人教版高中化学必修1[知识点整理及重点题型梳理]-铝及其化合物-基础

精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用人教版高中化学必修一知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习铝及其化合物【学习目标】1、铝的性质；2、铝的重要化合物及其相互转化。【要点梳理】要点一、铝1．铝的原子结构和物理性质：元素符号原子结构原子半径化合价颜色密度(g·cm-3)熔点℃沸点℃硬度13Al1.43×10-10m+3银白色2.70660.42467较软2．化学性质Al-3e-=Al3+（1）与非金属反应：a、铝与氧气的反应。【铝及其化合物】实验探究：加热有氧化膜和无氧化膜的铝箔实验步骤实验现象实验结论（1）用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落在常温下，铝能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜。加热时反应加剧，生成白色固体，放出大量的热，4Al+3O2△2Al2O3铝是一种活泼金属，构成薄膜的Al2O3的熔点（2050℃）高于Al的熔点（660℃）（2）另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的保护膜，再加热至完全熔化，观察现象b、与其它非金属反应：2Al+3SAl2S32Al+3Cl22AlCl3（2）与酸反应：（3）与碱反应2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑2Al+2H2O+2OH－＝2AlO2－+3H2↑要点诠释：①铝是一种较活泼的金属，它并不直接与碱反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，实际分两步进行：精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用首先要铝与水反应：2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑……①由于生成的Al(OH)3覆盖在Al的表面，故看不到H2的生成；其次是生成的Al(OH)3是两性氢氧化物，它溶于NaOH：Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O……②所以铝与NaOH溶液反应可以看到有气体产生。将两反应式按①+②×2合并，即得总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑。所以在上述反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。其电子转移情况可表示如下：②Al与酸、碱反应产生同量的H2，消耗Al的物质的量之比为1∶1，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1。③酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝也能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。④铝热反应：Al+MxOyAl2O3+xM铝热反应的应用：冶炼高熔点金属，如Fe、V、Cr、Mn等或焊接钢轨。3．用途：铝主要用来制轻合金。要点二、铝的化合物1．氧化铝（Al2O3）(1)物理性质：白色难熔固体、不溶于水。(2)化学性质：Al2O3是典型的两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应。与强酸：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O与强碱：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O(3)用途：耐火材料、制取铝的原料。【铝及其化合物】2．氢氧化铝[Al(OH)3](1)Al(OH)3的物理性质：Al(OH)3是不溶于水的白色胶状沉淀，是典型的两性氢氧化物，能凝聚水中的悬浮物，又有吸附色素的性能。(2)Al(OH)3的两性：当与强酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（加酸促使电离平衡向碱式电离方向移动）当与强碱溶液作用：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（加碱促使电离平衡向酸式电离方向移动）(3)Al(OH)3的制取：①铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+说明：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精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用转化为偏铝酸盐：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。所以，实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3。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：CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-，CO2过量时：CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。说明：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：AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O(4)Al(OH)3的用途：净水。明矾净水原理——明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶于水发生下列反应：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-Al3++3H2O=2Al(OH)3（胶体）+3H+Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。要点三、“铝三角”及其之间的相互转化【铝及其化合物】1．Al3+—→Al(OH)3（1）可溶性铝盐与少量的强碱反应：Al3++3OH－(少量)＝Al(OH)3↓（2）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+2．Al(OH)3—→Al3+Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O3．Al3+—→AlO2－可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH－(过量)＝AlO2－+2H2O4．AlO2－—→Al3+偏铝酸盐溶液与足量的强酸反应：AlO2－+4H+＝Al3++2H2O5．AlO2－—→Al(OH)3（1）偏铝酸钠溶液中加入少量强酸：AlO2－+H+(少量)+H2O＝Al(OH)3↓（2）偏铝酸钠溶液中通入CO2：2AlO2－+CO2(少量)+3H2O＝2Al(OH)3↓+CO32－AlO2－+CO2(过量)+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－6．Al(OH)3—→AlO2－Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O要点诠释：（1）由Al3+制备Al(OH)3，宜用Al3+与氨水反应。