铝及其化合物知识点

1△点燃△铝及其化合物一、铝的结构：1、原子结构示意图：2、周期表中位置：第三周期ⅢA族镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。二、铝单质的性质1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。2、化学性质：（1）与非金属单质反应：A、2Al+3Cl2====2AlCl3B、铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。4Al+3O2=========2Al2O3思考：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。（2）与盐溶液反应：2Al+3CuSO4＝3Cu+Al2(SO4)3（3）与某些氧化物反应—铝热反应：2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3铝热剂[现象]：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。[试一试]：写出Al分别与MnO2、V2O5的反应方程式（4）与沸水微弱反应：2Al+6H2O=========2Al（OH）3+3H2↑（5）与酸反应：：2Al+6HCl======2AlCl3+H2↑2Al+3H2SO4======Al2(SO4)3+3H2↑注意：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。（6）与碱反应:２Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应的实质:分两步进行:(2）Al(OH)3+NaOH========NaAlO2+2H2O化合价降低，被还原，得6e—（1）2Al+6H2O======2Al(OH)3+3H2↑化合价升高，被氧化，失6e—2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O失2×3e——得6×e———2三、铝的重要化合物1、氧化铝（Al2O3）(1)物理性质：白色固体、熔点高（2054℃）、不溶于水，不与水化合。常作耐火材料。刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。(2)化学性质：①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。2Al2O3=========2Al+3O2↑②与酸反应：Al2O3＋6HCl＝AlCl3＋3H2O③与碱反应：Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物2、氢氧化铝（Al（OH)3）（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：①不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。△2Al(OH)3＝Al2O3＋2H2O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。Al(OH)3具有两性的原因：H++AlO2—+H2OAl(OH)3Al3++3OH—注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。3、明矾：KAl(SO4)2·12H2O复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。四、Al3+、AlO2—的性质（一）Al3+的性质1、AlCl3中逐滴加入氨水：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适②Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O电解③Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OKAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-Al3++3H2O=====Al(OH)3（胶体）+3H+△32、AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量？①方程式：Al3++3OH—=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2-+2H2O②现象：白色沉淀先增加再减少最后消失③图像：3、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液①有关反应：Al3++4OH—=AlO2—+2H2OAl3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓②现象：开始无沉淀生成，后来白色沉淀逐渐增加，最后沉淀量不变③图像：（二）AlO2—的性质1、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量离子方程式：图像：n(NH3·H2O)/moln[Al(OH)3]/moln(NaOH)/moln[Al(OH)3]/mol01234n[Al(OH)3]/mol01/121/61/41/3n(Al3+)/mol①2AlO2—＋CO2(少量)＋3H2O=2Al(OH)3＋CO32－②AlO2—＋CO2(足量)＋2H2O=Al(OH)3＋HCO3—42、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量离子方程式：①AlO2—＋H+＋H2O=Al(OH)3②Al(OH)3＋3H+=Al3+＋3H2O图像：（3）向含有H＋的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量离子方程式：①AlO2—＋4H+=Al3+＋2H2O②Al3+＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3图像：例题：将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定，产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。求：（1）合金中镁和铝的物质的量之比；（2）盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。n(CO2)/moln[Al(OH)3]/mol011/201234n(HCl)/moln[Al(OH)3]/moln(AlO2—)/moln[Al(OH)3]/mol01/41/23/415一.Mg、Al的化学性质1．与非金属反应（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：2Mg+O22MgO。4Al+3O22Al2O3（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+Cl2MgCl22Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3（用于工业制备）Mg+SMgS③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。2．与H2O反应Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑3．与酸反应置换出H2Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。4．与某些氧化物反应（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO22MgO+C[特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。（2）铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。[特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。5．与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+4H2O+3H2↑二.氢氧化铝1．物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。[特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生：2Mg+O22MgO3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+C②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。62．化学性质①与酸反应：Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O离子反应方程式：Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O离子反应方程式：Al(OH)3＋OH＝NaAlO2+2H2O3．Al(OH)3的制取①铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：2AlO2＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32当CO2过量时：AlO2＋CO2+2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO34．Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。[特别提醒]：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。[例1]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是（）A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl[解析]SO42能同时除去Ba2+和Ag+，S2能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2形式存在，加酸可使AlO2以Al(OH)3形式沉淀。但HNO3量不好控制，所以最好的选项为C。[答案]C[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：Ba2+～SO42，Mg2+～OH，Ag+～Cl，Cu2+～S2，②除杂的顺序。为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。[例2]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（）A．O2和H2的混合气体B．1.12LH2C．大于1.12LH2D．小于1.12LH2[解析]Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然比Na单独反应产生的H2多。2Na+2H2O2NaOH+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑0.1mol0.1mol0.05mol0.1mol0.15mol若铝箔足量，共生成H2：0.05mol＋0.15mol＝0.2molV（H2）＝0.2mol×22.4mol／L＝4.48L。[答案]C[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。7三．镁铝及其化合物的转化关系图1.镁的知识主线上图的1～13中的有关化学方程式如下：①2Mg+O2=2MgO②3Mg+N2===Mg3N2③Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑④MgCl2====Mg+Cl2↑⑤MgO+H2O===Mg(OH)2⑥Mg(OH)2===MgO+H2O⑦Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O⑧MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl⑨MgCO3===MgO+CO2↑⑩MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑⑪Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑⑫Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O⑬MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO42.铝的知识主线上图1～12的有关化学方程式如下：①4Al+3O2=2Al2O3②2Al2O3====4Al+3O2↑点燃点燃熔融电解△