1、第1课时铝与铝合金 细读教材记主干1铝在自然界中的存在铝在地壳中的含量仅次于氧、硅，是自然界中含量最高的金属元素，全部以化合态存在。2铝的物理性质颜色熔点密度导电性银白色较低较小仅次于银、铜和金3.铝的化学性质铝的化学性质较活泼，还原性强，能够与非金属单质、某些金属氧化物、酸、强碱等物质反应。反应现象化学方程式与氧气反应发出耀眼白光，放出大量热4Al3O22Al2O3与稀H2SO4反应铝粉减少，有少量气泡产生2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2续表反应现象化学方程式与NaOH溶液反应铝粉减少，有少量气泡产生2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2常温时，与浓H2SO4、浓H
2、NO3发生钝化，不溶解铝热反应耀眼光芒，产生大量烟，红热的液珠滴下，冷却后变为黑色2AlFe2O3Al2O32Fe4.铝合金及其制品(1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。(2)性能及用途性能用途易导电电线传热性能好炊具、热交换器延展性铝箔、铝条，用于包装业密度小、机械加工性能好、强度高、抗腐蚀电子、机械、航空、航天、建筑业重点剖析2Al6H=2Al33H22Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(1)铝与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应比较等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应时，因为转移电子的物质的量一样多，产生的氢气一样多；消耗的盐酸与氢氧化钠的物质的量
3、之比为31；铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应时产生的H2体积比等于反应的铝的物质的量之比。消耗铝的物质的量之比盐酸/氢氧化钠(物质的量之比)产生氢气的物质的量之比113111131113(2)等量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应时，若产生的氢气的物质的量之比介于13到11之间，则铝与盐酸反应时，铝过量，而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。如：等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中各加等质量的铝，若生成氢气的体积之比为56，则甲、乙两烧杯中的反应情况是：甲中铝过量、乙中碱过量。特别提醒(1)铝与强氧化性的酸如硝酸反应时不产生氢气。(2)计算过程中常用到守恒法，包括原
4、子守恒、氧化还原反应中的电子转移守恒等。典例印证例题将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为()AHNO3溶液BBa(OH)2溶液CH2SO4溶液 DHCl溶液解析Al与HNO3反应不放出H2，A项被排除。n(Al)0.2 mol，B项中n(OH)0.2 L2.0 molL120.8 mol，C项中n(H)0.8 mol，D项中n(H)0.4 mol，由2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2，2Al6H=2Al33H2，可知0.2 mol Al与0.2 mol OH或0.6 mol H正好完全反应，则B中OH过量，
5、C中H过量，D中Al过量。答案D关系式法快速判断Al与酸、碱反应Al与强碱或强酸反应时，Al与H2的关系式是相同的，均为2Al3H2，但消耗的OH和H的关系是不同的，分别为AlOH，Al3H，要学会用关系式(不必写出完整的方程式)去快速判断。称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出氢气的体积相等(同温同压)，则两份铝粉的质量比为()A12 B13C32 D11解析：选D铝无论和强酸反应还是和强碱反应，每1 mol 铝失去的电子数相等，产生的H2的体积也相等。题组铝与铝合金1判断正误(1)铝在自然界中只以化合态形式存在。()(2)铝是导电性最好的金属，故常用作导线
6、。()(3)常温下，Al与浓硝酸、浓硫酸不反应。()(4)铝能与碱溶液反应，故铝为非金属单质。()(5)合金比成分金属具有优良的性能。()(6)铝热反应常用于焊接钢轨。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是()A稀盐酸B稀硝酸CNaOH溶液 D氯化钠溶液解析：选C镁可与酸反应，但不可以与碱液反应。3下列关于铝的叙述中，不正确的是()A铝是地壳里含量最多的金属元素B在化学反应中，铝容易失去电子，表现还原性C在空气中用酒精灯点不着铝片D在常温下，铝不能与氧气反应解析：选D铝是地壳中含量最多的金属元素，其最外层电子数为3，易失去电子，表现还原性，A、B正
7、确；常温下，在空气中加热铝时，铝表面形成的Al2O3可以阻碍O2与内部的铝继续反应，所以用酒精灯点不着，C正确，D错误。一、选择题1下列关于铝元素的叙述正确的是()A铝是一种比较活泼的金属B常温下铝不能与氧气反应C氧化铝不能通过分解反应制得D在化学反应中，铝容易得到电子，是氧化剂答案：A2铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作门窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A不易生锈B导电性好C密度小 D强度高解析：选B建筑装潢材料属于长期使用的材料，其不易生锈、强度高、密度小等性能都有利于建筑的长久、安全使用。但建筑装潢材料没有必要要求导电性好
8、，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它会导致建筑物遭雷击。3a g钠、铝的混合物，放入b g水中，反应停止后得到的沉淀有c g，则溶液中溶质为()ANaOH BNaAl(OH)4CNaOH和NaAl(OH)4 D无法确定解析：选BNa、Al混合物放入水中，发生反应有：2Na2H2O=2NaOHH2、2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，最后得到的沉淀不可能有Na，只能是Al，则溶液不含有NaOH，只能含NaAl(OH)4。4双选关于铝热反应的说法中，不正确的是()A铝热反应属于置换反应B铝热反应属于氧化还原反应C铝热反应中，铝的化合价降低D铝热反应特指铝和三
9、氧化二铁的反应解析：选C、D铝热反应中，铝被氧化，化合价升高；铝热反应指单质铝与金属(如Cr、Cu、Fe、Co、Mn等)氧化物的反应。5下列金属不能用铝热反应制备的是()A镁 B铜C铁 D铬解析：选A铝不能将金属活动性顺序中铝前面的金属从其氧化物中还原出来。6等质量的Al分别加入到0.3 L 1 mol L1的盐酸和 0.3 L 1 molL1的NaOH溶液中，生成氢气的体积比为12，则加入Al的质量为()A2.7 g B5.4 gC8.1 g D10 g解析：选B2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2由生成H2体积比为12可知，两反应消耗Al的
10、质量之比为12，中铝过量、盐酸完全反应，0.3 mol HCl与足量Al反应生成的H2为0.15 mol，所以中生成H2为0.3 mol，由化学方程式系数比可知Al的物质的量为0.2 mol，即5.4 g。7. 工业上常用铝热反应来冶炼难熔金属，这一用途主要是由于铝()A具有强还原性，反应中放出大量的热B高温时在空气中能燃烧C具有良好的导热性D反应后生成熔点更高的氧化铝答案：A8实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是()ACr2O3和MnO2BMnO2和V2O5CCr2O3和V2O5DFe3O4和FeO解
