铝及其化合物知识点

PAGEPAGE6铝及其化合物一、铝的结构：1、原子结构示意图：2、周期表中位置：第三周期ⅢA族镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。二、铝单质的性质△1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。△2、化学性质：（1）与非金属单质反应：A、2Al+3Cl22AlCl3B、铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。点燃点燃4Al+3O22Al2O3思考：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。（2）与盐溶液反应：2Al+3CuSO4＝3Cu+Al2(SO4)3（3）与某些氧化物反应—铝热反应：2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3铝热剂[现象]：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。[试一试]：写出Al分别与MnO2、V2O5的反应方程式△△（4）与沸水微弱反应：2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2↑（5）与酸反应：：2Al+6HCl2AlCl3+H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑注意：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。（6）与碱反应:２Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应的实质:分两步进行:化合价降低，被还原，得化合价降低，被还原，得6e—（1）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑化合价升高，被氧化，失6e—(2）Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O2Al+6H2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O失2×3e——得6×e———三、铝的重要化合物1、氧化铝（Al2O3）(1)物理性质：白色固体、熔点高（2054℃）、不溶于水，不与水化合。常作耐火材料。刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。(2)化学性质：①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。电解电解2Al2O32Al+3O2↑②与酸反应：Al2O3＋6HCl＝AlCl3＋3H2O③与碱反应：Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物2、氢氧化铝（Al（OH)3）（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：①不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。△2Al(OH)3＝Al2O3＋2H2O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。②②Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O③③Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3具有两性的原因：H++AlO2—+H2OAl(OH)3Al3++3OH—注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。

(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。3、明矾：KAl(SO4)2·12H2O复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。KAl(SOKAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-△△AlAl3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+四、Al3+、AlO2—的性质（一）Al3+的性质1、AlCl3中逐滴加入氨水：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适一.Mg、Al的化学性质1．与非金属反应（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：2Mg+O22MgO。4Al+3O22Al2O3（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+Cl2MgCl22Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3（用于工业制备）Mg+SMgS[特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生：2Mg+O22MgO3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+C②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。2．与H2O反应Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑3．与酸反应置换出H2Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。4．与某些氧化物反应（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO22MgO+C[特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。（2）铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。[特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。5．与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+4H2O+3H2↑二.氢氧化铝1．物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。2．化学性质①与酸反应：Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O离子反应方程式：Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O离子反应方程式：Al(OH)3＋OH＝NaAlO2+2H2O3．Al(OH)3的制取①铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：2AlO2＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32当CO2过量时：AlO2＋CO2+2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO34．Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。[特别提醒]：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。[例1]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是（）A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl[解析]SO42能同时除去Ba2+和Ag+，S2能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2形式存在，加酸可使AlO2以Al(OH)3形式沉淀。