1、1铝 及 其 化 合 物 李仕才考点一 铝的性质及应用1铝的物理性质及用途2.铝的结构和存在铝位于元素周期表第 3 周期A 族，原子结构示意图为 。自然界中的铝全部以化合态存在。3化学性质(1)与非金属单质反应(O 2、Cl 2、S)。22Al3Cl 2 2AlCl3= = = = = 2Al3S Al2S3(水溶液不存在)= = = = = (2)与酸反应常温遇浓硫酸或浓硝酸钝化；加热与浓硫酸和浓硝酸反应，分别产生 SO2气体和 NO2气体。与氧化性酸反应(稀 HNO3)离子方程式为 AlNO 4H =Al3 NO2H 2O 3与非氧化性酸反应(如盐酸)化学方程式为 2Al6HCl= =2A
2、lCl33H 2(3)与碱反应(NaOH 溶液)离子方程式为 2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(4)铝热反应原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O32Al 2FeAl 2O3、Cr 2O32Al 2CrAl 2O3、3Co 3= = = = =高 温 = = = = =高 温 O48Al 9Co4Al 2O3等。= = = = =高 温 实验装置3反应现象及结论剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。应用a野外焊接钢轨。 b冶炼高熔点金属。4制备：2Al 2O3
3、 4Al3O 2。= = = = =通 电 熔 融5对比记忆镁的化学性质判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)11 mol Al 与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移的电子数相同。( )2Al 与少量 NaOH 溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH 溶液反应生成偏铝酸盐。( )3MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂。( )4能用铝槽车储运浓 H2SO4与浓 HNO3，是因为铝的化学性质稳定，不与浓 H2SO4、浓HNO3反应。( )5铝与盐酸反应时，盐酸作氧化剂，铝与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂。( )6铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。( )47金属镁在空气中燃烧可生成
4、MgO 和 Mg3N2。( )1铝在空气中加热被 O2氧化生成 Al2O3，Al 2O3熔点高，附着在 Al 表面，阻止铝进一步反应，但内部的铝熔点低，会熔化形成液态，但不会被氧化，故 Al2O3也起到保护膜的作用。2常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化” ，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。3铝不但能与酸(H )反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H2。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成 H2 2和 Al(OH)3，然后 Al(OH)3再与 NaOH 反应生成 H2O 和 NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化
5、剂，NaOH 无电子得失。4铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与 MgO 反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。5Mg 在 CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。5一、铝的性质及应用1下列说法正确的是( )A用坩埚钳夹住一小块砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来BAl、盐酸、NaOH 溶液三者之间两两均能发生反应C铝与 Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重D常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完解析：由于铝箔表面有一薄层 Al2O
6、3，且 Al2O3的熔点很高，故熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A 错误；铝与 Fe2O3发生铝热反应生成 Al2O3和铁，故固体质量不会增加，C 错误；常温下，铝在浓 HNO3中“钝化” ，D 错误。答案：B2下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( )A铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B足量铝分别与含 1 mol HCl、1 mol NaOH 的溶液反应，产生相同量的氢气C工业上用电解熔融 Al2O3的方法冶炼铝D在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化解析：Mg 比 Al 活泼，不能用铝粉与 MgO 共热制取 Mg，A 错；据关系式2Al6HCl3H 2,2Al2Na
7、OH3H 2，当 Al 足量时，等物质的量的 HCl 和 NaOH 产生 H2的体积比为 13，B 错；浓 H2SO4溶于浓 HNO3中，溶液体积增大，放出大量热，促进 HNO3挥发，使两种酸的浓度减小，Al 片不钝化，D 错。答案：C3某溶液能与 Al 粉反应放出 H2，该溶液中可能大量共存的离子组是( )ANH 、Ba 2 、HCO 、Cl 4 3BK 、Al 3 、S 2 、ClO CNa 、Fe 3 、Cl 、SO 24DNH 、Mg 2 、SO 、NO 4 24 3解析：能与 Al 反应放出 H2的溶液，可能呈强酸性也可能呈强碱性。A 项，HCO 无论 3是在强酸性溶液中还是在强碱性
