铝及其化合物-人教版高一化学知识总结与练习讲义

第三章铁金属材料

第一节铁及其化合物

3.2.1铝及其化合物

板块导航

01/学习目标明确内容要求,落实学习任务

02/思维导图构要知识体系,加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容,掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测,发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点,突破学习任务

06份层训练课后训练巩固,提升能力素养

铝的存在｛含量最多的金属元素

全部以化合态的形式存在-------铝土矿

一金属光泽

一延展性

-导电性

金属铝的物理性质-

-导热性

密度较小

铝质地柔软

铝与氧气的反应

-铝与氯气、破的反应

金属铝的化学性质--铝与酸的反应

-铝与强碱溶液的反应

「制备原理-------电解燧跑AI2O3

铝的制备和用途-「导浅

L铝的用途--铝合金

L演剂

物理性质—白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性

与盐版应

化学性质

I与NaOH溶液反应

氧化铝

作耐火材料

用途

＜；朱镂的原料

制备：AI(OH)3加热分解

物理性质—白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性

一与酸反应

化学性质--与碱反应

J受热分解

氢氧化铝

制药(治疗胃酸过多)

用途

-C净水作用

p向铝盐中加

制备AI(OH)3的三种方法-----NaAIO2溶液中通入足量CO2

L可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合

part.

VO知识导学

一、铝

I.铝的存在：铝是地壳中含量睦的金属元素。在自然界中铝元素全部以化合态的形式存在，以铝土矿的

形式存在，主要成分是AbCh,含少量Fe2O3和SiCh。

2.金属铝的物理性质

银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等,密度较小，质地柔软。

3.金属铝的化学性质

(1)铝与氧气的反应

□铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的向光,生成氧化铝,4A1+3O2宣暨2ALO3。

匚常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。

(2)铝与氯气、硫的反应：2A1+3c12基段2A1C1?、2A1+3Sj-AhS3

(3)铝与酸的反应——【实验34】

实验装置

盐酸与

实验原理ALCh+6HCl=2AlCb+3H2O：2A1+6HCH2Aleh+3H2T

实验用品盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。

在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察实验现象。过一段

实验步骤

时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？

开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解,然后冒铝片表面自大量气泡产生,试管壁

实验现象有里现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管U,可听到爆鸣声，后气体燃烧

发出淡蓝色火焰

实验结论氧化铝和铝均能和盐酸反应。

铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：

AhO3+6HCl=2AIC13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化

铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2to因此，

实验说明铝片

与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢

气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成

新物质的同时，放出了热量。

说明：AI常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。

(4)铝与强碱溶液的反应——【实验3-51p76

口

实验装置

的侣户

■£1，科6片&人MM【关M中

实验原理2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2t：Al2O3+2NaOH+3H2O=2NafAl(OH)4]

实验用品NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。

在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，

实验步骤向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察

实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？

用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生,试管壁有发热现象。未

经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快,产生大量气泡,试管壁有发热现象。

实验现象

一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声,后两试管气体均燃

烧发出透蓝鱼火焰

实验结论铝表面的AI2O3可溶「NaOH溶液;A1可与强碱溶液反应生成氢气

用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。

该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2Al+6H20=2AI(OH)3+3H2t，由于生成的氢

氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行

程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：AI(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4j0由于

氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的

继续进行，两步加起来就是总的方程式：2Al+2NaOH+6H20=2Na[Al(OH)4]+3H

实验说明

试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。

未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸

反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢窜:化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢

氧化钠反应：AbO3+2NaOH+3H20=2Na[Al(OH)/,氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢

氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2t.>试管壁发热说

明反应在生成新物质的同时，放出了热量。

(5)铝热反应

.呼为钠热反应提供高温条件

实验装置T।氟酸钾:产生氧气,引发反应

▼—班化铁和铝粉的混合物

1_/--------------<2i

镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温

实验现象

度下发生剧烈的反应；口纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中

实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热:Fe?O3+2Al9建2Fc+ALCh

匚制取熔点较高、活动性弱于A1的金属,如铁、铭、钵、鸨等，

原理应用3MnO2+4Al=^^3Mn+2Al2O3：

匚金属焊接,如野外焊接钢轨等

4.铝的制备和用途

樨绅由解由解

(1)制备原理：铝土矿卫士AL03-3LA1,电解熔融AI2O3：2Al2。3(熔融)、告典“A1+302;.

