资源简介

铝的单质
【核心素养发展目标】
1．掌握铝的主要性质及其应用
2．掌握铝与氢氧化钠反应的实质，熟悉铝热反应
【主干知识梳理】
一、铝的原子结构及铝的物理性质
1．铝的结构：铝的原子结构示意图为
2．存在：铝元素在地壳中含量丰富，是地壳中含量最多的金属元素，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态(铝土矿中)存在
3．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
二、铝的化学性质
1．与非金属反应
(1)Al与O2的反应
实验操作
实验现象 铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落
实验结论 常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层致密的氧化膜
实验原因 铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落
化学方程式 常温时：4Al＋3O2===2Al2O3加热时：4Al＋3O22Al2O3
【微点拨】
①常温下铝易与空气中的氧气反应，表面生成致密而坚硬的氧化铝薄膜，能阻止氧气等与铝进一步反应，因此铝具有很强的抗腐蚀性
②铝的化学性质活泼，但在日常生活中广泛使用的铝制品由于形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，通常具有较好的抗腐蚀性能
③空气中久置的铝箔和用砂纸打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，铝箔都不能燃烧，都熔化后而不滴落
(2)与Cl2反应：2Al＋3Cl22AlCl3
(3)与S反应：2Al＋3SAl2S3
2．Al与酸的反应
(1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应——铝与盐酸反应
铝与盐酸反应
实验操作 INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\莫成程\\2019\\同步\\化学\\人教版 必修1(老教材老课标)\\WORD\\3-39.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\莫成程\\2019\\同步\\化学\\人教版 必修1(老教材老课标)\\WORD\\3-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\牛璐\\2019\\看PPT\\化学 人教版 必修1(老教材老课标)\\全书完整的Word版文档\\3-39.TIF" \* MERGEFORMATINET
实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
化学方程式 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
离子方程式 Al＋6H+===2Al3+＋3H2↑
(2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
①常温下，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，即：浓硫酸、浓硝酸将铝的表面氧化成一层致密的氧化物薄膜，这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。但在加热的条件下铝可以和浓硫酸、浓硝酸反应
②铝与浓硝酸共热：Al＋6HNO3(浓)Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
【微点拨】常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应
3．Al与碱溶液的反应
铝与氢氧化钠溶液反应
实验操作 INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\莫成程\\2019\\同步\\化学\\人教版 必修1(老教材老课标)\\WORD\\3-40.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\莫成程\\2019\\同步\\化学\\人教版 必修1(老教材老课标)\\WORD\\3-40.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\牛璐\\2019\\看PPT\\化学 人教版 必修1(老教材老课标)\\全书完整的Word版文档\\3-40.TIF" \* MERGEFORMATINET
实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
化学方程式 2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
离子方程式 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
【微点拨】
①铝与氢氧化钠溶液反反应的机理：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成NaAlO2和H2O，反应中Al为还原剂，水为氧化剂
反应过程：2Al＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H 2↑ (属于氧化还原反应)
2Al(OH)3＋2NaOH===2NaAlO2＋4H2O (非氧化还原反应)
双线桥法
单线桥法
②能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性
③活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
4．Al与盐溶液反应
2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 2Al＋3Cu2+2Al3+＋3Cu
5．Al与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
三、铝的制备及用途
1．制备(电解熔融Al2O3)：2Al2O34Al＋3O2↑ (冰晶石的作用是作为熔剂，降低氧化铝的熔点)
2．用途
①纯铝用作导线
②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等
【对点训练1】
1．下列关于金属的说法正确的是(　　)
A．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
B．Na在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体
C．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
D．铝制餐具不能用来盛装酸、碱、咸的食物
2．铝制品不易被腐蚀，其主要原因是铝(　　)
A．化学性质不活泼 B．熔点高 C．表面有致密的氧化膜 D．密度小
3．关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法不正确的是(　　)
A．铝是还原剂 B．氧化剂是氢氧化钠和水
C．只有水是氧化剂 D．氢气是还原产物
4．向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是(　　)
A．Na＋、Fe3＋、SO、Cl－ B．Ba2＋、Mg2＋、HCO、NO
C．Na＋、K＋、NO、CO D．K＋、NO、Na＋、SO
5．下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是(　　)
A．铝的化学性质很活泼，但在空气中不易被腐蚀
B．铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
D．用砂纸打磨的铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
6．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的是(　　)
A．稀硫酸 B．氢氧化钠溶液 C．水 D．稀盐酸
7．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\2021\\同步\\化学\\化学 人教 必修第一册 京津辽\\WORD\\X108.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\2021\\同步\\化学\\化学 人教 必修第一册 京津辽\\WORD\\X108.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2021\\同步\\化学\\化学 人教 必修第一册 京津辽\\WORD\\X108.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2021\\同步\\化学\\化学 人教 必修第一册 京津辽\\WORD\\第三章\\X108.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2021\\同步\\0看幻灯片\\化学\\化学 人教 必修第一册 京津辽 带视频\\WORD\\第三章\\X108.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c(OH－)增大
