高一铝的重要化合物
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高一铝的重要化合物知识点铝是一种重要的金属元素,广泛应用于工业生产和日常生活中。
在高一化学学习中,了解铝及其重要化合物的性质、制备方法和应用是必要的。
下面将介绍铝的重要化合物知识点。
一、氢氧化铝(Al(OH)3)氢氧化铝是一种重要的铝化合物,它具有白色固体状,是一种弱碱性物质。
氢氧化铝是通过将铝金属与氢氧化钠或氢氧化铵反应得到的。
它可作为中和剂和絮凝剂在水处理、制造纸张和药品等工业中广泛应用。
二、硫酸铝(Al2(SO4)3)硫酸铝是一种无机酸盐,也是铝的重要化合物之一。
它是无色结晶体,可溶于水。
硫酸铝可以通过将铝与硫酸反应制得。
硫酸铝广泛用于制造调味品、颜料、纸张和防腐材料等。
三、铝酸盐(如铝石和伊利石)铝酸盐是铝和硅酸根离子组成的化合物,具有各种各样的结构和性质。
其中,铝石是一种常见的铝酸盐矿石,主要由三个氧化铝和两个硅酸盐组成。
伊利石则是一种含有铝的层状硅酸盐矿物,其结构稳定,常用于陶瓷工业和建筑材料中。
四、氯化铝(AlCl3)氯化铝是一种无机化合物,是由铝和氯原子组成的化合物。
它是无色结晶体,可溶于水和有机溶剂。
氯化铝是一种重要的催化剂,在有机合成和石油加工中有着广泛应用。
五、铝氧化物(Al2O3)铝氧化物是一种无机化合物,也被称为氧化铝。
它是铝的最常见的化合物,具有白色结晶体的外观。
铝氧化物具有较高的熔点和硬度,广泛用于制备陶瓷、磨料和电子器件等。
六、铝硅酸盐纤维铝硅酸盐纤维是一种由铝和硅酸盐组成的纤维材料。
它具有轻质、高强度和耐高温性能,常用于制造隔热材料、耐火材料和复合材料等。
综上所述,铝的重要化合物包括氢氧化铝、硫酸铝、铝酸盐、氯化铝、铝氧化物和铝硅酸盐纤维等。
这些化合物在工业和日常生活中发挥着重要的作用,对于高一化学学习是必要的知识点。
通过了解它们的性质、制备方法和应用,可以更好地理解铝及其化合物的特性和用途。
铝的重要化合物【学习目标】1、掌握铝的重要化合物[Al2O3、Al(OH)3、Al3+、AlO-2、KAl(SO4)2·12H2O]的主要性质及其应用2、掌握“铝三角”及其转化,熟悉铝的化合物的互滴实验【主干知识梳理】一、氧化铝(Al2O3)1、物理性质:白色固体,难溶于水,熔点很高,是优良耐火材料2、化学性质:Al2O3是典性的两性氧化物,既能与酸,又能与碱反应(1)能与酸反应:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+===2Al3++3H2O(2)能与碱反应:Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH—===2AlO2—+H2O两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,称为两性氧化物3、Al2O3的制备(1)实验室制法:2Al(OH)3Al2O3+3H2O(2)工业制法:铝土矿→Al2O34、主要用途:制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石【即学即练1】1、下列叙述中不正确的是()A.氧化铝固体不溶于水,不导电,它是非电解质B.氧化铝熔点很高,是一种较好的耐火材料C.氧化铝是一种白色的固体,是冶炼铝的原料D.铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀2、下列关于氧化铝的叙述正确的是()A.氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水B.氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物C.氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物D.氧化铝溶于水可得到氢氧化铝3、下列说法正确的是()A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应D.Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应二、氢氧化铝[Al(OH)3]1、物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性2、化学性质:Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,既能与酸,又能与碱反应(1)能与酸反应:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+ ===Al3++3H2O(2)能与碱反应:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH—===AlO2—+2H2O两性氢氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,称为两性氢氧化物Al(OH)3的电离方式与酸和碱反应过程Al(OH)3电离强度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量H+(或OH-)才能破坏Al(OH)3的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或偏铝酸盐),所以Al(OH)3既具有碱性,又具有酸性,当加入弱酸或弱碱时,因H+或OH-浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸(H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O)微点拨强酸或强碱也是相对而言的,Al(OH)3不溶于H2CO3、NH3·H2O,但溶于CH3COOH(3)热稳定性差:2Al(OH)3Al2O3+3H2O3、用途(1)Al(OH)3有较强的吸附性,能凝聚水中悬浮物,又能吸附色素,可以用作净水剂(2)Al(OH)3碱性不强,不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用,却可以与酸反应,起到中和胃酸的作用,可以用作胃酸中和剂4、有关Al(OH)3的少量、过量问题(1)NaOH和AlCl322 2【即学即练2】1、下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()A.受热易分解生成Al2O3和H2O B.是难溶于水的白色胶状物质C.能凝聚水中的悬浮物,也能吸附色素D.既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸2、以硫酸铝溶液为原料之一,在实验室里制取少量氢氧化铝,并且容易分离,最好向溶液中加入的是() A.氢氧化钠溶液B.氢氧化钡溶液C.稀盐酸D.