鋁及其化合物(知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納+典例解析)

1、鋁及其化合物【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、鋁的性質(zhì)：2、鋁的重要化合物及其相互轉(zhuǎn)化?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、鋁1.鋁的原子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì):元素 符號(hào)原子結(jié)構(gòu)原子半徑化合價(jià)顏色密度 (genr3)熔點(diǎn) 沸點(diǎn)硬度13Al1.43xlOH)m+3銀白色2.70660.42467較軟2 .化學(xué)性質(zhì)Al-3e=Al3+(1)與非金屬反應(yīng)：a、鋁與氧氣的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)探究：加熱有氧化膜和無氧化膜的鋁箔實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)用坨堀鉗夾住一小塊鋁箔在酒精 燈上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)，仔細(xì)觀察鋁箔熔化， 失去光澤， 熔化的鋁并 不滴落在常溫下，鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層 致密的氧化物薄膜。加熱時(shí)反應(yīng)加劇，生成白色固體，放

2、出大量的熱，4A1+3O22A12O3鋁是一種活潑金屬，構(gòu)成薄膜的ALO3的熔點(diǎn) (2050 )高于A1的熔點(diǎn)(660C)(2)另取一塊鋁箔，用砂紙仔細(xì)打磨 (或在酸中處理后，用水洗凈)，除去 表面的保護(hù)膜，再加熱至完全熔化，觀 察現(xiàn)象b、與其它非金屬反應(yīng)：2A1+3S = A1?S3 2Al+3Cb 史壁 2Aleb(2)與酸反應(yīng)：非氧化性酸:初十卅=十打2 T強(qiáng)氧化性酹p不產(chǎn)2海鋁在冷的濃濃如Q中發(fā)生鈍北(3)與堿反應(yīng)2Al+2H2O+2NaOH = 2NaA102+3H2T 2A1+2H2O+2OH =2A1O2-+3H2T要點(diǎn)詮釋：鋁是一種較活潑的金屬，它并不直接與堿反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉

3、溶液的反應(yīng)，實(shí)際分兩步進(jìn)行：首先要鋁與水反應(yīng)：2A1+6H2O=2AKOHR+3112T由于生成的A1(OH)3覆蓋在A1的表而，故看不到H?的生成：其次是生成的A1(OH)3是兩性氫氧化物，它 溶于NaOH：AI(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O所以鋁與NaOH溶液反應(yīng)可以看到有氣體產(chǎn)生。將兩反應(yīng)式按+x2合并，即得總反應(yīng)式： 2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2T.所以在上述反應(yīng)中Al是還原劑，出0是氧化劑。其電子轉(zhuǎn)移情況可表示 如下：失2x3e-2A1+2OH +6H2O=2A1O； +4H2O+3H2 fI一 T6 xe-Al與酸、堿反應(yīng)產(chǎn)生同量的Hz,消耗

4、Al的物質(zhì)的量之比為1 ： 1,消耗鹽酸和NaOH的物質(zhì)的量之比 為3 ： 1。酸、堿、鹽可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜(氧化鋁也能與酸或堿反應(yīng))以及鋁制品本身，因此鋁制餐具不宜用 米蒸煮或長時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物。2y 、 z鋁熱反應(yīng)：3 Al +MxOy 3 Al2O3+xM鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：冶煉高熔點(diǎn)金屬，如Fe、V、Cr、Mn等或焊接鋼軌,3.用途：鋁主要用來制輕合金。要點(diǎn)二、鋁的化合物1 .氧化鋁(A12O3)(1)物理性質(zhì)：白色難熔固體、不溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)：AI2O3是典型的兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。與強(qiáng)酸：A12O3+6H+=2AI3+3H2O與強(qiáng)堿：AI2O3

5、+2OH =2A1O2+H2O(3)用途：耐火材料、制取鋁的原料.鋁土礦 屈里科下叩八頊。?)過濾沉淀一濾液Ji叫馬過濾沉淀上4A12O32 .氫氧化鋁A1(OH)3(1)A1(OH)3的物理性質(zhì)：A1(OH)3是不溶于水的白色膠狀沉淀，是典型的兩性氫氧化物，能凝聚水中的懸浮 物，又有吸附色素的性能。(2)A1(OH)3 的兩性：A；(0H)5 AP-3OH-酸式電窗堿式電離當(dāng)與強(qiáng)酸反應(yīng)：A1(OH)3+3H+=APH3H2O (加酸促使電離平衡向堿式電離方向移動(dòng))當(dāng)與強(qiáng)堿溶液作用：A1(OH)3+OH =AIO+2H2O (加堿促使電離平衡向酸式電離方向移動(dòng))(3)A1(OH)3 的制?。轰X

6、鹽與堿反應(yīng)：用鋁鹽與可溶性弱堿氨水反應(yīng)制ai(oh)3：A134+3NH3-H2O=A1(OH)31+3NH4+說明：制取A1(OH)3也可用鋁鹽與強(qiáng)堿作用，但應(yīng)嚴(yán)格控制加入堿的量，因?yàn)閺?qiáng)堿過量會(huì)使制得的A1(OH)3 轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽：A1(0H)3+0H =A102-+2H20o所以，實(shí)驗(yàn)室一般不采用這種方法制A1(OH)3.偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)：一般用向偏鋁酸鹽溶液中通入C02的方法制取AKOHho當(dāng) C02 不足或適量時(shí)：CO2+2AIOA1O2可溶性鋁鹽與過量的強(qiáng)堿反應(yīng)：A13+4OH (過量)=AK)2 +2H2O4. A1O2 -AP+偏鋁酸鹽溶液與足量的強(qiáng)酸反應(yīng)：A1O2 +4H+

