考点10铝及其化合物

考点10铝及其化合物【学业要求】1.了解铝及其重要化合物的主要用途。2.了解铝及其重要化合物的主要物理性质。3.了解铝分别与氧气、酸、碱等物质的反应。4.了解氧化铝分别与酸、碱等物质的反应。5.了解氢氧化铝的两性；了解氢氧化铝的受热分解。【考点梳理】一、金属铝的性质(1)铝是地壳中含量最多的金属元素，主要是以化合态存在。(2)工业上主要从铝土矿中获取金属铝，铝土矿主要成分是Al2O3。工业制铝的反应为：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑。(1)铝与氧气的反应为4Al＋3O2=2Al2O3。铝的性质活泼，但是铝在空气中却能稳定存在，是因为铝和氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，可阻止内部金属继续与氧气接触反应。(2)铝与非氧化性强酸(如稀H2SO4)溶液反应的离子方程式为：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。(3)常温下，铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象。(4)铝与强碱溶液反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(5)铝热反应(铝与氧化铁)的化学方程式：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，可用于焊接铁轨。二、重要的含铝化合物的性质氧化铝是两性氧化物(既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水)。(1)与盐酸溶液反应的化学方程式为：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O。离子方程式为：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。(2)与NaOH溶液反应的化学方程式为：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。离子方程式为：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。Al(OH)3是两性氢氧化物。(1)与盐酸溶液反应的化学方程式为：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。离子方程式为：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(2)与NaOH溶液反应的化学方程式为：Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。离子方程式为：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(3)受热分解的反应方程式为：)2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(4)制备：实验室常用铝盐与足量氨水反应制Al(OH)3。其化学方程式为：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O=2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。明矾是十二水合硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]，明矾常用作净水剂，是因为明矾溶于水，在天然水中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。而氢氧化铝胶体具有吸附性，可以和水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清。【真题演练】例1．(2023.江苏合格考真题)工艺精湛的后(司)母戊鼎铸造于我国商代，历经千年，表面产生绿绣。该鼎使用的材料是A.铜合金 B.铝合金 C.不锈钢 D.黄金【答案】A【解析】【详解】后(司)母戊鼎属于青铜器，使用的材料是铜合金，故选A。例2．(2012·江苏学测)常温下，下列物质可以用铝制容器盛装的是()A.氢氧化钠溶液 C.浓盐酸 【答案】D【解析】铝制容器表面有一层致密的氧化膜，能够阻止内部金属被腐蚀。但这层氧化膜能溶解在酸或强碱中，故这些物质不能用于铝制容器盛装。在常温下铝在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化，所以可以用来盛装浓硝酸。例3．(2015·江苏学测)下列有关物质用途的说法正确的是()【答案】A【解析】明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附性，可作净水剂，A项正确；甲醛对人体有害，不可作食品防腐剂，B项错误；氢氧化钠为强碱，具有较强腐蚀性，不能治疗胃酸过多，C项错误；铝可以与酸反应，D项错误。例4.(2015·江苏学测)有关物质的转化关系如下图所示(部分物质与条件已略去)。A是常见的金属单质，B是常见的强酸，E是空气中含量最多的单质，I是既能与强酸又能与强碱反应的氧化物，G是最常见的无色液体，J是一种高硬度材料(摩尔质量为41g·mol－1)。请回答下列问题：(1)D的化学式为________________。(2)F的电子式为________________。(3)写出反应①的离子方程式：________________________________________________________________________。(4)写出反应②的化学方程式：________________________________________________________________________。