铝及其化合物sun

铝及其化合物高考复习1一、金属概论黑色金属(包括铁、铬、锰)冶金工业有色金属(铁、铬、锰以外的金属)密度大小密度小于4.5叫轻金属(钾、钙、钠、镁、铝等)密度大于4.5叫重金属(铜、镍、锡、铅等)常见金属(铁、铝等)稀有金属(锆、铪、铌、钼等)地壳中含量1、金属分类22、金属的物理性质金属光泽、不透明、导电性、导热性、延展性3、合金：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。特点：一般合金的熔点比成分金属熔点低。34、金属之最：导电性最强：Ag密度最小：Li最大：Os（锇）硬度最大：Cr（铬）熔点最高：W（钨）最低：Hg延展性最好：Au金属氧化物是酸性氧化物的：CrO3，Mn2O74（1）银白色的轻金属；（2）有较强的韧性、延展性；（3）有良好的导电、导热性；（4）硬度较小（镁的硬度比铝小）；（5）铝的熔沸点比镁高。1、物理性质二、铝5铝的化学性质与O2反应与其他非金属反应与H2O反应与其他氧化物反应与酸反应与碱溶液(NaOH)反应与盐溶液反应(CuSO4)常温下在空气中形成氧化膜，在氧气中能燃烧很难反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑(常温下遇浓硫酸、浓硝酸钝化,加热反应，无氢气)2、铝的化学性质高温下与某些金属氧化物反应（铝热反应）点燃点燃△Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温62Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O6e-2、铝热反应：(1)铝热剂是混和物(2)放出大量的热(3)还原难熔金属和焊接钢轨(4)镁条引燃剂，氯酸钾氧化剂(5)引发铝热反应的操作强调：1、铝与强碱溶液反应电子转移情况71.将等物质的量的镁和铝相混合，取四等份的该混合物分别加入到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是A.3mol·L-1HClB.4mol·L-1HNO3

C.8mol·L-1NaOHD.18.4mol·L-1H2SO4A练习：82.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是A.NH4+NO3－CO32－Na+

B.Na+Ba2+Mg2+HCO3－C.NO3－Ca2+K+Cl－

D.NO3－K+AlO2－

OH－CD练习：93.镁铝合金Wg跟足量盐酸反应产生氢气的体积,是等质量该合金跟足量NaOH溶液反应产生氢气体积的4倍(同温同压),则该合金中镁与铝的质量比是A.4:1B.3:2C.5:2D.1:4A练习：103、铝的工业制法和用途铝是较活泼的金属，因此都以化合态存在于自然界，要制得铝的单质，必须用电解的方法。铝常用作制作导线和电缆，铝箔常用于食品、饮料的包装等，制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品。2Al2O34Al＋3O2↑通电Na3AlF611铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3沉淀过滤NaOH

溶液通入CO2过滤氧化铝灼烧电解铝工业上如何从铝土矿（主要成分Al2O3、含Fe2O3等杂质）提取金属铝的？说出主要步骤。Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O34Al+3O2↑通电溶解酸化灼烧电解从铝土矿中提取铝的工艺流程12Al2O3物理性质类别与强酸与强碱与水反应用途白色难熔固体，难溶于水两性氧化物不反应耐火材料，制单质铝1.氧化物二、铝的重要化合物13Al(OH)3物理性质类别与强酸与强碱加热实验室制备难溶于水，胶状白色沉淀两性氢氧化物分解2.氢氧化物AlO2-溶液中通入CO2可溶性铝盐加氨水14铝盐水溶液显酸性，与碱反应，与AlO2-、S2-、HCO3-、CO32-等发生双水解反应。明矾：十二水合硫酸铝钾化学式：KAl(SO4)2·12H2O无色晶体，易溶于水，其水溶液呈酸性。其水解产物氢氧化铝有很强吸附能力，明矾常用作净水剂。(2)AlCl3：共价化合物。写出明矾与少量或足量Ba(OH)2溶液反应时的化学方程式n(明矾):n(Ba(OH)2)=_____时,沉淀物质的量最大;_________时,沉淀质量最大。2:31:215(1)溶于水的强碱弱酸盐(2)可与酸反应，生成铝酸（氢氧化铝）

