1、课时18铝及其化合物【课时导航】课时18 铝及其化合物(本课时对应学生用书第123-129页)【课时导航】复习目标1. 掌握Al 、Al2O3、Al(OH)3等铝的常见化合物的主要性质及其应用。2. 了解从铝土矿制备铝的工艺流程及反应原理。3. 掌握有关铝及其化合物的计算，理解有关铝的图像含义。知识网络问题思考问题1：哪些物质既能与盐酸反应又能与烧碱反应?(仅限于中学阶段)问题2：现有一定量的铝、硫酸、烧碱，试设计实验方案制取Al(OH)3，以使硫酸和烧碱的用量最少。【课前自测】1. (2016各地模拟试题汇集)判断下列说法的正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)日用铝制品表面覆盖着氧化膜，
2、对金属起保护作用()(2)铝合金的熔点比纯铝高()(3)铝合金的密度小，硬度大，可用作建筑材料()(4)铝是活泼的金属单质，铝可用于冶炼某些熔点较高的金属()(5)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂()(6)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝()(7)Al2O3熔点高，可用于制作耐高温仪器()(8)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，所以实验室用明矾与水反应制Al(OH)3()(9)常温下浓硫酸能使铝发生钝化，故可在常温下用铝制容器贮藏运输浓硫酸()(10)向明矾溶液中加入过量NaOH溶液会产生大量白色沉淀()(11)Al(OH)3是两性氢氧化物，所以盐酸和氨水都能溶解Al(OH)
3、3()(12)氧化铝陶瓷和光导纤维都是无机非金属材料()(13)铝合金的大量使用归功于人们能用焦炭等还原剂从氧化铝中获取铝单质()(14)工业制备铝可用热还原的方法()(15)硫酸铝与碳酸氢钠能制作泡沫灭火剂，利用了硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液混合后能发生剧烈的水解互促反应()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)【解析】(2)合金的熔点比其各成分金属的熔点低，硬度比其各成分大。(6)氯化铝是共价化合物，只能通过电解熔融状态下的氧化铝制取铝。(8)实验室用可溶性铝盐与氨水反应制取Al(OH)3，也可以用偏铝酸盐与二氧化碳反应制
4、取Al(OH)3，还可以用铝盐和偏铝酸盐反应制取Al(OH)3。(10)生成了NaAlO2，最后无白色沉淀产生。(11)氨水不能溶解Al(OH)3。(13)焦炭还原不了金属铝，制取铝的方法是电解熔融氧化铝。(14)工业制备铝采用电解法。2. (2016江西上饶期中)现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案。实验设计1：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积实验设计2：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积实验设计3：铝镁合金溶液过滤，测定得到沉淀的质量则能测定出镁的质量分数的是()A. 都能 B. 都不能 C. 不能，其他都能 D. 不能，能
5、【答案】A【解析】已知质量的铝镁合金，实验设计1、2中，利用金属的质量、氢气的量可计算出镁的质量，以此得到质量分数；实验设计3中，沉淀为氢氧化镁，根据元素守恒可知镁的质量，以此得到质量分数。即三个实验方案中均可测定出Mg的质量分数。3. (2016江西赣中南五校联考)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案一：铜铝混合物测定生成气体的体积方案二：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断不正确的是()A. 溶液A和B均可以是盐酸B. 溶液A和B均可以是NaOH溶液C. 溶液A和B均可选用稀硝酸D. 实验室中方案更便于实施【答案】C【解析】铜与盐酸和NaOH溶
6、液都不反应，铝与盐酸和NaOH溶液都反应，根据生成的氢气体积或剩余固体铜的质量可以计算出混合物中铝的质量，故溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液，A、B正确；铜、铝都能溶于硝酸，无固体剩余，B不可以用稀硝酸，C错误；测量气体的体积不如测量固体的质量简单易操作，D正确。4. 工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下图所示。下列叙述正确的是()A. 试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B. 反应过滤后所得沉淀为氢氧化铁C. 反应的化学方程式：NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3D. 图中所示转化反应都不是氧化还原反应【答案】C【解析
7、】由反应通入过量Y(CO2)可知，溶液乙应是NaAlO2溶液，那么试剂X可以是氢氧化钠溶液，但不可以是盐酸，A项错；反应过滤后所得沉淀为氧化铁，B项错；电解是氧化还原反应，D项错。【自主学习】 考点1铝的化学性质【基础梳理】铝元素是地壳中含量的金属。常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应。常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生。1. 铝与非金属单质反应4Al+3O2(现象：在氧气中剧烈燃烧、在空气中加热铝片卷曲不)2. 铝与酸、碱溶液反应的离子方程式2Al+6H+2Al+2OH-+2H2O注意：等量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠反应生成的氢气。微课19铝热反应铝
