1、一、铝 1铝在自然界中的存在 铝元素在地壳中含量丰富,仅次于 。自然界中的铝全部以 态存在。 2金属铝的物理性质色有 光泽的固体,有良好的 、 和 等,密度较小,质地柔软。,O、Si,化合,延展性,导电性,传热性,银白,金属,3铝的化学性质,4冶炼 工业上冶炼铝的化学方程式为:,二、铝的氧化物和氢氧化物 1氧化铝 (1)物理性质:通常为白色固体, 溶于水,有很高的 。 (2)化学性质(典型的 性氧化物),不,熔点,两,2氢氧化铝 (1)物理性质: 色 状 溶于水的固体,有较强的。 (2)化学性质(写离子方程式):,(3)实验室制取实验室制取Al(OH)3,用和 反应,其离子方程式为:,吸附性,
2、铝盐溶液,氨水,白,絮,不,Al33NH3H2O=Al(OH3)3NH4+。,有关离子方程式为: 2Al6H=2Al33H2 2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2,1等量Al分别与足量酸(H)和碱(OH)溶液反应,生成H2之比为11,耗H和OH之比为31。 2足量Al分别与物质的量相等的H和OH溶液反应,生成H2之比为13。,3若产生H2之比为 则必定是: (1)与酸反应时,Al过量、H不足。 (2)与碱反应时,Al不足、OH过量。,甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 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)1
3、2,则加入铝粉质量为( ) A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g,【解析】 其反应原理分别为:2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。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=2AlCl33H26 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2 227
4、 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。,【答案】 A,1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:n(Al) 0.2 mol 完全反应耗H0.6 mol,耗OH0.2 mol n(溶质)0.2 L2.0 molL1 0.4 mol A项HNO3不生成H2。B项n(OH)0.8 mol过量,无Al 剩余。C项n(H)0.8 mol过量,无Al剩余。D项n(H)0.4 mol,H不足,Al剩余。,答案:D,铝及
5、其化合物的性质及转化关系,3生成Al(OH)3的有关图象 (1)铝盐(Al3)溶液中滴入强碱,反应的离子方程式为 OA段:Al3+3OH=Al(OH)3 AB段:Al(OH)3OH=Al(OH)4,(3)四羟基合铝酸盐Al(OH)4溶液中滴入强酸,当nAl(OH)4n(H)11时,产生Al(OH)3沉淀的量最多,继续滴入强酸,沉淀逐渐溶解。如图所示,离子方程式为: OA段:Al(OH)4H=Al(OH)3H2O AB段:Al(OH)33H=Al33H2O,(4)向强酸溶液中滴入四羟基合铝酸盐溶液 开始无沉淀,当H完全反应后,再滴入四羟基合铝酸盐溶液,发生反应生成Al(OH3)沉淀,如图所示,反
6、应的离子方程式为:,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沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)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_。 (3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为: _。 (4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH溶液的体积为_.,【方法技巧】在处理Al(OH)3的计算和图象问题时,首先要看清横、纵坐标的含义,其次要对图象进行全面的分析,尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。,2将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合
7、,得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等,则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是( ) A13 B23 C14 D27,解析:本题应分两种情况进行讨论: 若AlCl3过量,NaOH不足,溶液中的铝元素应为Al3。 AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl 1 mol 3 mol 1 mol 依题意,溶液中剩余1 mol Al3,则: c(AlCl3)c(NaOH)(11)323,若NaOH量稍多,AlCl3完全反应,溶液中的铝元素的形式为Al(OH)4,不妨假设有2 mol Al3反应,依题意有关系式: AlCl33NaOHAl(OH)3 1 mol 3 m
8、ol 1 mol AlCl34NaOHNaAl(OH)4 1 mol 4 mol 1 mol c(AlCl3)c(NaOH)2(34)27,答案:BD,3将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中,生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示,符合图示情况的是( ),答案:C,1酸碱抵消法 当某金属或金属的氧化物(可为一种或几种)溶于酸生成的盐完全转化为氢氧化物沉淀时,所用的碱提供的OH与消耗的酸所提供的H恰好相等。即溶解金属或金属氧化物所消耗的n(H)等于加入的碱所提供的n(OH)时,生成沉淀的量最大。,2电子守恒法 当一种或几种金属与某氧化剂发生氧化还原反应时,根据电子守恒,由氧化剂生成还原产物的价
