高中化学考点过关中考点金属铝及其化合物必修

1、考点过关（中）考点9 金属铝及其化合物元素及其化合物的知识是高中化学的重要组成部分,是化学理论的核心载体,而金属及其化合物知识因在必修和选修模块的分散性、在生产生活中广泛的应用性、性质的多样性而成为命题的热点。铝位于元素周期表中第三周期 第A族,在地壳中的含量排在第三位,金属的第一位,铝及其化合物是元素化合物中金属部分的一个重要内容，是高中化学学习和复习的重点内容之一，其中Al的性质、Al2O3、Al（OH）3的两性尤为突出，Al3、AlO2-、Al（OH）3之间的转化等知识点，常在离子共存、离子方程式、物质鉴别、制取、推断、计算等问题中考查。铝元素是中学化学要学习的重要金属元素,所以理解掌握

2、铝元素及其化合物的相关性质尤为重要。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，自然界中的铝全部以化合态存在。金属铝为银白色有光泽金属，密度2.702克/立方厘米，熔点为660.37，沸点为2467，具有良好的导热性、导电性和延展性，纯铝较软。铝是非常活泼的金属，极易与氧气反应，其化学方程式是4Al3O2=2Al2O3，但生活中许多铝制品却很耐腐蚀，这是因为常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜，能阻止氧气等与铝进一步反应，因而铝具有很强的抗腐蚀性。常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应继续进行，因而可用铝

3、制容器保存浓H2SO4和浓HNO3。铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，铝与盐酸反应的化学方程式是 2Al6HCl=2AlCl33H2，反应中Al是还原剂，HCl是氧化剂，铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的，总反应化学方程式是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31，等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为11，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为13。 【例1】铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行

4、业的重要材料。某研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列实验方案进行探究，填写下列空白。实验方案将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况下(约20 ，1.01105 Pa)的体积。问题讨论(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：你认为最简易的装置其连接顺序是A接()()接()()接()()。(填接口字母，可不填满)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶，原因是_。(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空

5、气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。(碱式滴定管上的刻度数值上小下大)装置中导管a的作用是_。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为_mL。【答案】(1)EDG铝、镁与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大(2)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差V1V2氧化铝是一种白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大的物质，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。氧化铝是一种

6、两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。氧化铝与盐酸反应的化学方程式是Al2O36HCl=2AlCl33H2O，离子方程式是Al2O36H=2Al33H2O，氧化铝与NaOH溶液反应的化学方程式是Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，离子方程式是Al2O32OH=2AlO2H2O。氧化铝可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉。刚玉硬度仅次于金刚石，通常所说的是红蓝宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉。为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：【例2】(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH

7、溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L，反应的化学方程式是_，样品中铝的质量为_g。(2)另取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是2AlFe2O32FeAl2O3，氧化铁与铝的质量比是_。(3)待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比cb_。【答案】(1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)8027(3)23氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水。氢氧化铝不稳定，受热易分解，分解的化学方程式是2 Al(OH)3Al2O3+3H2O，氢氧化铝是两性氢氧化物，既能跟酸反应生成盐和水，又能跟强碱反应生成盐和水

8、，氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式是Al(OH)33HClAlCl33H2O，离子方程式是Al(OH)33HAl33H2O，氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O，离子方程式是Al(OH)3OHAlO22H2O。因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水，用氨水制备氢氧化铝的离子方程式是Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4。Al(OH)3是医用的胃酸中和剂的一种，由于其碱性不强，不至于对胃壁产生强烈刺激或腐蚀作用。由于Al(OH)3胶体具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(O

9、H)3可作净水剂和色素吸附剂。硫酸铝钾常以十二水合物晶体的形式存在，俗名为明矾，明矾是无色晶体，易溶于水，可用作净水。明矾溶于水电离得到Al3+，Al3+水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。可溶性铝盐与强碱溶液反应时，当n(AI3+):n(OH)1:3时，nAl(OH)3=(1/3)n(OH)；当1:4n(AI3+):n(OH)1:3时，nAl(OH)3=4n(AI3+)-n(OH)；当n(AI3+):n(OH)1:4时，nAl(OH)3=0；当nAl(OH)3=n(AI3+)时，n(OH-)=3n(AI3+)