8、粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接钢轨。实验装置图见右图。铝热反应先点燃镁条，KClO3是助燃剂。2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(现象： 火星四射、熔铁滴落)铝热反应还可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。如：10Al+3V2O55Al2O3+6V【举题说法】【例题1】称取两份铝粉，第一份加入足量浓氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，如要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为()A. 13B. 31C. 11D. 43【答案】C【解析】由反应：2Al+6H+2Al3+3H2 和 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2可知，等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应，生成的氢气一
9、样多。【题组训练】1. (2016沈阳模拟)等体积等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为45，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【答案】B【解析】发生反应有：2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，若等质量的铝都反应完，生成气体的体积比为11，若铝均没有反应完，根据酸和碱的物质的量相等，可得生成气体的体积比为23，而题中为45，所以一个是铝反应完全，一个是铝过量，由于等
10、量的铝消耗的硫酸的量更多，所以完全反应的一定是硫酸，碱过量，即甲中铝过量，乙中碱过量。2. 甲、乙两烧瓶中各盛有100 mL 3 molL-1盐酸和氢氧化钾溶液，向两烧瓶中分别加入等质量的铝粉，反应结束测得生成的气体体积比甲乙=23(相同状况)，则加入铝粉的质量为()A. 2.7 gB. 3.6 gC. 5.04 gD. 4.05 g【答案】D【解析】铝的质量相同，盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量相同，若Al都完全反应，则生成氢气应相等，而结束后测得生成的气体体积之比为甲乙=23，由化学方程式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，可知相同
11、物质的量的Al反应时，消耗HCl较多，可知酸与金属反应时酸不过量，碱与金属反应时碱过量，盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1 L3 molL-1=0.3 mol，设铝与酸反应时酸完全反应，生成氢气的物质的量为x mol，则2Al+6HCl2AlCl3+3H2630.3 molx mol解得x=0.15则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.15 mol=0.225 mol，碱与金属铝反应时铝完全反应，设与碱反应的铝的物质的量为y mol，则2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H223y mol0.225 mol解得y=0.15，则铝的质量为0.15 mol27 gmol-1
12、=4.05 g，故选D。3. 某同学将某种金属分别与等体积的甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如下图所示，下列推论可能正确的是()A. 金属是镁，甲溶液为0.2 molL-1盐酸，乙溶液为0.1 molL-1盐酸B. 金属是铁，甲溶液为pH=1的醋酸溶液，乙溶液为pH=1的盐酸C. 金属是铝，甲溶液为0.1 molL-1盐酸，乙溶液为0.1 molL-1氢氧化钠溶液D. 金属是铝，甲溶液为0.1 molL-1氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 molL-1盐酸【答案】C【解析】根据图像可知甲、乙与过量金属反应时，乙与金属反应产生的气体多，由此可知A、B选项不正确；足量铝
13、与等物质的量的NaOH、盐酸反应，与NaOH反应放出的氢气多，故C项正确，D项错误。4. 下列关于金属铝的叙述正确的是()A. Al是地壳中含量最多的元素B. Al是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现氧化性C. 与Al反应产生H2的溶液一定呈酸性D. Al箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落【答案】D【解析】A项，Al是地壳中含量最多的金属元素，含量最多的元素是氧元素，故错误；B项，Al是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性，故错误；C项，与Al反应产生H2的溶液并不一定呈酸性，如强碱溶液，故错误；D项，Al在常温下与空气里的氧气反应生成一层
14、致密的氧化物薄膜，熔化的Al并不滴落，故正确。【例题2】(2015河北衡水中学)现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化)：向其中一份固体中加入100 mL 2.0 molL-1NaOH 溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH=14；向另一份固体中加入140 mL 4.0 molL-1稀盐酸，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。(1)写出该铝热反应的化学方程式：；写出实验发生反应的离子方程式： 。(2)这包铝热剂中铝粉的质量为。(3)这包铝热剂中
15、氧化铁粉末的质量为 。【答案】(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3Al2O3+2OH-2Al+H2O、2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2(2)5.4 g(3)9.6 g【解析】实验反应后溶液显碱性，溶液中Al元素以Al形式存在，Fe及其氧化物和碱不反应，则溶液里的物质是NaAlO2、NaOH，其中OH-浓度是1 molL-1，根据钠离子守恒可知，n(Al)=n总(NaOH)-n反应后溶液(OH-)=0.1(2.0-1.0) mol=0.1 mol；实验反应后pH=0，则氢离子的物质的量=1 molL-10.14 L=0.14 mol，n(Cl-)=4 molL-10.14 L=0.