NaAlO2＋HCl+H2O==NaCl+Al(OH)3↓3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓4.NaAlO2的性质(3)与NH4+、Al3+、Fe3+发生双水解反应2NaAlO2＋CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓16铝及其化合物相互转化H+(过量)OH-(过量)OH-(适量)、氨水、AlO2-H+(适量)、CO2、Al3+H+OH-总结：1.强弱2.定量3.方向4.对称性知识网络Al

Al2O3Al(OH)3

AlO2-Al3+

O2,Fe2O3

电解△17试以铝、稀盐酸、氢氧化钠溶液、氨水、大理石为原料设计制备氢氧化铝的各种可能方案。发散创新一AlAlCl3Al(OH)3HCl氨水AlNaAlO2Al(OH)3NaOHCO2AlAlCl3AlNaAlO2Al(OH)3HClNaOH方法一：方法二：方法三：氢氧化铝的制备18用盐酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三名学生制备途径如下：若要得到等量的Al(OH)3，则消耗原料的物质的量最少的为

。丙变式AlNaAlO2Al(OH)3NaOHHClAl(OH)3AlAlCl3HClAlNaAlO2NaOH乙：丙：AlAlCl3Al(OH)3HClNaOH甲：3mol3mol1mol1mol1/4mol3/4mol3/4mol3/4mol设Al(OH)31mol19在AlCl3溶液中逐滴滴入氨水至过量试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式发散创新二图像2001234n(NaOH)n[Al(OH)3]

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量01234n(AlCl3)n[Al(OH)3]Al3++3OHˉ(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OHˉ=AlO2ˉ+2H2O

Al3++4OHˉ(过量)

=AlO2ˉ+2H2O

Al3＋＋3AlO2ˉ＋6H2O＝4Al(OH)3↓

3mol3mol1mol3mol1mol3mol［思考］试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式21在NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-［思考］试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式2201234n[Al(OH)3]n(HCl)②向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至过量向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液直至过量01234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]AlO2ˉ+H2O+H+(少量)=Al(OH)3↓

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

AlO2ˉ+4H+(过量)=Al3++2H2O

Al3＋＋3AlO2ˉ＋6H2O＝4Al(OH)3↓

1mol3mol1mol3mol1mol23n(NaOH)n[Al(OH)3]③向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量

④向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量Al(OH)3、Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H++OHˉ=H2OAl3++3OHˉ(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OHˉ=AlO2ˉ+2H2O

Al3++3OHˉ(少量)

=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OHˉ=AlO2ˉ+2H2O

Mg2+

+2OHˉ=Mg(OH)2↓

24知识小结2、Al2O3与酸/碱反应1、Al与酸/碱反应3、Al(OH)3与酸/碱反应4、与Al3+、AlO2-相关的图像题5、Al3+与AlO2-的转化关系（都放出H2）（都生成盐和水）（都生成盐和水）（铝三角，记忆）25下列各组溶液中，不需要其它试剂就可鉴别的是（）①AlCl3与NaOH②AgNO3与NH3·H2O③Na3PO4与H2SO4④NaAlO2与盐酸⑤苯酚钠与盐酸⑥Na2CO3与盐酸B①②④⑥A①②⑤C②③④⑥D全部B26某无色、透明溶液中可能含有Ba2+、Mg2+、H+、Ag+、SO32-、SO42-、HCO3-、OH-、NO3-等。该溶液与铝反应放出氢气，①当生成Al3+时，可能存在