但HNO3量不好控制，所以最好的选项为C。[答案]C[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：Ba2+～SO42，Mg2+～OH，Ag+～Cl，Cu2+～S2，②除杂的顺序。为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。[例2]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（）A．O2和H2的混合气体B．1.12LH2C．大于1.12LH2D．小于1.12LH2[解析]Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然比Na单独反应产生的H2多。2Na+2H2O2NaOH+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑0.1mol0.1mol0.05mol0.1mol0.15mol若铝箔足量，共生成H2：0.05mol＋0.15mol＝0.2molV（H2）＝0.2mol×22.4mol／L＝4.48L。[答案]C[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。三．镁铝及其化合物的转化关系图1.镁的知识主线上图的1～13中的有关化学方程式如下：点燃2Mg+O2=2MgO点燃3Mg+N2===Mg3N2点燃熔融Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑点燃熔融△电解MgCl2====Mg+Cl2↑△电解△MgO+H2O===Mg(OH)2△Mg(OH)2===MgO+H2OMg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl△△MgCO3===MgO+CO2↑△△MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2OMgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO42.铝的知识主线上图1～12的有关化学方程式如下：4Al+3O2=2Al2O3熔融电解2Al2O3====4Al+3O2↑熔融电解2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑加热2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑加热2Al(OH)3====Al2O3+3H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAlCl3+3NH3·H2O+Al(OH)3↓+3NH4ClAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O2KAl(SO4)2+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+K2SO4+3(NH4)2SO4［例3］用瓷质坩埚盛镁粉在空气中进行强烈燃烧，充分反应后生成固体产物最多可能有A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【解析】镁粉在空气中燃烧与在瓷坩埚中高温燃烧的情况不同。在空气中燃烧时，镁除与氧气，氮气化合生成MgO和Mg3N2外，还能与空气中CO2发生置换而生成炭黑C。但在瓷坩埚里高温煅烧时，镁除发生上述反应外，还会与坩埚中的SiO2发生置换反应而生成硅：SiO2+2Mg2MgO+Si，此外，在高温下MgO还可能与酸性氧化物SiO2发生化合反应生成少量的MgSiO3，这样生成的固体最多可能有5种。答案为C。1、某无色透明溶液能与铝作用放出氢气,此溶液中一定能大量共存的离子组是（）A.Cl-、SO42-、Na+、K+B.K+、ClO-、Na+、NO3-C.HCO3-、Na+、NO3-、K+D.NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+2、两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（）A、1：1B、1：2C、1：3D、1：43、能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（）A.铝的密度小,熔点较低 B.铝在空气中燃烧,放出大量的热C.铝在金属活动性顺序表排在较前面D.铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热4、将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（）A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠5、由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（）A.锌B.铁C.铝D.镁6、下列用途主要是体现铝的物理性质的是（）家用铝锅②盛浓硝酸的容器③制导线④焊接钢轨⑤包装铝箔⑥炼钢的脱氧剂⑦做防锈油漆⑧做合金用作飞机制造业材料⑨工业做热交换器A.①②③④B.③④⑥⑦⑧⑨C.①③⑤⑦⑧⑨D.①③②④⑥⑧7、有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（）A.铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂D.H2O是氧化剂，Al被氧化8、向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是()A.Cl-B.H+C.OH- D.HCO-39、向NaAlO2溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀，随后沉淀又逐渐溶解，该气体是（）A.NO2B.CO2C.NH3D.CO10、镁、铝、铜三种金属粉末混合物,加入过量盐酸充分反应,过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液,再过滤,滤液中存在的离子有（）A． B．Cu2+ C．Al3+ D．Mg2+11、常温下能用铝制容器盛放的是（）A.浓盐酸B.浓硝酸C.稀硝酸D.稀硫酸12、下列所用的材料不属于合金的是（）A.家用的铝窗 B.建筑用的钢筋C.铸造用的黄铜 D.温度计用的水银13、一块镁铝合金溶于盐酸后，再加入过量NaOH溶液，所得的溶液中主要存在的离子是（）A.AlO2－、OH－、Na＋、Cl－B.Na＋、OH－、Al3＋、Cl－C.AlO2－、OH－、Mg2＋、Cl－D.Na＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－14、下列有关合金的说法，错误的是（）A.青铜是人类历史上使用最早的合金，至今已有三千多年的历史B.世界上最常见的，用量最大的合金是钢C.合金的硬度一般比它的各成分金属的小，熔点一般也比它的各成分金属的高D.合金可以由金属和非金属融合而成15、下列离子方程式书写错误的是（）A.铝粉投入到NaOH溶液中：2Al+6H2O+2OH-=2Al(OH)4-+H2↑

B.Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-C.Na[Al(OH)4]溶液中通入足量的CO2：2Al(OH)4-+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-+H2O