一般不用强碱，因为过量的强碱会使Al(OH)3溶解转化为偏铝酸盐。（2）由AlO2－制备Al(OH)3，宜用CO2与AlO2－反应。一般不用强酸，因为过量的强酸会使Al(OH)3溶解精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用转化为铝盐。要点四、有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算1．相关图像（1）NH3·H2O滴入AlCl3溶液中Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+（2）CO2通入NaAlO2溶液中AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-（3）NaOH滴入AlCl3溶液中Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（4）AlCl3滴入NaOH溶液中Al3++4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓（5）HCl滴入NaAlO2溶液中AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（6）NaAlO2溶液滴入HCl中AlO2-+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓2．滴加过程中铝元素的存在形式分析（1）向1L1mol/L的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液（2）向1L1mol/L的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸【典型例题】类型一：铝与NaOH溶液的反应精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用例题1甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L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1∶2，则加入铝粉的质量为（）A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g【答案】A【解析】2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑由反应方程式可知，若在等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝，反应时产生H2的体积之比1∶3，现在产生H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的，对于NaOH来说是不足量的，所以与盐酸反应的铝粉质量为2.7g，与NaOH反应的铝粉质量为5.4g。【总结升华】因为铝与NaOH溶液反应是一个较为特殊的反应，所以当铝与NaOH溶液在同一题目中出现时，往往要用到2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑这一关系来解。举一反三：【变式1】取两份等质量的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同情况下产生的气体体积之比是（）A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．3∶2【答案】A【变式2】把镁粉中混入的少量铝粉除去。应选用的试剂是（）A、稀盐酸B、新制氯水C、烧碱溶液D、纯碱溶液【答案】C【解析】盐酸跟镁、铝都能反应，故A错。氯水中存在Cl2，是强氧化性，金属都有还原性，镁铝都能和Cl2反应，同时，氯水中有Cl2和H2O反应生成的盐酸和次氯酸，这两种酸也都能和镁、铝反应，故B也不能选。烧碱是NaOH，铝可以跟NaOH溶液反应放出H2，而镁不反应而和铝分离，故C可选。纯碱溶液是碳酸钠溶液，镁、铝都不与之反应。类型二：Al2O3、Al(OH)3的性质与制法例题2既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是（）①Al②NaHCO3③Al2O3④Mg(OH)2⑤Al(OH)3A．①②③⑤B．①④⑤C．②③⑤D．①③④【答案】C【解析】注意审题，题目要求是“化合物”，防止错选A。特别提示：两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物。两性氧化物有Al2O3、ZnO等，两性氢氧化物有Al(OH)3、Zn(OH)2等。定义中的酸指非氧化性强酸溶液，碱指强碱溶液，其实质是与H+和OH―反应。弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3、(NH4)2S等]、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）均既能与强酸（H+）反应又能与强碱（OH―）反应，但它们不属于两性物质。举一反三：【变式1】氧化铝熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚，下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是（）A．加热使CuSO4·5H2O失水B．加热使KMnO4分解C．加热熔化烧碱D．加热分解碱式碳酸铜【答案】C类型三：“铝三角”及其转化例题3向50mL1mol·L―1的Al2(SO4)3溶液中加入100mLKOH溶液，充分反应后得到3.9g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是（）精品文档用心整理资料来源于网络仅供免费交流使用A．1mol·L―1B．3mol·L―1C．1.5mol·L―1D．3.5mol·L―1【答案】C、D【解析】方法一：根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH溶液的两种情况：（1）当加入KOH不足量时，313.9g(KOH)3[Al(OH)]30.15mol78gmolnn，故10.15mol(KOH)1.5molL0.1Lc。（2）当加入KOH过量时，n(KOH)=4n(Al3+)―n[Al(OH)3]=0.4mol―0.05mol=0.35mol。故10.35mol(KOH)3.5molL0.1Lc。方法二：用图像法求解，如图所示，用纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量，横坐标表示KOH的物质的量。当生成沉淀0.05mol时，需KOH的物质的量为0.15mol或0.35mol。【总结升华】本题易漏选答案D，原因是未考虑到3.9g沉淀可以是Al(OH)3被过量的KOH溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情况。举一反三：【变式1】下列各组反应中能得到Al(OH)3的是（）A．Al2O3加到热水中B．向NaAlO2溶液中加入过量盐酸C．将Na投入到NaAlO2溶液中D．向AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液【答案】D【变式2】等体积的AlCl3和NaOH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为（）A、1∶3B、2∶3C、1∶4D、2∶7【答案】B、D【解析】AlCl3和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况：①NaOH不足量，②NaOH部分