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铝及其重要化合物 步步高 2017(1)
1.铝在空气中加热时熔化但不________,主要是因为铝表面迅速氧化生成了________很高的氧化铝膜像一个袋子将其兜住。所以氧化铝是一种____________,可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
2.从性质上,氧化物可分为________________、______________和两性氧化物。两性氧化物的概念是既能与酸反应生成________,又能与碱反应生成________的氧化物。氧化铝是一种两性氧化物,既能与酸(如盐酸)反应,又能与碱(如NaOH溶液)反应。
(1)与盐酸反应的化学方程式是________________________________,离子方程式是________________________________________。
(2)与NaOH溶液反应的化学方程式是___________,离子方程式___________________。
[迁移应用]
1.下列说法正确的是( )
A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D.Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
2.氧化铝熔点很高,常用于制造耐火材料,例如制作坩埚。下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是( )
A.加热使CuSO4·5H2O失水
B.加热使KMnO4分解
C.加热熔化烧碱
D.加热分解碱式碳酸铜
知识点二 氢氧化铝
[探究活动]
1.实验室制备氢氧化铝的方法:在试管中加入10 mL 0.5 mol·L-1的硫酸铝溶液,逐滴
加入氨水至过量。观察到的实验现象是________________________;反应的化学方程式
是________________________________________________________________,离子方程
式是__________________________________。
2.将上述反应得到的沉淀分别装在三支试管中:在第一支试管中滴加2 mol·L-1盐酸,观察到的现象是________________________;在第二支试管中滴加2 mol·L-1氢氧化钠溶液,观察到的现象是________________________;在第三支试管中滴加氨水,观察到的现象是________________________。
[归纳总结]
(1)因为氢氧化铝既能与盐酸反应,又能与烧碱溶液反应,生成____________,所以氢氧化铝具有________。氢氧化铝与盐酸反应的离子方程式是_____;与氢氧化钠溶液反应的离
子方程式是________________________________。
(2)氢氧化铝不稳定,受热易分解,化学方程式是_____________________。
[迁移应用]
3.下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是( )
A.Al2O3和水混合加热
B.Al和水反应
C.过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中
D.过量的氨气通入到AlCl3溶液中
4.既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是( )
①Al ②NaHCO3 ③Al2O3 ④Mg(OH)2
⑤Al(OH)3
A.①②③⑤ B.①④⑤
C.②③⑤ D.①③④
铝及其重要化合物 步步高 2017(2)
1.在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,开始时观察到的现象是
____________________________,反应的离子方程式是_______________;继续加入氢氧化钠溶液至足量,观察到的现象是________________________________,反应的离子方程式是____________________________________________________________,最终得到的溶液
是________________________。
2.在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸,开始时观察到的现象是________________________,反应的离子方程式是____________________________________;继续加入盐酸至足量,观察到的现象是________________________________,反应的离子方程式是__________________,最终得到的溶液是_______________________。
[归纳总结]
铝元素的化合态主要有三种形式存在,即Al3+、AlO2(-)和Al(OH)3,它们之间能相互转化。
[迁移应用]
5.向用HCl酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液,图中能正确表示这个反应的是( )
6.(1)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时,当Al3+的物质的量与OH-的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为________时,Al(OH)3沉淀量最多;________时,Al(OH)3全部溶解;________或________时Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的一半。
(2)偏铝酸钠溶液与盐酸反应时,AlO2(-)的物质的量与H+物质的量之比为________时,Al(OH)3沉淀量最多;________时,Al(OH)3全部溶解;________或________时,生成的Al(OH)3的量为最多沉淀量的一半。
根据下列铝及其化合物间的关系,写出它们相互转化的化学方程式。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
铝及其重要化合物 步步高 2017(3)
1.最多 游离 氧化铝
2.2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O===2AlO2(-)+3H2↑
课堂活动区
知识点一
探究活动
1.滴落 熔点 耐火材料
2.碱性氧化物 酸性氧化物 盐和水 盐和水 (1)Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+===2Al3++3H2O (2)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH-===2AlO2(-)+H2O
迁移应用
1.D 2.C