氨水3、氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的哪个性质()A.酸性B.碱性C.两性D.氧化性三、明矾——十二水合硫酸铝钾(1)化学式:KAl(SO4)2·12H2O (十二水合硫酸铝钾)(2)电离方程式:KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-(3)属类:复盐(由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物)(4)物理性质:无色晶体,可溶于水(5)用途:作净水剂,原因是其在水中生成氢氧化铝胶体,可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来(6)化学性质:兼有Al3+和SO42-性质①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液,当Al3+恰好完全沉淀时(沉淀的物质的量最大),化学方程式为:______________________________________________________________________________②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液,当SO42-完全沉淀时(沉淀的质量最大),化学方程式为:_________________________________________________________________________________【即学即练3】1、关于明矾的下列说法错误的是()A.明矾的化学式为KAl(SO4)2 B.明矾是纯净物C.明矾中存在K+和Al3+两种阳离子D.明矾是一种复盐2、明矾是一种净水剂,明矾净水的原理是()A.Al3+有较强的吸附性B.Al3+与悬浮物生成沉淀C.Al3+与水反应生成的氢氧化铝胶体,具有吸附性D.明矾难溶于水四、互滴实验(试剂的滴加顺序不同而产生的现象不同)1、NaOH和AlCl3(1)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液(开始时NaOH不足)先:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl产生白色沉淀后:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O沉淀溶解现象:先产生白色沉淀后沉淀消失(2)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液(开始时NaOH过量)先:AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O无白色沉淀产生后:3NaAlO2+AlCl3+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl产生白色沉淀现象:开始无现象后出现白色沉淀2、NaAlO2和盐酸(1)向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸先:NaAlO2+HCl+H2O===Al(OH)3↓+NaCl产生白色沉淀后:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O沉淀溶解现象:先产生白色沉淀后沉淀消失(2)向盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液先:NaAlO2+4HCl===NaCl+AlCl3+2H2O无白色沉淀产生后:3NaAlO2+AlCl3+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl产生白色沉淀现象:开始无现象后出现白色沉淀3、Na2CO3溶液与盐酸(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)先:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl无气体产生后:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑有气体产生现象:刚开始无气泡产生,盐酸滴加到一定量后,有气泡产生(2)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O现象:立即产生大量的气泡【即学即练4】1、(多选)下列各组物质的无色溶液,不用其他试剂即可鉴别的是()A.NaOH、AlCl3B.NaHCO3、H2SO4C.NaAlO2、NaHSO4D.Na2CO3、HCl E.Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)22、(多选)下列各组溶液中,只用试管和胶头滴管,不用其他任何试剂就可以鉴别的是() A.KOH和Al2(SO4)3B.稀盐酸和Na2CO3C.CaCl2和Na2CO3D.Ba(OH)2和NaHSO43、下列各组物质,前者逐滴滴加到后者中直至过量,先出现白色沉淀,后来沉淀又消失的是() A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中4、下列各项操作中符合“先出现沉淀后沉淀完全溶解”现象的有几组()①向饱和碳酸钠溶液中通入CO2至过量②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀H2SO4至过量③向BaCl2溶液中通入CO2至过量④向澄清石灰水中逐渐通入CO2至过量⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量⑥向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量⑧向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3至过量A.2 B.3 C.4 D.5五、“铝三角”的转化关系及其应用1、Al3+、Al(OH)3、AlO-2之间的转化关系Al3+→Al(OH)3①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4②Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓③Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3→Al3+Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al3+→AlO-2Al3++4OH-===AlO-2+2H2O