1、第 1 页 共 5 页 课题 1 铝及其化合物的性质一、铝的性质及实验注意事项1铝与氧气反应实验的注意事项(1)铝片要薄，使用前用细砂纸轻轻打磨掉氧化膜，可用香烟盒或纸制电容器上的铝箔。(2)反应放出大量热，生成的固体温度较高，集气瓶瓶底盛有少量水或放入细沙，起隔热作用，防止集气瓶炸裂。(3)铝箔不易直接点燃，火柴有引燃作用，也可改用镁条引燃。(4)待火柴快要燃烧完时，将铝条伸入盛有氧气的集气瓶。若插入过早或直接将铝箔插入瓶底，会因火柴燃烧消耗较多的氧气或将部分氧气排出瓶外，使铝箔不能充分燃烧。2Al 3 、Al(OH) 3、Al(OH) 间的相互转化 4由于 Al(OH)3 具有两性，在不同
2、情况下 Al3 、Al(OH) 3、Al(OH) 间能相互转化，其 4转化关系如下：此转化有许多重要应用如选择制备 Al(OH)3 的最佳途径，判断离子共存问题，用于物质的推断、检验，还经常涉及定量计算。3铝热反应的实验注意事项注意事项：Fe 2O3 粉末与 Al 粉要选干燥的，Al 粉要用未被氧化的，否则，反应难以进行。Fe 2O3 与 Al 的物质的量之比要控制在 12，且二者要混合均匀，以保证 Fe2O3 与 Al都完全反应。玻璃漏斗内的纸漏斗要厚一些(如四层纸) ，并要用水润湿，以防损伤玻璃漏斗。承接反应物的蒸发皿内要垫适量细沙，一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的固体溅出伤人。实验装置
3、不要距离人群太近，或将实验在玻璃通风橱内操作，防止人体受伤。【例 1】镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V) 与时间(t)的关系如下图所示。反应中镁和铝的( )A物质的量之比为 32B质量之比为 32C摩尔质量之比为 23D反应速率之比为 23解析：由图像可知，两个反应 中生成的氢气一样多， 说明两种金属提供的 电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为 32，质量之比为 43， A 项正确，B 项错误。 镁、铝的摩尔第 2 页 共 5 页 质量之比为 89，C 项错误。由图像可知，镁、铝与硫酸反 应需要的时间之比为 23， 则二者的速率之比为 32，D 项错误。答案：
4、A11 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( )AFe 2O3 和 MnO2BMnO 2 和 V2O5CCr 2O3 和 V2O5DMnO 2 和 Cr2O312 将一个铝制易拉罐充满 CO2 气体，然后往罐内注入足量的 NaOH 溶液，立即用胶布严封罐口，不一会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。(1)易拉罐变瘪的原因是_，反应的离子方程式为_；(2)易拉罐又鼓起来的原因是_ ，反应的离子方程式为_。13 据报道，美、德两国成功合成了具有化学特性的氢铝化合物(Al
5、H 3)n，下列关于氢铝化合物的推测中不正确的是( )A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B氢铝化合物中铝显3 价， H 显1 价C铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物D氢铝化合物具有强还原性二、氧化铝保护膜1氧化铝的保护作用铝非常活泼，常温下易在其表面形成致密的氧化膜，阻止内层铝被腐蚀。但氧化铝具有两性，易被强酸、强碱破坏，失去保护作用。2铝表面氧化膜的实验探究中的注意事项(1)可适当提高 CuSO4 的浓度以加快反应速率。(2)用少量 H2SO4 酸化 CuSO4 溶液可以使生成的铜更致密、美观。(3)NaOH 除去铝表面的氧化膜的时间必须保持 12 min，不能因为铝片已经和碱剧烈反应就
6、缩短反应时间。3培养明矾晶体的实验(1)必须保证溶液是饱和的。(2)结晶速度要慢。冷却速度对晶体的形状有影响：迅速冷却产生的晶体很小，呈雪花状(类似于浊液)，缓慢冷却呈颗粒状，能得到直径 0.5 cm 的八面体颗粒。【例 2】将表面已完全钝化的铝条，插入下面溶液中，不会发生反应的是( )A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜溶液D氢氧化钠溶液解析：铝条完全钝化后表面生成了一层致密的 Al2O3 薄膜，它既能与强酸反应又能与强碱反应。但 Al2O3 与 Cu(NO3)2 不反应。答案：C21 某氧化物不溶于水，溶于熔融的 NaOH 中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产
