铝及其化合物知识点
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+3Cl2====2AlCl 3
B 、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。
点燃
4Al+3O2 ========= 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?
(2)与盐溶液反应:2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4) 3
△
(3)与沸水微弱反应:2Al+6H2O ========= 2Al (OH )3 + 3H2↑ (4)与酸反应::2Al+6HCl ====== 2AlCl3+H2↑ 2Al+3H2SO 4 ====== Al2(SO4) 3+ 3H2↑ (5)与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
化合价升高,被氧化,失6e —
(1)3 2↑
反应的实质:分两步进行:
化合价降低,被还原,得6e —
(2)Al(OH)3+NaOH ======== NaAlO2+2H2O
—
+4H2O
得6×e
三、铝的重要化合物 1、氧化铝(Al 2O 3)
(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。 电解
2Al 2O 3 ========= 2Al + 3O2 ↑
②与酸反应:Al 2O 3+6HCl =AlCl 3+3H 2O ③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 = Al2O 3+2H 2O
这是工业上制取纯净氧化铝的方法。 ②Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O ③Al(OH) + 3HCl= AlCl + 3HO
332
Al(OH)3 具有两性的原因:H ++AlO2—+H2O
注意:(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱;作为酸时是一元酸(HAlO 3)。
(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(SO4) 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。
Al(OH)3
Al3+ + 3OH—
KAl(SO4) 2 =K++Al3++2SO42-
△
Al 3++3H2O ====== Al(OH)3 (胶体) +3H +
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 +3NH3·H 2O=Al(OH)3 ↓+3NH4
用Al 3+制取Al(OH)3用弱碱更合适
3+
+
n[Al(OH)3
]/mol
n(NH3·H 2O)/mol
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— = AlO2-+2H2O
②现象:白色沉淀先增加再减少最后消失 ③图像:
n[Al(OH)3]/mol
0 1 2 3
4 3、向NaOH 溶液中滴加AlCl 3溶液
n(NaOH)/mol
①有关反应:Al 3++4OH— =AlO2—+2H2O Al3++3AlO2—+6H2O = 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]/mol
0 1/12 1/6 1/4
1/3
3+)/mol
(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: 2AlO —+CO (少量) +3H O = 2Al(OH)↓+CO 32-
①2223
—— ②AlO 2+CO (足量) +2H O= Al(OH)↓+HCO
2
2
3
3
图像:
n[Al(OH)3]/mol
0 1/2
1
n(CO 2)/mol
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 += Al3++3H 2O 图像: n[Al(OH)3
]/mol
n(HCl )/mol
0 1 2 3 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:①AlO 2—+4H += Al3++2H 2O ②Al 3++3AlO 2—+6H 2O= 4Al(OH)3↓
图像: n[Al(OH)3]/mol
2—)/mol
0 1/4 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 ( )
-2-+++-+-A. Cl、SO 4、Na 、K B. K、ClO 、Na 、NO 3
C. HCO3-、Na +、NO 3-、K + D. NO3-、Ba 2+、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 、1:4 3、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. ①②③④ B. ③④⑥⑦⑧⑨ C. ①③⑤⑦⑧⑨ D. ①③②④⑥⑧ 7、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)3 B.NaOH是氧化剂,其还原产物是H 2 C. 铝是还原剂,H 2O 和NaOH 都是氧化剂 D.H2O 是氧化剂,Al 被氧化
8、向某溶液中投入铝片后有大量H 2放出,则溶液中不可能大量存在的离子是 ( )
-+- -A.Cl B.H C.OH D.HCO3
9、 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 2 B.CO 2 C.NH 3 D.CO
10、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 2 B .Cu 2+ C.Al 3+ D .Mg 2+ 11、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 ( )
--+-+-3+-
A. AlO2、OH 、Na 、Cl B. Na、OH 、Al 、Cl C. AlO2-、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+6H2O+2OH-=2 Al(OH)4-+H2↑ 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-+ CO2 = 2Al(OH)3↓+CO32-+ H2O D.Al 2O 3粉末溶于NaOH 溶液中:Al 2O 3+2OH-=2 Al(OH)4-+H2O