【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融ALO3而不用AlCh的原因：AlCb是共价化合物，熔融态不导电。

(2)铝的用途：纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。

二、氧化铝

1.物理性质：白色固体，筵溶于水，熔点很高。

2.化学性质一两性氧化物

(1)两性氧化物：既能与酸反应，生成盐和水，乂能与碱反应，生成盐和水的氧化物，叫两性氧化物。

(2)氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。

□与盐酸反应：A12Ch+6HCl=2AICh+3H2O,AI2O3+6H2Al3++3H8

□与NaOH溶液反应：AbCb+ZNaOH+反为O=2Na[A1(OH)4HH2O,AI2O3+2OH+3H2O:21A1(OHU『

【易错警示】这里的酸碱是指强酸、强碱。

3JII途：3作耐火材料二冶炼铝的原料

4.制备：A1(OH)3加热分解：2Al(OH)3gAbQ3+3H2。

三、氢氧化铝

1.物理性质：包色胶状上溶于水的固体，有较强的吸附性。

2.化学性质一两性氢氧化物

AI(0H)3的电离方程式为

酸式电离：A1(OH)34-H2O^^|A1(OH)4|+H"

碱式电离：A1(OH)3^^AP++3OH-

口与酸反应：AI(OH)3+3H--A|3++3H2O

口与碱反应：A1(OH)3+OH=[AI(OH)4l

匚受热分解：2Al(OHXAbOa+SHzO

【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质：□弱酸的钱盐,如:NH4HCO3、CH3coONHi(NH4)2S

等；匚弱酸的酸式盐，如：NaHCCh、KHS、NaHSCh等；□氨基酸：铝及铝的氧化物、氢氧化物。

3.用途□制药(治疗胃酸过多)□净水作用

4.制备A1(OH)3的三种方法

向铝盐中加入氨水，离子方程式为AH'+3NH31H2O=A1(OH：M+3NHL

NaAlCh溶液中通入足量C02,离子方程式为【A1(OH)41+CQ=A1(OII)31+HCO丁。

□可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：31Al(OH)4「+A|3+=4A19H)31。

效果检测群

1.请判断下列说法的正误(正确的打7”，错误的打“x”)

(1)铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱。()

(2)活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是表层的铝在空气中反应生成了AhOs.()

(3)将铝箔加热至熔化，液态铝却不滴落下来,是由于液滴外有一层高熔点的氧化膜保护了铝。

(4)明矶可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。()

(5)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。()

(6)由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属。()

(7)铝与FezCh发生铝热反应，反应后固体物质增重.()

(8)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。()

(9)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应。()

(10)在氯化铝溶液中通入过量氨，最终有白色沉淀生成。()

【答案】(1)x(2)4(3)Y(4)x(5)<(6)Y(7)x(8)x(9)x(10)7

2.用铁、铝的混合物进行如图实验：

---►气体A

加入足量

FeNaOH溶液

___■k狭冶，油仪LRS

操作X

AI加入L气体A

稀盐酸

―>固体C

一溶液D

(1)加入过量NaOH溶液发生的离子反应方程式,操作X的名称是o

(2)铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写

出碱洗氧化膜的离子方程式。

(3)某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和A1)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝

含量不能低于78%),设计如图装置在室温下进行实验。

样品溶液

反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应，

待反应停止后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前需要进行的一步操作是。

计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为YmL。若a=0.039,V=33.6mL,说明该合金.