11、析：选D9 g 铝粉可以提供1 mol电子，则氧化物中的金属元素每得到1 mol电子对应的质量就应该是18 g。四价Mn得到1 mol电子对应的质量为13.8 g，五价V得到 1 mol电子对应的质量为10.2 g，三价 Cr得到1 mol电子对应的质量为17.3 g，A、B、C两项即使9 g铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到18 g，故都错误。Fe3O4中的铁元素得到1 mol电子对应的质量为21 g，二价Fe得到1 mol电子对应的质量为28 g，当氧化物不足时，D项正确。9若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是()ANH、SO、CO、KBNa、Ba2
12、、Ca2、HCOCMg2、NO、K、ClDK、Cl、Na、SO解析：选D铝与酸、强碱反应均放出氢气，则加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含 H，也可能含OH。分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与H或OH都能共存。A项中，NH与OH生成NH3H2O，CO与H生成H2CO3；B项中，HCO与H、OH都能发生反应；C项中，Mg2与OH不能共存，并且NO与H共存时形成 HNO3，与铝粉反应不产生H2；D项中，各离子与H或OH都不发生反应，符合要求。10有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是()AAl是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂B还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaO
13、H还原所得的H2物质的量之比为21C反应中NaOH是氧化剂，NaAl(OH)4是氧化产物D此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂解析：选D在Al与NaOH溶液反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，NaAl(OH)4是氧化产物，H2是还原产物。二、非选择题11有一镁铝合金，根据某同学的操作，回答下列问题：(1)将合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是_。ANa BMg2COH DAl(OH)4(2)将合金溶于过量的盐酸中，充分反应后，溶液中新生成的离子是_。解析：(1)将镁铝合金加入NaOH溶液中，只有Al发生反应2Al2NaOH6H
14、2O=2NaAl(OH)43H2，镁不反应，溶液中不存在Mg2。(2)将镁铝合金加入过量盐酸中，Mg与盐酸反应Mg2HCl=MgCl2H2，Al与盐酸反应2Al6HCl=2AlCl33H2，则溶液中新生成的离子为Mg2、Al3。答案：(1)B(2)Mg2、Al312为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。反应的化学方程式是_，样品中铝的质量是_ g。(2)若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是_，氧化铁与铝的质量比是_。 (3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量
15、盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比 cb_。解析：(1)样品中的氧化铁不与NaOH溶液反应，而铝能与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气。2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H254 g67.2 Lm(Al) b Lm(Al) g。(2)铝具有强的还原性，在点燃条件下可以与氧化铁剧烈反应生成氧化铝和铁单质：2AlFe2O3Al2O32Fe。根据以上化学方程式容易看出，氧化铁与铝的质量比为8027。(3)从铝热反应的方程式看出，铝与铁的物质的量是相等的，但在与酸的反应中，铝的价态升高到3价，铁的价态只升高到2价，因此，cb23。答案：(1)2Al2
16、NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H29b/11.2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe8027(3)2313某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。 (1)A中试剂为_。(2)B中发生反应的化学方程式为_。(3)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况下)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_。(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得的质量分数将_(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。解析：(1)观察实验装置图可知是用量气法完成实验目的，故A中应盛放NaOH溶液，在B中发生2Al2NaOH6H2O=
17、2NaAl(OH)43H2的反应。 (3)据2Al 3H2 2 mol 3 mol 则 则M(Al)。(4)据(Al) 100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。答案：(1)NaOH溶液(2)2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)(4)偏小14把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱中，得到6.72 L 标准状况下的H2。试计算：(1)该合金中铝的质量分数；(2)该合金中镁与铝的物质的量之比；(3)该合金溶于足量的盐酸溶液中，产生H2的体积(标准状况下)。解析：(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱中，镁不反应，只有Al能与NaOH反应，设Al的物质的量为n
18、(Al)，则：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H22 mol 322.4 Ln(Al)6.72 L解得：n(Al)m(Al)0.2 mol27 gmol15.4 g铝的质量分数为100%52.9%(53%)(2)m(Mg)10.2 g5.4 g4.8 gn(Mg)0.2 moln(Mg)n(Al)0.2 mol0.2 mol11(3)设由铝生成的氢气为V1(H2)，由镁生成的氢气为V2(H2)，由镁和铝与盐酸的反应可知：2Al6HCl=2AlCl33H22 mol 322.4 L02 molV1(H2)解得：V(H2)16.72 L，Mg2HCl=MgCl2H21 mol 22.4 L02 mol V(H2)2解得：V(H2)24.48 L，V总(H2)V1(H2)V2(H2)6.72 L4.48 L11.2 L答案：(1)52.9%(53%)(2)11(3)11.2 L