高中化学.铝及其化合物的性质素材3苏教版选修-精

一、铝的结构：

1、原子结构示意图：

2、周期表中位置：第三周期ⅢA族

镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。

二、铝单质的性质

1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。

△

2、化学性质：（1）与非金属单质反应：A、2Al+3Cl2====2AlCl3

B、铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。

点燃

4Al+3O2 =========  2Al2O3

思考：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？

铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。

（2）与盐溶液反应：2Al+3CuSO4 ＝3Cu+Al2(SO4)3

（3）与某些氧化物反应—铝热反应：2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3

                                   铝热剂

[现象]：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。

[试一试]：写出Al分别与MnO2 、V2O5 的反应方程式

△

（4）与沸水微弱反应：2Al+6H2O  =========  2Al（OH）3 + 3H2↑  

（5）与酸反应：：2Al+6HCl ====== 2AlCl3+H2↑

                2Al+3H2SO4 ====== Al2(SO4)3+ 3H2↑

注意：铝在冷的浓硫酸、浓中钝化。

某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。

（6）与碱反应: ２Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

反应的实质:分两步进行: 

(2）Al(OH)3+NaOH ======== NaAlO2+2H2O     

三、铝的重要化合物 

1、氧化铝（Al2O3） 

(1)物理性质：白色固体、熔点高（2054℃） 、不溶于水，不与水化合。常作耐火材料。

            刚玉的主要成分是Al2O3 ，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。

(2)化学性质：

①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。

电解

2Al2O3  ========= 2Al + 3 O2 ↑

②与酸反应：Al2O3＋6HCl＝AlCl3＋3H2O

③与碱反应：Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O

既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物

2、氢氧化铝（Al（OH)3）

（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。

（2）化学性质：①不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。

                         △

                2Al(OH)3 ＝ Al2O3＋2H2O

                这是工业上制取纯净氧化铝的方法。

Al(OH)3 具有两性的原因：H++AlO2—+H2O  Al(OH)3   Al3+  +  3OH—

注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。

　　　(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。

3、明矾：KAl(SO4)2·12H2O

复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。

KAl(SO4)2 =K++Al3++2SO42-

Al3++3H2O ======  Al(OH)3 （胶体） +3H+

四、Al3+、AlO2—的 性质

（一）Al3+的性质

1、AlCl3中逐滴加入氨水：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4+

用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适

2、AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量？

①方程式：Al3++3OH—= Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH—  = AlO2-+2H2O

②现象：白色沉淀先增加再减少最后消失

③图像：

3、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液

①有关反应：Al3++4OH— =AlO2—+2H2O

Al3++3AlO2—+6H2O = 4Al(OH)3↓

②现象：开始无沉淀生成，后来白色沉淀逐渐增加，最后沉淀量不变

③图像：

（二）AlO2—的性质

1、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量 

①2AlO2—＋CO2(少量)＋3H2O = 2Al(OH)3＋CO32－

②AlO2—＋CO2(足量)＋2H2O= Al(OH)3＋HCO3—

离子方程式：

图像： 

2、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量 

离子方程式：①AlO2—＋H+＋H2O=Al(OH)3  

②Al(OH)3＋3H+= Al3+＋3H2O

 图像： 

（3）向含有H＋的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量 

    离子方程式：①AlO2—＋4H+= Al3+＋2H2O

②Al3+＋3AlO2—＋6H2O= 4Al(OH)3

 图像： 

例题：将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定，产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。求：

（1）合金中镁和铝的物质的量之比； 

（2）盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。 

《铝及其化合物》练习题

1、某无色透明溶液能与铝作用放出氢气, 此溶液中一定能大量共存的离子组是  （    ）

A. Cl-、SO42-、Na+、K+        B. K+、ClO-、Na+、NO3-

C. HCO3-、Na+、NO3-、K+      D. NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+

2、两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：2，则第一份与第二份铝屑的质量比为                （   ）

