人教版高中化学必修1[知识点整理及重点题型梳理]_铝及其化合物_提高

（2）与酸反应：

2AlCl 3

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人教版高中化学必修一

知识点梳理

重点题型（常考知识点

）巩固练习

铝及其化合物

【学习目标】

1、铝的性质；

2、铝的重要化合物及其相互转化。

【要点梳理】 要点一、铝

1．铝的原子结构和物理性质：

元素 原子结构 原子半径

化合价 颜色 密度 熔点 沸点℃ 硬度 符号 (g·cm -3) ℃

13

Al

1.43×10-10m

+3

银白色

2.70

660.4

2467 较软

2．化学性质

Al-3e -=Al 3+

（1）与非金属反应： a 、铝与氧气的反应。

【铝及其化合物】

实验探究：加热有氧化膜和无氧化膜的铝箔

实验步骤

实验现象 实验结论

（1）用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精 铝箔熔化， 灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察 失去光泽， 在常温下，铝能与空气中的氧气反应，生成一层 致密的氧化物薄膜。加热时反应加剧，生成白色

（2）另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨 熔化的铝并 （或在酸中处理后，用水洗净），除去 不滴落

固体，放出大量的热，4Al+3O 2 △

2Al 2O 3

表面的保护膜，再加热至完全熔化，观 察现象

b 、与其它非金属反应：

2Al+3S

Al 2S 3 2Al+3Cl 2

铝是一种活泼金属，构成薄膜的 Al 2O 3 的熔点

（2050℃）高于 Al 的熔点（660℃）

（3）与碱反应

2Al+2H 2O+2NaOH ＝2NaAlO 2+3H 2↑ 2Al+2H 2O+2OH －＝2AlO 2－+3H 2↑

要点诠释：

①铝是一种较活泼的金属，它并不直接与碱反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，实际分两步进行：

首先要铝与水反应：2Al+6H 2O ＝2Al(OH)3↓+3H 2↑……①

由于生成的 Al(OH)3 覆盖在 Al 的表面，故看不到 H 2 的生成；其次是生成的 Al(OH)3 是两性氢氧化物，它

溶于 NaOH ：

Al(OH)3+NaOH ＝NaAlO 2+2H 2O……②

所以铝与 NaOH 溶液反应可以看到有气体产生。将两反应式按 ①+②×2 合并，即得总反应式：

2Al+2H 2O+2NaOH ＝ 2NaAlO 2+3H 2↑。所以在上述反应中 Al 是还原剂，H 2O 是氧化剂。其电子转移情况可表示 如下：

②Al 与酸、碱反应产生同量的 H 2，消耗 Al 的物质的量之比为 1∶1，消耗盐酸和 NaOH 的物质的量之比

为 3∶1。

③酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝也能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用

来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。

④铝热反应：

Al +M x O y Al 2O 3+xM

铝热反应的应用：冶炼高熔点金属，如 Fe 、V 、Cr 、Mn 等或焊接钢轨。

3．用途：铝主要用来制轻合金。

要点二、铝的化合物 1．氧化铝（Al 2O 3）

(1)物理性质：白色难熔固体、不溶于水。

(2)化学性质：Al 2O 3 是典型的两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应。 与强酸：Al 2O 3+6H +=2Al 3++3H 2O 与强碱：Al 2O 3+2OH -=2AlO 2-+H 2O (3)用途：耐火材料、制取铝的原料。 【铝及其化合物】

2．氢氧化铝[Al(OH)3]

(1)Al(OH)3 的物理性质：Al(OH)3 是不溶于水的白色胶状沉淀，是典型的两性氢氧化物，能凝聚水中的悬浮

物，又有吸附色素的性能。

(2)Al(OH)3 的两性：

当与强酸反应：Al(OH)3+3H +=Al 3++3H 2O （加酸促使电离平衡向碱式电离方向移动）

当与强碱溶液作用：Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O （加碱促使电离平衡向酸式电离方向移动） (3)Al(OH)3 的制取：

①铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制 Al(OH)3： Al 3++3NH 3·H 2O=Al(OH)3↓+3NH 4+

说明：制取 Al(OH)3 也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的 Al(OH)3

转化为偏铝酸盐：Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O 。所以，实验室一般不采用这种方法制 Al(OH)3。