D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3+2OH-=2Al(OH)4-+H2O16、下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是（）A.Al(OH)3是难溶于水的白色沉淀B.Al(OH)3能吸附水中的悬浮物C.Al(OH)3能溶于氨水D.Al(OH)3属于两性氢氧化物17、既能与NaOH溶液反应，又能与H2SO4溶液反应的物质是（）A.NaHCO3 B.Al(OH)3C.NaHSO4 D.Na2CO318、在使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是（）A.H2SO4B.HClC.CO2D.NH3·H2O19、某强酸性溶液中，可以大量共存的是（） A． B． C． D．20、下列各化学反应的离子方程式中，有错误的是（） A．氢氧化铝与盐酸反应： B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液： C．碘化钾溶液中滴入溴水： D．氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液：21、以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是（） A．将氧化铝溶于水。 B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水。 C．将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液。 D．将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸。22、500mL0.1mol/L的NaCl溶液与100mL0.1mol/L的AlCl3溶液中Cl－离子浓度之比为 （）A．5∶1 B．5∶3 C．1∶3 D．5∶223、下列物质的溶液中，通入过量的CO2，发生化学反应，但不会析出沉淀的是（） A．Na2SiO3 B．NaAlO2 C．Na2CO3 D．NaOH24、向含有1molKAl(SO4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液，使恰好转化为沉淀，此时生成的Al(OH)3的物质的量是（） A．1mol B．1.33mol C．0.67mol D．025、处理铝锅垢应采用（） A．浓HNO3 B．浓盐酸 C．浓乙酸 D．浓NaOH溶液26、往mmL0.25mol/L的AlCl3溶液中加入金属钾，完全反应后恰好只形成KCl和KAlO2溶液。加入钾的物质的量是（） A． B． C． D．27、利用铝合金代替铝制钥匙是利用铝合金的（） A．熔点低 B．不易锈蚀 C．硬度大 D．密度小28、将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg/cm3，该溶液的百分比浓度为（） A． B． C． D．29、我国最新报道的高温超导体中，铊是组成成分之一，已知铊与铝是同族元素，关于铊的判断有错误的是（） A．铊是质软的银白色的金属 B．铊能生成+5价化合物 C．铊能置换出盐酸中的氢 D．铊能与氧气发生反应30、有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是() A．铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3 B．NaOH是氧化剂，其氧化产物是H2 C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．H2O是氧化剂，Al被氧化31、常温下，向0.1mol下列物质①过氧化钠②磷酸钡③硫化钠④偏铝酸钠⑤氯化铝中分别加入0.5L水后充分搅拌，则溶液中阴离子数从大到小的排列顺序正确的是()A．⑤①③④②B．⑤②①③④C．⑤①④③②D．②⑤①③④32、铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是（）①制铝锭②制易拉罐③制电线电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用食品和苏打作食品膨化剂⑧用Al(OH)3制胃药药片⑨制防锈油漆A、①②④⑤⑥⑦⑧B、②⑤⑥⑦⑨C、②④⑤⑥⑦⑧D、③④⑤⑥⑦⑧33、将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶水形成Vml混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠的溶液（其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和），直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系意图中正确的是()34、有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D都是含Al元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下，F的密度是相同条件下空气密度的1.103倍。化合物间的发生如下反应： ①A、B、C、D的化学式分别为：A 、B 、C 、D 。 ②1molC和2molE在水溶液中发生反应的化学方程式为 ，其中氧化剂是 ，氧化产物是 。 ③已知C溶液和D溶液混合后，也有白色沉淀B析出，其化学方程式为 。35、有六瓶白色固体，它们是和无水，现仅用蒸馏水及已被检出物质对它们作出鉴别，根据以下实验步骤，请在空格内填写须加入的试剂，填写检出物质时须与实验现象上下对应。 （1） （2） （3）36、某无色透明溶液跟金属Al反应，放出H2。试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、CO32－、HCO3－、OH－、NO3－，下列两种情况何者能存在于此溶液中 （1）当生成Al3+时，可能存在 。 （2）当生成AlO2－时，可能存在 。1.某无色透明溶液能与铝作用放出氢气,此溶液中一定能大量共存的离子组是（）A.Cl-、SO42-、Na+、K+B.K+、ClO-、Na+、NO3-C.HCO3-、Na+、NO3-、K+D.NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+2.两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（）A、1：1B、1：2C、1：3D、1：43.能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为 （）A.铝的密度小,熔点较低 B.铝在空气中燃烧,放出大量的热C.铝在金属活动性顺序表排在较前面D.铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热4.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（）A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠5.由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（）A.锌B.铁C.铝D.镁6.下列用途主要是体现铝的物理性质的是（）家用铝锅②盛浓硝酸的容器③制导线④焊接钢轨⑤包装铝箔⑥炼钢的脱氧剂⑦做防锈油漆⑧做合金用作飞机制造业材料⑨工业做热交换器A.①②③④B.③④⑥⑦⑧⑨C.①③⑤⑦⑧⑨D.①③②④⑥⑧7.有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是()A.铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂D.H2O是氧化剂，Al被氧化8.向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是()A.Cl-B.H+C.OH- D.HCO-39.向NaAlO2溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀随后沉淀又逐渐溶解，该气体是A.NO2B.CO2C.NH3D.CO10.镁、铝、铜三种金属粉末混合物,加入过量盐酸充分反应,过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液,再过滤,滤液中存在的离子有（）A． B．Cu2+ C．Al3+