16、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 2SO 4溶液反应的物质是 ( )
A.NaHCO 3 B.Al(OH)3 C.NaHSO 4 D.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 4 B.HCl C.CO 2 D.NH 3·H 2O 19、某强酸性溶液中,可以大量共存的是 ( )
-2+--2-++
A .K +、HCO 3、Ca 、Cl B .A lO 2、C O 3、N a 、K
-2-C .Na +、M g 2+、NO 3、SO 4 -
D .C a 2+、N a +、M g 2+、N O 3
20、下列各化学反应的离子方程式中,有错误的是 ( )
+3+
A .氢氧化铝与盐酸反应:A l (O H )+3H =A l +3H 2O
-
B .氧化铝溶于氢氧化钠溶液:A l 2O 3+2O H -=2A lO 2+H 2O
C .碘化钾溶液中滴入溴水:2I -+Br 2=I 2+2Br - D .氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al (OH )3+3OH
-
=AlO 2+3H 2O
-
21、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。
B .将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水。
C .将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液。 D .将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中,之后滴加盐酸。
-
22、500mL 0.1mol/L的NaCl 溶液与100mL 0.1 mol/L的AlCl 3溶液中Cl 离子浓度之比为 A .5∶1 B .5∶3 C .1∶3 D .5∶2 23、下列物质的溶液中,通入过量的CO 2,发生化学反应,但不会析出沉淀的是 ( )
A .Na 2SiO 3
B .NaAlO 2
C .Na 2CO 3
D .NaOH
2-
24、向含有1mol KAl(SO4) 2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液,使SO 4恰好转化为沉淀,此时生成的Al(OH)3的物质的量是 ( ) A .1mol B .1.33 mol C .0.67mol 25、处理铝锅垢应采用 ( )
D .0
A .浓HNO 3 B .浓盐酸 C .浓乙酸 D .浓NaOH 溶液 26、往m mL 0.25mol/L的AlCl 3溶液中加入金属钾,完全反应后恰好只形成KCl 和KAlO 2溶液。加入钾的物质的量是 ( )
A .2.5m ⨯10-4mol C .7.5m ⨯10-4mol A .熔点低
B .5.0m ⨯10-4mol D .m ⨯10-3mol C .硬度大
D .密度小
3
27、利用铝合金代替铝制钥匙是利用铝合金的 ( )
B .不易锈蚀
28、将a mol 钠和a mol 铝一同投入m g 足量水中,所得溶液密度为d g/cm,该溶液的百分比浓度为 ( )
A .C .
82a 46a +m 8200a 46a +m
% %
8200a 46a +2m 8200a 69a +m
B . D .
%
%
29、我国最新报道的高温超导体中,铊是组成成分之一,已知铊与铝是同族元素,关于铊的判断有错误的是 ( )
A .铊是质软的银白色的金属 B .铊能生成+5价化合物 C .铊能置换出盐酸中的氢 D .铊能与氧气发生反应 A .铝是还原剂,其氧化产物是Al(OH)3 B .NaOH 是氧化剂,其氧化产物是H 2 C .铝是还原剂,H 2O 和NaOH 都是氧化剂
30、有关Al 与NaOH 溶液的反应的说法中,正确的是 ( )
D .H 2O 是氧化剂,Al 被氧化
31、常温下,向0.1mol 下列物质①过氧化钠②磷酸钡③硫化钠④偏铝酸钠⑤氯化铝 中分别加入0.5L 水后充分搅拌,则溶液中阴离子数从大到小的排列顺序正确的 是()
A .⑤①③④② B .⑤②①③④ C .⑤①④③② D .②⑤①③④
32、铝在人体中积累可使人慢性中毒,1989年世界卫生组织正式将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是( ) ①制铝锭②制易拉罐③制电线电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用食品和苏打作食品膨化剂⑧用Al(OH)3制胃药药片⑨制防锈油漆 A 、①②④⑤⑥⑦⑧ B 、②⑤⑥⑦⑨ C 、②④⑤⑥⑦⑧ D 、③④⑤⑥⑦⑧ 33、将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶水形成Vml 混合溶液,向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠的溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和),直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(X )与溶液中沉淀物的量(Y )的关系意图中正确的是()
34、有A 、B 、C 、D 、E 五种化合物,其中A 、B 、C 、D 都是含Al 元素的化合物,F 是一种气体,在标准状况下,F 的密度是相同条件下空气密度的1.103倍。化合物间的发生如下反应:
a A +N aO H →K +H 2
∆
b B −−→A +H 2O
c C +N aO H (适量)→B +H 2d E +H 2O →N aO H +F
①A 、B 、C 、D 的化学式分别为:A 、B 、C 、D
。 其中氧
。
②1 mol C和2 mol E化剂是 ,氧化产物是 。
③已知C 溶液和D 溶液混合后,也有白色沉淀B 析出,其化学方程式为
35、有六瓶白色固体,它们是Al 2O 3、NaNO 3、Ba (OH )2、M gCl 2、(NH 4)2SO 4和无水CuSO 4,现仅用蒸馏水及已被检出物质对它们作出鉴别,根据以下实验步骤,请在空格内填写须加入的试剂,填写检出物质时须与实验现象上下对应。
⎧⎪检出物质
(1)待检物+水⎨
实验现象⎪⎩
①②
④⑤⑦⑧
(2)待检溶液+
③
⎧⎪检出物质
⎨
实验现象⎪⎩
⎧⎪检出物质⎨
实验现象⎪⎩
(3)待检溶液+
⑥
2+
2+
2+
+
36、某无色透明溶液跟金属Al 反应,放出H 2。试判断下列离子:Mg 、Cu 、Ba 、H 、Ag +、SO 42-、CO 32-、HCO 3-、OH -、NO 3-,下列两种情况何者能存在于此溶液中
(1)当生成Al 3+时,可能存在 。
(2)当生成AlO 2时,可能存在
-
。