知识点二
探究活动
1.产生白色胶状沉淀 Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4(+)
2.白色沉淀逐渐溶解 白色沉淀逐渐溶解 沉淀无变化(或不溶解)
归纳总结
(1)盐和水 两性 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O (2)2Al(OH)3△(=====)Al2O3+3H2O
迁移应用
3.D 4.A
知识点三
探究活动
1.产生白色沉淀,并不断增多 Al3++3OH-===Al(OH)3↓ 白色沉淀不断减少,最后完全消失 Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O NaAlO2(NaCl)溶液
2.产生白色沉淀,并不断增多 AlO2(-)+H++H2O===Al(OH)3↓ 白色沉淀不断减少,最后完全消失 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O AlCl3(NaCl)溶液
迁移应用
5.D [向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液,先生成白色沉淀,再加入NaOH溶液,沉淀逐渐溶解,最后完全消失,生成1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH,溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH。NaOH的用量应是3∶1,A、B错误,用HCl酸化过的AlCl3溶液中含有酸,加入NaOH溶液先中和溶液中的酸,然后才生成Al(OH)3沉淀,故C也是错误的。]
6.(1)1∶3 1∶4 2∶3 2∶7
(2)1∶1 1∶4 2∶1 2∶5
解析 (1)向含Al3+的溶液中加入NaOH溶液时,有关反应:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O,总反应:Al3++4OH-===AlO2(-)+2H2O。
由上述反应方程式可知当n(Al3+)∶n(OH-)=1∶3时,沉淀值最大;当n(Al3+)∶n(OH-)=2∶3或2∶7时,沉淀量为最大值的一半。
(2)向含AlO2(-)的溶液中加入盐酸时,有关反应:AlO2(-)+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,总反应:AlO2(-)+4H+===Al3++2H2O。
当n(AlO2(-))∶n(H+)=1∶1时,沉淀值最大;
当n(AlO2(-))∶n(H+)=1∶4时,沉淀完全溶解;
当n(AlO2(-))∶n(H+)=2∶1或2∶5时,沉淀量为最大值的一半。
课堂小结
①4Al+3O2===2Al2O3 ②2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ ③2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
④Al2O3+6HCl===2AlCl3+H2O ⑤Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O ⑥2Al(OH)3△(=====)Al2O3+3H2O ⑦Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O ⑧Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O ⑨AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl ⑩NaAlO2+CO2+H2O===NaHCO3+Al(OH)3↓
课后练习区
1.D 2.D 3.A 4.D 5.C 6.B 7.A
8.C [n(Al3+)=0.2 mol,
n(OH-)=0.35 L×2 mol·L-1=0.7 mol
Al3+ + 3OH-===Al(OH)3↓
0.2 mol 0.6 mol 0.2 mol
OH-余0.7 mol-0.6 mol=0.1 mol,
Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O
0.1 mol 0.1 mol
Al(OH)3余0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol,其质量为0.1 mol×78 g·mol-1=7.8 g。]
9.Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Al(OH)3 NaAlO2+CO2+2H2O===NaHCO3+Al(OH)3↓ 2Al(OH)3△(=====)Al2O3+3H2O
10.(1)Al AlCl3 Al(OH)3 Al2(SO4)3 NaAlO2
(2)①2Al+3Cl2点燃(=====)2AlCl3
②Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4(+)
③2Al+6H+===2Al3++3H2↑
④Al3++3OH-===Al(OH)3↓
⑤Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
⑥2Al+2OH-+2H2O===2AlO2(-)+3H2↑
⑦Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O
11.(1)Al3+完全沉淀
(2)Al(OH)3刚好完全溶解
(3)7.5 mL或17.5 mL
解析 n[Al(OH)3]=78 g·mol-1(0.39 g)=0.005 mol
分两种情况:
(1)Al3+过量:
Al3++3OH- === Al(OH)3↓
0.015 mol 0.005 mol
V(NaOH)=2 mol·L-1(0.015 mol)=0.007 5 L=7.5 mL
(2)Al(OH)3部分溶解
Al3++3OH- === Al(OH)3↓
0.03 mol 78 g·mol-1(0.78 g)=0.01 mol
Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O
0.01 mol-0.005 mol 0.005 mol
=0.005 mol
V(NaOH)=2 mol·L-1(0.03 mol+0.005 mol)=17.5 mL
12.①4.8 g ②8 mol·L-1
解析 ①m[Mg(OH)2]=11.6 g,
n(Mg)=n[Mg(OH)2]=58 g·mol-1(11.6 g)=0.2 mol,
m(Mg)=0.2 mol×24 g·mol-1=0.8 g。
②当沉淀达最大值时,溶液中溶质为NaCl,
此时n(HCl)=n(NaOH),
0.1 L·c(HCl)=0.160 L×5 mol·L-1,c(HCl)=8 mol·L-1。
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