0.12 x = 0.06 ， y = 0.04当加入当加入V2mLNaOH溶液时得到溶液时得到Mg(OH)2和和NaAlO2，有关系式为：，有关系式为：Mg2+ 2OH，Al3+ 4OH，得，得15. 甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定的药品如下：。规定的药品如下：350g 70%H2SO4溶液、溶液、NaOH固体固体240g、足量铝屑、水（不能用其、足量铝屑、水（不能用其它药品

53、）。甲、乙、丙用各自设计的方案制得它药品）。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别的质量分别为为w1、w2、w3。三种方案如下：。三种方案如下：试回答：试回答：(1)、从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最、从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是合理的是 。(2)、三位同学制备的、三位同学制备的Al(OH)3，其质量分别为，其质量分别为w1、w2、w3由大到小的由大到小的顺序是顺序是 。(3)、制得、制得Al(OH)3的最大质量是的最大质量是 。16. 把把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有三种固体组成

54、的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1 mol/LHCl溶液，加入溶液，加入HCl溶液的体溶液的体积积V与生成沉淀的质量与生成沉淀的质量m的关系如图所示，试回答：的关系如图所示，试回答：(1)、A点沉淀物的化学式为点沉淀物的化学式为_；B点沉淀物的化学式为点沉淀物的化学式为_。(2)、原混合物中的、原混合物中的MgCl2的物质的量为的物质的量为_，AlCl3的物质的量为的物质的量为_，NaOH的物质的量为的物质的量为_。(3)、HCl溶液在溶液在C点的体积是点的体积是_。【解析解析】(1)、加入盐酸、加入盐酸010 mL时，沉淀

55、时，沉淀的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀物的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀物为为Mg(OH)2，溶液为，溶液为NaAlO2和和NaOH的混的混合液，加盐酸是中和剩余的合液，加盐酸是中和剩余的NaOH，A处的悬浊液为处的悬浊液为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，则原混合物中，则原混合物中n(MgCl2)1.16 g/58 g/ mol0.02 mol 。(2)、加盐酸、加盐酸1030 mL过程时发生反应为：过程时发生反应为： AlO2H2OH= =Al(OH)3，B沉淀的化学式为沉淀的化学式为Mg(OH)2、Al(OH)3，原溶液中，原溶液中n(AlCl3)(3010)103 L1

56、 mol/L0.02 mol，B点沉淀量达到最大值，其溶液为点沉淀量达到最大值，其溶液为NaCl溶液。所以溶液。所以 n(NaOH)n(HCl)30103 L1 mol/L0.03 mol。 (3)、设、设Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解时，所消耗盐酸的体积为完全溶解时，所消耗盐酸的体积为V，V103 L/mL1 mol/L0.02 mol20.02 mol3 V 100 mL C点表示加入了点表示加入了130 mL的盐酸的盐酸答案：答案：(1)、Mg(OH)2Mg(OH)2、Al(OH)3 (2)、0.02 mol0.02 mol0.03 mol(3)、130 mL 【解析解析 】 装

57、置装置A为简易启普发生器，可通过止水夹为简易启普发生器，可通过止水夹C的控制。的控制。A中反应生成气体中反应生成气体CO2进入或气体压液体进入试管进入或气体压液体进入试管B中，使中，使H+与与AlO2相遇发生反应。相遇发生反应。(1)、导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成、导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成AlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ HCO3(2)、A中溶液进入中溶液进入B中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O17. 根据右图所示装置，根据右图所示装置，请请回答：回答：(1)、在、在A中加试剂后

58、，立即打开止水夹中加试剂后，立即打开止水夹C，B中的现象为中的现象为_；离子方程式离子方程式为为_。(2)、一段时间后，关闭止水夹、一段时间后，关闭止水夹C，B中中的现象是的现象是_，离子方程式离子方程式为为_ _。【启迪启迪 】 装置中试管装置中试管A、B以及止水夹以及止水夹C的巧妙联用，实验了的巧妙联用，实验了多个连续反应的发生，结合铝及其重要化合物的性质，完成了多步反多个连续反应的发生，结合铝及其重要化合物的性质，完成了多步反应，这是实验的创新，值得多思。应，这是实验的创新，值得多思。18. 实验室有含少量实验室有含少量AlCl3的的MgCl2溶液，请用实验室中常见的溶液，请用实验室中常

59、见的仪器和药品，合理设计实验方案以得到较纯净的仪器和药品，合理设计实验方案以得到较纯净的MgCl2溶液。溶液。【析解析解 】 AlCl3和和MgCl2均为可溶性盐，分离二者需将均为可溶性盐，分离二者需将其中一种物质其中一种物质“改头换面改头换面”后依据状态不同而分离；同时将含后依据状态不同而分离；同时将含镁化合物恢复为镁化合物恢复为MgCl2“模样模样”。根据以下化学反应方程式设计方案：根据以下化学反应方程式设计方案：MgCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Mg(OH)2 AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl = Mg

60、Cl2 + 2H2O答案为：答案为：向混合溶液中加入足量向混合溶液中加入足量NaOH溶液，充分搅拌得悬浊液，溶液，充分搅拌得悬浊液，过滤，将滤渣洗涤干净。然后将滤渣转移至烧杯中，再加入适过滤，将滤渣洗涤干净。然后将滤渣转移至烧杯中，再加入适量稀盐酸，至沉淀恰好溶解完全，记得到量稀盐酸，至沉淀恰好溶解完全，记得到纯净的纯净的MgCl2溶液溶液。19. 某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。(1)、下表为、下表为“铝与铝与CuCl2溶液反应溶液反应”实验报告的一部分实验报告的一部分实验步骤实验步骤实验现象实验现象将打磨过的铝片将打磨过的铝片