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第二节 铝及其重要化合物,一、镁、铝的重要性质,1. 物理性质比较 镁和铝都是_色有_光泽的金属，质地都_，密度都_，都属于轻金属。 熔沸点：Mg_Al；硬度：Mg_Al；密度：Mg_Al。,2. 化学性质比较(反应用方程式表示),3. 镁、铝的制备,工业制备均用电解法，化学方程式分别为_、_。,一、1. 银白金属较软较小 2. 2MgO2=2MgO 4Al3O2=2Al2O3 MgCl2=MgCl2 2Al3Cl2=2AlCl3 MgS=MgS,答案：,2Al3S=Al2S3 Mg2H=Mg2H2 2Al6H=2Al33H2 2MgCO2=2MgOC 2AlFe2O3=Al2O32Fe Mg2H2O=Mg(OH)2H2 2Al2OH2H2O=2AlO2-3H2钝化 3. MgCl2(熔融)=MgCl2 2Al2O3(熔融)=4Al3O2,答案：,二、铝的重要化合物,1. 氧化铝 (1)化学性质(两性氧化物) 与盐酸反应的离子方程式：_。 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_。,(2)用途：氧化铝是冶炼铝的原料，化学方程式为_； 氧化铝是较好的耐火材料，可用于制造_、_和耐高温的_等。 2. 氢氧化铝 (1)两性氢氧化物：电离方程式为_。 与盐酸反应的离子方程式：_。 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_。 (2)受热分解：化学方程式为_。,3. 明矾 化学式为_，其水解生成Al(OH)3胶体，故可作_。,二、1. (1)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlO2-H2O (2)2Al2O3(熔融)=4Al3O2耐火坩埚耐火管实验仪器 2. (1)AlO2-HH2O Al(OH)3 Al33OHAl(OH)33H=Al33H2OAl(OH)3OH=AlO2-2H2O (2)2Al(OH)3=Al2O33H2O 3. KAl(SO4)212H2O净水剂,答案：,铝的性质,【例1】(2009高考上海卷，15)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)关系如下图。反应中镁和铝的(),物质的量之比为32 B. 质量之比为32 C. 摩尔质量之比为23 D. 反应速率之比为23,【自主解答】,A解析：由关系式：MgH2,2Al3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al物质的量之比为32，故A正确。二者质量之比为43，摩尔质量之比为89，反应速率之比为 32。,铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 1. 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比11 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13 3. 一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应，若产生氢气的体积比为(1/3，1)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。,1. 向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是() A. c1000b/11.2V B. pmVc/125 C. nm17 Vc D. 5m/3p17m /9,C解析：此题考查的主要是转化中的元素守恒和电荷守恒关系。由题意易知： MgH2SO4=MgSO4H2 2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2 Mg和Al共m g，加入硫酸，恰好完全反应，生成H2为b L Mg22OH=Mg(OH)2 Al33OH=Al(OH)3 加入c mol/L的KOHV mL，刚好沉淀，Mg(OH)2和Al(OH)3为n g。 将沉淀灼烧，得到固体MgO和Al2O3为p g 可以得到这样几个关系： KOH中的OH完全进入沉淀，所以，沉淀Mg(OH)2和Al(OH)3的质量等于Mg和Al的质量与OH的质量之和，即：nm 17 cV /1000，C错误(V的单位是mL)。由第一步反应知道，生成H2为b L，即b/22.4 mol，即H元素化合价降低2b/22.4b/11.2。