备考2020高考化学第一轮复习 第3章 金属及其化合物 第2节 铝及其重要化合物学案 必修1 5页

第二节 铝及其重要化合物 一、铝的主要性质及应用 ‎1．存在及物理性质 ‎⑴铝位于元素周期表 。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅排第三位，在金属当中是含量占 位。自然界中的铝全部以 态存在。‎ ‎⑵铝为 色固态，金属，特别的是铝的粉末是白色，工业称为“银粉”一般金属的汾末是黑色的。‎ ‎⑶铝熔点为‎660.40C，沸点为‎24670C密度为‎2.7g·cm-3,导电性仅次于银、铜和金。‎ ‎2.化学性质：结构分析——铝原子最外层有3个电子，表现 价，易失去表现 性。‎ ‎⑴跟非金属单质反应 ‎①与氧气常温时反应方程式： 。 ‎ 现象：在表面生成一层 ，保护内部金属。使Al 尽管很活泼，但很耐腐蚀。‎ ‎②与氧气点燃时反应：4 Al＋3 O22Al2O3 ‎ ‎ 现象： 。原因 。‎ ‎③和卤素反应，2 Al＋3 X2 = 2AlX3(X2可以是Cl2、Br2)。此外，也能生成Al2S3、AlN、Al‎4C3。‎ ‎⑵铝与酸反应 ‎①与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应，离子方程式： 。‎ ‎②与氧化性酸 常温下，铝、铁遇 、 发生钝化，加热时能反应。‎ 与热浓硫酸： ；‎ 与稀硝酸反应： ；‎ ‎⑶铝与强碱溶液反应： ；‎ 离子方程式： ；‎ ‎⑷铝热反应：2 Al＋Fe2O3 。‎ 铝热剂： 与活泼性在铝以后的 的混合物称为铝热剂。‎ 铝热反应用途：野外焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V、W、Cr等难熔金属。‎ 二、铝的重要化合物 ‎1．氧化铝 ‎⑴物理性质： 色 态，熔点 (‎2045℃‎)， 溶于水。‎ ‎⑵化学性质：是 氧化物，①与酸反应离子方程式： 。‎ 5‎ ‎②与碱反应离子方程式： 。‎ ‎⑶用途：熔点很高，是一种比较好的 材料，还可以制作各种宝石。‎ ‎2．氢氧化铝 ‎⑴物理性质： 色胶状沉淀。‎ ‎⑵化学性质：‎ ‎①氢氧化铝是两性氢氧化物，只溶于 酸或 碱，而不溶于 酸或 碱。‎ 与酸反应离子方程式： ；‎ 与碱反应离子方程式： 。‎ ‎②氢氧化铝受热分解： 。‎ ‎⑶Al(OH)3的制备：‎ ‎①用 碱氨水与可溶性铝盐反应离子方程式： 。‎ ‎②向偏铝酸盐中通入CO2（少量）离子方程式： 。‎ ‎3．明矾 ‎⑴化学式： ，明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。‎ ‎⑵性质：Al3＋容易水解，溶液显 性，离子方程式： 。‎ ‎⑶用途：氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，明矾是一种较好的 剂。‎ 规律总结 一、“铝三角”的转化关系及其应用 ‎1. Al3＋、Al(OH)3、AlO之间转化关系：‎ ‎(1) Al3＋→Al(OH)3（ 可实现反应）：‎ ‎①Al3＋＋ OH－=== 。‎ ‎②Al3＋＋ NH3·H2O=== 。‎ ‎③Al3＋＋AlO 。‎ ‎(2) Al(OH)3 →Al3＋（ 可实现反应， 不能发生该反应）：‎ Al(OH)3＋ 。‎ ‎(3)AlO2－→Al(OH)3（ 可实现反应）：‎ 5‎ ‎①AlO＋H＋＋ ； ‎ ‎②AlO＋CO2 。‎ ‎(4) Al(OH)3→AlO2－（ 可实现反应， 不能发生该反应）：‎ Al(OH)3＋；‎ ‎(5) Al3＋→AlO2－（ 可实现反应，）：‎ Al3＋＋ ；‎ ‎(6) AlO2－→Al3＋（ 可实现反应）：‎ AlO＋ 。‎ ‎2．常见解题应用：‎ ‎⑴离子共存问题：‎ ‎①Al3+因双水解程度较大，与OH－，及S2－、HS－、AlO、CO32－、HCO3－等弱酸根均不能大量共存。‎ ‎②AlO和OH－相同，只与强碱阳离子如Na+、K+、Ba2+大量共存，与其它弱碱阳离子都不共存。‎ ‎⑵鉴别AlCl3和NaOH（利用滴加顺序不同，现象不同）‎ ‎①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为： 。‎ ‎②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为： 。‎ ‎⑶分离提纯：分离Al与其他金属的混合物、分离Al2O3与其他金属氧化物、分离Al3+与其他金属阳离子时。都用 溶液。‎ ‎⑷不同形式铝的化合物之间转化关系，可以参照图示分析，隔位物质间能发生反应，生成中间产物；若有两种中间产物，则与反应物用量有关：HCl——AlCl3——Al(OH)3——NaAlO2——NaOH。例NaOH与AlCl3反应，可能生成Al(OH)3，也可能生成NaAlO2；AlCl3与NaAlO2反应，只能生成Al(OH)3。‎ 二、氢氧化铝沉淀的图象分析 ‎ 操作 现象 图像 离子方程式 向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量。‎ 向一定量的NaAlO2 溶液中逐滴加入稀盐酸溶液至过量。‎ 向一定量的NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3 溶液至过量。‎ 5‎ 向一定量的盐酸 溶液中逐滴加入NaAlO2溶液至过量。‎ 向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加氨水溶液至过量。‎ 向一定量的NaAlO2 溶液中缓慢通入CO2至过量。‎ 三、铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 ‎1.