。②当生成AlO2-时，可能存在

。H+SO42-Mg2+OH-Ba2+NO3-27在溶液中能大量共存的离子组是（）A.Al3+Na+Cl－OH－

B.H＋Na＋NO３－AlO2－

C.K+Mg2+SO42-Cl－

D.Mg2+Na+HCO3－

AlO2-

C28下列溶液中，加入过量的盐酸，产生白色沉淀，再加入过量的氢氧化钠溶液白色沉淀溶解，则溶液中可能有的离子组是（）A.Na+、AlO2-、Cl-、K+B.SiO32-、S2-、Na+、K+C.CO32-、SO42-、Na+、K+D.Ag+、Al3+、NO3-、Na+B29向100mL1mol·L—1的AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，得到3.9g沉淀，则加入NaOH溶液的物质的量为多少？0.15mol或0.35mol30向含有amolAlCl3溶液中加入含bmolNaOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能为（）①amol②bmol③a/3mol④b/3mol⑤0⑥4a-bmolA.①③④⑤⑥B.①②③④⑤C.①④⑤⑥D.①④⑤A31有100mL3.5mol/LNaOH溶液和100mL1mol/L的AlCl3溶液，按如下两种方法进行实验：（1）将NaOH溶液分多次加入到AlCl3溶液中（2）将AlCl3溶液分多次加入到NaOH溶液中，比较两次实验的结果是（）A.现象相同，沉淀质量相等B.现象不同，沉淀质量不相等C.现象相同，沉淀质量不相等D.现象不同，沉淀质量相等D32向10mL的0.2mol/L的NaAlO2溶液中逐滴加入未知浓度的盐酸，测得滴入10mL与20mL时生成的沉淀量相等，则该盐酸的浓度为（）A.0.1mol/LB.0.16mol/LC.0.2moL/LD.0.4mol/LB33有镁铝混合粉末10.2g，将它溶于500mL4mol/L的盐酸里，金属完全溶解，要使沉淀质量最大，则需加入2mol/L的氢氧化钠溶液的体积为（）A1000mLB500mLC250mLD1500mLA34

现将一定量的Na、Al合金置于水中，结果合金完全溶解，得到200mLOH-浓度为0.1mol·L-1的溶液。再逐滴加入0.5mol·L-1的H2SO4溶液至沉淀最大量时，消耗硫酸40mL。则原合金中Na的质量为

。0.92g35在含有amol硝酸镁和bmol硝酸铝的混合物中，硝酸根离子的物质的量为0.7mol，往该混合溶液中加入200mL4mol/L的氢氧化钠溶液，使之充分反应，所得沉淀中无Al(OH)3，求b的取值范围。

0＜b≤0.136某固体可能由NaOH、AlCl3、MgCl2中的几种组成，取其一定量溶于水，有沉淀生成。在所得悬浊液中逐滴加入5mol·L-1盐酸，如图表示盐酸加入量与沉淀量的变化关系。图中M点表示已加入盐酸的体积，则已加入的盐酸的总体积M点处是A70mLB100mLC120mLD130mL

D37将mgAl2O3、MgO的混合物溶解在过量的100mL0.05mol/L的H2SO4溶液中，向其中加入NaOH溶液，使Mg2+、Al3+刚好全部转化为沉淀，用去NaOH溶液100mL，NaOH溶液的物质的量浓度是（）A.0.1mol/LB.0.05mol/LC.0.2mol/LD.无法计算A38

【例1】两个烧杯中各加入相同体积的3mol·L-1的硫酸，置于天平的左右两个托盘上，调节天平使达到平衡。向一个烧杯中加入10.8gAl，向另一个烧杯中加入10.8gMg，问反应完毕后，天平可能会发生怎样的变化?试根据计算进行分析。［解析］本题属于天平平衡的有关计算，是一个重要考点。此类计算宜用差量法。关键是：放入烧杯中的物质的质量可以不等，从烧杯中逸出的物质的质量也可以不等，但留在烧杯中的物质质量(即质量差)必须相等，天平才能保持平衡。在本例题中，由于H2SO4的体积没有给定，因此需讨论H2SO4的相对用量。有关计算39［解答］设一个烧杯中所加入的硫酸的体积为VL，跟10.8g铝和10.8g镁完全反应分别需H2SO4为xmol、ymol，据2Al+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2↑,得x=0.6mol，需3molH2SO4的体积为＝0.2L;据Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑得y=0.45mol，需3molH2SO4的体积为=0.15L。[讨论](1)当V≤0.15L时，两烧杯中的H2SO4都全部参加反应，两端消耗H2SO4的量相等，所以逸出H2的量相等，天平仍保持平衡。(2)当V＞0.15L时，跟镁反应消耗的H2SO4恒为0.45mol，而跟铝反应消耗H2SO4的量多于0.45mol，所以铝置换出的H2多于镁，天平发生倾斜，放入铝的一端托盘上升。40【例2】将100mLamol/L的NaOH溶液滴加到100mLbmol/L的AlCl3溶液中，试推导a与b的关系，并计算能得到Al(OH)3的物质的量。