则金属化合价升高b/11.2，也即OH的量，得到cV/1000b/11.2，即：c1000b/11.2 V，A正确。沉淀灼烧至质量不再改变时，固体为MgO和Al2O3，最后的氧化物质量等于金属质量与氧元素质量之和，氧元素物质的量(b/11.2)/2b/22.4 即：pm16b/22.4代入A项关系式，可得：pmcV/125，B正确；当m g全为Al时，p17/9m，m g全为Mg时，pm，推知D正确。,答案：,铝的重要化合物,【例2】(2010高考上海卷，21)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是() A. 甲中沉淀一定比乙中的多 B. 甲中沉淀可能比乙中的多 C. 甲中沉淀一定比乙中的少 D. 甲中和乙中的沉淀可能一样多 【自主解答】,BD解析：氢氧化铝能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故向两烧杯中各加入AlCl3溶液时，生成的沉淀都是氢氧化铝；体积相同、pH相同时，氨水的物质的量远大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；可知BD正确。,1. 既能与NaOH溶液反应又能与盐酸反应的无机物有： (1)两性物质：Al、Al2O3、Al(OH)3。 (2)弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等。 (3)弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3等。 2. Al2O3与Al(OH)3的性质 (1)Al2O3、Al(OH)3虽然具有两性，但它们只能溶于强酸或强碱，而不能溶于弱酸(如碳酸)或弱碱(如氨水)。 (2)氢氧化铝能与强酸、强碱反应，所以在用可溶性铝盐与碱反应制备Al(OH)3时，一般用氨水而不用其他强碱；在用偏铝酸盐与酸反应时，一般用弱酸而不用强酸；另外，还可以用可溶性铝盐与偏铝酸盐的水溶液反应，离子方程式为：Al33AlO26H2O=4Al(OH)3 (3)要注意在不同条件下铝元素的存在形式：强酸性条件下，Al3可以大量存在；强碱性条件下，AlO2可以大量存在。,3. 物质作用过程中的“先沉淀后溶解”，主要有如下几种情况 (1)可溶性铝盐中滴加强碱至过量 Al33OH=Al(OH)3 Al(OH)3OH=AlO22H2O (2)可溶性偏铝酸盐中滴加强酸至过量 AlO2HH2O=Al(OH)3 Al(OH)33H=Al33H2O (3)澄清石灰水或Ba(OH)2通入CO2(或SO2)至过量 Ca22OHCO2=CaCO3H2O CaCO3CO2H2O=Ca22HCO3 (4)Fe(OH)3胶体或Al(OH)3胶体滴加强酸至过量，胶体先聚沉，后溶解,2. 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是() A. Al B. Al(OH)3 C. AlCl3 DAl2O3,A解析：根据化学反应物质的量关系：A：1 mol Al1 mol NaOH，B：1 mol Al(OH)31 mol NaOH，C：1 mol AlCl34 mol NaOH，D：1 mol Al2O32 mol NaOH。若消耗4 mol NaOH，需要m(Al)4 mol27 gmol1108 g，需要mAl(OH)378 gmol14 mol312 g，需要m(AlCl3)1 mol133.5 gmol1133.5 g，需要m(Al2O3)2 mol102 gmol1204 g。由上判断可知，相同质量时Al消耗NaOH最多。,答案：,Al(OH)3的图像分析及计算,【例3】(2011山西太原五中高三期中)在200 mL只含Mg2、Al3、NH4、H、Cl等离子的溶液中，逐滴加入5 molL1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。下列叙述正确的是(),A. x与y的差值为0.01 mol B. 原溶液中c(Cl)0.75 molL1 C. 原溶液的pH2 D. 原溶液中n(Mg2)n(Al3)52,【自主解答】,A解析：由图像知，0a过程发生的反应为：HOH=H2O，故原溶液的n(H)5 molL10.004 L0.02 mol，c(H)0.02 mol/0.2 L0.1 molL1, pH1，C错误。