杰哥 | 铝及其化合物

1️⃣铝及其化合物

铝单质

1. 铝元素是地壳中含量最多的金属元素
2. 活泼，常温下就能与氧气反应，生成一层致密氧化铝薄膜
3. 与酸的反应

（1）稀H₂SO₄、HCl：2Al +6HCl =2Al³⁺ +3H₂

（2）稀硝酸：Al +4HNO₃（稀） = Al(NO₃)₃ +NO +2H₂O

（3）浓硝酸、浓硫酸：常温钝化

4. 与碱的反应：2Al +2NaOH +2H₂O = 2NaAlO₂ +3H₂

5. 铝的制备：铝在地壳中主要以铝土矿（又称矾土）等矿物形式存在，提纯Al₂O₃后，用电解法制备铝。

2Al₂O₃（熔融） =电解 冰晶石= 4Al +3O₂

6. 铝热反应：是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物（Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Cr₂O₃、V₂O₅、MnO₂等），得到Fe、V、Cr、Mn等难熔金属的一类反应。用于冶炼稀有金属、野外焊接铁轨、定向爆破等。

2Al +Fe₂O₃ =高温= 2Fe +Al₂O₃

• 氧化铁和铝粉：铝热剂
• 漏斗是纸漏斗
• 氯酸钾：高温生成O₂
• 镁带：提供高温

氧化铝

1. 白色固体，熔点高，硬度大，难溶于水
2. 用途：①制耐火材料；②冶炼铝
3. 两性氧化物：Al₂O₃既能与强酸反应生成盐和水，也能和强碱反应生成盐和水，属于两性氧化物

①与强酸反应：Al₂O₃ +6H⁺ =2Al³⁺ +3H₂O

②与强碱反应：Al₂O₃ +2OH⁻ =2AlO₂⁻ +H₂O

氢氧化铝

1. 白色固体、难溶、胶体、Al(OH)₃吸附能力强，能凝聚水中的悬浮物。
2. 两性氢氧化物

①与强酸反应：Al(OH)₃ +3H⁺ = Al³⁺ +3H₂O

②与强碱反应：Al(OH)₃ +OH⁻ = AlO₂⁻ +2H₂O

3. 热稳定性：Al(OH)₃受热不稳定，分解为Al₂O₃和H₂O

4. Al(OH)₃的制备

①可溶性铝盐溶液[如AlCl₃、Al₂(SO₄)₃、Al(NO₃)₃等]，与氨水反应制得离子方程式：Al³⁺ +3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ +3NH₄⁺

②由偏铝酸盐制取：二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中可制得Al(OH)₃离子方程式：

AlO₂⁻ +CO₂ +2H₂O = Al(OH)₃ +HCO₃⁻

2️⃣铝三角plus

（1）2Al +6H⁺ =2Al³⁺ +3H₂

（2）2Al +2OH⁻ +2H₂O =2AlO₂⁻ +3H₂

（3）4Al +3O₂ =△= 2Al₂O₃

2Al +Fe₂O₃ =高温= Al₂O₃ +2Fe

（4）2Al₂O₃（熔融） =电解 冰晶石= 4Al +3O₂

（5）2Al(OH)₃ =△= Al₂O₃ +3H₂O

（6）Al₂O₃ +6H⁺ =2Al³⁺ +3H₂O

（7）Al₂O₃ +2OH⁻ =2AlO₂⁻ +H₂O

（8）Al(OH)₃ +3H⁺ =Al³⁺ +3H₂O

（9）Al³⁺ +3OH⁻ =Al(OH)₃

Al³⁺ +3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ +3NH₄⁺

（10）AlO₂⁻ +H⁺ +H₂O =Al(OH)₃

过量CO₂：AlO₂⁻ +CO₂ +2H₂O =Al(OH)₃ +HCO₃⁻

（11）Al(OH)₃ +OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O

（12）AlO₂⁻ +4H⁺ =Al³⁺ +2H₂O

（13）Al³⁺ +4OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O

3️⃣铝的重要性质之高考20问

铝及其化合物重要考点

1. 两性！两性！两性！
2. 用途！用途！用途！

Al：铝合金，航空航天材料

Al₂O₃：耐热材料；炼铝原料；刚玉

Al(OH)₃：净水剂；制酸剂；阻燃剂

可溶性铝盐：净水剂（KAl(SO₄)₂·12H₂O）

铝及其化合物高考判断题

（1）硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：Al³⁺ +4OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O（x）【Al(OH)₃】

（2）常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化（✓）

（3）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨（x）【铝粉和氧化铁】

（4）明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水（✓）

（5）铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业（✓）

（6）Al（s）—NaOH（aq）→NaAlO₂（aq）—过量HCl（aq）→Al(OH)₃（s）（x）【Al³⁺】

（7）因为Al₂O₃是两性氧化物，所以可用作耐高温材料（x）【熔点高可以用作耐高温材料】

（8）中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈（✓）【铜锈：Cu₂(OH)₂CO₃】

（9）氢氧化铝可用于中和过多胃酸（✓）【NaHCO₃也可以中和过多胃酸，但是缺点会产生CO₂，胃溃疡不适合用】

（10）铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝（✓）

（11）用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物（✓）

（12）用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:

2Al +2OH⁻ +2H₂O = 2AlO₂⁻＋3H₂（✓）

（13）Al₂O₃和MgO均可与NaOH反应（x）

（14）制备Al(OH)₃悬浊液：向1 mol/L AlCl₃溶液中加过量的6 mol/L NaOH溶液（x）【NaAlO₂】

（15）Al片溶于NaOH溶液中，产生气体的离子方程式为2Al +2OH⁻ +2H₂O = 2AlO₂⁻ +3H₂（✓）

（16）铝罐可以久盛食醋（x）

（17）AlCl₃溶液中加入过量氨水：Al³⁺ +4NH₃·H₂O =AlO₂⁻ +4NH₄⁺ +2H₂O【Al(OH)₃】

（18）用CO₂，鉴别NaAlO₂溶液和CH₃COONa溶液（✓）【酸性：CH₃COOH>H₂CO₃】

（19）向NaAlO₂溶液中滴加NaHCO₃溶液，有沉淀和气体产生（x）【AlO₂⁻ +HCO₃⁻ +H₂O =Al(OH)₃ +CO₃²⁻】

（20）氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝（x）【AlCl₃是共价化合物，熔融态不导电，用Al₂O₃】

4️⃣铝的图像题型总结

猜猜我是谁？铝的图像题型总结

①Al³⁺ +3OH⁻ =Al(OH)₃

②Al(OH)₃ +OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O

• 1Al³⁺ ~ 3OH⁻ ~ 1Al(OH)₃ ~ 1OH⁻

①AlO₂⁻ +H⁺ +H₂O =Al(OH)₃

②Al(OH)₃ +3H⁺ =Al³⁺ +3H₂O

• 1AlO₂⁻ ~ 1H⁺ ~ Al(OH)₃ ~ 3H⁺

补充：

①Ca(OH)₂ +CO₂ =CaCO₃ +H₂O

②CaCO₃ +CO₂ +H₂O =Ca(HCO₃)₂

• 1CO₂ ~ CaCO₃ ~ 1CO₂

①Al³⁺ +3NH₃·H₂O =Al(OH)₃ +3NH₄⁺

②AlO₂⁻ +CO₂（过量） +2H₂O =Al(OH)₃ +HCO₃⁻

①

• I：H⁺ +NH₃·H₂O = NH₄⁺ +H₂O
• II：Al³⁺ +3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ +3NH₄⁺

②

• I：CO₂ + OH⁻ =HCO₃⁻
• II：AlO₂⁻ +CO₂（过量） +2H₂O =Al(OH)₃ +HCO₃⁻

I：

①Mg²⁺ +2OH⁻ =Mg(OH)₂

②Al³⁺ +3OH⁻ =Al(OH)₃

II：Al(OH)₃ +OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O

I：H⁺ +OH⁻ =H₂O

II：

• Mg²⁺ +2OH⁻ =Mg(OH)₂
• Al³⁺ +3OH⁻ =Al(OH)₃

III：NH₄⁺ +OH⁻ =NH₃·H₂O

IV：Al(OH)₃ +OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O

铝单质+镁单质+强酸；后再加强碱

将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示

（1）Mg和Al的总质量为9.0g

• n(Mg)=0.15mol；n(Al)=0.2mol

（2）生成的H₂在标准状况下的体积为10.08L

• Mg ~ 2H⁺ ~ H₂
• Al ~ 3H⁺ ~3/2H₂
• 所以根据物质的量，H₂是0.45mol
• 算换体积

（3）NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L

• Al(OH)₃ +OH⁻ =AlO₂⁻ +2H₂O
• n(OH⁻)=0.2mol
• 根据图像是40mL（=0.04L)

（4）硫酸的物质的量浓度为1mol/L

• A点（沉淀最大值）是Na₂SO₄
• n(Na⁺)=c·v =5*0.2L =1mol
• n(SO₄²⁻)=0.5mol
• 加入0.5L稀硫酸，所以c=1mol/L

把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1mol/LHCI溶液，加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如下图所示，试回答：

0~10mL是平的，所以是H⁺ +OH⁻ =H₂O

证明反应前OH⁻过量，悬浊液有：NaOH、Mg(OH)₂、NaAlO₂

• 所以沉淀1.16g就只有Mg(OH)₂，n=0.02mol
• 同样MgCl₂也是0.02mol

把NaOH干掉之后就是A点

• 溶液有：Mg(OH)₂、NaAlO₂
• 先和溶液反应，NaAlO₂是溶液
• 咱们所说的先酸碱中和说的是溶液中的：H⁺ +OH⁻ =H₂O
• 你这个Mg(OH)₂是：Mg(OH)₂ +2H⁺ =Mg²⁺ +2H₂O【写法不符合H⁺ +OH⁻ =H₂O】

AB：AlO₂⁻ +H⁺ +H₂O =Al(OH)₃

• 加入H⁺ 0.02L，因为是1mol/L盐酸，也就是n(H⁺)0.02mol
• Al(OH)₃也就是0.02mol
• AlCl₃也是0.02mol

Cl⁻的三个来源

• MgCl₂ → Cl⁻：0.04mol
• AlCl₃ → Cl⁻：0.06mol
• HCl → Cl⁻【根据B点图像】：0.03mol
• 加起来0.13mol

B点溶质只有NaCl，所以n(Na⁺)=0.13mol

• 也就是n(NaOH)=0.13mol
• 所以根据物质的量公式是5.2g

（1）原混合物中NaOH的质量是5.2g

Q点：NaCl、MgCl₂、AlCl₃

MgCl₂、AlCl₃都没变，粉末原先有的

变的是NaOH→NaCl

• 代表加入的HCl只有0.13mol
• 根据物质的量浓度公式，0.13L，换算单位

（2）Q点HCl溶液加入量是130mL