7、生，则原氧化物是( )AAl 2O3 BMgOCSiO 2 DP 2O5三、Al(OH) 3 与 Al(OH) 的生成 41可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图像第 3 页 共 5 页 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量 NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀量不变图像离子方程式Al3 3OH =Al(OH)3Al(OH)3OH =Al(OH) 4Al3 4OH =Al(OH) 43Al(OH)Al 3 =4Al(OH)3 42四羟基合铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作 四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加
8、入稀盐酸至过量 盐酸中逐滴加入四羟基合铝酸盐溶液至过量现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失 无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不变图像离子方程式Al(OH) H =Al(OH) 43H 2OAl(OH)33H =Al3 3H 2OAl(OH)4H =Al3 4H 2O 4Al3 3Al(OH) =4Al(OH) 43【例 3】向 20 mL 某物质的量浓度的 AlCl3 溶液中滴入 2 molL1 NaOH 溶液时，得到的 Al(OH)3 沉淀的质量与所滴加 NaOH 溶液的体积(mL)的关系如图所示，试回答下列问题。(1)图中 A 点表示的意义是_ 。(2)图中 B 点表示的意义是_。
9、(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_ 。(4)若溶液中有 Al(OH)3 沉淀 0.39 g，则此时用去 NaOH 溶液的体积为_。解析：由图像可知：随着 NaOH 溶液的加入， AlCl3 溶液中 发生 Al3 Al(OH) 3Al(OH)的转化。故 A 点表示得到 Al(OH)3 沉淀的最大值， B 点表示 Al(OH)3 完全溶解，涉及的离 4第 4 页 共 5 页 子反应式为：Al3 3OH =Al(OH)3，Al(OH) 3OH =Al(OH) 。 4生成 0.39 g Al(OH)3 沉淀时有两种情况：AlCl 3过量，此时 nAl(OH)3 n(OH )，即： 2 mol
10、L1 V103 13 0.39 g78 gmol 1 13LmL1 ，解得 V7.5 mL当 NaOH 相对过量时， NaOH 使 Al3 全部生成 Al(OH)3 后，又使部分沉淀溶解，此 时nAl(OH)34n(Al 3 )n(OH )，即 4 2 molL1 V103 0.39 g78 gmol 1 0.78 g78 gmol 1LmL1 。解得 V17.5 mL。答案：(1)生成 Al(OH)3 沉淀的最大值(2)Al(OH)3 沉淀完全溶解于 NaOH 溶液中，得到 NaAl(OH)4 溶液(3)Al3 4OH =Al(OH) 4(4)7.5 mL 或 17.5 mL31 已知 NH
11、 Al(OH) =Al(OH)3NH 3H2O，向含有等物质的量的 4 4NH 、Al 3 、H 的混合溶液中，慢慢滴加 NaOH 溶液，直至过量，并不断搅拌，发生以 4下离子反应：H OH =H2O；Al(OH) 3OH =Al(OH) ； 4Al 3 3OH =Al(OH)3；NH OH =NH3H2O。 4先后顺序正确的是( )ABCD32 把由 NaOH、AlCl 3、MgCl 2 三种固体组成的混合物，溶于足量水中，有 0.58 g 白色沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴加入 0.5 molL1 的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示：(1)混合物中 NaOH 的质量是 _g，