16、56 mol，所以n(Fe2+)=0.06 mol，根据化学方程式2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可知，反应后每一份中单质铁的物质的量是0.06 mol，反应后每一份中单质铝的物质的量是0.1 mol-0.06 mol=0.04 mol。(1)Al与氧化铁在高温下反应生成Fe与氧化铝，化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；由上述分析可知，铝粉和氧化铁粉末的混合物反应后固体为Fe、氧化铝及剩余的Al，实验中Fe和碱不反应，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O、2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2。(2)由Al元素守恒可知，每份铝热剂中n(Al)=n(Al)=0
17、.1 mol，故整包铝热剂中m(Al)=0.1 mol227gmol-1=5.4 g。(3)由Fe元素守恒可知，每份铝热剂中n(Fe2O3)=n(Fe2+)，整包铝热剂中n(Fe2O3)=0.06 mol2=0.06 mol，故整包铝热剂中m(Fe2O3)=0.06 mol160 gmol-1=9.6 g。 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别如下：2Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2从化学方程式可以看出：(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比：=。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反
18、应，产生氢气的体积比：=。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为W1W2(3)520 g【解析】硫酸的物质的量为=2.5 mol，n(H+)=5 mol，NaOH的物质的量为=6 mol。甲：AlOH-AlH+Al(OH)3，6 mol NaOH反应得到6 mol Al，消耗5 mol H+生成5 mol Al(OH)3；乙：Al3H+Al3+3OH-Al(OH)3，5 mol H+反应得到 mol Al3+，消耗5 mol OH-得到 mol Al(OH)3，剩余1 mol OH-，Al(OH)3OH-Al，可以溶解1 mol Al(OH)3，最终得到Al(OH
19、)3为mol-1 mol=mol；丙：Al3H+Al3+，5 mol H+反应得到 mol Al3+，AlOH-Al，6 mol NaOH反应得到6 mol Al，3AlAl3+4Al(OH)3，Al3+不足，得到Al(OH)3为 mol4= mol。故W3W1W2，Al(OH)3的最大质量为 mol78 gmol-1=520 g。【变式】3下列制取Al(OH)3的离子方程式不正确的是()A. 向AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液：Al3+3OH-Al(OH)3B. 向NaAlO2溶液中通入过量的CO2气体：Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HCC. 向AlCl3溶液中滴加NaAlO2溶
20、液：Al3+3Al+6H2O4Al(OH)3D. 向氯化铝溶液中滴加过量氨水：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N【答案】A【解析】向AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液生成NaAlO2，离子方程式为Al3+4OH-Al+2H2O。实验探究【例题6】(2014江苏卷)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为；滤渣的主要成分为(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)
21、x(OH)6-2x。滤渣的主要成分为(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】(1)Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3+2Al3+3S+3H2O2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2(3)溶液中的部分S被氧化成S减小【解析】(1)粉煤灰中的Al2O3能与H2SO4反应生成Al2(SO4)3，而SiO2不能与H2
22、SO4反应，因而滤渣为SiO2。(2)滤液为Al2(SO4)3，与CaCO3反应生成微溶物CaSO4，因而滤渣为CaSO4；溶液中存在Al3+3H2OAl(OH)3+3H+、CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2，溶液的pH偏高，碱性增强，会促进Al3+水解，铝元素容易转化为Al(OH)3沉淀而导致溶液中铝元素含量降低。(3)+4价S具有较强还原性，溶液中的S容易被氧化为S；SO2在水中溶解度较大且SO2溶于水生成H2SO3，加热时部分H2SO3会被氧化为酸性更强的H2SO4，因而比吸收SO2前酸性增强，pH减小。【变式】4某同学欲探究食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)212H2O高温分解
23、的情况。(1)预测产物：下列关于气体产物的预测不合理的是(填字母)。A. NH3、N2、SO2、H2OB. NH3、SO3、H2OC. NH3、SO2、H2OD. NH3、N2、SO3、SO2、H2O(2)定性检验：取一定量铵明矾，设计下列实验探究产物。按图示组装仪器后，首先检查整套装置的气密性，操作是。夹住止水夹K1，打开止水夹K2，用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH3，方法是；在装置A与B之间的T形导管中出现白色固体，该白色固体可能是(任填一种物质的化学式)。分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于N