8、溶液中均不能大量存在；B 项，Al 3 与 S2 能发生水解相互促进的反应，且 S2 与 ClO 之间能发生氧化还原反应；C 项，各离子在酸性条件下能大量共存；D 项，在碱性溶液中 NH 、Mg 2 不能大量存在，在酸性溶液中，由于含 NO ，不能 4 3产生 H2。答案：C64易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是( )解析：A 项，铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，因此不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论，错误；B 项，铝、铁、镁三种金属中只有铝能与 NaOH 溶液反应产生无色气体，错误；C 项，氢氧
9、化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，错误；D 项，用盐酸溶解后 Fe2在空气中易被氧化成 Fe3 ，加入 KSCN 溶液呈血红色，正确。答案：D5等物质的量的 Na 和 Al 两种金属加入足量的水中，生成 26.88 L(标准状况下)的气体，则下列描述错误的是( )A金属 Al 无剩余 Bc(Na )c(AlO ) 2C所得溶液呈碱性 DNa 的物质的量是 0.6 mol解析：A.根据方程式知，当钠和铝的物质的量相等时，恰好反应生成偏铝酸钠和氢气，故 A 正确；B.偏铝酸根离子是弱离子能发生水解反应，所以导致钠离子的物质的量大于偏铝酸根离子的物质的量，故 B 错误；C.钠和铝恰好反应生成偏铝酸钠，即最
10、后所得溶液是偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠是强碱弱酸盐溶液呈碱性，故 C 正确；D.设需要钠的物质的量为X。2Na4H 2O2Al= =2NaAlO24H 22 mol 89.6 LX 26.88 L7X0.6 mol，故 D 正确；故选 B。答案：B二、镁、铝性质的比较6镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是( )答案：B7镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明两者存在较大差异性的是( )CO 2 盐酸 NaOH 溶液 水A BC D解析：Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能；Mg 能在 CO2中燃烧而 Al 不能。答案：C8将等物质的量的镁和铝混合，
11、取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )A3 molL 1 盐酸 B4 molL 1 硝酸C8 molL 1 氢氧化钠 D18 molL 1 硫酸解析：18 molL 1 硫酸为浓硫酸，与 Mg、Al 反应不产生 H2；Mg、Al 与稀硝酸反应生成 NO 而不是 H2；Mg 与盐酸反应产生 H2，而 Mg 与 NaOH 不反应，等质量的 Al 分别与足量的HCl 和 NaOH 溶液反应，产生 H2的量相等。故 A 项产生的 H2的量最多。答案：A铝与酸、碱反应的规律铝与酸、碱反应的化学方程式分别为82Al6HCl= =2AlCl33H 2、2Al2Na
12、OH2H 2O=2NaAlO23H 2。从化学方程式可以看出 Al 与酸、碱反应时生成 H2的实质都是 Al Al3 ，所以无论与酸还是与碱反应，Al 失 3e 与 H2的关系都是 2Al3H 2。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 。V H2 HClV H2 NaOH 112足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 。V H2 HClV H2 NaOH 133一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 bCc(NaOH)c(HCl)D消耗的 n(NaOH)与消耗的 n(HCl)相等解析：由得失电子守恒知 ab，A 项正确，
13、B 项错误。因酸、碱均是足量的，且体积未知，故无法确定酸、碱的浓度，c(NaOH)与 c(HCl)可能相等，也可能不相等，C 项不合题意。由 Al6H =2Al3 3H 2，2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2知，消耗酸、碱的物 2质的量不相等，D 项错误。答案：A3等体积、等物质的量浓度的 H2SO4、NaOH 溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等9质量的铝，生成 H2的体积比为 56(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( )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：若酸、碱过量，生成 H2的体积比为 11，若铝均过
14、量，生成 H2的体积比为23，可知反应情况甲中铝过量，乙中碱过量。答案：B4铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积(相同条件下，下同)之比是_。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3
15、molL1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g解析：(1)根据化学方程式：2Al6HCl= =2AlCl33H 2、 2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，得 Al 与 H2的关系式均为 2Al3H 2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。(2)因为在反应中Al 过量，产生的 H2由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H 2、2NaOH3H 2，故当 HCl、NaOH 物质的
16、量相等时，二者产生 H2的体积比为13。(3)因为铝足量且产生 H2相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为 2Al6HCl= =2AlCl3 3H2，2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2的体积比是 13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。2Al6HCl = = 2AlCl 33H 26 mol 3 mol3 molL1 0.1 L 0.15 mol10则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。答案：(1)11 (2)13 (3)31 (4)A
