高中化学必修一讲义：专题3第一单元第一课时铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物含答案

①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
铝热反应 铝及其合金的应用
1． 铝热反应实验探究
实验 装置
实验 现象
实验 结论 化学 方程式
(1) 镁条剧烈燃烧 (2) 氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 (3) 反应放出大量的热，并发出耀眼的白光 (4) 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
浓硝酸
无明显现象
铝遇浓硝酸发生钝化
浓硫酸
无明显现象
铝遇浓硫酸发生钝化
盐酸 氢氧化 钠溶液
铝片逐渐溶解，有气泡产生 铝片逐渐溶解，有气泡产生
2Al ＋ 6HCl===2AlCl 3＋ 3H 2↑ 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2O===2NaAlO 2＋
3H 2↑
(2) 铝与氧气的反应 ①常温时，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，防止铝进
第一单元 | 从铝土矿到铝合金
第一课时 铝及铝合金 铝的氧化物与氢氧化物
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[课标要求 ] 1．了解铝的原子结构及物理性质。 2．掌握铝的化学性质。 3．了解铝及铝合金的应用。 4．掌握 Al 2O 3 和 Al(OH) 3 的性质。
H 2O===Al(OH) 3↓ ＋ NaCl ；盐酸过量时产物是 AlCl 3，反应的化学方程式为
NaAlO 2 ＋
H2 的
体积比为
1∶3，而今产生
H 2 的体积比：
1 VHCl H 2
3
< V
NaOH
H2 <1，所以反应的情况为：铝过量，盐
酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。
[方法技巧 ] 一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，
若产生氢气的体积比为
1 VHCl H 2 3< VNaOH H 2 <1 ，则必定是：
2Al ＋ 2OH
－＋ 2H
2O===2AlO
－
2
＋
3H
2
↑
2．量的关系
＋
2Al ～ 6H ～ 3H 2 (1) 定量关系 2Al ～ 2OH －～ 3H 2
(2) 铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳： 反应物的量
等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应
足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应
3＋
OH
－
===AlO
－
2
＋
3H 2O
2H 2O
既可以与酸反应，又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物
②不稳定性： Al(OH) 3 受热分解，化学方程式为
△
2Al(OH) 3=====Al 2O3＋ 3H 2O。
3． 明矾的净水作用 (1) 复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。明矾是一种复盐，其化学 式为 KAl(SO 4)2·12H 2 O。
Al(OH)
3＋
OH
－
===AlO
－ 2
＋
2H
2O
。
铝的性质
1． 物理性质 颜色
银白色
状态 固体
熔点 较低
密度 较小
导电导热性 良好
延展性 良好
2． 化学性质 铝原子结构示意图 价升高，表现出还原性。
为，在化学反应中容易失去最外层上的
3 个电子，化合
(1) 铝的性质实验 与铝反
应的物质
实验现象
结论或化学方程式
质量的铝，生成氢气的体积比为 5∶ 7，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是
()
A ．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量，乙中碱过量 C ．甲中酸过量，乙中铝过量
D ．甲中酸过量，乙中碱过量
解析： 选 B 因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生
H 2 的体积比
为 1∶ 1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生
④ NaAlO 2 溶液与 CO 2 反应的化学方程式： NaHCO 3。
NaAlO 2 ＋ CO 2＋ 2H 2O===Al(OH) 3↓＋
(2) 物理性质与用途 ①硬度高，硬度仅次于金刚石的刚玉，其主要成分为
α－氧化铝，红宝石是含少量铬元
素的刚玉，蓝宝石是含少量铁和钛元素的刚玉。 ②熔点高，常用于制造耐火材料。 ③工业上电解熔融氧化铝制取铝。 [特别提醒 ]
A． FeO
B． Cr 2O3
C． MgO
D． MnO 2
解析： 选 C Mg 的活动性强于 Al ，Al 不能和 MgO 反应置换出 Mg 。
