第二讲 铝及其化合物
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第二讲镁、铝及其化合物1.下列有关铝的化合物的说法正确的是()A.氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验B.工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝C.氢氧化铝能中和胃酸,可用于治疗胃酸过多D.明矾可用于自来水的消毒【答案】C【解析】氧化铝能与NaOH反应,氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验,A错误;工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝,B错误;明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒,D错误。
2.下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()A.K B.NaC.Fe D.Al【答案】D【解析】钾属于活泼金属,与氧气发生剧烈的反应,A项错误;钠属于活泼金属,与空气中的氧气发生反应生成氧化钠,氧化钠不能保护内层钠,B项错误;铁在空气中发生反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O,铁表面生成的Fe2O3不能保护铁,C项错误;在空气中金属铝表面形成Al2O3保护层,保护内层金属不被氧化,D项正确。
3.足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸【答案】A【解析】根据关系式:2Al~2NaOH,2Al~3H2SO4,2Al~6HCl,A项正确,B、C项错误;Al与稀硝酸反应不产生氢气,D项错误。
4.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一。
下列由实验现象得出正确结论的是()【答案】D【解析】镁的金属性比铝强,A错误。
B项得出结论:氧化铝熔点比铝高,错误。
铝与氯化铵溶液反应产生氢气,C错误。
5.下列操作能达到目的的是()A.将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,取澄清溶液将其蒸干,得纯净的Na[Al(OH)4]固体B.向Na[Al(OH)4]溶液中加入过量的AlCl3溶液,将所得沉淀过滤洗涤,加热灼烧去掉水分,可得纯净的Al(OH)3固体C.把铝块与适量的稀盐酸完全反应,将所得溶液蒸干,可得AlCl3固体D.把AlCl3溶液与足量氨水反应,将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体【答案】D【解析】A项,混有NaOH固体;B项,灼烧得到的是Al2O3;C项,得到的是Al(OH)3和Al2O3。
第二讲铝及其化合物(时间:45分钟满分:100分)合题意)1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法中不正确的是()。
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化B.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用C.用Al(OH)3制胃酸过多D.电解AlCl3饱和溶液,可制得金属铝解析由于H+的放电能力大于Al3+,电解饱和AlCl3溶液,得到Al(OH)3、H2、Cl2,无法得到金属铝。
答案 D2.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()。
A.6∶1 B.3∶1C.2∶1 D.1∶2解析溶解Al(OH)3耗碱10 mL,则生成Al(OH)3耗碱为30 mL,生成Mg(OH)2耗碱(50-30)mL,故Al3+与Mg2+浓度之比1∶1,则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。
答案 D3.(2013·济宁模拟)下列除去杂质的方法不正确的是()。
A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水D.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤解析Al可与烧碱溶液反应,而Mg不能反应,A项正确;Al(OH)3只能溶于强碱,不溶于氨水,B项错误;CaO吸水生成Ca(OH)2,再蒸馏乙醇蒸发分离,C项正确;Mg(OH)2不与烧碱反应,Al(OH)3溶于烧碱生成NaAlO2,再通入过量CO2又生成Al(OH)3,D项正确。
答案 B4.(2013·大庆模拟)下列各项操作中,不发生“先产生沉淀,然后沉淀又溶解”现象的是①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2;②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸;③向AlCl3溶液中逐滴加入过量的稀氢氧化钠溶液;④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸A.①②B.①③C.①④D.②③解析①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2会产生沉淀,因为反应会生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,所以有NaHCO3沉淀产生,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓;向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸,盐酸和Na2SiO3溶液反应生成白色胶状H2SiO3沉淀,2HCl+Na2SiO3===2NaCl+H2SiO3↓。
