1、第 1 页 版权所有 不得复制年 级 高一 学 科 化学内容标题 镁、铝及其化合物（三）编稿老师 于骏【本讲教育信息】一、教学内容镁、铝及其化合物（三）二、考点清单1、理解铝的重要性质，如与酸、碱的反应，钝化现象等。2、了解铝与其它金属的性质差异。3、了解铝及其重要化合物之间的转化关系三、全面突破知识点 1：铝的重要性质（1）铝在常温下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蚀性。（2）跟酸的反应非氧化性酸：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2强氧化性酸：常温下铝遇浓硫酸或浓硝酸，会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化。（3）跟碱的反应铝能和强碱溶液反应。该反应可理解为铝
2、先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐：2Al + 6H2O = 2Al（OH） 3 + 3H2 Al（OH） 3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O简写为：2Al + 2H 2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2（4）与氧化物的反应：铝热反应：2AlFe 2O3 Al2O32Fe 2AlCr 2O3 Al2O32Cr 特点：放出大量的热，使生成的金属呈液态。本质：铝从金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。应用：焊接钢轨和冶炼某些难熔金属（如 V、Cr、Mn 等）。【典型例题】例 1. 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是 （ ）A.
3、铝在常温下不能与氧气反应 B. 铝不能与氯气反应C. 铝既能溶于酸，又能溶于碱 D. 氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应【解析】铝在常温下能被氧气氧化，表面形成一层致密的氧化膜；在点燃或高温条件下能与氯气反应；氧化铝是两性氧化物，与酸、碱均能反应。【答案】C 例 2. 用铝箔包装 0.1mol 金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，用排水集气法收集产生的气体，完全反应后，则收集到的气体为（标准状况） （ ）A. O2 和 H2 的混合气体 B. 1.12L H2 第 2 页 版权所有 不得复制C. 大于 1.12L H2 D. 小于 1.12L H2【解析】Na 与水反应放出 H2，并且生成 Na
4、OH，铝能与 NaOH 溶液反应，也生成 H2，故最后收集L1./mol4.l05.)(V2 到的气体是这两部分 H2 的总和，显然比 Na 单独反应产生的 H2 多。2Na+2H2O 2NaOH + H2 0.1mol 0.1mol 0.05mol 【答案】C例 3. 甲、乙两烧杯中各盛有 100mL 的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中加入等质量的铝粉，反应结束后生成气体的体积比为甲：乙=1： 2，则加入铝粉的质量为（ ）A. 5.4g B. 3.6g C. 2.7g D. 1.8g【解析】铝和盐酸的反应方程式为 ；铝与 NaOH 溶液的反应方程式为 ，若在等物质的量的盐酸和NaOH 溶液中分
5、别投入足量的铝粉，则产生的 H2 的体积比为 1：3。现在产生的气体体积比为 1：2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，而对 NaOH 是不足量的，与盐酸反应的铝粉是 2.7g，与 NaOH 反应的铝粉应是盐酸的 2 倍，所以投入铝粉的质量应为 5.4g。答案为A 项。例 4. 把一小块镁铝合金溶于 100mL 盐酸中，然后向其中滴入 溶液，生NaOHLmol11成沉淀的质量和加入 NaOH 溶液的体积如下图所示。求：（1）镁铝合金的质量组成。 （2）盐酸的物质的量浓度。 （3）B 点沉淀的质量。【解析】由关系式：Al3H +Al3+3OH Al（OH） 3OH AlO2 ：)(05.12)56