3．下列为铝或铝合金的各种性质： A：导电性， B：导热性， C：还原性， D：铝合金 密度小、强度大、机械加工性能好， E：结构紧密、不透光、不透气。
在后面横线上根据相关的性质填写相应的序号。 (1) 制造飞机或汽车外壳 ________。 (2) 制造各种日用炊具 ________。 (3) 铝热法冶炼金属 ________。 (4) 制造电线电缆 ________。 (5) 制造包装用的铝箔 ________。 答案： (1)D (2)B (3)C (4)A (5)E
1．铝热反应中利用了铝的哪些性质？ 提示： 还原性、反应放出大量的热及铝的熔点低。 2．金属铝可用于还原哪些金属？能否利用铝热反应冶炼镁？ 提示： 能冶炼活动性比铝差的难熔金属。不能利用铝热反应冶炼镁，原因是
活泼。
Mg 比 Al
1． 铝热反应的特点 (1) 高温。 (2) 剧烈燃烧，放出大量的热。 (3) 新生成的液态金属单质易与 Al 2O3(固态 )分离。
Al 2O3 属于两性氧化物而不是碱性氧化物。
2． 氢氧化铝
(1) 物理性质 ①颜色状态：白色固体。
②溶解性：难溶于水。
(2) 实验室制备
常用可溶性铝盐 AlCl 3 与氨水反应制取 Al(OH) 3
①化学方程式为 AlCl 3＋ 3NH 3·H 2O===Al(OH) 3↓＋ 3NH 4Cl 。
②离子方程式为
NaOH 溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的
则两份铝粉的质量比为 ( )
A． 1∶ 2
B． 1∶ 3
C． 3∶ 2
D． 1∶ 1
解析： 选 D 因 NaOH 溶液和盐酸都是足量的，若铝与两者反应放出氢气的体积相等，
则两份铝的质量相等。
2．等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等
一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应
产生 H 2 的体积关系 V HCl H 2 ＝ 1∶ 1 V NaOH H 2 V HCl H 2 ＝1 VNaOH H 2 3 1 V HCl H 2 3<VNaOH H 2 <1
1．称取两份铝粉，第一份加入足量的 氢气的体积相等 (同温同压 )。
引发 操作 反应 特点 应用
在铝热剂上放 KClO 3，插入镁条并将镁条点燃
在高温下进行，迅速反应并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易 与 Al 2O 3 分离 冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如 V、 Cr 、 Mn 等；焊接钢轨等
[特别提醒 ] 铝热反应可用于焊接铁轨，但工业上不用该方法炼铁，因为铝比铁的冶炼成本更高。 3． 铝合金 (1) 组成：铝与其他金属 (或非金属 )熔合形成合金。 (2) 特点：密度小、强度高、塑性好、抗腐蚀。 (3) 用途：建筑外墙材料，汽车车轮骨架和飞机构件。 4． 铝的用途 (1) 利用其导电性，制造电线。 (2) 利用强的还原性，冶炼熔点高的金属。
一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性。பைடு நூலகம்②加热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式为
△
4Al ＋ 3O2=====2Al 2O3。
(3) 铝与酸的反应
①与盐酸、稀 H 2SO4 反应
离子方程式：
2Al
＋
6H
＋
===2Al
3＋
＋
3H
2↑。
②常温下，遇浓硝酸、浓 H2SO4 时，在表面生成致密的氧化膜而发生钝化。
1．铝是一种既可以与酸反应又可以与碱溶液反应产生
H 2 的金属。
2． Al 2O3 是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为
Al 2O 3＋ 6H ＋===2Al 3＋＋ 3H 2O、
Al
2O 3＋
2OH
－===2AlO
－ 2
＋H
2O 。
3． Al(OH) 3 是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为 Al(OH) 3＋ 3H ＋===Al 3＋ ＋ 3H 2O、
(5) 实验装置应远离人群和易燃物。
1．判断正误 (正确的打 “√” ，错误的打 “×” )。
(1) 铝热剂中的氧化剂是铝粉 ( )
(2) 铝热剂是纯净物 ( ) (3) 铝热反应是放热反应 ( )
(4) 通过铝热反应可以在野外焊接钢轨 ( ) 答案： (1)× (2)× (3) √ (4)√
2．下列物质不能与铝发生铝热反应的是 ( )
(4) 铝与强碱溶液的反应
与 NaOH 溶液反应 离子方程式： 2Al ＋ 2OH －＋ 2H 2O===2AlO －2 ＋ 3H 2↑。
[特别提醒 ]
因铝既能与强酸反应， 又能与强碱溶液反应， 铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱
性食物。
1．等质量的铝分别与足量的盐酸和 提示： 产生 H 2 的物质的量相等。
在高温下，铝与 Fe2O 3 发生反应，放出大量的热
高温 2Al ＋ Fe2O3=====
Al 2O 3＋ 2Fe
2.铝热反应
含义
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应