铝与化合物、铝三角图像问题(教师版有答案).doc

铝及其化合物、铝三角图像问题1、铝〔1物理性质：密度小熔点较低,硬度较小银白色金属〔3化学性质：①跟O2及其它非金属反应：常温下,在空气中因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3②跟某些氧化物：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 <铝热反应>③跟水反应：2Al+6H2O →2Al3+3H2↑ <一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应>④跟酸的反应：2Al+6H+→3Al3+ + 3H2↑<常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化>⑤跟强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑2、Al2O3<两性氧化物>：白色固体、熔点高〔1跟酸反应：Al2O3+6H+→2Al3++3H2O 〔2跟碱反应：Al2O3+2OH-→AlO2—+2H2O3、Al3 <两性氢氧化物>Al3的两性：Al3 + 3H+　→ Al3+ + 3H2O Al3 + OH－ → AlO2－ + 2H2OAl3显两性的内在本质是：H2O + H+ + AlO2-Al3Al3+ + 3OH-〔1物理性质：白色胶状物质,难溶于水〔2受热分解：2Al3 Al2O3+3H2O〔3Al3实验室制法：①可溶性铝盐加氨水：Al3++3NH3·H2O→Al3↓+3NH4+②可溶性偏铝酸盐与弱酸：AlO2—+ H2CO3 +H2O→ Al3↓+ HCO3—③3AlO2- +Al3++6H2O →4Al3↓4、铝盐〔1Al3+与碱溶液反应：Al3++3OH-→Al3↓〔碱不足Al3++4OH-→AlO2-↓+2H2O〔碱过量〔2Al3+水解：Al3++3H2OAl3+3H+〔3明矾：Kal2•12H2O是一种复盐。

常用作净水剂：因其水解Al3++3H2OAl3〔胶体+3H+,能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀,从而使水净化,这就是胶体净水的原理5、偏铝酸钠〔1与强酸反应：AlO2-+H++H2O→ Al3↓<酸不足>AlO2-+4H+→ Al3++2H2O〔酸过量〔2与弱酸反应：AlO2-+ CO2 +2H2O→ Al3↓+ HCO3-AlO2-+ CO2 +3H2O→ Al3↓+ CO32-〔二铝及其化合物之间的转化关系CO2+H2OHClAlNaOH+H2OHClAl2O3NaOHHClO2AlCl3NaOHNaOHNaAlO2Al3〔三试剂的滴加顺序不同产生的现象不同的反应〔1NaOH和AlCl3：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀后消失：Al3++3OH-→Al3↓ Al3+OH-→AlO2-+2H2O向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无现象后出现白色沉淀：Al3++4OH-→ AlO2-+2H2O Al3++3AlO2-+6H2O→4Al3↓〔2NaAlO2和盐酸：向NaAlO2溶液中滴加盐酸,先出现白色沉淀后消失：NaAlO2+HCl+H2O→ Al3↓+NaCl Al3+3H+→Al3++3H2O向盐酸中滴加NaAlO2溶液,开始无现象后出现白色沉淀：4HCl+NaAlO2→ NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O→4Al3↓+3NaCl〔3Na2CO3和盐酸：向Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始无现象,后产生气泡：Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑向盐酸中滴加Na2CO3溶液,立即产生气泡：Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑〔4铝的氢氧化物沉淀的图象： 氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。

[图中纵坐标均为Al3沉淀量,横坐标为加入试剂的体积]<1>图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液<2>图为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液<3>图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液<4>图为向盐酸中加入NaAlO2溶液<5>图为向NaAlO2溶液中加入盐酸<6>图为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液〔四离子共存问题：Al3+与OH-、S2-、HS-、AlO2-、CO32-、HCO3-因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存〔五两性物质与物质的两性两性物质指即能与酸反应,又能与碱作用生成盐和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn〔OH2、Al3、氨基酸、蛋白质等物质的两性,如强碱弱酸盐〔NaHCO3、KHS、Na2HPO4等、弱酸弱碱盐〔CH3COONH4、NH4HS等,既能与强酸反应,又能与强碱作用,但只能说这种物质的性质有两性,不能将它们称为两性物质,因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应,并且生成物不全是盐和水Al既能与酸作用,又能与强碱溶液反应,但不属于两性物质,也不能说它具有两性,因为Al与强碱溶液反应的本质是：2Al+6H2O→2Al3+3H2↑,Al3+NaOH→NaAlO2+2H2O,两式相加为：2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑,由以上反应可知：Al不直接与NaOH溶液反应,Al仍然为金属元素。

