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2014届高三化学一轮复习课件 第3章 金属及其化合物 第二讲 铝及其化合物物


第二讲 铝及其化合物

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1.了解铝的主要性质及应用。 2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。

1.依据铝等金属及其化合物的特征进行的无机推断(简答) 题。 2.有关Al单质及化合物性质的实验探究(简答)题。

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一、铝 1.铝的原子结构和存在 铝位于元素周期表 第3周期ⅢA族 , 原 子 结 构 示 意 图

为__________。铝元素在地壳中含量丰富,仅次于 硅 。 自然界中的铝全部以 化合 态存在。
2.金属铝的物理性质 银白 色有金属光泽的固体,有良好的 延展性 、 导电性 和 传热性等,密度较小,质地柔软。

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3.金属铝的化学性质 根据下列转化关系,完成相关化学方程式。

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点燃 ① 2Al+3Cl2=====2AlCl3
② 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

; ; ; ;

△ 2Al+3S=====Al2S3 ③

④ 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑

点燃 ⑤ 4Al+3O2=====2Al2O3



⑥ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ ;

高温 ⑦ 2Al+Fe2O3=====Al2O3+2Fe



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4.铝的冶炼 提纯 (1)铝土矿――→Al2O3; 通电 (2)2Al2O3(熔融)=====4Al+3O2↑ 。

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将铝箔在空气中用酒精灯加热能否燃烧? 将铝粉撒向酒精灯火焰能否燃烧?为什么?

提示

铝箔在空气中用酒精灯加热,熔化但不燃烧,是因

为铝箔在空气中加热表面被氧化为一层致密的氧化物薄 膜,从而阻止了铝与氧气的反应。将铝粉撒向酒精灯火 焰,铝粉燃烧,发出耀眼的点点星光,是因铝粉与空气的 接触面增大,使反应更加剧烈。

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铝热反应发生的原因是什么?
提示 镁条燃烧,放出一定的热量,KClO3作为引燃剂在 受热状态下发生分解,使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下 高温 发生反应:2Al+Fe2O3 ===== 2Fe+Al2O3,放出氧气、使镁 条燃烧更加剧烈产生高温,从而该反应放出大量的热,发 出耀眼的白光,生成的铁在高温下呈熔化状态。

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二、铝的重要化合物 1.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝(Al2O3) 物理性质 化 学 与碱 性 反应 质 加热 白色固体,熔点很高 氢氧化铝[Al(OH)3] 白色胶状物质,难溶于水

与酸 Al O +6H+===2Al3++3H O 2 3 2 反应

Al(OH)3+3H+===Al3+ +3H2O - -===2AlO+H O Al(OH)3+OH ===Al(OH)+ Al2O3+2OH 2 2H2O 不分解
△ 2Al(OH)3=====Al2O3+3H2O

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氧化铝(Al2O3)

氢氧化铝[Al(OH)3] ①Al3 与氨水反应;


制备方法

Al(OH)3加热分解

②AlO2 溶液中通CO2; ③可溶性铝盐和偏铝的盐 混合



主要用途

①作耐火材料;② 冶炼铝的原料

①制药;②净水作用

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2.常见的铝盐 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组 成的复盐。

12H (2)明矾的化学式为:KAl(SO4)2· 2O ,它是

无 色晶

体, 可 溶于水,水溶液pH < 7(填“<”、“>”或 Al3++3H2O “=”)。明矾可以净水,其净水的原因是:——————————

?? Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体且有较大表

面积能吸附水中杂质形成沉淀而净水 ————————————————————。

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一个实质
铝与氢氧化钠溶液反应的实质 铝 先 与 强 碱 溶 液 中 的 水 反 应 生 成 H2 和 Al(OH)3 然 后 Al(OH)3 再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2 ,反应中铝作 还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。

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三种方法

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四种应用· 氢氧化铝两性的重要应用 (1)用过量NaOH溶液检验Al3+的存在。 (2)用过量NaOH-溶液鉴别Al3+和Mg2+。 (3)用互滴法鉴别Al3+与OH-、AlO-与H+。 2 (4)用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3+与Mg2+、Fe3+ 等离子或分离MgO、Al2O3。

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我的体会 铝的学习我觉得主要抓住“铝三角”转化关系,如果转化