9、态变化及物质的量,可求出金属生成阳离子时失去电子总数,也是这些金属阳离子全部转化为氢氧化物时所结合的OH总数。即氧化剂得电子数金属失电子数结合OH数,mAl(OH)nm(金)m(OH)m(金)17n(e)。,Al和Al2O3的混合物15 g,加入稀H2SO4 150 mL,在标准状况下放出氢气1.68 L,Al和Al2O3均不剩余,为中和过量的硫酸,并使溶液中的Al3恰好完全转化为Al(OH)3沉淀,需要消耗3 molL1的NaOH溶液200 mL,则该稀硫酸的物质的量浓度为( ) A2.25 molL1 B2 molL1 C0.3 molL1 D0.6 molL1,【答案】 B,【方法技巧】
10、 当Al3完全转化为Al(OH)3沉淀时,H2SO4提供的H与NaOH提供的OH相等。,4镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 molL1的盐酸中,在标准状况下放出气体的体积为5.6 L。向反应后的溶液中加入足量氨水,产生沉淀的质量为( ) A5.1 g B10.2 g C13.6 g D15.3 g,答案:C,1将等物质的量的镁和铝相混合,取四份等质量的该混合物分别加在足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( ) A3 mol/L HCl B4 mol/L HNO3 C8 mol/L NaOH D18 mol/L H2SO4,答案:A,2(2009年临沂质检)下列各种物质既能与强酸
11、溶液反应又能与强碱溶液反应的是( )A B C D,解析:,答案:D,答案:A,4.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是( ) A实验中发生的反应都是氧化还原反应 B铝是一种较活泼的金属 C铝与氧气反应放出大量的热量 D铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物,解析:发生的反应有:生成的Hg在铝表面上,使铝不能生成致密氧化膜而成为“白毛”。故A、B正确,D不正确。再由红墨水柱右端上升知为放热反应,C正确。,答案:D,5(2009年连云港质检)如下
12、图所示,横坐标为某溶液中加入溶质的物质的量,纵坐标为生成沉淀的量。,从AD中选择符合要求的选项填入相应位置。,答案:,6.(2009年肇庆质检)铝是一种重要的金属。 (1)铝在元素周期表中的位置是_。 (2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨,铝与氧化铁发生反应的化学方程式为_。 (3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为_;同温同压下,在体积和浓度均为100 mL 2 molL1的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al,产生气体的体积之比为56,则所加Al的质量为_。,铝热反应,1原理 Al是还原剂,另一种氧化物作氧化剂,是铝将氧化物中的金属置换出来的反应;其实质是铝将氧化物中化合态的金属还原为金属单
13、质。,2反应特点 (1)高温条件; (2)剧烈燃烧,放出大量的热; (3)新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。,3引燃剂和铝热剂 (1)引燃剂:镁条、氯酸钾。 (2)铝热剂:铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。,4应用 铝热反应常用于冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等;焊接钢轨等。,非金属氧化物及Al前金属氧化物如Na2O、MgO不能发生铝热反应,粉末状试样A由等物质的量的MgO和Fe2O3组成,进行如下实验: 取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成; 另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中,得溶液C; 将中得到的单质B和溶液C
14、反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留固体物质B; 用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。,请填空: (1)中引发铝热反应的实验操作是_。 (2)中所发生的各反应的离子方程式是:_。 (3)中的离子方程式为:_。 (4)若反应后溶液的体积仍为0.15 L, 则溶液中c(Mg2)为_,c(Fe2)为_。,【解析】 铝热反应的引发需要加入少量 ,插上镁条并将其点燃。B是Al置换出来的Fe。分析题目,过程如下:,c(Mg2) 0.67 molL1 由Cl原子守恒 c(Fe2) 2.3 molL1。,设MgO、Fe2O3物质的量均为x,由题意知, 40 gmol1x160 gmo
15、l1x20 g 解得:x0.1 mol,【答案】 (1)加入少量KClO3,插上镁条并将其点燃 (2)MgO2H=Mg2H2O、 Fe2O36H=2Fe33H2O (3)2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2 (4)0.67 molL1 2.3 molL1,一、选择题(每小题5分,共50分) 1(2009年上海单科),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)关系如右图。反应中镁和铝的( ) A物质的量之比为32 B质量之比为32 C摩尔质量之比为23 D反应速率之比为23,解析:由关系式:MgH2,2Al3H2,可知产生等量H2时,消耗Mg、Al的物质