[归纳]既能与强酸又能与强碱反应的物质：①金属单质：Al；②两性氧化物：Al2O3；③两性氢氧化物Al3；④弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；⑤弱酸铵盐：2CO3、2S等三、典型例题[例1]将等物质的量的镁和铝相混合,取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是< >． A．3mol／L HCl B．4mol／L HNO3 C．8mol／L NaOH D．18mol／L H2SO4[解析]通过比较镁、铝分别与酸碱作用的性质及其定量关系求解．令镁、铝各为lmol,与足量盐酸反应生成<1+1.5>molH2；与硝酸、浓硫酸反应均不生成H：；镁不与NaOH溶液反应,lmolAl与足量NaOH溶液反应生成1.5molH2．答案：A．[归纳]这类题只要通过比较镁、铝性质的异同及其定量关系,便可迅速求解．注意记住两个定量关系：①Mg~2H+～H2；②AI~3 H+～OH-～1.5 H2．[例2]今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,实验室制备一定量的氢氧化铝．分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：①2A1+3 H2SO4→A123+ H2↑A123+6NaOH→2Al3↓+3Na2SO4。

②2A1+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3 H2↑ 2 NaAlO2+ H2SO4+2H2O→2Al3↓+ Na2SO4 <1>请问上述哪一种方法比较节约试剂?<提示：试从每生产2molAl3所耗费的试剂用量予以说明><2>原料相同,请设计一种更为节约试剂的方法<以方程式表示,并说明其可以最节约试剂的根据>．[解析]<1>根据题给的化学方程式中的化学计量数关系,可直接判断第②种方法比较节约试剂．<2>根据第①种方法生成的A123水解显酸性,第②种方法生成的NaAlO2水解显碱性,让这两种盐溶液相互反应,就可以减少碱和酸的用量,从而设计出第③种方法．答案： <1>第②种方法比较节约试剂．从化学方程式看出,同样是制备2mol的AI3,方法①所需原料为：2molAl,3molH2S04,6molNaOH；而方法②所需为：2molAl,l mol H2SO4,2molNaOH． <2>①2A1+3 H2SO4→A123+ H2↑②2A1+2NaOH+2 H2O→2 NaAlO2+3 H2↑③A123+6 NaAlO2+12 H2O→8Al3↓+3 Na2SO4 由方程式看出,制备8mol的AI3,所需原料为：8molAl,3mol H2SO4,6molNaOH．相当于制备2molAl3,所需量为：2molAl,3／4mol H2SO4,3／2molNaOH,其用量为最少．[归纳]解这类Al3沉淀量题<包括因滴加顺序不同引起的不同现象>,要注意应用以下"铝三角"定量转化关系：[例3]下列各组溶液,只要用试管和胶头滴管,不用任何试剂就可以鉴别的是< >． A．KOH和A123 B．稀H2SO4和NaHCO3 C．CaCl2和Na2CO3 D．Ba2和NaHSO4[解析]不用任何试剂鉴别两种物质的溶液,若无法从溶液颜色上来鉴别,一般就考虑用不同的试剂滴加顺序、产生不同的实验现象的方法来鉴别．A组：若将KOH逐渐滴人A123溶液中,则先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解；若将A123逐渐滴人KOH溶液中,则先无沉淀,后逐渐产生白色沉淀．B组无论何种滴加顺序,均立即产生气泡．C、D组无论何种滴加顺序,均立即产生白色沉淀,且始终不溶解．答案：A．[归纳] 不用任何试剂,只须利用不同的试剂滴加顺序就能鉴别的两种一组的无色溶液还有：①铝盐溶液和KOH<或NaOH>；②偏铝酸盐和强酸溶液；③碳酸盐和较强酸溶液；④亚硫酸盐和硫酸<或盐酸>；⑤亚硫酸<或磷酸>和Ca2[或Ba2]；⑥AgNO3和氨水．[例4]要使Ba2+、A13+、Cu2+、Mg2+、Ag+五种离子从溶液中逐一沉淀析出,选用的试剂和加入的顺序是< >． A．H2SO4→HCl→K2S→NaOH→CO2 B．NaCl→Na2SO4→Na2S→NH3·H2O→HCl C．NaCl→Na2SO4→H2S→NaOH→CO2 D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl[解析]逐项分析每种试剂<包括过量时>只能沉淀一种离子的选项．A组：H2SO4能沉淀Ba2+、Ag+两种离子；B组：加入Na2S时,能沉淀Al3+、Cu2+两种离子；C组：能先后分别沉淀Ag+、Ba2+、Cu2+、Mg2+、A13+；D组：加人Na2S时,能沉淀A13+、Cu2+、Ag+三种离子．答案：C．[归纳]解这类题要采用符合"逐一沉淀"的筛选方法．要注意：在加入强碱溶液时,A13+转化为AlO2-,最后通人CO2,再把AlO2-转化为Al3沉淀． [例5]在托盘天平两边各放一个盛有等质量稀盐酸<各含nmolHCl>的甲、乙两个烧杯,调节天平达平衡,然后分别投入a mol Mg、b mol A1,充分反应后,天平仍保持平衡．<1>若天平两边酸均过量,则甲、乙两边净增重分别为____________________。

<2>若天平两边金属均过量,则甲、乙两边产生的H2的质量__________,所加金属的质量__________<3>若天平两边酸均用完,其中一边金属过量,则过量的金属必为__________,这是因为____________________．由此推出天平平衡的条件是<用含a、b、n的代数式表示,下同> __________<4>若天平一边酸过量,另一边金属过量,则过量金属必为__________,此时满足天平平衡的条件是__________．[解析]根据天。