关系清楚,化学方程式会书写,那就OK了。难点是几个
化学方程式的书写,如铝与氢氧化钠反应,常常忘记补 水,再如四羟基合铝酸钠溶液中通CO2,常涉及量多和量 少的问题。

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我的总结 既能与酸反应又能与碱反应的物质:

①金属单质:Al等;
②两性氧化物:Al2O3等; ③两性氢氧化物:Al(OH)3等; ④弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、 CH3COONH4、(NH4)2S等;

⑤弱酸的酸式盐:NaHCO3、KHS、NaHSO3等。

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问题征解 向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时,铝元素的存在形

式及对应的化学方程式是什么?
提示 (1)当n[KAl(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=2∶3时,铝元素的

存在形式是Al(OH)3:2KAl(SO4)2+ 3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4。 (2)当n[KAl(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶2时,铝元素的存在形 - 式是AlO 2 :KAl(SO4)2+2Ba(OH)2===KAlO2+2BaSO4↓+ 2H2O。

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必考点19 铝及其化合物的转化及相关计算 1.“铝三角”之间的转化

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①Al +3NH3· 2O===Al(OH)3↓+3NH H ===Al(OH)3↓ ②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O ③Al(OH)3+OH ===AlO2 +2H2O
- -

3+



4

或Al +3OH

3+



④AlO-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO- 2 3 或2AlO2 +3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO2 3 ⑤AlO-+4H+===Al3++2H2O 2 ⑥Al3++4OH-===AlO-+2H2O 2 ⑦Al3 +3AlO2 +6H2O===4Al(OH)3↓(水解相互促进)
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+ - - -

2.有关 Al(OH)3 沉淀的计算 Al3++3OH-===Al(OH)3↓
- -



Al(OH)3+OH ===AlO2 +2H2O 由①②得:Al3++4OH-===AlO-+2H2O 2





n?OH-? 3+ ≤3 时,发生反应①,则: n?Al ? 1 n[Al(OH)3]= n(OH-) 3
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n?OH ? ≥4时,发生反应③,无Al(OH)3生成。 n?Al3+?


n?OH ? 3< 3+ <4时,发生反应①②,则: n?Al ?


n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)

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【典例1】 (2013·秦皇岛模拟)将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂,分

成三等份。
①一份直接放入足量的烧碱溶液中,充分反应后放出气体 在标准状况下的体积为V1; ②一份在高温下恰好反应完全,反应后的混合物与足量的 盐酸反应后,放出的气体在标准状况下的体积为V2;

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③一份直接放入足量的盐酸中,充分反应后放出气体在标准 状况下的体积为V3。

下列说法正确的是
A.V1=V3>V2 C.V1=V2>V3 B.V2>V1=V3 D.V1>V3>V2

(

)。

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解析 发生反应的化学方程式为:8Al+3Fe3O4

高温 =====

4Al2O3+9Fe则第一份和第三份都是8 mol Al失去24 mol电 子提供给氢离子生成氢气,故得到的氢气是相等的;第二 份,由化学方程式可知8 mol Al失去24 mol电子,生成9 mol Fe,而9 mol Fe只能失去18 mol e 提供给氢离子生成氢气, 故生成的氢气比第一份和第三份少,答案A正确。
答案 A


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——金属生成H2的规律

?1?金属与酸反应失去电子的物质的量=产生氢原子的物质的

量=产生H2的物质的量的两倍。
?2?当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时,则反应后 两溶液增加的质量相等。 ?3?相同物质的量的金属与足量的酸反应产生的氢气的物质的 量之比等于反应后对应金属的化合价之比。

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?4?相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于其

金属失去1 mol电子时质量的倒数比。
?5?若产生相同量的氢气,所需金属的物质的量之比等于反应 后对应金属呈现的化合价的倒数比。 ?6?若产生相同量的氢气,所需金属的质量比等于失去1 mol 电子时金属的质量比。

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【应用1】 如图中,A、B、C、D、E是单质,G、H、I、F是B、 C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知:①反应C+ 高温 G ――→ B+H能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的 焊接;②I是一种常见的温室气体,它和E可以发生反 点燃 应:2E+I=====2F+D,F中E元素的质量分数为60%。 回答问题:

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(1)①





















____________________________________________________

____________________;
(2) 化 合 物 I 的 电 子 式 为

____________________________________________________ ____________________; (3)1.6 g G溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少

所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程);

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(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为

____________________________________________________
____________________, 反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为