6、0(315)()( )(.)23 molMgnlAll （1） g(7.mol7l0.lm)4o)( 1（2）因溶解 Mg、Al 消耗的 与完全沉淀 消耗的 的物质的量相同，H32AlM、 OH故： )Ll(5.01.5)HCl(c 13（3）B 点处，m（沉淀） )g(07.158.07知识点 2：铝的化合物的相互转化第 3 页 版权所有 不得复制1. 铝三角有关的离子方程式Al（OH） 3+3H+ = Al3+ +3H2O Al 3+3OH = Al（OH） 3 Al（OH） 3+OH =AlO2 +2H2O AlO 2 +H+ +H2O = Al（OH ） 3 Al 3+ +4OH =
7、AlO2 +2H2O AlO 2 +4H+= Al3+ +2H2O 2. 铝的化合物的有关图像（1）向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液直至过量有关反应：Al 3+3OH =Al（OH） 3 Al（OH） 3+OH =AlO2 +2H2O现象：首先产生白色沉淀，然后沉淀逐渐消失（2）向 AlCl3 溶液中逐滴加入氨水溶液直至过量有关反应：Al 3+3NH3H2O =Al（OH） 3+3NH4+现象：首先产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失（3）向 NaOH 溶液中逐滴加入 AlCl3 溶液直至过量有关反应：Al3+4OH =AlO2 +2H2O Al3+3AlO2 +6H2O =4Al（
8、OH） 3现象：首先不产生白色沉淀，一段时间后产生沉淀，继续滴加，沉淀不消失。（4）向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaAlO2 溶液直至过量第 4 页 版权所有 不得复制有关反应：Al 3+3AlO2 +6H2O =4Al（OH） 3现象：首先产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失（5）向 NaAlO2 溶液中逐滴加入 AlCl3 溶液直至过量有关反应：Al 3+3AlO2 +6H2O=4Al（OH） 3现象：产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失（6）向 NaAlO2 溶液中逐滴加入盐酸直至过量有关反应：AlO 2 +H+H2O=Al（OH） 3 Al（OH） 33H +=Al3+3H2O现象：产生白
9、色沉淀，继续滴加，沉淀消失（7）向盐酸中逐滴加入 NaAlO2 溶液直至过量有关反应：AlO 2 + 4H+=Al3+2H2O Al3+3AlO2 +6H2O=4Al（OH ） 3现象：首先溶液中无白色沉淀产生，一段时间后产生白色沉淀继续滴加，沉淀不消失。（8）向 NaAlO2 溶液中通入过量的 CO2有关反应：2AlO 2 +CO2+3H2O=2Al（OH） 3+CO32CO32 +CO2+H2O=2HCO3现象：产生白色沉淀，继续通入 CO2，沉淀不消失第 5 页 版权所有 不得复制（9）向 MgCl2、AlCl 3 和盐酸的混合溶液中滴加 NaOH 直至过量有关反应：H +OH =H2O
10、 Mg2+2OH =Mg（OH） 2Al3+3OH =Al（OH） 3 Al（OH） 3+OH =AlO2 +2H2O现象：开始时无沉淀产生，一段时间后有白色沉淀产生，继续滴加 NaOH 溶液，沉淀部分溶解【典型例题】例 1. 将氨水逐渐加入到物质的量浓度相等的 AlCl3 和 MgCl2 的混合溶液中至过量，生成沉淀的物质的量和所加氨水的体积的关系如下图，其中，正确的是 【解析】生成的 Mg（OH） 2、Al（OH） 3 沉淀均不能溶于氨水。【答案】A 例 2. 已知 Ba（AlO 2） 2 可溶于水。下图表示的是向 A12（SO 4） 3 溶液中逐滴加入Ba（OH） 2 溶液时，生成沉淀的
11、物质的量 y 与加入 Ba（ OH） 2 的物质的量 x 的关系。下列有关叙述正确的是 A. ab 时沉淀的物质的量：A1 （OH） 3 比 BaSO4 多B. cd 时溶液中离子的物质的量：AlO 2比 Ba2+多第 6 页 版权所有 不得复制C. ad 时沉淀的物质的量：BaSO 4 可能小于 A1（OH） 3D. de 时溶液中离子的物质的量：Ba 2+可能等于 OH【解析】采用定量法分析。假设有 1molA12（SO 4） 3 则溶液中含有2molA13+、3molSO 42。向溶液中逐滴加入 Ba（OH） 2 溶液时发生的反应为：Al 3+3OHAl（OH） 3、SO 42+Ba2+