【答案】(1)H2(2)(3)Al3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(4)Al2O3＋2NH3eq\o(=,\s\up7(高温))2AlN＋3H2O【解析】A是常见的金属单质，B是常见的强酸，生成物应为盐与H2，E是空气中含量最多的单质，E为N2，F应为NH3，I是既能与强酸又能与强碱反应的氧化物，I为Al2O3，依据元素守恒，可知金属单质为Al，G是最常见的无色液体，G为H2O，H为Al(OH)3，J是一种高硬度材料，依据原子守恒，再根据摩尔质量为41g·mol－1，可推知为AlN。【核心归纳】1．铝及其化合物转化关系图2．(1)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。(2)氧化铝是一种熔点较高的粉末状物质，可用作耐火材料。(3)Al(OH)3可用作药物，医治胃酸过多。【过关检测】1．（2023秋·江苏盐城·高二校联考学业考试）下列常见物质的俗名与化学式相对应的是()A．小苏打——Na2SO4 B．明矾——Al2(SO4)3C．天然气——CH4O D．烧碱——NaOH【答案】D【解析】A.小苏打——NaHCO3，故A不符合题意；B.明矾——KAl(SO4)2‧12H2O，故B不符合题意；C.天然气——CH4，故C不符合题意；D.烧碱——NaOH，故D符合题意。综上所述，答案为D。2．（2023·江苏·高二校联考学业考试）下列物质的俗名与化学式对应正确的是A．小苏打——Na2CO3 B．刚玉——Al2O3C．石膏——MgSO4 D．铁红——Fe3O4【答案】B【解析】A．小苏打的化学式是NaHCO3，碳酸钠是苏打，纯碱，故A错误；B．刚玉的主要成分为氧化铝，化学式为Al2O3，故B正确；C．生石膏的化学式为：CaSO4∙2H2O，故C错误；D．铁红的化学式为Fe2O3，也是赤铁矿的主要成分，磁铁矿的成分是四氧化三铁，故D错误；答案选B。3．（2023秋·江苏盐城·高二校考学业考试）在CuO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是A．稀硫酸 B．浓氨水 C．稀盐酸 D．氢氧化钾溶液【答案】D【解析】A．稀硫酸与二者均能反应，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，A不合题意；B．浓氨水与二者均不能反应，无法除杂，B不合题意；C．稀盐酸与二者均能反应，CuO+2HCl=CuCl2+H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，C不合题意；D．氢氧化钾溶液与Al2O3反应转化为可溶性NaAlO2，Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，而CuO不能，故能用于除杂，D符合题意；故答案为：D。4．（2023秋·江苏盐城·高二校考学业考试）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【答案】C【解析】A．Al(OH)3是一种难溶于水的白色固体，故A正确；B．Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物，可以作净水剂，故B正确；C．Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，氨水是弱碱，不能溶解Al(OH)3，故C错误；D．Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，故D正确；故选C。5．（2023秋·江苏徐州·高二统考学业考试）下列有关物质用途的说法正确的是A．氧化钠可用作潜艇供氧剂 B．单晶硅用于制备光导纤维C．氯化亚铁用于蚀刻工业铜电路板 D．Al(OH)3可用作药物，治疗胃酸过多【答案】D【解析】A．氧化钠与水、二氧化碳反应不产生氧气，过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气，所以过氧化钠可以做潜艇供氧剂，故A错误；B．二氧化硅具有较好的导光性，光导纤维的主要成分为二氧化硅，而不是硅，故B错误；C．铜与氯化铁发生氧化还原反应，可用于蚀刻工业铜电路板，而氯化亚铁与铜不反应，故C错误；D．氢氧化铝属于弱碱性物质，能够与盐酸发生中和反应，故Al(OH)3可用作药物，治疗胃酸过多，故D正确；故选D。6．（2023秋·江苏徐州·高二统考学业考试）下列物质的制备能够成功的是A．石灰乳和氯气制备漂白粉B．MnO2和稀盐酸反应制备氯气C．用AlCl3与过量NaOH溶液制备Al(OH)3D．电解饱和食盐水制备金属钠【答案】A【解析】A．漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，工业上常利用石灰乳与氯气发生歧化反应来制备，A正确；B．二氧化锰与稀盐酸不反应，实验室常利用MnO2和浓盐酸加热反应制备氯气，B错误；C．用AlCl3与过量NaOH溶液发生反应会生成偏铝酸钠和水，实验室常利用铝盐与氨水反应来制备Al(OH)3，C错误；D．电解饱和食盐水可制备氢气、氯气和氢氧化钠，工业上电解熔融氯化钠来冶炼钠单质，D错误；故选A。7．（2023秋·江苏泰州·高二泰州中学学业考试）下列有关物质用途的描述不符合事实的是A．氢氧化铝可用于治疗胃酸过多 B．过氧化钠可用作潜水艇供氧剂C．铝制容器可以贮运浓硝酸 D．甲醛可用作食品防腐剂【答案】D【解析】试题分析：A．氢氧化铝是两性氢氧化物，可用于治疗胃酸过多，A正确；B．过氧化钠能与水或CO2反应生成氧气，可用作潜水艇供氧剂，B正确；C．常温下铝在浓硝酸中钝化，铝制容器可以贮运浓硝酸，C正确；D．甲醛有毒，不可用作食品防腐剂，D错误，答案选D。考点：考查常见物质的性质和用途8．（2011·江苏南通·高二学业考试）a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：（1）a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；（2）b与d的硝酸盐反应，置换出单质d；（3）c与强碱反应放出气体；（4）c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次为（