(填“符合”或“不符合”)符合国家标桂。

(4)若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止后量气管内气体体积(折算成标准状况下)_

mLo

【答案】(1)2A1+2OH+6H2O=2A1(OH)；+3H2f过滤

(2)2OH+AhO3+3H2O=2Al(OH)；

(3)调节量气管和水准管的高度使两液面相平不符合

(4)44.8

【分析】铁铝混合物加入氢氧化钠溶液，铝溶解，生成偏铝酸钠和氢气，A为氢气，B为偏铝酸钠，铁不反

应形成沉淀，C为铁，加入盐酸生成氢气，氯化亚铁，D为氯化亚铁溶液。

【解析】⑴根据分析可知铝和氢氧化钠反应生成破烂和氢气，离子方程式为2A1+2OH-+6HQ=2A1(OH)；

+3H2T；操作X过滤得到铁;故答案为：2A1+20H-+6H20=2A1(OH)；+3H2?；过滤。

(2)铝的氧化膜为三氧化二铝，和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为

2OH+A12O3+3H2O=2A1(OH)；；故答案为：2OH+A12O3+3H2O=2A1(OH)；。

(3)根据题意，待反应停止后，体系温度恢复到室温，再调节量气管和水准管的高度，使两波面相平，读

数时要眼睛与溶液凹液面平时，再读取数据；n(H2)=，？"L=1.5x10^01,根据2A1+2OH-+2H2O=2A1O

22.4L/mol

20(P7。

：+3H2T可知n(Al)=-n(H2)=l.0xl0-3moh铝的质量为27g/molx1Ox10-3mol=0.027g,质量分数为加法

xlC0%=69.2%,故不合格；故答案为：调节量气管和水准管的高度，使两液面相平；不符合。

(4)根据(3)可知铝的质量0.027g,物质的量为IxlO^mol,镁的质量为0.012g,物质的量约为5xl0"mol,

3

4

根据2Al+6HCl=2AlCh+3H2T和Mg+2HCl=MgCl2+H2T可知，n(H2)=jx1x]()3mol+5x10rnol=2.0x103mo[,

氢气的体积为22.4L/molx2.0x|0"mol=4.48xl()-2L=44.8mL；故答案为：44.8。

part.

A问题一铝的性质及应用

【典例1】下列关于铝单质的叙述中，正确的是()

A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应

B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定

C.铝和NaOH溶液反应：A1+2OH+2H2O=[AI(OH)4]-+H2T

D.用地烟钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金

属铝的熔点较低

【答案】A

【解析】A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，A项正确；B项，铝制品在空气，其表面形成致

密的氧化膜，铝的化学性质不稳定，B项错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2A1+2OH

+6H2O==2[Al(OH)4]+3H2t，C项错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成AI2O3，高熔点的

AL03兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D项错误；故选A。

【解题必备】1.在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属。铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤

蓝”，铁或铝遇到浓H2so4或浓HNCh时，迅速反应生成致密氧化膜，称为钝化。

2.铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成比和AI(0H)3,然后Al(0H)3再与NaOH

反应生成H2O和NaAlCh,反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。

用双线桥法和单线桥法分别表示

失2x3e-

|I।6e-

2Al+2Na()H+6H2O^=2NaAlO2+3H2t+4H2C|]

I________12Al+2NaOH+6H,O^=2NaAlO,+3H,t+4H,0c

得6xe-

3.铝的特殊性

(1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不仅能与酸(H+)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：

2A1+2OH+2H2O=2A1O2+3出3

(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓

硝酸不反应。

(3)铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品，原因是氯化钠溶液中的氯离子会破坏氧化膜的结构。

【变式1-1】下列关于金属铝的描述中，不比颐的是

A.有银白色金属光泽B.具有较强的还原性

C硬度高于硬铝D.常温下能与空气中的氧气反应

【答案】C

【解析】A项，金属铝也具有金属的通性，故金属铝有银白色金属光泽，正确；B项，金属铝最外层有3

个电子，容易失去电子，故具有较强的还原性，正确；C项，硬铝是合金，一般合金的硬度都大于纯金属，

故硬铝硬度高于铝，错误；D项，铝单质非常活泼，在常温下能与空气中的氧气反应生成氧化铝，正确。

【变式1-2】卜列关于金属铝的叙述，正确的是

A.铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应

B.铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料

C.相同质晟的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氧气的质晟比为3口1

D.铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液

【答案】B

【解析】A.铝耐腐蚀是因为常温下金属铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，故A错误；B.铝合金

密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料，故B正确；C.铝与酸反应生成氯化铝和Hz,铝和烧

碱反应生成偏铝酸钠和Hz,相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为故C错

误；D.氧化铝是两性氢氧化物，氧化铝可以和酸性溶液和碱性溶液反应，故铝制器皿不可以长时间盛放酸

碱性溶液，故D错误；故选B。

A问题二铝的重要化合物的性质及应用

[典例2]已知反应二A1(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]