第二讲铝及其化合物【实验】⑴用坩埚钳夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,仔细观察,你看到了什么现象?为什么会有这种现象?⑵再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的保护膜,在加热至熔化,又有什么现象呢?【现象】铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝并不滴落(打磨后)铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝还是不滴落的氧化物薄膜。
4Al + 3O2 = Al2O3 ,铝是一种活泼金属从铝土矿中提取铝——路线一从铝土矿中提取铝——路线二铝及其化合物的转化关系反应方程式Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2OAlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3↓Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2OSiO32- + 2H+ = H2SiO3↓Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2OAl3+ + 4OH- = AlO2-+ 2H2OAl3+ + 3NH3·H2O = 3NH4+ + Al(OH)3↓AlO2- + CO2 + 2H2O = HCO3- + Al(OH)3↓铝的化学性质1、铝的两性2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑2、铝与非金属单质的反应4Al + 3O22Al2O32Al + 3Cl22AlCl32Al + 3S Al2S33、铝与金属氧化物的反应2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O34、铝与盐溶液的反应2Al + 3CuSO4 = 3Cu + Al2(SO4)35、铝的钝化反应。
△点燃△铝 及 其 化 合 物一、铝的结构: 1、原子结构示意图:2、周期表中位置:第三周期ⅢA 族铝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+3Cl 2====2AlCl 3B 、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。
4Al+3O 2 ========= 2Al 2O 3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? 原因: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+3CuSO 4 =3Cu+Al 2(SO 4)3(3)与某些氧化物反应—铝热反应:2Al + Fe 2O 3 == 2Fe + Al 2O 3 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MnO 2 、V 2O 5 的反应方程式(4)与沸水微弱反应:2Al+6H 2O ========= 2Al (OH )3 + 3H 2↑ (5)与酸反应::2Al+6HCl ====== 2AlCl 3+H 2↑2Al+3H 2SO 4 ====== Al 2(SO 4)3+ 3H 2↑注意:铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。
某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸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+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑反应的实质:分两步进行:(2)Al(OH)3+NaOH ======== NaAlO 2+2H 2O化合价降低,被还原,得6e —(1) 3 2化合价升高,被氧化,失6e —+4H 2O—得6×e —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Al 2O 3 ,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(Na 3AlF 6)降低其熔点。
2Al 2O 3 ========= 2Al + 3 O 2 ↑②与酸反应:Al 2O 3+6HCl =AlCl 3+3H 2O ③与碱反应:Al 2O 3+2NaOH =2NaAlO 2+H 2O两性氧化物: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 = Al 2O 3+2H 2O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 ++AlO 2—+H 2OAl(OH)3Al 3+ + 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(SO 4)2·12H 2O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。
四、Al 3+、AlO 2—的 性质 (一)Al 3+的性质1、AlCl 3中逐滴加入氨水:Al 3++3NH 3·H 2O=Al(OH)3 ↓+3NH 4+用Al 3+制取Al(OH)3用弱碱更合适②Al(OH)3+NaOH= NaAlO 2+2H 2O 电解③Al(OH)3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2OKAl(SO 4)2 =K ++Al 3++2SO 42-Al 3++3H 2O ====== Al(OH)3 (胶体) +3H +△2、AlCl 3中逐滴加入NaOH 溶液至过量?