A、1：1           B、1：2        C、1：3            D、1：4

3、能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为                （     ） 

A.铝的密度小, 熔点较低                  B.铝在空气中燃烧, 放出大量的热

C.铝在金属活动性顺序表排在较前面

D.铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热

4、将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是     （      ）

A.稀      B.稀盐酸      C.铜     D.氢氧化钠

5、由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是　        （      ）                          

A.锌                B.铁                 C.铝                D.镁

6、下列用途主要是体现铝的物理性质的是                          （      ）       

1家用铝锅 ②盛浓的容器 ③制导线 ④焊接钢轨 ⑤包装铝箔 ⑥炼钢的脱氧剂 

⑦做防锈油漆 ⑧做合金用作飞机制造业材料 ⑨工业做热交换器

A.①②③④       B.③④⑥⑦⑧⑨      C.①③⑤⑦⑧⑨    D.①③②④⑥⑧

7、有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是     （      ）              

A.铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3      B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2

C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂     D.H2O是氧化剂，Al被氧化

8、向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是   (    )

A.Cl-           B.H+            C.OH-          D.HCO-3

9、 向NaAlO2 溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀，随后沉淀又逐渐溶解，该气体是（   ）

A.NO2             B.CO2           C.NH3               D.CO

10、镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有                       （     ）   

A．        B．Cu2+          C．Al3+          D．Mg2+

11、常温下能用铝制容器盛放的是                                    （      ）

A.浓盐酸          B.浓         C.稀          D.稀硫酸

12、下列所用的材料不属于合金的是                                   （    ）

A.家用的铝窗                     B.建筑用的钢筋    

C.铸造用的黄铜                     D.温度计用的水银

13、一块镁铝合金溶于盐酸后，再加入过量NaOH溶液，所得的溶液中主要存在的离子是                                           （     ）

A. AlO2－、OH－、Na＋、Cl－      B. Na＋、OH－、Al3＋、Cl－  

C. AlO2－、OH－、Mg2＋、Cl－     D. Na＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－  

14、下列有关合金的说法，错误的是                                 （      ）

A.青铜是人类历史上使用最早的合金，至今已有三千多年的历史

B.世界上最常见的，用量最大的合金是钢

C.合金的硬度一般比它的各成分金属的小，熔点一般也比它的各成分金属的高

D.合金可以由金属和非金属融合而成

15、 下列离子方程式书写错误的是                                （    ）

A.铝粉投入到NaOH溶液中：2Al+6H2O+2OH-=2 Al(OH)4-+H2↑

B.Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3+OH-= Al(OH)4-

C.Na[Al(OH)4]溶液中通入足量的CO2：2 Al(OH)4-+ CO2 = 2Al(OH)3↓+CO32-+ H2O

D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3+2OH-=2 Al(OH)4-+H2O

16、下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是                      （      ）      

A. Al(OH)3 是难溶于水的白色沉淀       B. Al(OH)3 能吸附水中的悬浮物

C. Al(OH)3 能溶于氨水                 D. Al(OH)3属于两性氢氧化物

17、既能与NaOH溶液反应，又能与H2SO4溶液反应的物质是          （      ）

A.NaHCO3        B.Al(OH)3       C.NaHSO4        D.Na2CO3

18、在使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是        （      ）

A.H2SO4           B.HCl       C.CO2               D.NH3·H2O

19、某强酸性溶液中，可以大量共存的是   （    ）

A．      B．

C．    D．

20、下列各化学反应的离子方程式中，有错误的是  （    ）

    A．氢氧化铝与盐酸反应：

    B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：

    C．碘化钾溶液中滴入溴水：

    D．氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液：

21、以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是（    ）

    A．将氧化铝溶于水。

    B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水。

    C．将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液。

    D．将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸。

22、500mL 0.1mol/L的NaCl溶液与100mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中Cl－离子浓度之比为

    A．5∶1        B．5∶3        C．1∶3        D．5∶2

23、下列物质的溶液中，通入过量的CO2，发生化学反应，但不会析出沉淀的是 （    ）

    A．Na2SiO3        B．NaAlO2        C．Na2CO3        D．NaOH

24、向含有1mol KAl(SO4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液，使恰好转化为沉淀，此时生成的Al(OH)3的物质的量是  （    ）

    A．1mol        B．1.33 mol        C．0.67mol        D．0

25、处理铝锅垢应采用 （    ）

    A．浓HNO3        B．浓盐酸        C．浓乙酸        D．浓NaOH溶液