24、aOH溶液的离子方程式：。为了防止倒吸，实验结束时必须先(填字母)，然后熄灭酒精喷灯。A. 取出烧杯中的导管B. 打开止水夹K1C. 关闭止水夹K2(3)分析和结论：实验证明气体产物是(1)D中的5种气体。相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值，V(N2)V(SO2)=。【答案】(1)C(2)关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到烧杯中导管口出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性良好打开K1，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，出现白烟(NH4)2SO4或(NH4)2SO3或SO3(酸式盐及以上物质的混合物也可)Al2O3+2OH-2Al+H2O
25、B(或C或BC)(3)13【解析】(1)C中只有硫元素化合价发生了变化，其他元素的化合价没有发生变化，不可能发生。(2)在组装好实验装置后，应该先检查装置的气密性，该装置气密性检查的方法：关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到烧杯中导管口出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性良好。打开K1，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟，说明在支口处可检验到NH3。(3)2NN2，若N2为a mol，则转移电子数为a mol6=6a mol，SSO2，若SO2为b mol，则转移电子数为b mol2=2b mol，根据得失电子守恒可得，6a=2b，则=
26、。从铝土矿冶炼铝【例题7】工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3xH2O、SiO2、Fe2O3等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图所示，图中操作错误的是()A. B. C. D. 【答案】A【解析】NaAlO2溶液中加入过量盐酸，得不到 Al(OH)3沉淀，所以第步错误，应该通入CO2气体。Al(OH)3沉淀干燥不会发生分解，或者分解不完全，只有加热灼烧才能得到干燥的Al2O3，第步错误。第步灼烧也显多余。【变式】5(2016江西百校联考)工业上用铝灰(主要含Al、Al2O3、Fe2O3等)制取硝酸铝晶体Al(NO3)39H2O的流程如下：下列说法错误的是()A. 试剂X选用
27、稀硝酸最合适B. 滤渣Y的主要成分为Fe2O3C. 反应中发生的反应之一为Al2O3+2OH-2Al+H2OD. 减压蒸发不能改为蒸发结晶【答案】A【解析】加入试剂X主要是将NaAlO2转化为Al(OH)3，应该用CO2，A错误；用氢氧化钠溶解铝灰，Al、Al2O3都转化为NaAlO2，Fe2O3不与氢氧化钠反应为滤渣，B正确；反应中发生的反应有Al2O3+2OH-2Al+H2O、2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2，C正确；Al(NO3)39H2O受热容易分解，所以不能直接蒸发结晶，应该减压蒸发，D正确。有关铝的计算【例题8】(2016湖南炎德、英才大联考)将一定质量的Mg和Al混合物投
28、入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溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是()A. Mg和Al的总质量为8 gB. 硫酸的物质的量浓度为5 molL-1C. 生成的H2在标准状况下的体积为11.2 LD. NaOH溶液的物质的量浓度为5 molL-1【答案】D【解析】由图可知，020 mL发生酸碱中和反应，20200 mL发生Mg2+、Al3+与碱生成沉淀的反应，200240 mL发生Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠。由图像可知，n(Mg
29、)=0.15 mol，n(Al)=0.2 mol，则Mg和Al的总质量为0.15 mol24 gmol-1+0.2 mol27 gmol-1=9 g，A错误；由200240 mL发生Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，c(NaOH)=5 molL-1，200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c(H2SO4)=1 molL-1，B错误，D正确；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol+0.3 mol)22.4 Lmol-1=10.08 L，C错误。【变式】6将0.1 mol镁、铝混合物溶于100 mL 2 molL-1 H2SO4溶液中，然后再滴加1 molL-1
30、 NaOH溶液。请回答下列问题：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1=160时，则金属粉末中n(Mg)= mol，V2=。(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL。(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg的物质的量分数为a，用100 mL 2 molL-1硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 molL-1 NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是。【答案】0.06440(2)400(3)a1【解析】(1)由图像可知：V1 mL
31、的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4的物质的量为0.2 mol-=0.12 mol。假设n(Mg)=x mol，n(Al)=y mol，则x+y=0.1解得：x=0.06，y=0.04。当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2，关系式分别为Mg2+2OH-、Al3+4OH-。所以，V2=160 mL+103 mLL-1=440 mL。(2)当Mg2+、Al3+刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOHH2SO4，所以，V(NaOH)=400 mL。(3)当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的