②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入 CO 2 的方法制取 Al(OH)3。 当 CO 2 不足或适量时：CO 2+2AlO 2-+3H 2O=2Al(OH)3↓+CO 32-， CO 2 过量时：CO 2+AlO 2-+2H 2O=Al(OH)3↓+HCO 3-。

说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3 溶解： AlO 2-+H ++H 2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H +=Al 3++3H 2O (4)Al(OH)3 的用途：净水。

明矾净水原理——明矾（KAl(SO 4)2·12H 2O ）溶于水发生下列反应： KAl(SO 4)2=K ++Al 3++2SO 42-

Al 3++3H 2O = 2Al(OH)3（胶体）+3H +

Al(OH)3 胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。

要点三、“铝三角”及其之间的相互转化

【铝及其化合物】

1．Al 3+—→Al(OH)3

（1）可溶性铝盐与少量的强碱反应：Al 3++3OH － (少量)＝Al(OH)3↓ （2）可溶性铝盐与氨水反应：Al 3++3NH 3·H 2O ＝Al(OH)3↓+3NH 4+ 2．Al(OH)3—→Al 3+

Al(OH)3+3H +＝Al 3++3H 2O 3．Al 3+—→AlO 2－

可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al 3++4OH － (过量)＝AlO 2－+2H 2O 4．AlO 2－—→Al 3+

偏铝酸盐溶液与足量的强酸反应：AlO 2－+4H +＝Al 3++2H 2O 5．AlO 2－—→Al(OH)3

（1）偏铝酸钠溶液中加入少量强酸：AlO 2－+H + (少量)+H 2O ＝Al(OH)3↓ （2）偏铝酸钠溶液中通入 CO 2：

2AlO 2－+CO 2 (少量)+3H 2O ＝2Al(OH)3↓+CO 32－ AlO 2－+CO 2 (过量)+2H 2O ＝Al(OH)3↓+HCO 3－ 6．Al(OH)3—→AlO 2－

Al(OH)3 溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH －＝AlO 2－+2H 2O 要点诠释：（1）由 Al 3+制备 Al(OH)3，宜用 Al 3+与氨水反应。一般不用强碱，因为过量的强碱会使Al(OH)3

溶解转化为偏铝酸盐。

（2）由 AlO 2－制备 Al(OH)3，宜用 CO 2 与 AlO 2－反应。一般不用强酸，因为过量的强酸会使 Al(OH)3 溶解

转化为铝盐。

要点四、有关 Al(OH)3 沉淀的图像分析及有关计算

1．相关图像

（1） NH 3·H 2O 滴入 AlCl 3 溶液中

（2）CO 2 通入 NaAlO 2 溶液中

Al 3++3NH 3·H 2O=Al(OH)3↓+3NH 4+

（3）NaOH 滴入 AlCl 3 溶液中

AlO 2-+CO 2+2H 2O=Al(OH)3↓+HCO 3- 2AlO 2-+CO 2+3H 2O=2Al(OH)3↓+CO 32- （4）AlCl 3 滴入 NaOH 溶液中

Al 3++3OH -=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O （5）HCl 滴入 NaAlO 2 溶液中 Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O

3AlO 2-+Al 3++6H 2O=4Al(OH)3↓ （6）NaAlO 2 溶液滴入 HCl 中

AlO 2-+H ++H 2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H +=Al 3++3H 2O

2．滴加过程中铝元素的存在形式分析

（1）向 1 L 1 mol/L 的 AlCl 3 溶液中滴加 NaOH 溶液

AlO 2-+4H +=Al 3++2H 2O

Al 3++3AlO 2-+6H 2O=4Al(OH)3↓

（2）向 1 L 1 mol/L 的 NaAlO 2 溶液中滴加稀盐酸

【典型例题】

类型一：铝与 NaOH 溶液的反应

例题 1 甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol/L 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 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 【答案】A

【解析】2Al+6HCl ＝2AlCl 3+3H 2↑ 2Al+2NaOH+2H 2O ＝2NaAlO 2+3H 2↑

由反应方程式可知，若在等物质的量浓度的盐酸和 NaOH 溶液中分别加入足量铝，反应时产生 H 2 的体积

之比 1∶3，现在产生 H 2 的体积之比为 1∶2，说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的，对于NaOH 来说是不足 量的，所以与盐酸反应的铝粉质量为 2.7 g ，与 NaOH 反应的铝粉质量为 5.4 g 。

