《铝及其重要化合物》复习课件

一、铝的重要性质1．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：本题中涉及的反应有：2Al＋3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3＋3Hg,4Al＋3O2=2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气的反应是放热反应。铝片上生成的“白毛”是氧化铝。答案：D1．与O2反应常温下Al与O2反应生成一层的氧化铝，能保护内层金属不被，加热熔化时。2．与酸溶液的反应(1)与盐酸、稀H2SO4反应的离子方程式：。(2)常温下在浓H2SO4、浓HNO3中(注意并非不反应，而是生成一层致密的氧化膜)。3．与NaOH溶液反应的离子方程式：。4．铝热反应：如Al与Fe3O4反应的化学方程式为：。致密薄膜氧化不滴落2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑钝化2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO－2＋3H2↑8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3高温二、铝的化合物2．下列物质既能与酸溶液，又能与碱溶液反应的有________。①MgO②Al2O3③Al(OH)3④(NH4)2SO4⑤(NH4)2CO3⑥NaHSO4⑦NaHCO3答案：②③⑤⑦1．氧化铝(Al2O3)(1)化学性质属于氧化物，写出下列反应的离子方程式：(2)用途①熔点，是一种较好的材料，天然产刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。②冶炼铝：化学方程式为：两性高耐火2．氢氧化铝(1)化学性质①属于。它在水中的电离方程式为：。Al(OH)3溶于水，与盐酸、NaOH溶液反应离子方程式分别为：，。②受热分解：。两性氢氧化物不(2)制备方法①常用铝盐溶液[如Al2(SO4)3]与氨水反应制备Al(OH)3，离子方程式为。②向偏铝酸钠(NaAlO2)溶液中通入CO2也能生成Al(OH)3，离子方程式为：。(3)用途①作吸附剂，用来净水。②作药物，医治过多。Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH＋42AlO－2＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO2－3胃酸3．铝盐(Al3＋)①明矾的化学式为，其净水的原理用离子方程式表示为。生成的Al(OH)3胶体具有作用。②Al3＋可与、、等发生双水解反应。KAl(SO4)2·12H2O吸附CO2－3HCO－3AlO－2铝与酸、碱的反应1．铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3＋)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。2．铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(AlO－2)。3．铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系有关离子方程式为：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO－2＋3H2↑(1)等量Al分别与足量酸(H＋)和碱(OH－)溶液反应，生成H2之比为1∶1，消耗H＋和OH－之比为3∶1。(2)足量Al分别与所含H＋和OH－物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为1∶3。(3)若产生H2之比为13VH＋H2VOH－H211，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。[特别提醒]甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1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∶2，则加入铝粉的质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g[思路点拨]利用极值法分析，若盐酸恰好完全反应耗Al2.7g；NaOH恰好完全反应耗Al8.1g。当Al≤2.7g时，Al完全溶解生成H2之比为1∶1；当Al≥8.1g时，Al足量生成H2之比为1∶3；现生成H2之比为1∶2。A1．(2009年高考上海化学)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3∶2B．质量之比为3∶2C．摩尔质量之比为2∶3D．反应速率之比为2∶3解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，故A项正确。二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为3∶2。答案：A铝及其化合物的性质及转化关系1．铝的氧化物和氢氧化物(1)Al2O3、Al(OH)3均属两性化合物溶于强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2]溶液和酸溶液，但不溶于氨水和CO2的水溶液。(2)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。由电荷守恒，Al、Al2O3、Al(OH)3与酸反应时，每生成1molAl3＋均消耗3molH＋；每生成1molAlO－2均消耗1molOH－。但由Al3＋→AlO－2耗4molOH－，由AlO－2→Al3＋耗4molH＋。(3)Al(OH)3溶于强碱溶液，不溶于氨水；溶于较强的弱酸如(CH3COOH)及强酸溶液，但不溶于CO2的水溶液。