反应LJ2Na[AJ(OH)4]+CO2=2HVMO34<+Na2CO3+H2O

下列说法不正确的是

A.根据反应□判断，A1(OH)3是一元酸

B.反应匚说明，酸性：H,CO3>H3AIO3

C.4(OH｝是一元碱

D.向Na[Al(OH)4]溶液中滴加盐酸先产生沉淀后沉淀溶解

【答案】C

【解析】A.反应□AllOH%与NaOHE反应生成正盐，只由该反应可说明氢氧化铝是一元酸，A正确；B.强

酸可以制备弱酸，即反应匚说明，酸性：H2CO3>H.A1O.,B正确；C.反应匚说明氢氧化铝有酸性，反应

说明氢氧化铝有碱性，氢氧化铝是两性氢氧化物，C错误；D.向Na[Al(OH)J溶液中滴加盐酸先产生氢

氧化铝沉淀，后盐酸又和氢氧化铝反应沉淀溶解，D正确：故选C。

【解题必备】1.既能与酸反应又能与碱反应的物质:□弱酸的钺盐,如:NH4HCOKCH3coONHr(NH4)2S

等；匚弱酸的酸式盐，如：NaHCOs.KHS、NaHSCh等：□氨基酸：□铝及铝的氧化物、氢氧化物。

2.AI2O3、A1(OH)3是中学阶段接触的唯•与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，

所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。

3.A1(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2co3)、弱碱溶液(如氨

水)。

4.由A1(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当

于一元酸。

5.明州净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。

【变式2-1]下列关于铝及其化合物的说法不•正•确•的是

A.铝在空气中不易生锈，说明A1的化学性质不活泼

B.A1(OH)3碱性较弱，可用作医用胃酸中和剂

C.AL03是两性氧化物，能溶于NaOH

D.铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物

【答案】A

【解析】A.铝是活泼金属，铝易在空气中形成致密的氧化膜，所以铝比较耐腐蚀，A错误；

B.氢氧化铝具有弱碱性，可用于中和过多胃酸，是一种医用胃酸中和剂，B正确；C.氧化铝既可以和

酸反应又可以和强碱反应生成盐和水，氧化铝是两性氧化物，能溶于NaOH,C正确；D.铝、氧化铝能与

碱性物质反应，所以铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物，D正确；故选A。

【变式2-2】下列物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是

①A1②AI2O3③FezO,④AICI3@NaHCO,⑥Na2c01

A.①@B.①@(5)C.(2X3X5)D.③(3海

【答案】A

【解析】DA1能和强酸、强碱反应生成盐和氢气，故选；口人12。3属于两性氧化物，能和强酸、强碱溶液反

应生成盐和水，故选；③Fe?。,是碱性氧化物，与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，故不选；④AlCb,与

稀盐酸、硫酸等强酸不发生反应，故不选；⑤NaHCO,属于弱酸酸式盐，和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化

碳和水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，故选；⑥Na2cOj属于弱酸正盐，能与强酸反应生成盐、二

氧化碳和水，也能与强碱反应，例如氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故选；综上，①©⑤口

符合题意；答案选A。

A问题三铝及其化合物的性质探究

【典例3】取O.lmoLLT的A12(S0j与Ba(OH)2溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是

、Ba(OH)2溶液'AMSOJ溶液

6均逐滴滴加至过量11°

/AMSOJ溶液w/Ba(0H)2溶液

、管1%管2

A.试管1中，最终生成的沉淀只有BaSO,

B.试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变

C.试管2中，当车贝离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大

D.试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有BaSO4

【答案】B

【分析】试管1中起初发生反应A12(SO4)3+3Ba(OH}=3BaSON+2Al(OH)3J,

后来发生反应2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba|Al(OH)J，所以沉淀的量先增大后减少；试管2中开始钢离子

沉淀时，铝离子没有沉淀：A13'+4OH-=[A1(OH)J,

氢氧根全部消耗完时，发生反应内"+3[川(014)/=4川(014)35，钢离子恰好沉淀时，沉淀的质审达到最大。

【解析】A.由分析可知，试管1最终生成的沉淀是BaSO4,故A正确；B.由分析可知，沉淀的最先增大

后减少，故B错误；C.根据上述分析可知，钢离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大；故C正确；D.试