AlO-2→Al3+AlO-2+4H+===Al3++2H2OAlO-2→Al(OH)3①AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3(CO2过量)②AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3→AlO-2Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O2、“铝三角”转化的应用(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径①向铝盐中加入足量氨水,离子方程式为:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4②向偏铝酸盐中通入足量CO2,离子方程式为:AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3③NaAlO2与AlCl3的溶液混合,离子方程式为:3AlO-2+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓(2)分析离子反应顺序①向含有H+、NH4+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH,反应的顺序是:______________________②向含有OH-、CO32-、AlO2-的混合溶液逐滴加入盐酸,反应的顺序是:______________________【即学即练5】1、向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 mol),逐滴加入NaOH溶液,沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。
铝的重要化合物1.氧化铝:两性氧化物物理性质:难溶于水,熔点高,可用作耐火材料。
(在讲铝的时候,铝在空气中加热的现象,只熔化不滴落,就是因为氧化铝在存在)化学性质:与酸反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O与碱反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2.氢氧化铝:两性氢氧化物(1)制备:Al2(SO4)3溶液中滴加氨水Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4(2)与酸反应:(可与部分弱酸反应,如CH3COOH)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(3)与碱反应:(只能与强碱反应)NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O原因(稍微了解,关系到平衡,还没学到):AlO-2+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH-酸式电离碱式电离Al(OH)3又可写成H3AlO3(铝酸)AlO-2+H++H2O当加入酸的时候,平衡向右移动,当加入碱的时候,平衡向左移动。
3.偏铝酸盐①向NaAlO2溶液中滴加盐酸,也会观察到有白色沉淀生成,这个白色沉淀就是Al(OH)3NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl(也可以看做是强酸制弱酸,盐酸是强酸,铝酸是弱酸)CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3(也可以与碳酸反应)②把Al(OH)3与酸反应的最后溶液,和与碱反应的最后溶液混合时,也可以看到白色沉淀3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl(双水解反应,选修4中学,了解)4.有关图像(1)往NaAlO2溶液中滴加盐酸:先出现白色沉淀,之后沉淀溶解方程式:NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl①1mol1mol1molAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O②1mol3mol假设原溶液中,NaAlO2为1mol,生成沉淀就消耗1mol的HCl,生成1mol的Al(OH)3沉淀,而要溶解这1mol的Al(OH)3沉淀需要消耗3mol的HCl,所以两个阶段消耗的HCl的比是1:3(2)往盐酸中滴加NaAlO2溶液:先没有沉淀,而后出现白色沉淀,且白色沉淀不溶解方程式:NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O①1mol4mol1mol3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓②3mol4mol假设原溶液中,盐酸是4mol,开始加入的NaAlO2是1mol,生成了1mol的AlCl3,过程②中,1mol的AlCl3与3mol的NaAlO2反应生成了4mol的Al(OH)3,所以前后两个阶段NaAlO2的物质的量比为1:3(3)往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液:先生成白色沉淀,然后沉淀溶解方程式:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl①1mol3mol1molNaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O②1mol1mol假设原溶液中,AlCl3为1mol,加入的NaOH就是3mol,生成了1mol的Al(OH)3沉淀,过程②中溶解1mol的Al(OH)3沉淀,需要消耗NaOH为1mol,所以前后两个阶段消耗NaOH的物质的量为3:1(4)往NaOH溶液中滴加AlCl3溶液:先没有沉淀,后出现沉淀,且沉淀不溶解方程式:4NaOH+AlCl3=NaAlO2+3NaCl+2H2O①4mol1mol1mol 12mol3mol3mol3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓②3mol1mol4mol假设原溶液中NaOH为12mol,加入AlCl3的物质的量为3mol时与NaOH完全反应,生成了3mol的NaAlO2,过程②中继续加入1mol的AlCl3,与过程①中生成的3molNaAlO2反应就生成了4mol的Al(OH)3沉淀,所以前后两个阶段消耗AlCl3的物质的量为3:15.明矾KAl(SO4)2·12H2O十二水合硫酸铝钾电离方程式:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO2-4Al3+在溶液中会水解,即Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+Al(OH)3(胶体)可以吸附水中的杂质,第二Al(OH)3(胶体)带有正电荷与带有负电荷的泥土杂质,相互吸附聚沉。