7、= AP+2H2O5. A1O2 -A1(OH)3(1)偏鋁酸鈉溶液中加入少量強(qiáng)酸：A102 +H+ (少量)+H2O=A1(OH)31(2)偏鋁酸鈉溶液中通入CO2：2A1O2+CO2 (少量)+3%0=2A1(OH)3|+CO32A10+C02 (過量H2H9=Al(OH)3bHe03.6. Al(OH)3TAi0A1(OH)3 溶于強(qiáng)堿溶液：A1(OH)3+OH=AIO2 +2H2O要點(diǎn)詮釋：(1)由A中制備A1(OH)3,宜用AP+與疑水反應(yīng)。一般不用強(qiáng)堿，因?yàn)檫^量的強(qiáng)堿會(huì)使A1(OH)3 溶解轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽。(2)由AQ一制備A1(OH)3,宜用CO2與AIO2反應(yīng)。一般不用強(qiáng)酸,因

8、為過量的強(qiáng)酸會(huì)使A1(OH)3溶解 轉(zhuǎn)化為鋁鹽。要點(diǎn)四、有關(guān)A1(OH)3沉淀的圖像分析及有關(guān)計(jì)算1 .相關(guān)圖像(1) NH3H9滴入A103溶液中(2) CCh通入NaAQ溶液中1 2 3 4卜舊？比0體積 APH3NH3H2O=A1(OH)31+3NH4+(3) NaOH滴入AlCb溶液中- f Al(OH)?的物質(zhì)的量1 2 3 4NaOH 體積A13+3OH =A1(OH)31 A1(OH)3+OH =A1Q2-+2H2O(5) HQ滴入NaAKh溶液中A1OjNH3 H2O, y 為 AlChC、x 為 NaOH, y 為 AlChD、x 為 HQ, y 為 NaAKh【答案】D【解

9、析】CO?通入Ca(OH%溶液中可產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，繼續(xù)通CO?沉淀溶解而生成Ca(HCCh)2溶液，緞水 加入A1CL溶液產(chǎn)生沉淀，但過量不溶，方程式為：AP+3NH3 H2O=Al(OH)3l+3NHTNaOH溶液滴加到A1C13溶液中生成A1(OH)3沉淀，繼續(xù)加入沉淀溶解生成偏鋁酸鹽。AlCh+3NaOH=Al(OH)31+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O鹽酸加入到NaAlO?溶液中，先生成A1(OH)3沉淀，繼續(xù)加入沉淀溶解生成三價(jià)鋁鹽。HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)4+NaCl Al(OH)3+3HCI=AICh+3H2O從觀察方程式的系數(shù)，定

10、量角度分析.舉一反三：【變式1】有一透明溶液，可能含有A聲、Fe3+、K NHJ、Mg?和Cu?等離子中的一種或幾種?，F(xiàn)加入 NazCh粉末只有無色無味的氣體放出，并同時(shí)析出白色沉淀。加入NazO?的量與生成白色沉淀的量之間的關(guān)系(2) 一定不含有 o(3)可能含有。(4)為了進(jìn)一步確定可能含有的離子，應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)操作為?！敬鸢浮?1) A13和 Mg2+(2) Fe3 NH4 Cu2+ (3) K+ (4)焰色反應(yīng)【解析】向溶液里加入過氧化鈉粉末，會(huì)發(fā)生NazCh和HzO的反應(yīng)，生成NaOH和02。四題目中沒有刺 激性氣味氣體產(chǎn)生，說明原溶液中不含有Fe3+和NH|+0又因生成的沉淀是白色的

11、，所以原溶液中不含有Fe3+ 和CM+。根據(jù)圖中曲線的變化，表明隨NazCh的加入(即NaOH的形成)，白色沉淀逐漸增多，后來又逐漸減 少，最后保持不變，說明原溶液中一定含有A13和Mg2 K可能存在，可通過焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)。規(guī)律總結(jié)：解答圖像計(jì)算題，必須抓住有關(guān)化學(xué)原理和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合圖像的特點(diǎn)，綜合分析逐步 計(jì)算求解，其關(guān)鍵是抓住圖像四點(diǎn)(原點(diǎn)、交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn))，數(shù)形結(jié)合，分析計(jì)算?！咀兪?】向20 mL某物質(zhì)的量濃度AlCh溶液中滴入2 mol-L_1 NaOH溶液時(shí)， 叮a】(oh8得到A1(OH)3沉淀質(zhì)量與所滴加NaOH溶液的體積(mL)關(guān)系如右圖所示，試回答 下列問題：078 (1)圖中A點(diǎn)表示的意義是。/ (J5 io 1520 NaOH溶液的體機(jī)/mL(2)圖中B點(diǎn)所示