3+

管2中一开始钢离子沉淀时，铝离子没有沉淀：A1+4OH=[AI(OH)4],开始滴入溶液时生成的沉淀只有

BaSO4,故D正确；答案选B。

【解题必备】AP+、A1(OH)3、[A1(OH)4「之间的转化关系

+-+

(1)[JAP++3NH3H2O=A1(OH)31+3NH：□AP+3[Al(OH)4]=4Al(OH)3|nAP+3OH-=Al(OH)3j,

+3+

(2)A1(OH)3+3H=A1+3H2O

(3)AP++40H==[AI(0H)4]-

(4)[A1(OH)4]_+4H+=A13++4H2O

_

(5)n[A1(OH)4]+CO2==A1(OH)31+HCO?

-4

□[A1(OH)4]+H=A1(OH)3|+H20

(6)A1(OH)34-OH-==[A1(OH)4]~

【变式3-1】溶液的电导率可以表示溶液的导电能力，电导率越大，溶液的导电能力越强。向

150mLO.O5moi的Na[Al(OH)j溶液中缓慢通入CO2气体，溶液的电导率随通入C02气体时间的变化如

图所示。下列说法正确的是

A.溶液的电导率大小仅与溶液中高了的浓度有关

B.b点对应溶液中溶质的主要成分为Na2c0]

C.a—b段发生反应的离子方程式为[Al(OH)J+CO?=Al(OH),4<+HCO；

D.b-c段电导率上升的原因是A1(OHJ与CO]和HQ发生反应生成A产

【答案】B

【分析】向150mL0.05moELT的Na[Al(0H)4]溶液中缓慢通入CO?气体，a-b段先发生反应

2Na[AI(OII)4]iCO2-Na2CO312A1(OII)3111I2O,反应前Na[Al(OI%]电离成Na+和[A1(O[以「，反应后Na2CO3

电离成Na+和C。：，由于反应生成水且离子数目减少，溶液电导率降低，继续通CCh，b-c段发生反应

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,反应消耗水且离子数目增多，溶液电导率升高：

【解析】A.溶液的电导率大小和离子浓度，离子电荷数，溶液温度等因素都有关，A错误；B.由分析，b

点对应溶液中溶质的主要成分为Na2cCh,B正确；C.由分析，将a-b段的反应改写成离子方程式为

2[A1(OH)4]-+CO2=CO；-+2A1(OH)J1+H2O,C错误：D.CCh通入水中生成碳酸，碳酸是弱酸，无法溶解氢

氧化铝沉淀生成铝离子，D错误；本题选B。

【变式3-2】利用传感器探究在密闭环境中铝片和少量稀盐酸反应过程中温度和压强的变化，结果如图。下

列说法错误的是

A.50^100s,压强变大是生成氢气和反应放热共同导致的

B.50s时，容器内温度最高

C.100s之后，溶液中溶质为AlCh

D.100s之后，压强减小是因为温度降低导致的

【答案】B

【解析】A.铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，该反应放热，50-100s,压强变大是生成氢气和反应放热共