12、BaSO4。则当 2molA13+完全沉淀时，消耗 Ba（OH） 23mol，此时 3molSO42全部沉淀；生成沉淀为 2molAl（OH） 3 和 3molBaSO4 共 5mol，因此，在整个反应过程中 BaSO4 的物质的量始终大于 Al（OH） 3 的物质的量；再加入 Ba（OH） 2 溶液时发生 Al（OH）3+OH = + 2H2O，沉淀的量将逐渐减少，因此 b 点是沉淀的最大值，bd 中2AlAl（OH） 3 沉淀逐渐溶解转化为 Ba（AlO 2） 2，因此在 bd 中 AlO2 的物质的量大于Ba2+；d 点时 Al（OH） 3 沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在 Ba（Al
13、O 2） 2，因此，当de 中加入的 Ba（OH） 2 的物质的量等于 Ba（AlO 2） 2 的物质的量时，溶液中 Ba2+与OH 的量相等。【答案】BD例 3. 向 含 有 1molKAl（ SO4） 2 的 溶 液 中 逐 滴 加 入 氢 氧 化 钡 溶 液 ， 充 分 反 应 。 下 列 说 法 不 正 确的 是 A. 当 Al3+恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡 1.5mol B. 当 SO42恰好完全沉淀时，Al 3+全部转化为 Al（OH） 3C. 当向溶液中加入 1.5mol 氢氧化钡时，反应可用下列离子方程式表示：2Al3+ +3SO42+3Ba2+ +6OH 2Al（OH） 3
14、+ 3BaSO4D. 随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大【解析】1 molKAl（ SO4） 2 溶 液 中 含 Al3+ 1mol、SO 422mol， 逐 滴 加 入 氢 氧 化 钡 溶 液 ， 开 始有 Al（OH） 3 和 BaSO4 沉 淀 ， 当 加 入 1.5mol 氢氧化钡时， Al3+沉 淀 完 全 ， SO42有 剩 余 ， 继 续滴 加 氢 氧 化 钡 溶 液 ， Al（OH） 3 转化为 AlO2 ，剩 余 的 SO42继 续 沉 淀 ， 至 SO42沉 淀 完 全 ， Al3+全部转化为 AlO2 。【答案】BD 例 4. 将 0.1 mol
15、的镁、铝混合物溶于 100 mL 2mol/LH2SO4 溶液中，然后再滴加 1 mol/L NaOH 溶液。请回答：（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 V1160mL 时，则金属粉末中 n（Mg） mol，V 2 mL。（2）若在滴加 NaOH 溶液过程中，欲使 Mg2 、Al 3 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，其中镁粉的物质的量分数为 a，用 100 mL 2 mol/L 的硫酸溶解此混合物后，再加入 450 mL 1mol/L 的 NaOH
16、 溶液，所得沉淀中无 Al（OH） 3。满足此条件的 a 的取值范围是 。【解析】 （1）由图像可知：V 1 mL 的 NaOH 溶液是与过量 H2SO4 反应的，则与第 7 页 版权所有 不得复制Mg、Al 反应的为 H2SO4：0.2mol0.16mol 0.12mol。假设 n（Mg）x mol，n（Al）y mol ，则有方程组：1，解得：x0.06 mol，y0.04 mol。mol 0.12y3x 当加入 V2 mL NaOH 溶液时，得到 Mg（OH） 2和 NaAlO2，关系式为：Mg2+2OH ，Al 3 4OH ，V 2160 mL 440 mL。mL/101ol/L4l0
17、63）（2）当 Mg2+、Al 3 刚好沉淀完全时，溶液中只有 Na2SO4，关系式为2NaOHH 2SO4，V（NaOH） 400 mL。1mol/20（3）当所得沉淀中无 Al（OH） 3 时，NaOH 溶液过量，反应后生成的溶质为：Na2SO4、NaAlO 2。则根据 Na 元素守恒：n（NaOH）0.45 L1mol/L0.1 L2 mol/L20.1（1a）mol。解得 a ，则满足此条件的 a 的取值范围是 a1。212【答案】 （1）0.06，440 （2）400 （3） a1四、应考锦囊铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途，特别是铝及其化合物的两性，在题目中的计算形式
