高三化学知识点之铝及其化合物

精品小班课程辅导讲义

讲义编号 2014秋季12HX01

一、考纲要求

二、知识梳理

（一）铝及其化合物的性质

1、铝

（1）物理性质：密度小熔点较低，硬度较小银白色金属。

（3）化学性质：

①跟O2及其它非金属反应：

常温下，在空气中因生成氧化膜，具有抗腐蚀能力。4Al+3O2 2Al2O3 2Al+3S Al2S3

2Fe+AlO(铝热反应) ②跟某些氧化物：2Al+Fe2O323 点燃点燃

③跟水反应：2Al+6H2O → 2Al(OH)3+3H2↑ (一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应)

④跟酸的反应：2Al+6H+→ 3Al3+ + 3H2↑(常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)

⑤跟强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O → 2NaAlO2+3H2↑ 2、Al2

O3(两性氧化物)：白色固体、熔点高

（1）跟酸反应：Al2O3+6H+ →2Al3++3H2O （2）跟碱反应：Al2O3+2OH-→AlO2—+2H2O

3、Al(OH)3 (两性氢氧化物)

Al(OH)3的两性：Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH → AlO2 + 2H2O －－

Al(OH)3显两性的内在本质是：H2O + H+ + AlO2-

（1）物理性质：白色胶状物质，难溶于水

AlO+3HO （2）受热分解：2Al(OH)3232Al(OH)3Al3+ + 3OH-

（3）Al(OH)3实验室制法：

①可溶性铝盐加氨水：Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+

②可溶性偏铝酸盐与弱酸：AlO2—+ H2CO3 +H2O→ Al(OH)3↓+ HCO3—

③ 3AlO2- +Al3++6H2O →4Al(OH)3↓

4、铝盐

（1）Al3+与碱溶液反应：Al3++3OH-→Al(OH)3↓（碱不足）

Al3++4OH-→AlO2-↓+2H2O（碱过量）

（2）Al3+水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+

（3）明矾：Kal(SO4)2 12H2O是一种复盐。

常用作净水剂：因其水解Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化，这就是胶体净水的原理。

5、偏铝酸钠

（1）与强酸反应：AlO2-+H++H2O→ Al(OH)3↓(酸不足)

AlO2-+4H+→ Al3++2H2O（酸过量）

（2）与弱酸反应：AlO2-+ CO2 +2H2O→ Al(OH)3↓+ HCO3-

AlO2-+ CO2 +3H2O→ Al(OH)3↓+ CO32-

（二）铝及其化合物之间的转化关系

（三）试剂的滴加顺序不同产生的现象不同的反应

（1）NaOH和AlCl3：

向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失：

Al3++3OH-→Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-→AlO2-+2H2O

向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀：

Al3++4OH-→ AlO2-+2H2O Al3++3AlO2-+6H2O→4Al(OH)3↓

（2）NaAlO2和盐酸：

向NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失：

NaAlO2+HCl+H2O→ Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O

向盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀：

4HCl+NaAlO2→ NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O→4Al(OH)3↓+3NaCl

（3）Na2CO3和盐酸：

向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡：

Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑

向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡：Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑

（4）铝的氢氧化物沉淀的图象：

氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。[图中纵坐标均为Al(OH)3沉淀量，横坐标为加入试剂的体积

]

(1)图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液

(2)图为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液

(3)图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液

(4)图为向盐酸中加入NaAlO2溶液

(5)图为向NaAlO2溶液中加入盐酸

(6)图为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液

（四）离子共存问题：

Al3+与OH-、S2-、HS-、AlO2-、CO32-、HCO3-因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。

（五）两性物质与物质的两性

两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）Al(OH)3、2、

氨基酸、蛋白质等。

物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）、弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。

Al既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为Al与强碱溶液反应的本质是：2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑，Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O，两式相加为：2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，由以上反应可知：Al不直接与NaOH溶液反应，Al仍然为金属元素。

【归纳】既能与强酸又能与强碱反应的物质：①金属单质：Al；②两性氧化物：Al2O3；③两性氢氧化物Al(OH)3；④弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；⑤弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S等。

三、典型例题

【例1】将等物质的量的镁和铝相混合，取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )．

A．3mol／L HCl B．4mol／L HNO3 C．8mol／L NaOH D．18mol／L H2SO4

【解析】通过比较镁、铝分别与酸碱作用的性质及其定量关系求解．令镁、铝各为lmol，与足量盐酸反应生成(1+1.5)molH2；与硝酸、浓硫酸反应均不生成H：；镁不与NaOH溶液反应，lmolAl与足量NaOH溶液反应生成1.5molH2．

答案：A．

【归纳】这类题只要通过比较镁、铝性质的异同及其定量关系，便可迅速求解．注意记住两个定量关系：①Mg~2H+～H2；②AI~3 H+～OH-～1.5 H2．

【例2】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，实验室制备一定量的氢氧化铝．分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：

①2A1+3 H2SO4→A12(SO4)3+ H2↑ A12(SO4)3+6NaOH→2Al(OH)3↓+3Na2SO4。

②2A1+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3 H2↑ 2 NaAlO2+ H2SO4+2H2O→2Al(OH)3↓+ Na2SO4

(1)请问上述哪一种方法比较节约试剂?(提示：试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量予以说明。)

(2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)．

【解析】(1)根据题给的化学方程式中的化学计量数关系，可直接判断第②种方法比较节约试剂．(2)根据第①种方法生成的A12(SO4)3水解显酸性，第②种方法生成的NaAlO2水解显碱性，让这两种盐溶液相互反应，就可以减少碱和酸的用量，从而设计出第③种方法．

答案： (1)第②种方法比较节约试剂．从化学方程式看出，同样是制备2mol的AI(OH)3，方法①所需原料为：2molAl，3molH2S04，6molNaOH；而方法②所需为：2molAl，l mol H2SO4，2molNaOH．

(2)①2A1+3 H2SO4→A12(SO4)3+ H2↑②2A1+2NaOH+2 H2O→2 NaAlO2+3 H2↑

③A12(SO4)3+6 NaAlO2+12 H2O→8Al(OH)3↓+3 Na2SO4

由方程式看出，制备8mol的AI(OH)3，所需原料为：8molAl，3mol H2SO4，6molNaOH．相当于制备2molAl(OH)3，所需量为：2molAl，3／4mol H2SO4，3／2molNaOH，其用量为最少．

【归纳】解这类Al(OH)3沉淀量题(包括因滴加顺序不同引起的不同现象)，要注意应用以下“铝三角”定量转化关系：

【例3】下列各组溶液，只要用试管和胶头滴管，不 …… 此处隐藏：11839字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……