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铝及其化合物知识点

△ 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+3Cl 2====2AlCl 3B 、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。

4Al+3O 2 ========= 2Al 2O 3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+3CuSO 4 =3Cu+Al 2(SO 4)3(3)与某些氧化物反应—铝热反应:2Al + Fe 2O 3 == 2Fe + Al 2O 3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MnO 2 、V 2O 5 的反应方程式(4)与沸水微弱反应:2Al+6H 2O ========= 2Al (OH )3 + 3H 2↑(5)与酸反应::2Al+6HCl ====== 2AlCl 3+H 2↑2Al+3H 2SO 4 ====== A l 2(SO 4)3+ 3H 2↑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+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑ 反应的实质:分两步进行:(2)Al(OH)3+NaOH ======== NaAlO 2+2H 2O化合价降低,被还原,得6e —(1)化合价升高,被氧化,失6e —+4H 2O—得6×e —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Al 2O 3 ,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(Na 3AlF 6)降低其熔点。

2Al 2O 3 ========= 2Al + 3 O 2 ↑②与酸反应:Al 2O 3+6HCl =AlCl 3+3H 2O③与碱反应:Al 2O 3+2NaOH =2NaAlO 2+H 2O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 = Al 2O 3+2H 2O 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 ++AlO 2—+H 2O Al(OH)3 Al 3+ + 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(SO 4)2·12H 2O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、Al 3+、AlO 2—的性质(一)Al 3+的性质1、AlCl 3中逐滴加入氨水:Al 3++3NH 3·H 2O=Al(OH)3 ↓+3NH 4+用Al 3+制取Al(OH)3用弱碱更合适②Al(OH)3+NaOH= NaAlO 2+2H 2O电解③Al(OH)3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2OKAl(SO 4)2 =K ++Al 3++2SO 42- Al 3++3H 2O ===== A l(OH)3(胶体)+3H +△2、AlCl 3中逐滴加入NaOH 溶液至过量?①方程式:Al 3++3OH —= Al(OH)3↓Al(OH)3+OH — = AlO 2-+2H 2O②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AlCl 3溶液①有关反应:Al 3++4OH — =AlO 2—+2H 2OAl 3++3AlO 2—+6H 2O = 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)AlO 2—的性质1、向含有AlO 2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量离子方程式: 图像: n(NH 3·H 2O)/moln[Al(OH)3]/moln(NaOH)/moln[Al(OH)3]/mol 0 1 2 34 n[Al(OH)3]/mol0 1/12 1/6 1/41/3 3+)/mol①2AlO 2—+CO 2(少量)+3H 2O = 2Al(OH)3?+CO 32- ②AlO 2—+CO 2(足量)+2H 2O= Al(OH)3?+HCO 3—2、向含有AlO 2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量离子方程式:①AlO 2—+H ++H 2O=Al(OH)3?②Al(OH)3+3H += Al 3++3H 2O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:①AlO 2—+4H += Al 3++2H 2O②Al 3++3AlO 2—+6H 2O= 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(CO 2)/moln[Al(OH)3]/mol0 1 1/2 0 1 2 3 4n(HCl )/moln[Al(OH)3]/mol n(AlO 2—)/moln[Al(OH)3]/mol 0 1/4 1/2 3/4 1一.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+ Cl 2MgCl2 2Al+ 3Cl22AlCl32Al+ 3S Al2S3 (用于工业制备)Mg+ S MgS[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+O22MgO 3Mg+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。

③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+2H2O Mg(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:A l(O H)3是几乎不溶于水的白色胶状固体,具有吸附性。

2.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A l(O H)3具有吸附性,既能凝聚水中悬浮物,又能吸附色素,因此A l(O H)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→CO2 C.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。

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