【总结升华】因为铝与 NaOH 溶液反应是一个较为特殊的反应，所以当铝与 NaOH 溶液在同一题目中出现

时，往往要用到 2Al+2NaOH+2H 2O ＝2NaAlO 2+3H 2↑这一关系来解。

举一反三：

【变式 1】取两份等质量的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同情况下产生的气体体

积之比是（ ）

A ．1∶1

B ．1∶2

C ．1∶3

D ．3∶2

【答案】A

【变式 2】下列关于金属元素特征的叙述正确的是（ ） （1）金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性；（ 2）金属元素在化合物中只显正价；（3）金属性

越强的元素相应的离子氧化性越弱；（4）价电子越多的金属原子金属性越强；（5）离子化合物一定含金属元 素

A 、(1)(2)(3)

B 、(2)(3)

C 、(1)(4)(5)

D 、全部

【答案】B

【解析】(1)对于变价金属中，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe 2+。(2)金属元素的原子 只具有还原性，故在化合物中只显正价。(4)金属性的强弱要看失电子的难易。（5）离子化合物不一定含金属 元素，如 NH 4Cl 。

类型二：Al 2O 3、Al(OH)3 的性质与制法

例题 2 既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是（ ）

①Al ②NaHCO 3 ③Al 2O 3 ④Mg(OH)2 ⑤Al(OH)3

A ．①②③⑤

B ．①④⑤

C ．②③⑤

D ．①③④ 【答案】C

【解析】注意审题，题目要求是“化合物”，防止错选 A 。

特别提示：两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物。两性氧化物有 Al 2O 3、ZnO 等，

两性氢氧化物有 Al(OH)3、Zn(OH)2 等。定义中的酸指非氧化性强酸溶液，碱指强碱溶液，其实质是与 H +和 OH ― 反应。

弱酸的铵盐[如(NH 4)2CO 3、(NH 4)2S 等]、弱酸的酸式盐（如 NaHCO 3）均既能与强酸（H +）反应又能与强 碱（OH ―）反应，但它们不属于两性物质。 举一反三：

【变式 1】氧化铝熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚，下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的

是（ ）

A ．加热使 CuSO 4·5H 2O 失水

B ．加热使 KMnO 4 分解

C ．加热熔化烧碱

D ．加热分解碱式碳酸铜

【答案】C

类型三：“铝三角”及其转化

例题3向50mL1mol·L―1的Al2(SO4)3溶液中加入100mL KOH溶液，充分反应后得到3.9g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是（）

A．1mol·L―1B．3mol·L―1C．1.5mol·L―1D．3.5mol·L―1

【答案】C、D

【解析】方法一：根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH溶液的两种情况：（1）当加入KOH不足量时，

n(KOH)=3n[Al(OH)]=3?

3

3.9g

78g?mol-1=0.15mol，

故c(KOH)=

0.15mol

0.1L=1.5mol?L-1。

（2）当加入KOH过量时，

n(KOH)=4n(Al3+)―n[Al(OH)

3

]=0.4mol―0.05mol=0.35mol。

故c(KOH)=

0.35mol

=3.5mol?L-1。

0.1L

方法二：用图像法求解，如图所示，用纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量，横坐标表示KOH的物质的量。当生成沉淀0.05mol时，需KOH的物质的量为0.15mol或0.35mol。

【总结升华】本题易漏选答案D，原因是未考虑到3.9g沉淀可以是Al(OH)3被过量的KOH溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情况。

举一反三：

【变式1】等体积的AlCl3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为（）

A、1∶3

B、2∶3

C、1∶4

D、2∶7

【答案】B、D

【解析】AlCl

3

和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况：①NaOH不足量，②NaOH部分过量。假设溶液中含有2mol的AlCl3，如果为第一种情况生成Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3物质的量相等，所以耗NaOH3mol。则答案为B。如果为第二种情况，则生成1mol的Al(OH)3，1mol的AlO2-，共消耗NaOH为7mol。所以答案为D。

【变式2】向50mL1mol/L的AlCl3溶液中加入0.2mol/L的NaOH溶液，生成沉淀1.56g，需NaOH溶液多少mL?