16、的量之比为32,故A项正确。二者质量之比为43,摩尔质量之比为242789,反应速率之比为32。,答案:A,2(2010年潍坊模拟)元素的性质包含金属性和非金属性,其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。某同学认为铝元素是金属元素,但是有一定的非金属性。下列化学反应中,你认为能证明铝有非金属性的是( ) A铝片与盐酸反应生成氢气 B氢氧化铝溶于强碱溶液 C氢氧化铝溶于强酸溶液 D铝热反应,答案:B,3(2008年广东高考)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( ),答案:A,5有100 mL 3.5 molL1的NaOH溶液和100
17、mL 1 mol/L的AlCl3溶液,按如下两种方法进行实验: 将NaOH溶液分多次加入到AlCl3溶液中(边加边搅拌); 将AlCl3溶液分多次加入到NaOH溶液中(边加边搅拌)。 比较两次实验的结果,其中正确的是( ) A现象相同,沉淀量相等 B现象不同,沉淀量不等 C现象相同,沉淀量不等 D现象不同,沉淀量相等,答案:D,6把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂,分成两等份:一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应,一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应;前后两种情况下生成的气体质量比是( ) A11 B23 C32 D289,答案:A,7某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数,设计了如下
18、实验方案: 铜铝混合物 充分反应测定生成气体的体积 铜铝混合物 充分反应测定剩余固体的质量 铜铝混合物 充分反应测定所得固体的质量,铁铝混合物 充分反应测定生成气体的体积 以上方案可行的是( ) A B C D,答案:D,8有一无色透明溶液,取出少量滴入BaCl2溶液,只有白色沉淀生成;另取一定体积的无色溶液加入过量Na2O2,有无色无味气体产生,同时有白色沉淀生成,其沉淀量与加入Na2O2的量关系如图所示,,则中一定存在的离子是( ) A B C D,答案:C,9下列操作所得物质为纯净物的是( ) A将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,取澄清溶液将其蒸干,得纯净的NaAl
19、(OH)4固体 B向NaAl(OH)4溶液中加入过量的AlCl3溶液,将所得沉淀过滤洗涤,加热灼烧去掉水分,可得纯净的Al(OH)3固体 C把铝块与适量的稀盐酸完全反应,将所得溶液蒸干,可得AlCl3固体 D把AlCl3溶液与足量氨水反应,将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体,答案:D,10(2010年潍坊质检)化学与数学有着密切的关系,将某些化学知识用数轴表示,可以收到直观形象、简明易记的效果。下列用数轴表示的化学知识中正确的是( ),解析:A项酚酞变色范围8.210;B项正确;C项Ca(HCO3)2与CaCO3颠倒了,不正确;D项正确。,答案:BD,二、非选择题(共50分) 1
20、1(12分)(2010年菏泽质检)由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转换关系,已知C为密度最小的气体,甲是电解质。,根据图示转化关系回答: (1)写出下列物质的化学式: A_,B_,乙_,丁_。 (2)组成单质A的元素在周期表中的位置是_,丙的电子式是_。 (3)写出下列变化的方程式: A与NaOH溶液反应的化学方程式_。 乙与过量CO2反应的离子方程式_。,解析:短周期元素的单质中能与NaOH溶液反应生成的气体单质只能是H2,故C为H2,A可能是Al或Si。B为O2,甲为Al2O3或SiO2,结合甲是电解质,甲只能是Al2O3,推出A只能是Al。,12(1
21、2分)(改编题)将一定量的Mg、Al合金溶于1 mol/L的盐酸中,然后用1 mol/L的NaOH溶液进行滴定,产生沉淀的量随NaOH的体积的变化图象如图。,求:(1)Al的质量为_。 (2)盐酸的体积为_。 (3)欲求a的值,还需要知道一个条件,这个条件可以是( ) A合金的质量 BMg的质量 C产生H2的体积 Db点对应的沉淀量 Ec点对应的沉淀量,答案:(1)0.27 g (2)80 mL (3)ABCDE,13(13分)在化工生产中,要用到一种无色、可溶于水的晶体:铝铵矾。该晶体是一种复盐,其主要成分是十二水合硫酸铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液,将发生一系列变化。 已知
22、NH 与Al(OH)4在水溶液中不能大量共存,会发生下列反应: NH Al(OH)4=Al(OH)3NH3H2O,,试回答: (1)硫酸铝铵在水溶液中的电离方程式为: _; (2)在逐滴加入浓NaOH溶液的过程中,产生的现象有:溶液中出现白色沉淀;有刺激性气味的气体产生;白色沉淀量逐渐增多;白色沉淀完全消失;白色沉淀量逐渐减少。请答出各种现象由先到后出现的顺序(用序号回答) _,(3)生成沉淀的物质的量(y)与加入NaOH溶液的量(x)之间关系图像正确的是( ),(4)写出滴入NaOH溶液的过程中,有关反应的离子方程式:_;_;,14(13分)(思维拓展题)现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能为AlCl3和NaOH溶液。做如下实验:(1)取440 mL甲溶液与120 mL乙溶液反应,产生1.56 g沉淀;(2)取120 mL甲溶液与440 mL乙溶液反应,也产生1.56 g沉淀;(3)取120 mL甲溶液与400 mL乙溶液反应,则产生3.12 g沉淀。试通过计算和推理判定: 甲溶液为_溶液,其物质的量浓度为_ molL1; 乙溶液为_溶液,其物质的量浓度为_ molL1。,答案:AlCl3 0.5 NaOH 0.5,