同导致的，故A正确；B.根据图示100s时，容器内温度最高，故B错误；C.100s之后，温度达到最高,

说明反应停止，溶液中溶质为AICL故C正确；D.100s之后，氢气的物质的量不变，压强减小是因为温

度降低导致的，故D正确；答案选B。

A问题四铝及其化合物的有关计算

【典例4】铝镁合金具有强度高、密度小、散热好等优点，广泛用于电子、汽车、航天等领域。取6.45g某

镁铝合金(只含镁铝)，投入200mL4moi•广盐酸中，充分反应后，产生0.65g%,然后往混合溶液中逐滴加

入2moi•I?氢氧化钠溶液。下列说法正确的是

A.该合金中，镁、铝的物质的量之比为2:3

B.加入200mL氢氧化钠溶液时，产生沉淀的质量最大

C.加入420mL氢氧化钠溶液时，产生沉淀的质量为17.5g

D.将6.45g该镁铝合金投入足量2moi氢氧化钠溶液中，最多能产生O.lSmolH：

【答案】A

【解析】A.设镁、铝的物质的量分别为x、y,则24x+27y=6.45,2x+3y=-^—x2,解得x=0.1,y=0.15,

故镁、铝的物质的量之比为2:3,A正确；B.加入200mL氢氧化钠溶液时，氢氧化钠的物质的量为0.4moL

而原溶液中氯化镁的物质的量为O.lmol,氯化铝的物质的量为0.15mol,故氢氧化钠的物质的量不足，故沉

淀的质量不是最大，B错误；C.加入420mL氢氧化钠溶液时，氢氧化钠的物质的量为0.84mol,而原溶液

中氯化镁的物质的量为O.lmol,消耗的氢氧化钠的物质的量为0.2mol,氯化铝的物质的量为015moL消耗

氢氧化钠的物质的量为0.6mol时完全生成Na[Al(OH)J,故氢氧化钠的物质的量过量，此时沉淀只有0.1mol

Mg(OH)2,质量为0.1molx58g/mol=5.8g,C错误；D.将6.45g该镁铝合金投入足量2moi/L氢氧化钠溶

液中，只有铝与氢氧化钠溶液反应，产生氢气的物质的量为0.225mol,D错误；

故选Ao

【解题必备】有关A1(OH)3的计算

1.求产物A1(OH)3的量

1

□当〃(OH-)&3〃(A13+)时，〃[A1(OH)3]=J?(OH—)；

n当3〃(A13+)V〃(OH-)<4〃(A13+)时，〃[A1(OH)3]=4〃(A13+)—〃(OFT)；

口当〃(OH一左4〃(A[3+)时，«[A1(OH)3]=0,无沉淀。

2.求反应物碱的量

□若碱不足(AF+未完全沉淀)：〃(OH-)=3〃[A1(OH)3]；

口若碱使生成的A1(OH)3部分溶解：〃(OH-)=4〃(A13+)—〃[Al(OH)3]。

【变式4-1】0moiNaOH溶液逐滴加入到amolAICh溶液中，沉淀逐渐增多，后又逐渐减少，但最终仍有沉

淀剩余，则剩余沉淀的物质的量为

a.

A.—molB.加iolC.（4a-〃）molD.（4〃-a）mol

【答案】C

【解析】bmolNaOH溶液逐滴加入到amolAlCb溶液中，沉淀逐渐增多，后逐渐减少，但是最终仍有沉淀剩

余，说明铝离子先全部沉淀生成氢氧化铝，随后氢氧化铝部分溶解生成Na[Al(OH)4],amolAlCb能生成amol

氢氧化铝，消耗3amolNaOH,随后发生反应A1(OH)3+OH=[AI(OH)4「，此时参与反应的NaOH物质的量为

(b-3a)mol,则反应掉氢氧化铝(b-3a)mol,剩余沉淀物质的量为[a-(b-3a)]mol=(4a-b)mol,答案选C。

【变式4-2】向含物质的量浓度均为Imol.U的HC1和Al。,的混合溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，

若用)'轴表示产生Al(OH)3沉淀的量，/轴表示消耗NaOH溶液的体积。下列图像正确的是

【答案】B

【解析】浓度均为lmol/L的HC1和AlCb的混合溶液中，氢离子的物质的量与铝离子的物质的量相同，随

着NaOH溶液加入，先发生离子反应H++OH-=H2O,则初始时无沉淀生成，氢离子消耗完后发生离子反应

A13++3OH=A1(OH)31，此时开始生成沉淀，且根据离子方程式可知，铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物

质的量为氢离子消耗氢氧化钠物质的量的3倍，最后铝离子消耗完发生反应A1(OH)3+OH-=[A1(OH)4]-,沉淀

完全溶解，此时消耗的氢氧化钠的物质的最为铝离子消耗氢氧化钠物质的最的：，故答案选B。

分层训练”

基础强化

1.下列关于铝的说法正确的是

A.铝的化学性质不活泼

B.铝不与酸、碱反应

C.常温下铝不与氧气反应

D.铝是一种活泼金属，但可以露置在空气中保存

【答案】D

【解析】A.铝是活泼性金属，化学性质活泼，故A错误；B.铝是活泼金属，能与酸反应，A1能与碱反应,

如与NaOH溶液反应：2A1+2OH-+2H20=24102一+3比3故B错误；C.铝是活泼金属，常温下氧气能与

A1反应生成氧化铝，故C错误；D.铝是活泼金属，铝表面能被氧气氧化生成一层致密氧化薄膜，能够阻

碍内部铝被氧化，故D正确：故选D.