32、溶质为Na2SO4、NaAlO2。则根据Na元素守恒：n(NaOH)=0.45 L1 molL-10.1 L2 molL-12+0.1(1-a)mol，解得a，则满足此条件的a的取值范围是 a1。 Al(OH)3沉淀生成的计算1. 强碱与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀的定量计算规律可溶性铝盐与强碱溶液混合时，二者相对量的大小会影响产物的生成强碱不足量时(反应)：Al3+3OH-Al(OH)3；强碱足量时(反应)：Al(OH)3+OH-Al+2H2O；综合上述两式可得(反应)：Al3+4OH-Al+2H2O。设Al3+、OH-的物质的量分别为n(Al3+)、n(OH-)，最终生成Al(OH)
33、3的物质的量为nAl(OH)3。借助数轴讨论如下图所示：2. 强酸与Al反应生成Al(OH)3沉淀的定量计算规律强酸不足量时(反应)：Al+H+H2OAl(OH)3；强酸足量时(反应)：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O；综合上述两式可得(反应)：Al+4H+Al3+2H2O。设Al、H+的物质的量分别为n(Al)、n(H+)，最终生成Al(OH)3的物质的量为nAl(OH)3。借助数轴讨论如下图所示：【随堂检测】1. (全国各地高考试题汇集)判断下列说法的正误，正确的划“”，错误的划“”。 (1)铝罐可久盛食醋()(2)Al、HCl、NaOH三者中任意两种物质在一定条件下均能发生反应()
34、(3)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重()(4)铝片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2()(5)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂()(6)某无色溶液中可能大量存在Al3+、N、Cl-、S2-()(7)AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3+4NH3H2OAl+4N+2H2O()(8)电解MgCl2溶液可获得金属镁()(9)Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作信号弹()(10)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应()(11)明矾作净水剂，其中明矾是起了还原作用()(12)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()【答案】(1
35、)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)【解析】(1)铝能与食醋中的醋酸发生反应；(2)Al既能与HCl反应又能与NaOH溶液反应，HCl和NaOH能发生中和反应，三者中任意两种物质均能反应；(3)铝与Fe2O3发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应前后均是固体，固体质量不变；(5)胃酸的主要成分是盐酸，能被氢氧化铝中和；(6)Al3+、S2-发生水解互促反应不能大量共存；(7)氢氧化铝不能溶于氨水，AlCl3中加入过量氨水，反应的离子方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N；(8)电解熔融的MgCl2可获得金属镁；(10)氧化铝属于两性氧化物，能与氢氧化
36、钠反应，而MgO属于碱性氧化物，能与酸反应，不能与氢氧化钠溶液反应；(11)明矾净水时铝离子发生水解反应，没有元素化合价的变化；(12)明矾溶液中Al3+水解使溶液呈酸性，铜锈为Cu2(OH)2CO3，溶于酸性溶液，故利用明矾溶液的酸性可以清除铜镜表面的铜锈。2. 实验室需要使AlCl3溶液中的Al3+全部沉淀出来，适宜用的试剂是()A. NaOH溶液 B. Ba(OH)2溶液 C. 盐酸 D. 氨水【答案】D【解析】Al(OH)3有两性，不能用强碱制备，故选氨水。3. (2016张家口四校联考)铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会
37、对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A. 铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼B. 氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物C. 明矾可用于饮用水的杀菌消毒D. 硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水【答案】B【解析】铝是活泼金属，在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行，A错误；B正确；明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附作用，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒，C错误；铵盐都溶于水，D错误。4. 将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是 () A B C D【答案】D
38、【解析】当溶液中既有H+，又有Al3+时，加入OH-先与H+反应，而后才与Al3+发生反应，根据关系式Al3OH-Al(OH)3OH-Al可知D正确。【参考答案】【参考答案】问题思考问题1Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、(NH4)2S、氨基酸等。问题2使铝分别和硫酸、烧碱反应，再将两个反应的产物混合。基础梳理考点1最多一层致密的氧化物钝化1. 2Al2O3滴落2. 2Al3+3H22Al+3H2一样多考点21. (1)高两(2)Al(OH)3Al3+3OH-Al(OH)3Al+H+H2O(3)2Al3+3H2OAl3+3H2O2Al+H2OAl+2H2OAl2O3+3H2O2.