18、方法性和技巧性均较强，是金属及其化合物知识的重点与难点。代表题型有：铝盐与强碱反应产物的讨论，含铝化合物沉淀图像题等。解题关键是：（1）熟悉铝及其化合物的转化关系。（2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。（3）结合图像综合分析。（4）充分利用守恒关系。五、本讲小结： 1. 铝单质（从金属单质通性角度学习）a. Al 分别 与（O 2、S 、Cl 2）反应Al+3O2（纯氧） 点 燃 2Al2O3 2Al+3S Al2S3 2Al+3Cl2 点 燃 2AlCl3b. 铝与非氧化性酸反应生成氢气 2Al+3H2SO4Al 2（SO 4） 3+3H2c. 铝与浓氢氧化钠溶液反应的离子方程式 2N
19、aOH+2Al+2H2O2NaAlO 2+3H2d. 铝热反应：4Al+3MnO 2 高 温 2Al2O3+3Mn 2Al+Cr2O3 高 温 Al2O3+2Cr2. 氧化铝 （两性氧化物角度学习）a. 与酸反应 Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O b. 与强碱反应 2NaOH+Al2O32NaAlO 2+H2O3. 氢氧化铝（两性氢氧化物角度学习）a. 与强酸反应 Al（OH ） 3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O第 8 页 版权所有 不得复制b. 与强碱反应 Al（OH） 3 + OH = AlO2 + 2H2O4. 铝 盐（从盐的通性角度学习）氯化铝与碱的反应
20、Al3+ + 3OH （不足） = Al（OH） 3Al3+ + 4OH （过量） = AlO2 + 2H2OAl3+ + 3NH3H2O = Al（OH） 3+ 3NH4+【模拟试题】 （答题时间：60 分钟）一、选择题：（每小题只有一个答案符合题意，共 60 分）1. 电解法炼铝时，冰晶石的作用是 A. 助熔剂 B. 催化剂 C. 还原剂 D. 氧化剂2. 下列有关铝及铝合金说法错误的是 A. 氧化铝是一种高硬度、高熔沸点的化合物。 B. 铝是活泼的金属，其合金抗腐蚀能力差。C. 铝合金具有密度小、高强度及较好的可塑性。 D. 铝合金可用于制飞机骨架等。3. 在 MgO 中混有少量的 Al
21、2O3 杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是A. 稀硫酸 B. 浓氨水 C. 稀盐酸 D. 氢氧化钠溶液4. 铝硅合金（含 Si13.5%）在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种物质：铝 硅 铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是A. B. C. D. 5. 从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是A. 铝土矿溶于 NaOH 溶液中 B. 偏铝酸钠溶液的酸化C. 灼烧氢氧化铝固体 D. 电解熔融的氧化铝6. 1989 年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用.铝在下列应用时应加以控制的是制铝合金 制电线 制炊具 银色漆颜料 明矾净水 明矾与苏打制食品膨松
22、剂 易拉罐 用 Al（OH） 3 凝胶制胃舒平药片 包装糖果和小食品A. B. C. D. 7. 现有 MgCl2、AlCl 3、CuCl 2、FeCl 3、NH 4Cl 五种溶液，如果只用一种试剂就把它们鉴别开来，应选用的试剂是A. 氨水 B. AgNO3 C. 浓 NaOH D. NaCl 溶液8. 下列离子方程式书写错误的是 A. 氯化铝溶液与少量 NaOH 溶液反应 Al3 3OH Al（OH ） 3B. Al（OH） 3 溶于 NaOH 溶液中：Al（OH） 3+OH =AlO2 +2H2OC. NaAlO2 溶液中通入过量的 CO2：2AlO 2 + CO2+3H2O= 2Al（O