2.下列有关物质的性质与用途，不具有对应关系的是

A.Mg、Al合金的熔点比各成分金属的低，可用作飞机外壳

B.FqOj为红棕色粉末，常用作油漆、涂料

C.AI2O3的熔点高，常用作耐火、耐高温材料

D.AI(OH)3可与酸反应，可用作医用胃酸中和剂

【答案】A

【解析】A.Mg、Al合金硬度大，密度小，可用来制飞机外壳，与合金熔点低无关，故A选；B.Fe?。1为

红棕色粉末，难溶于水，性质稳定，常用作油漆、涂料，故B不选；C.具有高熔点的物质，可以用作耐火、

耐再温材料，AIO3的熔点高，所以AhO]常用作耐火、耐高温材料，故C不选；D.A1(OH*可与胃酸反

应，对人体没有腐蚀作用，可用作医用胃酸中和剂，故D不选：答案选A。

3.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是

A.A1既可用于食品包装，也可月作建筑材料

B.A%。,既可用来冶炼金属A1,也可用作耐火材料

C.明研［KA1(SQJ・12H2。］有强氧化性，可用作消毒剂

D.A1(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些密盐

【答案】C

【解析】A.金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，铝合金密度小、强度大，金属

铝也可用做建筑材料，如铝合金门窗，A正确：B.电解熔融的AI2O3可冶炼金属AL由于AhCh具有耐高

温的性质，也可用做耐火材料，B正确；C.明研［KA1(SO4)2・12H2O］溶于水后，AF+能发生水解，生成A1(OH)3

胶体具有吸附作用，可用做净水剂，但AI(OH)3并不具有消毒作用，C错误；D.A1(OH)3与胃酸中的盐酸

反应生成氯化铝和水，反应的化学方程式为A1(OH)3+3HC1=A1Q3+3H2O,D正确，答案选C。

4,取两份等物质的量的镁粉和铝粉，分别放入过量的盐酸和氢氧化钠溶液，充分反应后产生相同状况下氢

气的体积

A.镁粉多B.铝粉多C.一样多D.无法判断

【答案】B

3

【解析】根据得失电子守恒，Mg~Hz,等物质的量的挨和铝，产生氢气，铝粉多，答案选B。

5.相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生氢气的质量之比为

A.1:1B.1:6C.2:3D.3:2

【答案】A

【解析】相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，酸、碱均足量时，A1完全反应，设

A1的物质的量均为nmol,由2Al+6HCl=2AlCh+3H2T、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAK)2+3H2T可知，nmolAI

与足量酸、碱反应生成氢气均为L5nmol,放M的氢气的质量之比为1□1,故选A。

6.工业上用铝土矿(主要成分为AL。-含FeQi杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如卜;卜列叙述不正确的是

TNaHg

国,廨前通入过量CO?

tNaOH溶液飞但更反应②、过浓>|A1(OHU|加热a国回电解》回

日］反应①、过滤

A.Al?。,是两性氧化物

B.反应□过滤后所得沉淀为氢氧化铁

c.AI(OH)3是两性氢氧化物

D.反应□过滤后所得溶液中铝元素存在形式为Al(OH)］

【答案】B

【分析】综合分析整个流程可知，铝土矿经强碱溶液溶解后过谑，可得到含铝盐溶液和不溶于强碱溶液的

氧化铁沉淀；向溶液乙中通入过量的二氧化碳，可以得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液；氢氧化铝经加热