____________________________________________________
____________________________________________________ ________________________________________; (5)E 在 I 中 燃 烧 观 察 到 的 现 象 是

____________________________________________________

____________________。

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解析

根据题干信息①确定C为金属铝、A为氧气、B为

铁、G为三氧化二铁;由信息②确定I为二氧化碳、D为 碳、E为金属镁、F为氧化镁。(1)铝与三氧化二铁在高温条 件下发生铝热反应放出大量的热;(2)二氧化碳的电子式为
· ·

;(3)三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁, 铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子;(4)金属铝 与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气,过量二氧 化碳通入到偏铝酸钠溶液中,得到氢氧化铝沉淀和 NaHCO3溶液。
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答案 (2)

高温 (1)2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3 (3)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O

2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 1.6 g n(Cu)=n(Fe2O3)= =0.010 mol 160 g· -1 mol 铜粉的质量=64 g· mol 1×0.010 mol=0.64 g (4)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-+3H2↑ 2 AlO2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3 (注:不要求写OH +CO2===HCO3 ) (5)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着有黑色 的固体
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- - - - -

必考点20 有关铝及其化合物的反应图像 一、反映Al3 、Al(OH)3、AlO2 之间转化的有关图像 1.把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)溶液中至过量 (1)现象:先有白色沉淀产生,然后沉淀逐渐溶解。 (2)有关反应: A→B:Al3++3OH-===Al(OH)3↓ B→D:Al(OH)3+OH-===AlO-+2H2O 2
+ -

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(3)图像

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2.把铝盐(Al3 )溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 (1)现象:先无明显现象,然后逐渐产生大量的白色沉 淀。 (2)有关反应: A→B:Al3++4OH-===AlO-+2H2O 2 B→C:Al3++3AlO-+6H2O===4Al(OH)3↓ 2 (3)图像



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3.在AlO2 溶液中逐滴加入强酸至过量 (1)现象:先生成白色沉淀,随后沉淀逐渐溶解。 (2)有关反应:
- A→B:AlO2 +H++2H2O===Al(OH)3↓



B→D:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O (3)图像

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4.在强酸溶液中逐滴加入AlO2 溶液至过量 (1)现象:先无明显现象,反应一段时间后逐渐产生白色 沉淀。 (2)有关反应: A→B:4H++AlO-===Al3++4H2O 2
- B→C:Al3++3AlO2 +6H2O===4Al(OH)3↓



(3)图像

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5.向含Mg2 和Al3 的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液 (1)现象:无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→ 不变 (2)反应 O→A:H +OH ===H2O A→B:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
+ -





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Mg2 +2OH ===Mg(OH)2↓ B→C:Al(OH)3+OH ===AlO2 +2H2O (3)图像[c(Mg2+)=c(Al3+)]
- -





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二、反映Al3 、Al(OH)3、AlO 2 之间转化的计算——数轴分 析与图表法 1.根据AlCl3与NaOH的量计算生成Al(OH)3的量





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2.根据AlCl3与Al(OH)3的量计算需要NaOH的量

NaOH的量 当NaOH不 足时 当NaOH过 量时

n(NaOH) n(NaOH)=3n[Al(OH)3] n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)- n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]

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3.根据NaAlO2与HCl计算生成Al(OH)3的量

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4.根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量
HCl的量 当HCl不 足时 当HCl过 量时 n(HCl)=n[Al(OH)3] n(HCl)=n(AlO-)+ 2 3{n(AlO-)-n[Al(OH)3]}= 2 4n(AlO2 )-3n[Al(OH)3]


n(HCl)

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【典例2】 将一定量Mg、Al合金溶于1 mol·L-1的HCl溶液中,进而

向所得溶液中滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的
物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如图所 示。下列分析的结论中正确的是 ( )。

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A.溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为90 mL B.欲给出a的取值范围尚缺少一个条件 n?Mg? C.无法认定Mg、Al合金中 的最大值 n?Al? D.无法给出实验中产生H2的物质的量

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根据图像和铝的有关性质知当加入的NaOH从80 mL

到90 mL时Al(OH)3 溶解,故可知Al的物质的量为n(Al)=1
mL-1=0.01 mol,当沉淀 mol·-1×(90 mL-80 mL)×10-3 L· L

达到最大值时溶液中的溶质只有NaCl,此时HCl和NaOH的 物质的量相等,故盐酸的体积为80 mL;

