铝及其重要化合物
一、铝、镁的性质及应用
1．铝的结构和存在
铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。 2．金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。 3．金属铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： O2
①Al 常温――→形成致密的氧化膜
点燃点燃――→4Al＋3O2=====2Al2O3
点燃
②2Al＋3Cl2=====2AlCl3 酸③Al 氧化性酸―――→遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化
非氧化性酸―――→2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 高温
⑤2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe(铝热反应) 4．对比记忆镁的化学性质
铝 镁 点燃2Mg＋O2=====2MgO 点燃3Mg＋N2=====Mg3N2 △能及沸水反应Mg＋2H2O=====Mg(OH)2＋H2↑ 及碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 及非金属反应 能被Cl2、O2氧化 及水反应 反应很困难 及某些氧化物反应 5.铝的用途 能及Fe2O3、M nO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：2Mg＋点燃CO2=====2MgO＋C 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
题组一 对比掌握铝、镁的性质
1．镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( ) ①CO2 ②盐酸 ③NaOH溶液 ④水 A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④ 答案 C
解析 Al能及NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO2中燃烧而Al不能。 2. 下列说法错误的是( )。
A．铝及Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重(2014·全国新课标，9C)
B．Al片溶于NaOH溶液，产生气体：2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑(2014·北京理综，9D) C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al(2012·广东理综，10B)
D．铝制容器可盛装浓H2SO4(2010·重庆理综，8A)
高温
解析 铝及Fe2O3发生铝热反应：2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe，反应前后固体物质的质量不变。
答案 A
熟记铝、镁的特殊化学性质
1．活泼金属及酸反应是金属的通性，而铝不但能及酸(H)反应，还能够及碱溶液反应，表现出特殊性：
2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑。 2．铝热反应
铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属等。 注意 Al及MgO不能发生铝热反应。
3．Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。 题组二 铝及酸或碱反应的定量分析
1．(2013·山东理综，9)足量下列物质及相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )。
－
－
＋
－
－
A．氢氧化钠溶液 C．盐酸
B．稀硫酸 D．稀硝酸
解析 A项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，1 mol Al消耗1 mol NaOH；B项，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，1 mol Al消耗1.5 mol H2SO4；C项，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，1 mol Al消耗3 mol HCl；D项，Al和稀硝酸反应不放H2。综上所述，符合题意的是A项。 答案 A
2．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能及酸(非氧化性酸)反应又能及强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别及足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。 答案 1∶1
解析 根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al及H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。 答案 1∶3
解析 因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。 答案 3∶1
解析 因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 答案 A
解析 其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol
3 mol·L×0.1 L 0.15 mol
则Al及NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
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高考化学复习-铝及其化合物精品讲义-新人教版必修