）A．Fe、Cu、Al、Ag、Mg B．Al、Cu、Mg、Ag、FeC．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe【答案】C【解析】（1）a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体，则a、c、e分别是Fe、Al、Mg中的一种，b与d分别是Cu和Ag中的一种；（2）b与d分别是Cu和Ag中的一种，b与d的硝酸盐反应，置换出单质d，则b与d分别是Cu和Ag；（3）c与强碱反应放出气体，则c为Al；（4）c、e在冷浓硫酸中发生钝化，则e为Fe、a为Mg。由此可判断a、b、c、d、e依次为Mg、Cu、Al、Ag、Fe，故选C。9．（2023秋·江苏盐城·高二校考学业考试）实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是（

）A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．盐酸 D．氨水【答案】D【解析】A．当NaOH溶液过量时，会生成偏铝酸钠，不能将A13+完全沉淀出来，故不选A项；B．当Ba(OH)2溶液过量时，会生成偏铝酸钠，不能将A13+完全沉淀出来，，故不选B项；C．盐酸与AlCl3溶液不反应，故不选C项；D．Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，且氨水不与Al(OH)3发生反应，故可将Al3+完全沉淀，故选D项；故答案为D。10．（2023秋·江苏徐州·高二统考学业考试）下列过程属于物理变化的是A．氨气液化 B．燃煤脱硫C．铝热反应 D．石油裂解【答案】A【解析】A．氨气液化是物质状态的变化，没有新物质产生，发生的变化是物理变化，A符合题意；B．燃煤脱硫涉及反应：碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化硫、氧气反应生成硫酸钙，在这个过程中有新物质产生，因此发生的变化是化学变化，B不符合题意；C．铝热反应是Al与金属氧化物在高温下反应产生Al2O3和另一种金属单质，反应过程中有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，C不符合题意；D．石油裂解目的的获得短链气态不饱和烃，如乙烯丙烯等，由于在变化过程中有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，D不符合题意；故合理选项是A。11．（2023秋·江苏徐州·高二统考学业考试）下列物质与化学式对应正确的是A．明矾—KAl(SO4)2·12H2O B．漂白粉—NaClOC．纯碱—NaHCO3 D．烧碱—Ca(OH)2【答案】A【解析】A．明矾是硫酸钾铝的结晶水合物，化学式为KAl(SO4)2·12H2O，A正确；B．漂白粉是CaCl2、Ca(ClO)2的混合物，有效成分是Ca(ClO)2，B错误；C．纯碱是碳酸钠的俗称，化学式为Na2CO3，C错误；D．烧碱是NaOH的俗称，化学式是NaOH，D错误；故合理选项是A。12．（2023秋·江苏徐州·高二校联考学业考试）下列说法不正确的是A．雷电时，空气中的与反应生成NO属于氮的固定B．卢瑟福根据粒子散射现象提出了带核的原子结构模型C．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫D．铝的化学性质不活泼，因此铝合金在生产生活中应用非常广泛【答案】D【解析】A．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故A正确；B．1911年英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型，故B正确；C．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而消除污染，故C正确；D．铝的化学性质活泼，属于活泼金属，但是在铝的表面易形成致密的氧化膜，能保护内部金属不被腐蚀，所以铝合金在生产、生活中应用非常广泛，故D错误；故选D。13．（2023·江苏连云港·高二统考学业考试）某兴趣小组利用菱镁矿(主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3等杂质)设计制备氧化镁的流程如下。下列说法错误的是

A．步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)中一定要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒B．步骤(Ⅰ)获得的滤液X中含有的阳离子主要有Mg2+、Al3+、H+C．步骤(Ⅱ)中获得Mg(OH)2沉淀，说明Al3+不与NaOH溶液反应D．步骤(Ⅲ)发生反应的化学方程式为Mg(OH)2MgO+H2O【答案】C【分析】菱镁矿主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3等，加入足量盐酸，过滤，滤渣是SiO2，滤液中含有氯化镁、氯化铝，加入足量氢氧化钠，氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀、氯化铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，过滤出氢氧化镁沉淀，滤液Y为偏铝酸钠、氯化钠，氢氧化镁灼烧生成氧化镁和水。【解析】A．步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)为过滤，过滤一定要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯，故A正确；B．