12、AlCl 3 的质量是_g，MgCl 2 的质量是_g。(2)P 点表示加入盐酸的体积为_mL。答案：【互动课堂】触类旁通11 AD 解析：9 g 铝粉可提供 1 mol 电子，若全部反应，置换出金属单质 18 g，根据平均值原理，得到 1 mol 电 子置换出的金属应是一个大于 18 g、一个小于 18 g。现在：56/318.7 ：55/413.8 ：51/510.2 ：52/317.3 ：56/228。 、Fe 3 Mn 4 V 5 Cr 3 Fe 2 Mn 4 、 得到 1 mol 电子后所得金属的质量均小于 18 g，所以 A 项正确，B、 C、D 三项错误。V 5 Cr 3 12
13、解析：NaOH 溶液吸收 CO2，使罐内 压强减小，外界大气压将罐压瘪。铝片表面氧化膜先与碱作用无气体生成，而后 Al 又与碱溶液作用放出气体，所以易拉罐变瘪后一会儿又鼓起来。第 5 页 共 5 页 答案：(1)NaOH 溶液吸收 CO2，使罐内压强减小，外界大气压将罐压瘪 CO22OH =CO H 2O23(2)Al 与 NaOH 溶液反应，生成 H2，使罐内压强增大，所以易拉罐变瘪后一会儿又鼓起来 2Al2OH 6H 2O=2Al(OH) 3H 2 413 C 解析：(AlH 3)n中 Al 显3 价，H 显1 价，(AlH 3)n具有强还原性， (AlH3)n与水反应生成 Al(OH)3
14、 和 H2；Al 与 H2O(g)在高温条件下反应生成 Al2O3 和 H2，C 项错误。21 C 解析：氧化物 溶液 (白色)，因为白色沉淀不溶于盐酸。 NaOH H2O 过 量 盐 酸 所以 C 正确。31 C 解析：在有多种离子存在的情况下，一般是依据不能大量共存的原 则和离子间可能发生的中和、双水解、氧化还原、沉淀、 络合反应等来判断反应的顺序。一般来说溶液中的离子反应以 H 与 OH 间 的中和反应速率最快，其他则需具体分析。故第一个反 应为中和反应：H OH =H2O；第二个反 应为：Al 3 3OH =Al(OH)3，但发生第二个反应后，又出现 Al(OH)3 与 NH 何者优先
15、反应的问题。若 Al(OH)3优先与 OH 反应，则产物 4Al(OH) 与 NH 又发生题给的双水解反应而不能大量共存又生成 Al(OH)3，故第三个反应 4 4为 NH OH =NH3H2O。最后一个离子反应为 Al(OH)3OH =Al(OH) 。 4 432 解析：(1)由图可知，三种物质混合时有 0.58 g 沉淀，当向此混合物中加入 10 mL盐酸时，沉淀量不变，说明混合物中 NaOH 过量，该沉淀是 Mg(OH)2，由镁元素守恒可知：n(MgCl2)nMg(OH) 2 0.01 mol，故 m(MgCl2)0.01 mol95 gmol1 0.95 0.58 g58 gmol 1
16、g。根据反应方的化学程式有：AlCl3 NaAl(OH)4HClAl(OH) 转化为 Al(OH)3 沉淀消耗的 HCl 4133.5 g 1 molm(AlCl3) L0.5 molL1(30 10)1 000m(AlCl3) L0.5 molL1 133.5 gmol1 1.335 g。(30 10)1 000N 点是沉淀量的最大点，此时溶液中溶质只有 NaCl，由元素守恒可知 n(NaOH)n(HCl)2n(MgCl 2)3n(AlCl 3) L0.5 molL1 20.01 mol3 0.065 301 000 1.335 g133.5 gmol 1mol，故 m(NaOH)0.065 mol 40 gmol1 2.6 g(也可按常 规解法) 。(2)由图像可知，P 点时 Al(OH)3、Mg(OH)2 恰好全部溶解在 盐酸中，溶 质为AlCl3、MgCl2 和 NaCl，相当于所加盐酸恰好把原 NaOH 中和生成了 NaCl，故 n(HCl)n(NaOH)0.065 mol，V(HCl) 0.130 L 130 mL。0.065 mol0.50 molL 1答案：(1)2.6 1.335 0.95 (2)130