39、 Al3+3H2OAl(OH)3Al(OH)3+3N4Al(OH)3Al+2H2OAl3+2H2OAl+2H2OAl(OH)32Al(OH)3+CAl(OH)3+HC趁热打铁，事半功倍。请老师布置同学们完成配套检测与评估中的练习。【课后检测】课时18铝及其化合物一、 单项选择题1. 下列叙述正确的是()A. 常温下铝跟浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸都不反应B. 两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多C. 工业上常利用铝热反应来冶炼难熔金属，如Cr、V、W等D. 铝的活泼性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来2. 下列离子方程式不正确的是()A. 铝片碱
40、洗时常有气泡：2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2B. Al2O3溶于氨水：Al2O3+2OH-2Al+H2OC. AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3+4OH-Al+2H2OD. 实验室用铝盐制Al(OH)3：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N3. 铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是()A. 反应又称铝热反应，曾用于野外焊接铁轨B. 利用反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量也相等且转移电子数也相等C. 常用反应制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀D. 工业上常用反应制备金属铝，制备过程中
41、常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点4. 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. 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D. MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO5. 为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入100 mL 0.3 molL-1稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 molL-1NaOH溶液至沉淀质
42、量恰好不再变化，用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为()A. 0.005 molB. 0.01 mol C. 0.025 mol D. 0.03 mol6. 下列化学实验操作正确的是()A. 将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应完毕时，再将生成的溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2B. 向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3C. 将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3D. 向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水
43、分，不能得到纯净的Al2O37. 元素及其化合物丰富了物质世界，下列说法不正确的是()A. Al2O3熔点很高，可用作耐火材料B. NaOH溶液和AlCl3溶液相互滴加的现象不同C. 金属比非金属易失电子，所以金属可以置换非金属，而非金属不能置换金属D. 等量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成的氢气是一样多的8. 向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如下图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()A. a点对应的溶液中：Na+、Fe3+、S、HCB. b点对应的溶液中：Na+、S2-、S、Cl-C. c点对
44、应的溶液中：K+、Ag+、Ca2+、ND. d点对应的溶液中：K+、N、C、S9. (2015南昌模拟)往AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量，可观察到的现象是()A. 有白色絮状沉淀产生，且不溶解B. 先有白色絮状沉淀，后又溶解C. 一直无明显现象D. 先无现象，后有白色絮状沉淀10. (2015洛阳模拟)某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01 mol，向其中逐滴滴加1 molL-1NaOH溶液至过量，下列关系图正确的是()二、 非选择题11. . 下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图像对应的序号填空。(1) AlCl3溶液中加入氨水至过量
45、。(2) AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量。(3) AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量。(4) 澄清石灰水中通入过量CO2。(5) 含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液。(6) 含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量氨水。. 下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是(填序号)。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)212. (2013全国大纲卷)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O