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与金属铝反应的HCl的物质的量为0.03 mol,故金属镁的物 n?Mg? 质的量为0<n(Mg)≤0.025 mol,Mg、Al合金中 的最 n?Al? 大值为2.5;a的取值范围是0≤a<50 mL。因为a值不确

定,故无法求出实验中产生H2的物质的量。
答案 D

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——关于图像题的答题技巧

?1?看面:弄清纵、横坐标的含义。

?2?看线:弄清线的变化趋势,每条线都代表着一定的化学反
应过程。 ?3?看点:弄清曲线上拐点的含义,如与坐标轴的交点、曲线 的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个 反应过程的结束和开始。

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【应用2】 (2012·湖南四市九校联考)下列四个图中,横坐标表示加

入的物质的量,纵坐标表示生成沉淀的量,从A~D中选
择符合各题要求的序号填入表中

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溶液 AlCl3溶液 含少量NaOH的NaAlO2溶液 NaAlO2溶液 MgCl2和AlCl3的混 合液

加入的物质 通过量的NH3 通过量的CO2 滴加稀H2SO4至 过量 滴加NaOH溶液 至过量

答案序 号

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AlCl3 溶液中通过量的NH3,生成Al(OH)3 沉淀,且沉

淀不溶解,所以选C;向含少量NaOH的NaAlO2溶液中通过
量的CO2 ,CO2 先与NaOH溶液反应,但没有沉淀生成,然 后CO2 与NaAlO2 溶液反应,生成Al(OH)3沉淀,且沉淀不溶 解,所以选D;NaAlO2溶液中滴加稀H2SO4至过量,先生成 Al(OH)3 沉淀,然后沉淀溶解,且生成沉淀和溶解沉淀所用

H2SO4 的物质的量之比为1∶3,所以选B;MgCl2 和AlCl3 的
混 合 液 中 滴 加 NaOH 溶 液 至 过 量 , 先 生 成 Al(OH)3 和 Mg(OH)2沉淀,然后Al(OH)3沉淀溶解,所以选A。 答案 C D B A

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题的解题思路 方法一:取少量固体试样→溶于水配成溶液→检测溶液中存

在的阴、阳离子→得出实验结论。
方法二:取少量固体试样→在氧气流等中反应→检测所产生 的物质(如气体)→得出实验结论。 方法三:取少量试样→加酸(或碱)溶液使其气化→检测气体 的成分→得出实验结论。

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试卷采样 (14分)铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材 料。研究性学习小组的三位同学,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,设计下列三种 不同实验方案进行探究。填写下列空白。 NaOH溶液 探究一:实验方案:铝镁合金 ――――→ 测定剩余固体质量

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实验拓展:参照探究一、探究二,请你另设计一个实验方 案,测定该铝镁合金中镁的质量分数。(书写形式可以模仿

探究一、二)
____________________________________________________ ____________________ ____________________________________________________ ____________________

____________________________________________________
____________________。

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当场指导 答题指导 本题是实验探究题,探究一的实验原理是利用铝和碱的反 应,利用极限法,假设样品中铝的含量达到最高,为 5.4×97% 97%,则n(Al)= =0.194 mol,则n(NaOH)=0.194 27 mol,V(NaOH)=97 mL;若没有洗涤固体,称得镁的质量 偏高,测得镁的质量分数偏高。

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探究二:(1)不需要除酸雾的装置,因为氯化氢气体易溶于 水,不会影响氢气体积的测量 ;(2)①调整量气管C的高度,

使C中液面与B中液面相平,②恢复到室温后再读数,③读
数时保证视线与凹液面的最低点相平,④检查装置的气密 性,⑤加入足量盐酸保证合金完全溶解等。 探究三:(1)还需要测定灼烧后固体的质量,根据灼烧前后的 质量,列二元一次方程组可解;(2)有影响,因为空气中有氮

气,金属镁会与氮气反应,影响产物的质量。

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失分提示 1.不能准确利用方程式进行计算。

2.没有掌握误差分析的方法。
3.对实验中存在的问题没有按照实验目的去思考。

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评分细则 探究一:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2 +3H2↑(2 分) 97(2 分) 偏高(1 分) (2)①调整量气管 C 的高度,使 C ②恢复到室温后再读数(或其他合

探究二:(1)不需要(1 分) 中液面与 B 中液面相平 理答案)(2 分)

探究三:(1)灼烧后固体的质量(2 分) 实验拓展:

(2)是(1 分)

足量盐酸 足量烧碱溶液 铝镁合金 ――→ 溶液 ――→ 测定固体质量(或其他 合理答案)(3 分)
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Hold住考向 考向1 考向2 铝及其化合物的性质及应用 铝及其化合物的图像及相关计算 名师揭秘 铝及其化合物的知识点丰富,性质应用广泛,命题空间 大。以实验为手段,以工业生产为背景,以图像分析和计 5年7考 5年6考

算为重点,题型灵活、是高考的热点。2014年应持续关
注!