得到氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。

【解析】A.氧化铝是两性氧化物中的典型代表，它能与强酸反应生成铝盐和水，也能与强碱反应生成偏铝

酸盐和水，A正确；B.反应二过滤后所得沉淀为不溶于强碱溶液的氧化铁沉淀，B错误；C.氢氧化铝既

能与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水，氢氧化铝是两性氢氧化物，C正确；D.铝土矿经

强碱溶液溶解后过滤，可得到含网氢氧化铝负离子的盐溶液，D正确；故选B。

7.下列铝和其他化合物之间的转化不可能一步实现的是

A.A13+->A1(OH)3B.Al203TAi(0H)3

c.AI(OH)3-AI2O3D.AI^AI(OH)4

【答案】B

【解析】A.可溶性铝盐与足量氨水或适量强碱反应可以生成氢氧化铝，能一步实现，选项A不符合；B.氧

化铝不能与水反应生成氢氧化铝，无法一步实现转化，选项B符合：C.氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水,

能一步实现转化，选项C不符合；D.铝与强碱溶液反应生成AI(OH),,能一步实现转化，选项D不符合；

故选B。

8.把Llg铁、铝混合物溶于200mL5moi盐酸中，反应后溶液中c(H。)变为4.6mol-l/(溶液体积变化忽

略不计)。求：

(1)反应中消耗HCI的物质的量为；(2)该混合物中铁的物质的量为o

【答案】(1)0.08mol(2)0.01mol

【解析】(1)反应中消耗HC1的物质的量为5mol-L-'xO.2L-4.6mol-LT1x0.2L=0.08mol:故答案为：0.08moL

(2)根据题意建立方程式56n(Fe)+27n(Al尸1.1g,2n(Fe)+3n(Al)=0.08mol,解得n(Fe)=0.()lmol,

n(Al)=0.02mol,则该混合物中铁的物质的量为O.Olmol；故答案为：0.01o

素养建升

1.下列物质中既能与稀H2s04反应，又能与NaOH溶液反应的是

□NaHCO3OAhOjaAl(0H)3CINa2cO3UNaHSO4

A.□□□B.□□□C.□□□D.

【答案】B

【解析】碳酸氢钠中的碳酸氢根可以和稀硫酸反应生成水和二氧化碳也可以和氢氧化钠反应生成碳酸根；

氧化铝为两性氧化物，既可以和稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应；氢氧化铝为两性氢氧化物，既可以和

稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应；碳酸钠只与稀硫酸发生反应；

硫酸氢钠只和氢氧化钠发生反应；5种物质中□□口符合题意，故选择B。

2.下列关于A1及其化合物的说法中，不氐理的是

A.A1(OH)3,是两性氢氧化物

B.铝合金常用于制造飞机外壳

C.AI03溶液与氨水反应能生成A1(OH)3沉淀

D.ALCh能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应

【答案】D

【解析】A.AI(OH)3既能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)d，也能与盐酸反应，生成氯化铝和水，故A1(OH)3

是两性氢氧化物，故A正确；B.铝合金具有高强度、质量轻、耐腐蚀等特点，常用于制造飞机外壳，故B

正确;C.氯化铝与氨水反应方程式为:AlCb+3NHyH2O=A1(OH)31+3NH4C1,故C正确；D.AI2O3能与盐

酸反应生成氯化铝和水，也能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)/，故D错误；故选D。

3.下列有关铝及其化合物的说法正确的是

A.可用NaOH溶液除去Fe2O3中的Al20x

B.氯化铝溶液与NaOH溶液五滴现象完全相同

C.铝表面有氧化膜保护，铝锅可以长时间盛放酸性或碱性的食物

D.实验室常用NaOH溶液和AlCh溶液制备A1(OH)3

【答案】A

【解析】A.AI2O3是两性氧化物，和酸、碱都可以发生反应，而FezCh不与NaOH溶液反应，所以可用NaOH

溶液除去Fe2O3中的AI2O3,A正晌；B.向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，氢氧化钠过量

时沉淀溶解，但向氢氧化钠溶液中滴加入氯化铝溶液，生成Na[Al(OH)4],因此开始没有沉淀生成，现象不

同，B错误；C.铝及其氧化膜都能与酸和碱反应，所以铝锅不可以长时间盛放酸性和碱性的食物，C错误；

D.氢氧化铝能溶于强碱强酸溶液，用AlCb和NaOH制取氢氧化铝可能会生成Na[Al(OH)4],因此应该用

氨水与ACb溶液制备A1(OH)3,D错误;故选A。

4.为实现废液的再利用，实验室用AlCh废液(含少量FeCI"为原料制备AlO,的流程如下，下列叙述正