［解析］1.此时必须注意整个反应过程中的现象：

将NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，开始时有沉淀生成，反应为Al3++3OHˉ=Al(OH)3↓；当溶液中Al3+全部转变为Al(OH)3沉淀后，继续加入NaOH，沉淀将溶解，其反应为Al(OH)3+OHˉ=AlO2ˉ+2H2O。2.当n(OHˉ)=3n(Al3+)时，Al3+恰好完全转变为Al(OH)3沉淀，沉淀达到最大值。3.当n(OHˉ)＜3n(Al3+)时，Al3+尚未转变为Al(OH)3沉淀。4.当n(OHˉ)≥4n(Al3+)时，Al3+完全转变为AlO2ˉ，无沉淀。5.当3n(Al3+)＜n(OHˉ)＜4n(Al3+)时，一部分Al3+转变为Al(OH)3沉淀，另一部分Al3+转变为AlO2ˉ。以上关系是进行可溶性铝盐与强碱反应的有关计算的依据。41［答案］(1)当AlCl3过量n(OHˉ)<3n(Al3+),即a<3b，沉淀量应根据NaOH的量计算：n[Al(OH)3]＝n(NaOH)/3=0.1a/3mol。(2)当NaOH与AlCl3恰好完全反应时n(OHˉ)＝3n(Al3+)，即a＝3b

n[Al(OH)3]＝0.1bmol＝0.1a/3mol。(3)当NaOH过量，生成的沉淀完全溶解n(OH-)≥4n(Al3+)，即a≥4b，n[Al(OH)3]＝0mol。(4)当NaOH过量，生成的沉淀部分溶解时3n(Al3+)＜n(OH-)＜4n(Al3+)，即3b＜a＜4b。设生成的Al(OH)3为xmol，生成的AlO2ˉ为ymol，根据Al3+和OHˉ的物质的量守恒,有：x+y=0.1b3x+4y=0.1ax=(0.4b－0.1a)(mol)y=(0.1a－0.3b)(mol)42【例3】将0.1moL的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴入1mol/LNaOH溶液。请回答（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160mL时，则金属粉末中n(Mg)=

mol，V2=

mL。解析：本题涉及的化学反应有：①Mg+2H+=Mg2++H2↑②2Al+6H+=2Al3++3H2↑③H++OH—=H2O④Mg2++2OH=Mg(OH)2↓⑤Al3++3OH—=Al(OH)3↓⑥Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O（1）n(Mg)+n(Al)=0.1mol

2n(Mg)+3n(Al)+1mol/L×0.16L=0.4mol解得：n(Mg)=0.06mol

n(Al)=0.04mol当发生④、⑤、⑥时，消耗的碱为：n(NaOH)=2n(Mg)+4n(Al)=2×0.06mol＋4×0.04mol=0.28mol，故V2=V1+V(NaOH)=440mL0mV1V2V/mL0.0644043（2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=

mL0mV1V2V/mL400［解析］(2)当刚好发生至④、⑤反应时，消耗的碱为：n(NaOH)=2n(Mg)+3n(Al)=2×0.06mol＋3×0.04mol=0.24mol，所需NaOH体积为0.24L。故V(NaOH)=160mL+240mL=400mL【例4

】将0.1moL的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴入1mol/LNaOH溶液。请回答44

（3）若镁铝混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是

。0mV1V2V/mL方法一：根据方程式计算

加入450mL1mol/L的NaOH溶液，完全沉淀后NaOH过量:0.45mol—2×0.1L×2mol/L=0.05mol若要完全溶解