ab过程发生的反应为： Mg22OH=Mg(OH )2，Al33OH=Al(OH)3；bc过程发生的反应为： NH4+OH=NH3H2O，n(NH4+)5 molL1(0.033 L0.030 L)0.015 mol；cd过程发生的反应为： Al(OH)3OH=AlO2- 2 H2O，n(Al3)n(AlO2-)nAl(OH)35 molL1(0.035 L0.033 L)0.01 mol；,【自主解答】,在ab过程中生成Mg(OH)2消耗V(NaOH)(0.030 L0.004 L)3(0.035 L0.033L)0.02 L, n(Mg2)nMg(OH )25 molL10.02 L/20.05 mol，故原溶液中n(Mg2)n(Al3)0.05 mol0.01 mol51，D错误。xynAl(OH )30.01 mol，A正确。根据溶液中电荷守恒，n(Cl)2n(Mg2)3n(Al3)n(NH4+)n(H)20.05 mol30.01 mol0.015 mol0.02 mol0.165 mol，c(Cl)0.165 mol/0.2 L0.825 molL1，B错误。,1. “铝三角”转化关系,2. 铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算及反应关系如下： (1)Al33OH=Al(OH)3(生成白色沉淀) (2)Al(OH)3OH=AlO22H2O(沉淀溶解) (3)Al34OH=AlO22H2O(生成沉淀，又恰好完全溶解),分析以上三个反应关系式，所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3)b、n(OH)a的关系为： 当a/b3时，所得沉淀的物质的量： nAl(OH)3n(OH)； 当a/b4时，所得沉淀的物质的量： nAl(OH)30； 当3a/b4时，所得沉淀的物质的量： nAl(OH)3n(Al3)n(OH)3n(Al3) 4n(Al3)n(OH),3. 图像分析,3. 将一定质量的Mg和Al的混合物投入1 molL1 500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。则下列说法正确的是() A. Mg和Al的物质的量之比为11 B. NaOH溶液的物质的量浓度为5 molL1 C. 生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L D. Mg和Al与硫酸恰好完全反应,答案：B,1. (2010安徽蚌埠二中模拟)铝是重要的金属材料之一，主要用于制造铝合金。下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是() A. 盛放食醋 B. 烧煮开水 C. 用金属丝擦洗表面的污垢 D. 用碱液洗涤污垢,2. (2010上海闵行模拟)下列关于铝热剂的说法，不正确的是() A. 铝热剂的反应原理是利用铝的强还原性 B. 铝热剂的反应常用于冶炼难熔金属 C. 铝热剂发生的铝热反应需要镁带和氯酸钾引燃，所以是一个吸热反应 D. 铝热剂不只是指铝和氧化铁混合后的物质,答案： 1. B2. C,3. (2010吉林通化一中月考)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. AlO2 B. Cu2 C. Al3 D. Mg2 4. (2011山西大学附中高三期中)下图表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液时，沉淀的物质的量随Ba(OH)2的物质的量的变化关系。该溶液的成分可能是(),A. MgSO4 B. KAl(SO4)2 C. Al2(SO4)3 D. NaAlO2,答案： 3. A4. C,5. 电解法冶炼铝的原料是Al2O3，可由自然界中铝土矿获得。其生产过程可表示为：铝土矿(主要成分Al2O3，杂质SiO2、Fe2O3)Al(OH)3Al2O3Al。 从铝土矿到Al(OH)3的转化有两种方案：,(1)过滤、的滤渣成分分别是_(填字母代号，下同)；过滤、的滤渣成分分别是_。 A. Al2O3 B. SiO2 C. Fe2O3 D. Al(OH)3 E. H2SiO3 F. Fe(OH)3 (2)“Al(OH)3Al”的一般的生产方法是_(填字母代号)。 A. 蒸发 B. 灼烧 C. 热还原 D. 溶解 E. 过滤 F. 电解,(1)B、FC、E(2)B、F 解析：SiO2不与HCl反应，但与NaOH溶液反应；Fe2O3不与NaOH溶液反应，但易与HCl反应；NaAlO2可与CO2发生反应AlO2-CO22H2O=Al(OH)3HCO3，Al3与NH3H2O发生反应Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+。(2)Al(OH)3受热分解生成Al2O3，然后电解可得到Al。,答案：,
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