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1.判断正误 NaOH?aq? CO2 (1)能实现转化 Al2O3 ――→ NaAlO2(aq)――→Al(OH)3 △ (√) (2012· 江苏化学,71) (2)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al (√)

(2012· 广东理综,10B) (3)明矾能水解生成 Al(OH)3 胶体,可用作净水剂 (√)

(2012· 江苏化学,5A)

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(4)明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂(×) (2012·天津化学,1C)

(5)制备AlCl3 、FeCl3 、CuCl2 均不能采用将溶液直接蒸干的
方法 (√) (2011·山东理综,12C) (6)铝制容器可盛装浓H2SO4 (√) (2010·重庆理综,8A)

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(7)日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用 (√)

(2009·广东理基,23D)
(8)复方氢氧化铝药片的有效成分是Al(OH)3可用作抗酸药 (√) (2012·北京理综,6C)

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2.(2011·上海综合,10)世界上一次性建成的最长高速铁 路——京沪高铁,列车时速高达380公里,车厢大部分采用

铝合金材料制造,这是因为铝合金
A.比纯铝熔点高 B.具有比较活泼的化学性质 C.各种成分在自然界中含量丰富,容易获取 D.质量轻,强度大,抗腐蚀能力比较强

(

)。

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解析

A项,铝合金的熔点比纯铝低,错误;B项,作为制

造车厢的材料铝合金抗腐蚀能力应该较强,即化学性质应该

较稳定,错误;C项,铝的含量丰富,但却不容易获取,制
取金属铝需消耗很多能量,错误。 答案 D

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3.(2010·山东理综,29节选)对金属制品进行抗腐蚀处理, 可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法:

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①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气 泡冒出,其原因是____________________(用离子方程式表

示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中
加入下列试剂中的________。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3

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②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化 膜,阳极电极反应式为________________。取少量废电解

液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的
原因是___________________________________________ ____________________________________________________ ____________________。

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解析 碱洗时,部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放 出了H2,若将溶液中AlO


2

转化为Al(OH)3沉淀应向溶液中

通入CO2,加HNO3,如若过量会造成沉淀溶解。铝作阳极 失去电子最终形成Al2O3,所以阳极电极反应式为:2Al+ 3H2O-6e-===Al2O3+6H+,在废电解液中加入NaHCO3, 会使溶液中H+浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。

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答案 ①2Al+2OH +2H2O===2AlO2 +3H2↑ ②2Al+3H2O-6e ===Al2O3+6H
- +





b

HCO-与H+反应使H+浓度降低,产生Al(OH)3沉淀 3

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1.(2012·安徽理综,13)已知室温下,Al(OH)3 的Ksp 或溶解

度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和
Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图 表示生成Al(OH)3 的物质的量与加入NaOH溶液的体积的 关系,合理的是 ( )。

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解析

由 题 中 信 息 可 知 滴 入 NaOH 溶 液 , 起 始 时 形 成

Fe(OH)3 沉淀,然后形成Al(OH)3 沉淀,A、B项错误;当滴
入一定体积的NaOH溶液使Al3+ 全部沉淀后,再加入过量的 NaOH,Al(OH)3 沉淀全部溶解,故可知C项正确;D项错 误。 答案 C

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2.(2009·上海单科)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫 酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中

镁和铝的
A.物质的量之比为3∶2 B.质量之比为3∶2 C.摩尔质量之比为2∶3 D.反应速率之比为2∶3

(

)。

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解析 镁与稀硫酸反应:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑, 铝与稀硫酸反应:2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,由 图像知,产生的H2的量相同,各产生1 mol H2时,需Mg 1 2 mol,质量为24 g,需Al mol,质量为18 g。故A正确, 3 B、C错误。Mg的反应速率大于Al的,D错误。
答案 A

