化学一轮总复习铝及其化合物

1、第 讲 常见无机物16第 四 单 元 热点知识剖析 铝作为典型两性金属元素的代表，它的单质及其化合物知识一直是高考考查的热点，特别是Al3+和AlO-2的性质问题，在离子共存、离子方程式和物质鉴别等方面出现的几率较大，另外在推断、计算和实验等试题中也会涉及铝及其化合物知识的应用。在复习中要以Al及其对应Al2O3、Al(OH)3的两性，Al3+与Al(OH)3及NaAlO2相互转化为重点，注意由于反应物的物质的量不同引起的产物、反应现象不同的问题。 基础知识回顾 一、铝元素在自然界中的存在 铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧和硅，是含量最多的金属，它属于有色金属和轻金属，自然界中的铝全部以化合态

2、存在；铝土矿的主要成分是Al2O3。 二、铝单质 1.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。 2.化学性质 (1)与非金属单质反应与O2反应：常温下，铝表面可形成致密的氧化物薄膜，故金属铝有一定的抗腐蚀性。点燃或加热时与O2反应的化学方程式为: 在点燃或加热的条件下与Cl2、S反应，化学反应方程式分别为:4Al+3O2= 2Al2O32Al+3Cl2 = 2AlCl3;2Al+3S = Al2S3。 （2）与酸反应 常温下铝遇 、能够发生钝化。 与盐酸反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2浓H2SO4浓HNO32Al+6HCl2AlC

3、l3+3H2。 (3)与强碱（如NaOH）溶液反应的化学方程式为：. (4)与某些盐（如CuCl2)溶液反应的化学方程式为2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu。 (5)与金属氧化物（如Fe2O3)反应（铝热反应）的化学方程式为：此反应放出大量的热，可用于冶炼高熔点的金属或焊接金属。.Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高温 三、铝的化合物 1.Al2O3是一种白色固体，是冶炼铝的原料，熔点很高，可作耐火材料。氧化铝不溶于水，是典型的两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，其离子方程式为：Al2O3+2OH-2AlO-2+H2O。Al2O3+6H+2Al3+3H2O， 2.Al（OH）3是一

4、种难溶于水的白色胶状物质，有较强的吸附能力。实验室常用可溶性铝盐与制取。 Al(OH)3受热易分解，是一种典型的两性氢氧化物。溶于强酸和强碱的离子方程式分别是：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O3.明矾的化学式是KAl(SO4)212H2O，它是一种复盐，它能净水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。氨水 四、从铝土矿中提取铝 1.工艺流程 （1）原料：铝土矿（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等杂质） （2）方法：酸溶法、碱溶法 （3）工艺流程图 酸溶法：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl

5、2FeCl3+3H2O AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl NaAlO2+CO2+2H2NaHCO3+Al(OH)32Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融）4Al+3O2通电 重点知识归纳 一、铝及其重要化合物的转化关系 二、氢氧化铝具有两性 氢氧化铝的两性可用电离平衡移动的原理来解释，氢氧化铝电离方程式可表示如下：当加入强碱、弱碱及水解显碱性的盐，平衡左移。当加入强酸、弱酸及水解显酸性的盐，平衡右移。H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-酸式电离碱式电离 三、有关氢氧化铝的图象 1.向一定

6、量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液。离子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O 2.向一定量NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液。离子方程式：4OH-+Al3+AlO-2+2H2O3AlO-2+Al3+6H2O4Al(OH)3 3.向一定量NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液。离子方程式：AlO-2+H+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O 4.向一定量HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液。AlO-2+4H+Al3+2H2OAl3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 四、可溶性铝盐与强碱溶液反应的计算规律 二者反应产物Al

7、(OH)3能和强碱继续反应，其计算规律如下: (1)求产物Al(OH)3的物质的量当n(OH-)3n(Al3+)时，nAl(OH)3=13n(OH-)当3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)当n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=0,无沉淀若碱不足：n(OH-)=3nAl(OH)3若碱过量：n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3（2）求反应物强碱的物质的量 五、金属的相关知识 1.在人类发现的一百多种元素中，金属占五分之四左右；金属单质在常温下除汞是液体外，其余都是固体，除金、铜等少数金属具有特殊的颜色外，绝大多数

8、呈银白色，不透明，有金属光泽，有延展性，一般都是热和电的良导体。金属晶体的构成微粒是金属离子和自由电子，其作用力是金属键，它决定金属的熔沸点、硬度等，导热、导电性和延展性与自由电子有关。 2.合金是由两种或两种以上金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，一般来说，合金的熔点比各成分金属低，硬度、强度比各成分金属大。最早制得的合金是青铜，用量最大的合金是钢。 3.金属单质的化学性质 金属原子的最外层电子较少，单质在反应中都易失去电子，因此都具有还原性。但由于金属原子结构的差异，性质上会有差异。常见金属的反应规律可归纳如下：金属活动顺金属活动顺序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn

9、、Pb与非金与非金属反应属反应Cl2都能直接化合，变价金属一般生成高价金都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物属氯化物S与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物属化合物O2常温下易氧化，常温下易氧化，点燃生成过氧点燃生成过氧化物等化物等常温下缓慢被氧化常温下缓慢被氧化与与H2O反应反应常温下生成碱常温下生成碱和氢气和氢气与热与热水反水反应应有碱存在有碱存在下与水反下与水反应应与高温水与高温水蒸气反应蒸气反应与与H反应反应生成盐和氧气生成盐和氧气金属活动顺金属活动顺序序HCu、Hg、AgPt、Au与非与非金属金属反应反应Cl2都能直接化合，变价金属一

10、都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物般生成高价金属氯化物不反应不反应S与硫蒸气直接化合，变价金与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物属生成低价金属化合物不反应不反应O2加热被氧化加热被氧化不反应不反应与与H2O反应反应不反应不反应不反应不反应与与H反应反应不反应不反应不反应不反应金属活动顺金属活动顺序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb与氧化性酸与氧化性酸硝酸、浓硫硝酸、浓硫酸的反应酸的反应不生成氢气，常温下铁、铝钝化不生成氢气，常温下铁、铝钝化与盐溶液的与盐溶液的反应反应与水反应生与水反应生成碱，碱再成碱，碱再与盐反应与盐反应排在前面的金属能把排在后排在前面的金属能把

11、排在后面的金属从其盐溶液中置换面的金属从其盐溶液中置换出来出来碱的稳定性碱的稳定性 受热不分解受热不分解加热分解加热分解自然界存在自然界存在的状态的状态化合态化合态冶炼方法冶炼方法电解法电解法(熔融的盐、氧化物等熔融的盐、氧化物等)热还原法热还原法金属活动顺序金属活动顺序HCu、Hg、AgPt、Au与氧化性酸硝酸、与氧化性酸硝酸、浓硫酸的反应浓硫酸的反应产生产生NO2、NO、SO2等等溶于王水溶于王水与盐溶液的反应与盐溶液的反应排在前面的金属能把排在前面的金属能把排在后面的金属从其排在后面的金属从其盐溶液中置换出来盐溶液中置换出来不反应不反应碱的稳定性碱的稳定性加热分解加热分解常温分解常温分解

12、自然界存在的状态自然界存在的状态化合态化合态游离态游离态冶炼方法冶炼方法热分解或其他方法热分解或其他方法 （考查单质铝的性质）将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成4份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( ) A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3 C.8molL-1 NaOHD.18molL-1 H2SO4A 在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不能产生H2，加入NaOH溶液，只有Al与之反应，加入盐酸，镁和铝都与盐酸反应生成H2，所以生成的H2的量最多。方法指导：本题主要考查Mg、Al与硝酸的反应以及Al和浓硫酸发生钝化的性质,物质的量浓度

13、为18 molL-1的H2SO4，是质量分数约为98%的浓H2SO4，不了解易造成失误。 （考查含铝化合物的性质）将AlCl3溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中所含铝元素与溶液中所含铝元素相等，则原AlCl3与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是() A.13B.32 C.14D.27D 溶液中的Al元素可能有两种存在形式（1）若AlCl3过量，溶液中以Al3+形式存在（2）若NaOH过量，溶液中以AlO-2形式存在c(AlCl3) c(NaOH)=(1+1) 3=2 3c(AlCl3) c(NaOH)=1 (3+0.5)=2 7方法指导：本题主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO

14、-2的相互转化，注意：。AlCl3Al(OH) 3 NaAlO23NaOH3HClHClNaOH （考查铝的化合物知识的综合运用）三位同学设计了以下由废铝屑制取纯净的氢氧化铝的方案： 提示：Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 AlAl3+ Al(OH)3或H+OH-AlAlO-2 Al(OH)3OH-H+Al Al3+ Al(OH)3或H+NH3H2OAl AlO-2 Al(OH)3OH-CO2 制备相同物质的量的氢氧化铝，消耗酸和碱最少的方案是 ，按最优方案，每制备1mol Al(OH)3，至少消耗3mol/L H2SO4溶液 mL,6mol/L NaOH溶液 mL。125125

15、 用碱 n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3， 用酸 n(H+)=3n(Al3+)=314Al(OH)3。方法指导：Al3+、Al（OH）3、AlO-2之间的相互关系是综合性试题中经常涉及的知识点，Al3+存在于强酸性，AlO-2存在于强碱性，Al（OH）3存在于中性或弱酸弱碱的条件，也就是说，改变酸碱性就可改变铝元素的存在状态。 2.Al（OH）3是一种难溶于水的白色胶状物质，有较强的吸附能力。实验室常用可溶性铝盐与制取。 Al(OH)3受热易分解，是一种典型的两性氢氧化物。溶于强酸和强碱的离子方程式分别是：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO

16、-2+2H2O3.明矾的化学式是KAl(SO4)212H2O，它是一种复盐，它能净水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。氨水 四、从铝土矿中提取铝 1.工艺流程 （1）原料：铝土矿（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等杂质） （2）方法：酸溶法、碱溶法 （3）工艺流程图 四、从铝土矿中提取铝 1.工艺流程 （1）原料：铝土矿（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等杂质） （2）方法：酸溶法、碱溶法 （3）工艺流程图 三、有关氢氧化铝的图象 1.向一定量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液。离子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O 五、金属的相关知识 1.在人类发现的一百多种元素中，金属占五分之四左右；金属单质在常温下除汞是液体外，其余都是固体，除金、铜等少数金属具有特殊的颜色