【解析】⑴当NaOH不足时：

3NaOH——Al(OH)

3

378

x 1.56

解得x=0.06mol

∴V(NaOH)==0.3L=300mL

⑵当NaOH过量时：

Al3+——3NaOH——Al(OH)

3

1mol3mol78g

0.05mol y x

解得 x=3.9g y=0.15mol

Al(OH)3——NaOH 78g 1mol (3.9-1.56)g z 解得 z=0.03mol

∴n(NaOH)=0.15+0.03 =0.18(mol)

V(NaOH)= =0.9L=900mL 另解：∵ n[Al(OH)3]=4n(Al 3+) – n(OH -) n[Al(OH)3]=1.56/78 = 0.02(mol) ∴ 0.02 = 4×0.05 - n(OH -) n(OH -) = 0.18mol

V(NaOH)=0.18/0.2 =0.9L=900mL

类型四：与 Al(OH)3、Al 3+、AlO 2―有关的图像

例题 4 把 x 溶液（或气体）慢慢加入（或通入）到一定量的y 溶液中， 产生的沉淀量与加入 x 物质的量的关系如图所示，符合图中曲线的是（ ）

A 、x 为 CO 2，y 为 Ca(OH)2

B 、x 为 NH 3·H 2O ，y 为 AlCl 3

C 、x 为 NaOH ，y 为 AlCl 3

D 、x 为 HCl ，y 为 NaAlO 2

【答案】D

【解析】CO 2 通入 Ca(OH)2 溶液中可产生碳酸钙沉淀，继续通 CO 2 沉淀溶解而生成 Ca(HCO 3)2 溶液。氨水 加入 AlCl 3 溶液产生沉淀，但过量不溶，方程式为：Al 3++3NH 3·H 2O=Al(OH)3↓+3NH 4+

NaOH 溶液滴加到 AlCl 3 溶液中生成 Al(OH)3 沉淀，继续加入沉淀溶解生成偏铝酸盐。 AlCl 3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O

盐酸加入到 NaAlO 2 溶液中，先生成 Al(OH)3 沉淀，继续加入沉淀溶解生成三价铝盐。 HCl+NaAlO 2+H 2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl 3+3H 2O 从观察方程式的系数，定量角度分析。

举一反三：

【变式 1】有一透明溶液，可能含有 Al 3+、Fe 3+、K +、NH 4+、Mg 2+和 Cu 2+等离子中的一种或几种。现加入 Na 2O 2 粉末只有无色无味的气体放出，并同时析出白色沉淀。加入 Na 2O 2 的量与生成白色沉淀的量之间的关系 用下图来表示。试推断：

（1）原溶液中一定含有________。

（2）一定不含有________。 （3）可能含有________。

（4）为了进一步确定可能含有的离子，应增加的实验操作为________。 【答案】（1）Al 3+和 Mg 2+

（2）Fe 3+、NH 4+、Cu 2+ （3）K + （4）焰色反应 【解析】向溶液里加入过氧化钠粉末，会发生 Na 2O 2 和 H 2O 的反应，生成 NaOH 和 O 2。因题目中没有刺

激性气味气体产生，说明原溶液中不含有 Fe 3+和 NH 4+。又因生成的沉淀是白色的，所以原溶液中不含有 Fe 3+ 和 Cu 2+。根据图中曲线的变化，表明随 Na 2O 2 的加入（即 NaOH 的形成），白色沉淀逐渐增多，后来又逐渐减

少，最后保持不变，说明原溶液中一定含有Al3+和Mg2+。K+可能存在，可通过焰色反应来检验。

规律总结：解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是抓住图像四点（原点、交点、转折点、终点）数形结合，分析计算。

【变式2】向20mL某物质的量浓度AlCl3溶液中滴入2mol·L―1NaOH溶液时，

得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积（mL）关系如右图所示，试回答

下列问题：

（1）图中A点表示的意义是________。

（2）图中B点所示的意义是________。

（3）上述两反应用总的离子方程式可表示为________。

（4）假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为________。

【答案】（1）加入NaOH溶液15mL时，沉淀达到最多，质量为0.78g

（2）当NaOH溶液达到20mL时，生成的沉淀恰好全部溶液

（3）Al3++4OH―＝AlO2―+2H2O

（4）7.5mL或17.5mL