(4)Al(OH)3的实验室制法2．铝盐(Al3＋)和偏铝酸盐(AlO－2)(1)二者均强烈水解含Al3＋的溶液呈酸性，含AlO－2的溶液呈碱性。二者混合发生双水解反应。Al3＋＋3AlO－2＋6H2O=4Al(OH)3↓(2)离子共存问题：Al3＋与OH－、S2－、AlO－2、HCO－3、CO2－3因生成沉淀或双水解反应而不能大量共存；AlO－2与H＋、NH＋4、Al3＋、HCO－3、Fe3＋等不能大量共存。3．“铝三角”转化及Al(OH)3沉淀的分析(1)“铝三角”转化关系(2)可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素存在形态分析(3)Al(OH)3沉淀的图像分析①向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液②向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液[特别提醒]当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH＋4、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH，先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋生成沉淀，再与NH＋4反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。向100mL1mol/L的AlCl3溶液中，逐滴加入2mol/L的NaOH溶液，得到3.12g沉淀，则加入的NaOH溶液的体积是()A．180mLB．200mLC．60mLD．120mL[思路点拨]分析Al3＋是否全部生成了Al(OH)3，若没全部生成Al(OH)3，另一部分是以Al3＋，还是AlO－2的形式存在于溶液中。【答案】AC1．下列反应的离子方程式书写正确的是()A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O=AlO－2＋4NH＋4＋2H2OB．浓烧碱溶液中加入铝片：Al＋2OH－=AlO－2＋H2↑C．用浓NaOH溶液溶解Al2O3：2OH－＋Al2O3=2AlO－2＋H2OD．往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO2－3＋2H＋=CO2↑＋H2O解析：A中应生成Al(OH)3而不是AlO－2，因为Al(OH)3不溶于氨水；B中电荷不守恒；D中MgCO3难溶，不能拆写为CO2－3。答案：C2．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()A．AlB．Al(OH)3C．AlCl3D．Al2O3答案：A答案：D3．(2010年潍坊期末)科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了铝的超原子结构Al13和Al14，当这类超原子具有40个价电子(对于主族元素的原子，外围电子又称为价电子)时最稳定，在质谱仪上可检测到稳定的Al－13和Al2＋14。下列说法不正确的是()A．Al14与Al化学性质相似，都具有较强的还原性B．Al13超原子中Al原子间是通过共价键结合的C．Al14与稀盐酸反应的化学方程式可表示为：Al14＋2HCl=Al14Cl2＋H2↑D．Al13表示质子数为13的铝原子答案：在一次学生实验中，某学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显，而和稀硫酸几乎不反应。这和教材上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气”不一致，是什么原因呢？为了寻找原因，该学生在老师的指导下，重新用浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表：从上表可以看出，无论用1.5mol/LH2SO4还是3mol/LH2SO4均无明显现象，为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，请回答下列问题：(1)请写出盐酸与铝片反应的离子方程式_______。(2)铝分别与3mol/LHCl、1.5mol/LH2SO4的反应不相同的地方是盐酸中有Cl－、而硫酸中有SO2－4，其余全部相同，我们可以猜想Cl－、SO2－4对H＋与Al的反应可能有不同影响。请你对上述实验事实提出合理的假设加以解释。(3)请设计一个实验方案对你的假设进行论证。【解析】(1)盐酸与铝反应的离子方程式为2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；(2)实验要从盐酸和硫酸这两种酸的差异来考虑，盐酸电离出H＋和Cl－，而硫酸电离出H＋和SO2－4，所以假设是从它们的差异的角度考虑的。假设Cl－能加速Al与H＋反应，SO2－4不能加速Al与H＋反应(或Cl－能破坏铝片表面的氧化物保护膜，SO2－4不能)；(3)对假设设计如下实验进行论证：实验步骤可能的实验现象及可能的结论取一支试管倒入1.5mol/LH2SO45mL，加入约0.5gNaCl晶体(约0.01mol)，然后再加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片；另一支试管倒入1.5mol/LH2SO45mL，加入约1.4gNa2SO4晶体(约0.01mol)，然后加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片进行对比实验若加NaCl晶体的试管中的反应明显加快，而加Na2SO4晶体的试管中反应现象仍不明显，说明假设正确。若加NaCl晶体的试管中的反应现象不明显，说明假设错误【答案】(1)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑(2)、(3)见解析•复习蓝本•1.P40跟踪演练2•2.P40专项二题组I----2