10、；当nAl(OH)3n(AI3+)时，若碱不足，n(OH)=3nAl(OH)3，若碱过量，n(OH)=4n(AI3+)-nAl(OH)3。【例3】向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 molL1NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：(1)图中A点表示的意义是_。(2)图中B点表示的意义是_。(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_。(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。【答案】(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液成为N

11、aAlO2溶液(3)Al34OH=AlO2H2O(4)7.5 mL或17.5 mL【考点练习】1.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()A.11 B.21 C.31 D.132.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.铝片放入氢氧化钠溶液中：Al2OH=AlOH2B.新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3OH=2AlOH2OC.向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al33OH=Al(OH)3D.AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH3.相同质量的下列物质分别与

12、等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是()A.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D.Al2O34.某溶液中可能含有大量的Mg2、Al3、H、Cl和少量OH，向该溶液中逐滴加入0.5 molL1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如下图所示，则可判断原溶液中()A.有Mg2，没有Al3B.有Al3，没有Mg2C.有Mg2和Al3D.有大量的H、Mg2和Al35.把一定量的Ba(OH)2溶液滴入明矾KAl(SO4)212H2O溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是()A.Al3B.Al(OH)3 C.AlO D.Al

13、3和Al(OH)36.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2、K杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：(1)混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，发生反应的离子方程式是：_。(2)氢氧化钠溶液（能或否）用氨水代替，理由是_。(3)溶液a中存在的离子有_；在溶液a中加入盐酸时，需控制盐酸的用量的原因是：_，改进的方法是_。7.某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为_。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_。(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤

14、、洗涤、干燥、称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。(4)B中发生反应的化学方程式为_。(5)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为_。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。8.现代生活离不开铝，铝有许多优良的性能，因此在各方面有极其广泛的用途。(1)某学生拟用铝粉制备少量Al(OH)3，制备过程如下图所示，通过操作a分

15、离出Al(OH)3，操作a的名称是_，从Al(OH)3的性质考虑，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液，请用一个化学方程式表明其理由：_，铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为_。 (2) 铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下，工艺流程中第步离子方程式反应：_，工艺流程中第步反应的化学方程式：_。 (3)将一定质量的镁铝合金投入100mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解。向所得溶液中滴加浓度为5molL1的NaOH溶液，生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的体积关系如图。合金中Mg的质量g。参考答案1.【解析】由铝与盐

16、酸的反应方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2，铝与氢氧化钠溶液的反应方程式：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，可知生成等量氢气需两者物质的量之比为n(HCl)n(NaOH)31。【答案】C2.【解析】电荷不守恒，A错误；原子及电荷都不守恒，B错误；NaOH过量，产物应为AlO，C错误。【答案】D3.【解析】假设上述四种物质均为1 g，则物质的量分别为mol，mol，mol，mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为mol，mol，4 molmol，2 molmol。【答案】A6.【解析】(1)加入足量氢氧化钠溶液，Mg2可与OH反应生成Mg(OH)2

17、沉淀，Al3先与OH反应生成Al(OH)3，生成的Al(OH)3继续与OH反应生成AlO和H2O。(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替，因为在Al3与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开。(3)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2，但又引入了Na，同时Al3转化成了AlO；因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制其用量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3；氢氧化铝只能与强碱或强酸反应，因此可在溶液a中通入过量二氧化碳气体。【答案】 (1)Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO

18、2H2O(2)不能，因为在Al3与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开(3)Cl、K、AlO、OH、Na因为Al(OH)3能与强酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3向溶液a中通入过量二氧化碳气体，而非加入盐酸 7.【解析】(1)铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。(2)实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。(3)实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M。(6)如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。【答案】(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C中的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小8.【解析】(1)分离难溶物和溶液的方法是过滤，Al(OH)3是两性氢氧化物，与强酸和强碱反应，所以用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液的原因是Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，铝可以和烧碱溶液反应，