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第1页第2讲：铝及其化合物一、铝1.位置：第三周期第ⅢA族2.原子结构示意图：如右图3.含量：地壳中含量最高的金属4.物理性质：状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性固体银白色较小2.7g/cm3较低660.4℃2467℃较软很好良好5.化学性质：既有一定的金属性，又有一定的非金属性（1）与非金属单质与O2：常温下形成致密的氧化膜；加热下：4Al+3O2△2Al2O3与Cl2：加热下：2Al+3Cl2△2AlCl3现象：点燃铝时的现象：铝箔熔化，失去了光泽，但熔化的铝不滴落产生现象的原因：铝表面生成了一层致密的氧化膜，且生成的氧化铝的熔点比铝的熔点高，兜住铝使它不滴落（2）与强酸氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，但加热时仍可继续反应，但不产生H2(金属性)非氧化性酸：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑或2Al+3H2SO42Al(SO4)3+3H2↑（3）与强碱：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑备注：铝先与水作用生成Al(OH)3和H2，然后Al(OH)3与NaOH反应生成偏铝酸钠和水。因此铝失去的电子给了水中的H，与氢氧化钠中的H无关（NaOH只是促进反应进行）（4）与盐溶液：与氯化铁溶液：Al+3Fe3+3Fe2++Al3+（Al少量）；Al+Fe3+Fe+Al3+（铝足量）与氯化亚铁溶液：2Al+3Fe2+3Fe+2Al3+（5）与金属氧化物反应(铝热反应)：反应原理：利用Al的强还原性，能够在高温下将难熔金属氧化物Fe2O3、MnO2、V2O5、Cr2O3等铝后面的金属氧化物中的金属还原出来，同时放出大量的热。这类反应称为“铝热反应”。与氧化铁反应：2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe铝热剂：铝和金属氧化物的混合物；引燃剂：镁条；助燃剂：氯酸钾6.用途：纯铝用作导线以及利用铝热反应可冶炼某些高熔点的金属；铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等；利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物第2页7.金属与酸或碱：（1）金属与酸反应的计算生成H2的量的关系①实质：M+nH+Mn++2nH2↑②规律：a.金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生H2的物质的量b.相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比③常用方法：a.守恒法：包括原子守恒(种类与个数)、电荷守恒、电子守恒b.平均值法：是求混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化（2）铝与酸或碱反应生成H2的量的关系：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑a.等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1：1b.足量的铝分别于等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比1：3二、铝的重要化合物1.氧化铝（两性氧化物）物理性质白色固体、难溶于水、熔点很高（2054℃）、硬度很大化学性质与强酸溶液与强碱溶液化学方程式Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O离子方程式Al2O3+6H+2Al3++3H2OAl2O3+2OH—2AlO2—+H2O两性氧化物像Al2O3这样既能跟酸反应又能跟碱反应的氧化物，叫做两性氧化物用途氧化铝是冶炼金属铝的原料（电解法），也是一种较好的耐火材料，也可制作各种宝石2.氢氧化铝（两性氢氧化物）物理性质白色固体、难溶于水化学性质1.热分解：2Al(OH)3△Al2O3+3H2O备注：对于大部分含有金属元素的弱碱[Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等]，均具有加热分解的化学性质2.两性：看下方与强酸溶液与强碱溶液化学方程式Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O离子方程式Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH—AlO2—+2H2O制备用可溶性铝盐与弱碱反应，即可生成Al(OH)3沉淀Al2(SO4)3+6NH3.H2OAl(OH)3↓+3(NH4)2SO4Al3++3NH3.H2OAl(OH)3↓+3NH4+注意事项氢氧化铝不溶于弱碱，但溶于强碱用途①能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，可用来净化水②利用其弱碱性，可作胃酸中和剂（胃药）③利用Al(OH)3能溶于强碱溶液的特性，分离Al3+与其他金属阳离子第3页3.氯化铝与偏铝酸钠物质名称氯化铝（AlCl3）偏铝酸钠（NaAlO2）化合物类型共价化合物离子化合物水溶液酸碱性酸性碱性化学性质①与强碱反应：Al3++3OH—Al(OH)3↓②与氨水反应：Al3++3NH3.H2OAl(OH)3↓+3NH4+①与强酸反应：AlO2—+H++H2OAl(OH)3↓②与酸性气体反应：2AlO2—+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32—(CO2适量)AlO2—+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3—(CO2过量)相互鉴别①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解①向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸，先产生白色沉淀，后沉淀溶解②向稀盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解相互反应Al3++3AlO2—+6H2O4Al(OH)3↓4.硫酸铝钾[KAl(SO4)2]（1）十二水合硫酸铝钾的化学式为：KAl(SO4)2.12H2O（俗名：明矾），是一种无色晶体，可溶于水，用作净水剂（2）电离方程式：KAl(SO4)2K++Al3++2SO42—（3）净水原理：明矾溶于水后，在天然水中生成氢氧化铝胶体，可以和悬浮水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清三、用数形结合思想进行Al(OH)3的图像分析与相关计算1.四个基本图像操作①可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量②偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失图像离子方程式Al3++3OH—Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—AlO2—+2H2OAlO2—+H++H2OAl(OH)3↓Al(OH)3+3H+Al3++3H2O计算Al3+与OH—混合AlO2—与H+混合第4页方法设Al3+、OH—的物质的量分别为amol、bmol，沉淀的质量为m，则：①b≤3a时，m=78×3b(g)；铝元素以Al(OH)3、Al3+存在②3a＜b＜4a时，m=78×（4a—b）(g)；铝元素以Al(OH)3、AlO2—存在n(沉淀)=（4a—b）moln(AlO2—)=[a—(4a—b)]mol=(b—3a)mol③b≥4a时，m=0(g)设AlO2—、H+的物质的量分别为amol、bmol，沉淀的质量为m，则：①b≤a时，m=78b(g)；铝元素以Al(OH)3、AlO2—存在②a＜b＜4a时，m=78×（3aba——）=78×（3b4a—）(g)；铝元素以Al(OH)3、Al3+存在n(沉淀)=（3b4a—）moln(Al3+)=[a—（3b4a—）]mol=3ab—mol③b≥4a时，m=0(g)2.四个拓展图像操作图像向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量操作③NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量④盐酸中逐滴加入偏铝酸盐至过量现象无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像离子方程式Al3++4OH—AlO2—+2H2OAlO2—+4H+Al3++2H2O双水解：3AlO2—+Al3++6H2O4Al(OH)3↓第5页向AlCl3、MgCl2和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量向AlCl3、MgCl2混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH溶液与盐酸的物质的量浓度相等)3.图像题的解答要领（1）转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系；（2）看清纵横坐标的含义，对图像要“三看”：一看起点，二看终点，三看拐点，最后进行全面分析；（3）对于复杂的问题，可以先分解后组合，进行图像的叠加工作；只有抓住一些关键点(最高点、最低点、转折点等)和变化趋势，才能顺利地解决图像问题（4）计算方法：看本页第一个表格备注：铝与铝的化合物框图