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Ⅲ A 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点燃2Al O 2=========32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 2O3 == 2Fe + Al 2 O3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△( OH )3 + 3H 2↑2O========= 2Al(5)与酸反应:: 2Al+6HCl ====== 2AlCl 3+H 2↑2Al+3H2SO4======A l2(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+2HO=2NaAlO+3H2↑化合价升高,被氧化,失 6e —(1)2Al+6H2O ====== 2Al(OH)3+3H2↑化合价降低,被还原,得6e —反应的实质 : 分两步进行 :(2 ) Al(OH) 3+NaOH ======== NaAlO 2+2H 2O失2× 3 e—2Al+6H O+2NaOH = 2NaAlO +3H2 ↑ +4H O2 2 2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 2O3,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。
电解2Al 2O3 ========= 2Al + 3 O 2↑②与酸反应:Al 2O3+ 6HCl= AlCl 3+ 3H2O③与碱反应:Al 2O3+ 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 =Al 2O3+2H2O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。
② Al(OH) 3+NaOH= NaAlO 2+2H 2 O③ Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2OAl(OH) 3具有两性的原因:+ 2—2Al(OH)3Al3++ 3OH—H +AlO +H O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 2 O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。
KAl(SO4 )2 =K++Al 3+ +2SO42-△Al3+ +3H 2O ====== Al(OH) 3(胶体) +3H +3+—(一) Al 3+的性质1、 AlCl 3中逐滴加入氨水: Al 3+ +3NH· H2O=Al(OH) 3↓+3NH4+用 Al 3+制取 Al(OH) 3用弱碱更合适n[Al(OH)3]/moln(NH 3·H2 O)/mol2、 AlCl 3中逐滴加入NaOH溶液至过量?①方程式: Al 3++3OH — = Al(OH) 3↓—②现象:白色沉淀先增加再减少最后消失③图像:n[Al(OH)3]/mol0 1 2 3 4n(NaOH)/mol3、向 NaOH溶液中滴加AlCl 3溶液①有关反应:Al 3+ ——+2H2O +4OH =AlO 2Al 3++3AlO2—+6H2 O = 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:n[Al(OH) 3 ]/mol0 1/12 1/6 1/4 1/3n(Al 3+ )/mol(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:①2AlO2—+CO2( 少量 ) + 2 3 32-3H O = 2Al(OH) + CO② AlO2 —+ CO —2(足量)+2H2O= Al(OH) 3 + HCO3图像:n[Al(OH)3]/moln( CO 2)/mol0 1/2 12、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++ H2 O=Al(OH) 3② Al(OH) 3+ 3H+ = Al 3++3H2 O图像:n[Al(OH)3]/moln( HCl )/mol0123 4(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:① AlO2—+ 4H+ = Al 3++2H2 O②Al 3++ 3AlO2—+ 6H2O= 4Al(OH) 3图像:n[Al(OH)3]/moln(AlO 2— )/mol01/4 1/2 3/4 1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 ) 。