①方程式:Al 3++3OH —= Al(OH)3↓Al(OH)3+OH — = AlO 2-+2H 2O②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AlCl 3溶液①有关反应:Al 3++4OH — =AlO 2—+2H 2OAl 3++3AlO 2—+6H 2O = 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)AlO 2—的性质1、向含有AlO 2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量 离子方程式: 图像:n(NH 3·H 2O)/moln[Al(OH)3]/moln(NaOH)/moln[Al(OH)3]/mol0 1 2 34 n[Al(OH)3]/mol0 1/12 1/6 1/41/33+)/mol①2AlO 2—+CO 2(少量)+3H 2O = 2Al(OH)3↓+CO 32-②AlO 2—+CO 2(足量)+2H 2O= Al(OH)3↓+HCO 3—2、向含有AlO 2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量离子方程式:①AlO 2—+H ++H 2O=Al(OH)3↓②Al(OH)3+3H += Al 3++3H 2O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:①AlO 2—+4H += Al 3++2H 2O②Al 3++3AlO 2—+6H 2O= 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)。
n(CO 2)/moln[Al(OH)3]/mol1 1/20 1 2 3 4n(HCl )/moln[Al(OH)3]/mol2—)/moln[Al(OH)3]/mol0 1/4 1/2 3/4 1练习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 -、SO 42-、Na +、K +B. K +、ClO -、Na +、NO 3-C. HCO 3-、Na +、NO 3-、K +D. NO 3-、Ba 2+、Cl -、NH 4+ 离子共存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 (方程式配比)3、有关Al 与NaOH 溶液的反应的说法中,正确的是 ( ) (方程式的理解)A.铝是还原剂,其氧化产物是Al(OH)3B.NaOH 是氧化剂,其还原产物是H 2C.铝是还原剂,H 2O 和NaOH 都是氧化剂D.H 2O 是氧化剂,Al 被氧化4、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( ) (化合反应) A. AlO 2-、OH -、Na +、Cl - B. Na +、OH -、Al 3+、Cl - C. AlO 2-、OH -、Mg 2+、Cl - D. Na +、Mg 2+、Al 3+、Cl -5、某强酸性溶液中,可以大量共存的是 ( ) (离子共存) A .K HCO Ca Cl 32+-+-、、、 B .A lO C O N a K 232--++、、、C .Na M g NO SO 2342++--、、、D .C a N a M g N O 223+++-、、、6、以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是( ) (方程式配比的应用) 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。
8、向含有1mol KAl(SO 4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液,使SO 42-恰好转化为沉淀,此时生成的Al(OH)3的物质的量是 ( ) (计算技巧)A .1molB .1.33 molC .0.67molD .09、将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶水形成Vml 混合溶液,向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠的溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和),直至过量。
下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(X )与溶液中沉淀物的量(Y )的关系意图中正确的是() (反应过程的正确分析)10、有六瓶白色固体,它们是()()Al O NaNO Ba OH M gCl NH SO23322424、、、、和无水CuSO4,现仅用蒸馏水及已被检出物质对它们作出鉴别,根据以下实验步骤,请在空格内填写须加入的试剂,填写检出物质时须与实验现象上下对应。
(有关实验设计)(1)待检物水检出物质①实验现象②+⎧⎨⎪⎩⎪(2)待检溶液③检出物质④实验现象⑤+⎧⎨⎪⎩⎪(3)待检溶液⑥检出物质⑦实验现象⑧+⎧⎨⎪⎩⎪Al及其化合物的方程式回顾:1 Al与O2反应,与Cl2反应,与S反应2 Al与水反应,Al2O3与酸反应,与强碱NaO H溶液或Ba(O H)2溶液反应3 Al2(SO4)3与N aO H溶液少量或过量反应方程式,与Ba(O H)2溶液少量(或过量反应方程式)与氨水少量或过量的反应方程式,4 AlCl3与Na O H溶液互相滴加现象,有关图象,AlCl3与氨水溶液互相滴加现象,有关图象5 KAl(SO4)2与NaO H溶液少量或过量反应方程式,与Ba(O H)2溶液少量或过量反应方程式,及离子方程式。
铝三角计算题1、0.1mo l/L的Al2(SO4)3100 m l加入0.5 mo l/L的Na O H多少m l才能使产生的沉淀质量为1.17 g?2、向100 m l 0.6 mo l/L的AlCl3溶液加入0.4 mo l/L N aO H溶液后得3.9 g沉淀,此时消耗NaO H溶液的体积可能是多少?3、向0.06 mo l/L的Al2(S O4)3100 m l加入0.5 mo l/L的N aO H100 m l充分反应后是否有沉淀产生?若要使沉淀质量最大应加入HCl多少摩?4、将AlCl3溶液与N aO H溶液等体积混合得沉淀物和溶液中所含铝元素的物质的量相等,则AlCl3与N aO H溶液的物质的量浓度之比可能是?5、将11.5 g Na投入1 mo l/L的AlCl3溶液100 m l中,充分反应后得100 m l无色溶液,则溶液中存在的离子?若再向其中加入50 m l 1 mo l/L的盐酸是否有沉淀产生?6、向含a mol Na O H的溶液中逐滴加入含b mol AlCl3的溶液,请根据有关的化学原理回答下列问题:(1)依次写出可能发生反应的离子方程式(2)已知a+b=1。