步骤(Ⅰ)获得的滤液X中含有氯化镁、氯化铝和剩余盐酸，所以阳离子主要有Mg2+、Al3+、H+，故B正确；C．氯化铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，故C错误；D．步骤(Ⅲ)是氢氧化镁灼烧生成氧化镁和水，发生反应的化学方程式为Mg(OH)2MgO+H2O，故D正确；选C。14．（2023秋·江苏盐城·高二校考学业考试）下列酸和金属铝作用能产生氢气的是A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸【答案】B【解析】A、浓硫酸与铝在常温下发生钝化现象，阻止内部金属继续反应，故A错误；B、稀硫酸与铝反应生成硫酸铝和氢气，故B正确；C、浓硝酸与铝在常温下发生钝化现象，阻止内部金属继续反应，故C错误；D、稀硝酸与铝反应生成硝酸铝和NO，不会生成氢气，故D错误；故选B。点睛：本题考查了铝的化学性质，解题关键：明确常见酸的性质，注意铝在常温下与浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象。选项D是难点：稀硝酸与铝反应生成硝酸铝和NO，不会生成氢气。15．（2023·江苏泰州·高二泰州中学学业考试）下列实验方法能达到实验目的的是A．用NaOH溶液除去SiO2中混有的Al2O3杂质，然后过滤B．CO2中混有CO杂质，将其通过足量的CuO粉末，加热C．用NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸，然后分液D．CO中混有的HCl杂质，将其通入饱和Na2CO3溶液，洗气法除去【答案】B【解析】A.二氧化硅和氧化铝均能溶于氢氧化钠溶液，不能用NaOH溶液除去SiO2中混有的Al2O3杂质，故A错误；B.CO2中混有CO杂质，将其通过足量的CuO粉末，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，可以除杂，故B正确；C．乙酸乙酯在NaOH溶液中水解，应选饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸，然后分液，故C错误；D．氯化氢与碳酸钠溶液反应，放出了二氧化碳，引入了新杂质，故D错误；故选B。16．（2023春·江苏·高二校联考学业考试）下列有关物质用途或相关性质的说法中，不正确的是：A．聚乙烯可用于制食品袋B．通信产业中用晶体硅来生产光导纤维C．氢氧化铝、碳酸镁、小苏打等可用于治疗胃酸过多D．液氨可用作制冷剂【答案】B【解析】A、聚乙烯为高分子材料，无毒，质轻，可作食品袋，A正确；B、自然界中二氧化硅的来源丰富，故工业上是用二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质，B错误；C、氢氧化铝、碳酸镁、小苏打等均可与胃酸中的HCl反应，使酸性降低，C正确；D、液氨气化时吸收热量，故可用作制冷剂，D正确。正确答案为B。17．（2023·江苏·高二校联考学业考试）下列有关事实体现完全相同性质的是A．SO2和HClO都能使品红褪色B．乙烯和苯都能使溴水褪色C．浓硫酸能使胆矾变白，亦能使纸张变黑D．常温下浓硫酸和浓硝酸都能使Al钝化【答案】D【解析】A．SO2能与部分有色物质发生化合反应生成无色物质，HClO具有强氧化性能把有色物质氧化为无色物质，性质不相同，故A错误；B．乙烯与溴发生加成反应而褪色，而苯使溴水褪色是由于溴溶于苯中，属于物理变化，性质不相同，故B错误；C．浓硫酸将胆矾晶体由蓝变白，是将胆矾中结晶水吸收而体现吸水性，浓硫酸使纸张变黑，将纤维素中H、O元素以2:1水的形式脱去而体现脱水性，性质不相同，故C错误；D．浓硫酸与浓硝酸都具有强的氧化性，室温下，都能使铁和铝发生钝化，故D正确；答案选D。18．（2023秋·江苏徐州·高二校联考学业考试）下列有关浓硝酸的说法中错误的是A．浓HNO3能溶解金属铜，说明其具有强酸性B．浓HNO3能与碳反应，说明其具有强氧化性C．浓HNO3不稳定易分解，需要避光保存D．常温下浓HNO3能使金属铝钝化，可以用铝槽车运输浓HNO3【答案】A【解析】A．浓HNO3能溶解金属铜，说明其具有强氧化性，A错误；B．浓HNO3与碳反应，生成NO2、CO2和水，N元素化合价降低，表现强氧化性，B正确；C．浓HNO3具有不稳定性，见光或受热易分解，所以需要避光保存，C正确；D．常温下浓HNO3使铝表面发生钝化，生成的钝化膜能阻止铝与浓硝酸的进一步反应，所以可用铝槽车运输浓HNO3，D正确；故选A。19．（2023秋·江苏盐城·高二校联考学业考试）以粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)为原料制取Al2O3的流程如下：(1)操作Ⅰ的名称是；溶液N中的溶质主要是(填化学式)。(2)用H2SO4“酸浸”时的离子方程式为(任写一个)。(3)“煅烧”时的化学方程式为。【答案】过滤(NH4)2SO4Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=Al3＋＋3H2O)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O【分析】粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)加入硫酸，氧化铝、氧化铁和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁，二氧化硅不与硫酸反应，难溶于水，过滤，向滤液中通入氨气，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀和硫酸铵，过滤，将沉淀进行一系列处理得到氢氧化铝，再煅烧得到氧化铝。【解析】以粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)为原料制取Al2