等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比＝ 。‎ ‎2.足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为＝。‎ ‎3.一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为 ≤≤ ，则必定是：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。‎ ‎1．向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生‎0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 (　　)‎ A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL ‎2．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 (　　)‎ A．‎5.4 g B．‎3.6 g C．‎2.7 g D．‎‎1.8 g 第二节 铝及其重要化合物参考答案 ‎【基础落实】‎ 一、铝的主要性质及应用 ‎1. ⑴第三周期ⅢA族 第一 化合 ⑵银白 ‎2. +3 还原 ‎ ‎⑴①4 Al＋3 O2===2Al2O3 致密的氧化膜 ②铝表面熔化但不滴落 生成的Al2O3熔点很高，把已经熔化的铝兜住了 ‎⑵①2 Al＋6 H+ ＝2Al3+＋3H2↑ ②浓硫酸 浓硝酸 ‎2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O ‎ ‎1 Al＋4 HNO3(稀) === Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O ‎⑶2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH-＋2H2O ＝ 2 AlO2-＋3H2↑‎ 5‎ ‎⑷Al2O3＋2Fe 铝粉 金属氧化物 二、铝的重要化合物 ‎1．⑴白 固 高 难 两性 ‎ ‎⑵Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O Al2O3＋2OH－ ===2AlO2-+H2O ⑶耐火 ‎2．⑴白 ⑵强 强 弱 弱 Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O Al(OH)3＋OH-＝AlO2-+H2O 2 Al(OH)3Al2O3＋3H2O ⑶弱 Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4＋ 2 AlO2-+ CO2+3H2O2 Al(OH)3↓+ CO32－ ‎ ‎3．⑴KAl(SO4)2·12H2O ⑵酸 Al3++3H2OAl(OH)3 +3H+ ⑶净水 ‎【规律总结】‎ 一、“铝三角”的转化关系及其应用 ‎1. (1)强碱弱碱均 3 Al(OH)3↓ 3 Al(OH)3↓＋3NH4＋ 3 ＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎(2) 强酸 弱酸 3 H＋===Al3＋＋3H2O ‎(3) 强酸弱酸均 H2O===Al(OH)3↓ ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－‎ ‎(4) 强碱 弱碱 OH－===AlO2-＋2H2O ‎(5) 只有强碱且过量 4OH－=== AlO2-＋2H2O ‎(6) 只有强酸且过量 4H＋===Al3＋＋2H2O ‎2．⑵先产生白色沉淀，后沉淀溶解 开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。⑶强碱或NaOH 二、氢氧化铝沉淀的图象分析 ‎ 操作 现象 图像 离子方程式 立即产生白色沉淀→渐多→最多→减少→消失 Al3++3OH-=Al（OH）3↓ ‎ Al(OH)3+OH-‎=AlO2-+2H2O ‎ 立即产生白色沉淀→渐多→最多→减少→消失 AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓ ‎ Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O ‎ 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 Al3++4OH-= AlO2-+2H2O ‎ Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ ‎ 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 AlO2-+4H+= Al3++2H2O ‎ Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 ‎ 立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ ‎ Al(OH)3与NH3·H2O不 反应 立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 ‎2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- ‎ CO32-+ CO2+H2O=2HCO3- ‎ 三、铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 ‎1. 1∶1 2. 1∶3 3. 1/3 1/1 ‎ ‎【对点训练】‎ ‎1. B 2. A 5‎