《铝及其化合物》练习题1、某无色透明溶液能与铝作用放出氢气, 此溶液中一定能大量共存的离子组是()A. Cl -、SO42-、 Na +、K +B. K +、 ClO -、Na +、 NO3-C. HCO 3-、Na+、NO 3-、K+D. NO 3-、 Ba2+、 Cl -、 NH 4+2、两份铝屑,第一份与过量的盐酸反应,第二份与过量的NaOH 溶液反应,产生氢气的体积比为1: 2,则第一份与第二份铝屑的质量比为()A 、1: 1 B、 1: 2 C、 1: 3 D 、 1:43、能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为()A. 铝的密度小 , 熔点较低B. 铝在空气中燃烧 , 放出大量的热C.铝在金属活动性顺序表排在较前面D.铝具有还原性 .发生氧化还原反应时放出大量的热4、将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是()A. 稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠5、由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L ,则混合物中一定含有的金属是()A. 锌B. 铁C.铝D. 镁6、下列用途主要是体现铝的物理性质的是()① 家用铝锅②盛浓硝酸的容器③制导线④焊接钢轨⑤包装铝箔⑥炼钢的脱氧剂⑦做防锈油漆⑧做合金用作飞机制造业材料⑨工业做热交换器A. ①②③④B.③④⑥⑦⑧⑨C.①③⑤⑦⑧⑨D. ①③②④⑥⑧7、有关 Al 与 NaOH溶液的反应的说法中,正确的是()A. 铝是还原剂,其氧化产物是Al(OH) 3B.NaOH 是氧化剂,其还原产物是H2C. 铝是还原剂, H O和 NaOH都是氧化剂D.H O是氧化剂, Al 被氧化2 28、向某溶液中投入铝片后有大量H2放出,则溶液中不可能大量存在的离子是( )A.Cl -B.H +C.OH -D.HCO - 39、向 NaAlO 2 溶液中持续通入一种气体,开始时产生沉淀,随后沉淀又逐渐溶解,该气体是()A.NO 2B.CO2C.NH 3D.CO10、镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应 , 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液 , 再过滤 , 滤液中存在的离子有()A. AlO 22+C . Al3+ 2+ B. Cu D. Mg11、常温下能用铝制容器盛放的是()A. 浓盐酸B. 浓硝酸C.稀硝酸D. 稀硫酸12、下列所用的材料不属于合金的是()A. 家用的铝窗B. 建筑用的钢筋C.铸造用的黄铜D. 温度计用的水银13、一块镁铝合金溶于盐酸后,再加入过量NaOH 溶液,所得的溶液中主要存在的离子是()A. AlO 2 -、 OH -、 Na+、 Cl -B. Na +、 OH -、 Al 3+、 Cl -C. AlO 2 -、OH-、Mg 2+、Cl-D. Na +、 Mg 2+、 Al 3+、 Cl -14、下列有关合金的说法,错误的是()A.青铜是人类历史上使用最早的合金,至今已有三千多年的历史B.世界上最常见的,用量最大的合金是钢C. 合金的硬度一般比它的各成分金属的小,熔点一般也比它的各成分金属的高D. 合金可以由金属和非金属融合而成15、 下列离子方程式书写错误的是A. 铝粉投入到 NaOH 溶液中: 2Al+6H 2O+2OH - =2 Al(OH) 4-+H 2↑ B.Al(OH) 3 溶于 NaOH 溶液中: Al(OH) 3+OH -= Al(OH) 4- C.Na[Al(OH) 4] 溶液中通入足量的 CO 2:2 Al(OH) 4 -+ CO 2 = 2Al(OH)2 32 3 -4-2OD.Al O粉末溶于 NaOH 溶液中: Al O +2OH =2 Al(OH)+H ()2-3↓ +CO 3 + H 2O16、下列关于 Al(OH) 3 的性质的叙述错误的是( )A. Al(OH) 3 是难溶于水的白色沉淀B. Al(OH) 3 能吸附水中的悬浮物C. Al(OH) 3 能溶于氨水D. Al(OH) 3 属于两性氢氧化物17、既能与 NaOH 溶液反应,又能与 H 2 SO 4 溶液反应的物质是 ( )A.NaHCO 3B.Al(OH) 3C.NaHSO 4D.Na 2CO 3 18、在使溶液中的 AlO 2-完全转化成 Al(OH) 3 ,应选择的最好试剂是()A.H 2SO 4B.HClC.CO 2D.NH 3 ·H 2O19、某强酸性溶液中,可以大量共存的是( )A .K 、 HCO 3 、 Ca 2、 ClB .AlO 2 、CO 32 、 Na 、 KNa 、 Mg 2 、 NO 3 、 SO 42Ca 2、 Na 、 Mg 2C .D .、 NO 320、下列各化学反应的离子方程式中,有错误的是( )A .氢氧化铝与盐酸反应:Al OH3HAl 33H 2 OB .氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al 2 O 3 2OH2AlO 2 H 2 OC .碘化钾溶液中滴入溴水:2IBr 2I 22BrD .氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液: Al OH 33OHAlO 2 3H 2 O21、以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是()A .将氧化铝溶于水。