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【常见考点】 铝是重要的轻金属,铝及其化合物在工业及生 活中有着重要而广泛的用途。铝具有较强的还原性,特别 是铝及其化合物的两性,在习题计算中的方法性和技巧性 均较强,是金属及其化合物知识的重点与难点。 【探究方向】 探究点一 Al的化学性质及活泼性强弱的实验探究。

探究点二
探究点三

Al、Al(OH)3制备方法的实验探究。
铝热反应及产物成分的实验探究。

【常考题型】 实验综合题
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【样题1】 铝的置换反应 某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。

(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
实验步骤 实验现象 将打磨过的铝片(过量) 产生气泡,析出疏松的红色 放入一定浓度的CuCl2 固体,溶液逐渐变为无色 溶液中 反应结束后分离出溶 液备用

红色固体用蒸馏水洗 涤后,置于潮湿空气 中
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一段时间后固体由红色变为 绿色[设其主要成分为 Cu2(OH)2CO3]
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按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离 子反应的只写离子方程式)

置换反应_________________________________________;
化合反应______________________________________。 (2)用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气 泡。持续电解,在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是 ____________________________________________________

____________________
____________________________________________________ ____________________。
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解释此现象的离子方程式是__________________________ ____________________________________________________

____________________。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金 属锰。 ①用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表 示)________________________。

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②MnO2 在H2O2 分解反应中作催化剂。若将适量MnO2 加入 酸化的H2O2 溶液中,MnO2 溶解产生Mn2+ ,该反应的离子

方程式是_________________________________________。
解析 (1)由CuCl2溶液中Cu2+的水解使溶液呈酸性,所以会 有2Al+6H+===2Al3++3H2↑,也有2Al+3Cu2+===2Al3++ 3Cu;单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色,化学方程式可 写出2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3。

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(2)用石墨作电极,电解AlCl3溶液,电解的化学方程式为: 电解 2AlCl3+6H2O=====2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑ 持续电解,电解水,阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-从 而使阴极区OH-浓度增大,所以会看到有白色沉淀生成, 后沉淀逐渐溶解至消失。 (3)①类似于铝热反应。 ②根据题意可写出离子方程式:MnO2+H2O2+2H+ ===Mn2++O2↑+2H2O。

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答案

(1)2Al+6H+===2Al 3++3H2↑或 2Al+3Cu2+=== 2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)

2Al3 + +3Cu

有白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解至消失

Al3 + +3OH -

===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO-+2H2O 2 (3)①3MnO2 +4Al 高温,3Mn+2Al2O3 2H+===Mn2++O2↑+2H2O ②MnO2 +H2O2 +

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【样题2】 铝的制备工艺流程 (2013·潍坊模拟)铝是一种重要的金属,在生产、生活中

具有许多重要的用途,下图是从铝土矿中制备铝的工艺流
程:

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已 知 : ( 1)铝 土 矿 的主 要 成 分是 Al 2 O 3 , 此 外 还含 有 少 量

SiO2、Fe2O3等杂质;
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀, 化学反应方程式为: 2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH 回答下列问题:

(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的
离子方程式:__________________________________; ____________________________________________________ ____________________。

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(2)滤渣A的主要成分为________________;滤渣A的用途是 ____________________________________________________

____________________
(只写一种);实验室过滤时使用玻璃棒,其作用是 ____________________________________________________ ____________________。 (3)在工艺流程第三步中,选用二氧化碳作酸化剂的原因是:

____________________________________________________
____________________。

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(4)若将铝溶解,下列试剂中最好选用________(填编号)。理 由是_______________________________________________

____________________________________________________
____________________。 A.浓硫酸 C.稀硝酸 B.稀硫酸

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答案

(1)Al2O3+2OH ===2AlO






2

+H2O

SiO2+2OH



2 ===SiO3 +H2O

(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 品的原料) 引流

作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产

(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解,大部分铝元素均以 NaAlO2的形式存在于滤液中,通入过量二氧化碳可以将 NaAlO2完全转化为Al(OH)3

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(4)B

铝与浓硫酸在常温下发生钝化,加热溶解会产生有毒

气体SO2 ,原料利用率低;稀硝酸能溶解铝但会产生NO气 体,污染空气,硝酸利用率低;而铝与稀硫酸反应速率较 快,产生的H2对空气无污染

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