46、3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1) 写出反应1的化学方程式：。(2) 滤液中加入CaO生成的沉淀是，反应2的离子方程式为 。(3) E可作为建筑材料，化合物C是，写出由D制备冰晶石的化学方程式：。(4) 电解制铝的化学方程式是，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。(5) (2014天津卷)已知： 化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是。制铝时，电解Al2O3而不电解A
47、lCl3的原因是。【课后检测答案】课时18铝及其化合物1. C【解析】浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，其钝化过程发生的是氧化还原反应，而铝与浓盐酸可反应产生氢气；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知，相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等；钠投入到铝的盐溶液中，其实质是钠先与水反应生成碱，故钠不将铝置换上来。2. B【解析】Al2O3是两性氧化物，能溶于强酸和强碱，但不溶于氨水。3. C【解析】实验室常用铝盐与氨水反应制Al(OH)3，不用强碱NaOH溶液制Al(OH)3，C项错误。4. B【解析】A、C、D项均是利用Al、Al(OH)3、Al2O3与烧碱反
48、应的原理进行除杂，A、C、D均正确；B项用氨水均生成沉淀，因Al(OH)3不溶于过量氨水，B错误。5. B【解析】根据题中数据，合金中加入硫酸时，硫酸有剩余，加入0.2 molL-1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，得到的是Na2SO4、NaAlO2的混合溶液，根据Na、S元素守恒，则n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，其中n(Na2SO4)=n(H2SO4)，则n(NaAlO2)=0.2 molL-10.35 L-0.3 molL-10.1 L2=0.01 mol，根据Al元素守恒，n(Al)=n(NaAlO2)=0.01 mol。6. A【解析】B项，在灼烧条件下
49、，Al(OH)3分解为Al2O3和H2O，得到的是Al2O3；C项，对AlCl3溶液加热、蒸干，得到的是Al2O3；D项可以得到纯净的Al2O3。7. C【解析】非金属也能置换金属，如C与氧化铜加热反应。8. B【解析】ab段：4NaOH+AlCl3NaAlO2+3NaCl+2H2O，bc段：3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3+3NaCl，分析各点对应溶液的成分，即可得出答案。a点溶液中含有大量OH-，Fe3+、HC不能大量共存；c点溶液变为NaCl，Ag+不能大量共存；d点溶液中含大量AlCl3，C不能大量共存。9. B【解析】铝盐与碱反应生成白色沉淀Al(OH)3，氢氧化
50、铝溶于强碱，则往AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量，可观察到的现象：先有白色絮状沉淀，后又溶解。10. C【解析】含MgCl2和AlCl3各0.01 mol，向其中逐滴加入1 molL-1NaOH溶液至过量，发生反应Mg2+2OH-Mg(OH)2，得到沉淀0.01 mol，消耗氢氧化钠0.02 mol，即20 mL，Al3+3OH-Al(OH)3，得到沉淀0.01 mol，消耗氢氧化钠0.03 mol，即30 mL，沉淀量最大共消耗氢氧化钠50 mL；0.01 mol氢氧化铝会溶于过量的氢氧化钠中，消耗氢氧化钠10 mL，故沉淀达最大值后，再加氢氧化钠，沉淀量减小，直到最后剩余的是氢氧
51、化镁沉淀0.01 mol。11. . (1) (2) (3) (4) (5) (6) . 【解析】. 中当刚滴入就出现白色沉淀，其滴入的是NaOH，当刚滴入没有出现白色沉淀，其滴入的是AlCl3。中当刚滴入就出现白色沉淀，其滴入的是NaHSO4，当刚滴入没有出现白色沉淀，其滴入的是NaAlO2。中当刚滴入就有气体放出，其滴入的是Na2CO3，当刚滴入没有出现气体，其滴入的是HCl。中无论怎么滴加，均有气体放出。中两两混合，无现象的是Na2CO3与NaHCO3，再用余下的Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3混合，其现象一致，无法鉴别。12. (1) 2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2
52、O、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2) CaSiO32Al+CO2+3H2O2Al(OH)3+C或Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC(3) 浓硫酸12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(4) 2Al2O3(熔融)4Al+3O2O2、CO2(或CO)(5) MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本AlCl3是共价化合物，熔融态难导电【解析】 (1) 反应1为铝土矿中的Al2O3、SiO2与NaOH反应。(2) 滤液含Si、Al，加入CaO后，与水反应生成Ca(OH)2，Ca2+与Si反应生成CaSiO3；滤液中离子为Al，能与CO2、H2O反应生成Al(OH)3。(3) E为建筑材料硫酸钙，结合转化关系可确定C为浓硫酸；气体D为HF，再结合转化关系，可完成化学方程式。(4) 电解氧化铝制备铝，以石墨为阳极：2O2-4e-O2，高温条件下，石墨可能被O2氧化生成CO2或CO，故混合气体为O2、CO2或CO。(5) 由题给数据表知，MgO的熔点比MgCl2的熔点高，MgO熔融时耗费更多能源，增加生产成本；AlCl3是共价化合物，熔融态时不电离，难导电，故冶炼铝不能用电解AlCl3的方法。