23、H） 3+CO32D. Al2O3 粉末溶于 NaOH 溶液中：Al 2O3+2OH =2AlO2 +H2O*9. 向明矾溶液里滴加氢氧化钡溶液，当硫酸根离子恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是 A. 一部分为 Al（OH） 3 沉淀，一部分以 Al3+存在于溶液中B. 一部分为 Al（OH） 3 沉淀，一部分以 AlO2 形式存在于溶液中C. 全部为 Al（OH） 3 沉淀D. 几乎全部以 AlO2 形式存在于溶液中10. 下列各组离子能在同一溶液里大量共存的是 A. Na+、 Al3+、Cl 、AlO 2 B. K+、H +、SO 42 、AlO 2第 9 页 版权所有 不得复制C. Na+
24、、Al 3+、NO 3 、OH D. K+、Na +、AlO 2 、CO 3211. 在用 H2SO4 酸化过的 Al2（SO 4） 3 溶液中滴加 NaOH 溶液，生成沉淀 W（g）与所加NaOH 溶液体积 V 的关系如图，其中正确的是12. 以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量 Al（OH ） 3，并且易于分离，最好向溶液中加入A. 氢氧化钠溶液 B. 氢氧化钡溶液 C. 氨水溶液 D. 澄清的石灰水*13. 下列五个图中，横坐标表示加入的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量从 AE中选择各题要求的序号填入表中溶液 加入的物质 答案序号饱和石灰水 通 CO2 至过量AlCl3 溶液 通过
25、量的 NH3含少量 NaOH 的 NaAlO2 溶液 通过量的 CO2NaAlO2 溶液 滴加稀 HCl 至过量MgCl2、AlCl 3 的混和液 滴加 NaOH 至过量14. 等体积的 AlCl3 和 NaOH 两种溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则 AlCl3 和 NaOH 两种溶液的物质的量浓度之比是 A. 13 B. 21 C. 14 D. 27*15. 在 NaAlO2 溶液中，通入 amolHCl 气体，生成 bmol 沉淀后，又通入 cmolHCl 气体时，沉淀恰好溶解，则原 NaAlO2 溶液中含 NaAlO2 的物质的量是A. mol B. mol C.
26、 molD. cmol 或 mol4bac3ca3b二、填空题：（16 分）*16. 在 50mlbmol/LAlCl3 溶液中加入 50mLamol/L 的 NaOH 溶液（1）当 a3b 时，生成 Al（OH） 3 沉淀的物质的量为 ；（2）当 a，b 满足 条件时，无沉淀生成.（3）当 a，b 满足 条件时，a 增大，沉淀减少，此时 Al（OH） 3 的质量为 克.三、计算题：（24 分）17.（8 分）将质量为 32.1g 部分氧化的铝片放入足量的稀硫酸中，经充分反应后测得溶第 10 页 版权所有 不得复制液质量增重 29.1g，求原铝片中氧化铝的质量为多少？*18.（16 分）超细氮
27、化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3N 23C 2AlN3CO 由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：（1）称取 10.00g 样品，将其加入过量的 NaOH 浓溶液中共热并蒸干，AlN 跟 NaOH溶液反应生成 NaAlO2，并放出氨气 3.36L（标准状况） 。上述反应的化学方程式为 ；该样品中的 A1N 的质量分数为 。（2）另取 10.00g 样品置于反应器中，通入 2.016L（标准状况）O 2，在高温下充分反应后测得气体的密度为 1.34gL1 （已折算成标准状况，AIN 不跟 O2
28、反应） 。该样品中含杂质炭 g。【试题答案】1、A 2、B 3、D 4、D 5、D 6、D 7、C 8、C 9、D、解析：使 SO42 全部转化成 BaSO4 沉淀，1mol 的 KAI（SO 4） 2 需 2mol 的，即 1molAl3+对应 4molOH ，此时铝元素的存在形式为 AlO2 )OH(a10、D 11、D 12、C 13、E ；C；D；B ；A 14、D 15、B 16、 （1）0.05a/3mol （2）a4b （3）4ba 3b；15.6b3.9a解析： 与 NaOH 生成沉淀规律：3l当 时，:1)(n:)A( )g(OHn26783)(n)OH(lm当 时，3l413 )Al(43当 时， 。4:)OH(:)( 0)(Al17、5.1g18、AlN+NaOH+H 2O=NaAlO2+NH361.5% 1.92g