8．等体积的盐酸和苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶3，则盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．2∶3
9．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 1.5 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7 g的铝粉，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶2
10．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al＋2OH－===AlO＋H2↑
C．金属铝溶于盐酸：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
D．铁与稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑
11．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为V L(标准状况下)，将铝加入100 mL 2 mol·L－1氢氧化钠溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是(　　)
A．铁和铝的物质的量相等
B．盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比为1∶3
12．铝在人体中积累会使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确定为“食品污染源之一”。铝在下列使用场合须加以控制的是(　　)
①制铝锭　②制易拉罐　③制电线电缆 ④制牙膏皮　⑤用明矾净水　⑥制炊具
⑦用明矾和苏打混合做食品膨化剂 ⑧用Al(OH)3制成药片治胃病　⑨制防锈油漆
A．①②④⑤⑥⑦⑧ B．②⑤⑥⑦⑨ C．②④⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
四、铝热反应
1．概念：某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应，叫铝热反应
2．原理：铝作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
3．铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合
4．反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态易Al2O3分离
5．实验过程
实验步骤 ①取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁(Fe2O3)粉末，再倒入2克铝粉、将两者混合均匀②用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部撕一个孔，用水润湿下面一点，再跟 另一个漏斗套在一起，使四周都有4层③将折好的滤纸架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉倒入纸漏斗中　④再在上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条⑤点燃镁条，观察发生的现象
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3②金属焊接，如：野外焊接钢轨等
操作要点 ①内层纸漏斗底部剪个小孔：使熔融物易于落下 ②蒸发皿盛沙：防止高温熔融物溅落炸裂蒸发皿③镁条：制造高温条件，引起氯酸钾分解，引发铝热反应 ④氯酸钾：制造氧气利于反应
【微点拨】 ①Al与MgO不能发生铝热反应②铝热反应不是一个反应，而是一类反应③铝热反应为放热反应
【对点训练2】
1．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE "F:\\2019\\源文件\\鲁科 通用\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\随志文\\2019\\大一轮\\化学 鲁科 通用\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\随志文\\2019\\大一轮\\化学 鲁科 通用\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\随志文\\2019\\大一轮\\化学\\化学 鲁科 通用\\word\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\随志文\\2019\\大一轮\\化学\\化学 鲁科 通用\\word\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\看PPT\\2019\\一轮\\化学鲁科通用\\随志文1\\word\\LK++1.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．X物质为KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D．可利用铝热反应冶炼铁
2．下列装置或操作能达到实验目的是(　　)
A．用甲图装置可制得金属锰 B．用乙图装置验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C．用丙图装置分离制取蒸馏水 D．用丁图装置称量氢氧化钠固体
3．铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应解答下列问题：
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________
A．KCl B．KClO3 C．MnO2 D．Mg
(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
①引发铝热反应的操作是___________________________________________________
②产物中单质是________(写名称)。
(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_________________________________(用离子方程式说 明)
【课时跟踪检测】
1．下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　)
A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－===AlO＋2H2↑
D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
2．下列关于铝单质的叙述中，正确的是(　　)
A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－＋2H2O===Al(OH)4]－＋H2↑
D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
3．下列金属在常温下能形成致密的氧化物薄膜，从而能保护内层金属的是(　　)
A．铜 B．铝 C．铁 D．钠
4．下列关于金属性质的叙述中正确的是(　　)
A．钠与氧气反应时，产物是由氧气的用量决定的 B．打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落
C．点燃镁条之前，应先用砂纸打磨 D．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁
5．单质铝不同于铁的性质是(　　)
A．遇冷的浓硫酸钝化 B．能与氢氧化钠反应
C．能与盐酸反应 D．能在氧气中燃烧
6．下列说法不正确的是(　　)
A．钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应 B．镁的化学性质活泼，在空气中不能稳定存在
C．铜丝在空气中加热表面可生成黑色的氧化铜 D．铝在自然界中只能以化合态的形式存在
7．下列关于钠、铝、铁、铜和氧气的反应，不正确的是(　　)
A．铁在氧气中燃烧，产物为四氧化三铁
B．铝表面很容易被氧气氧化，生成致密的氧化物保护膜
C．钠常温下和氧气反应，生成淡黄色的过氧化钠
D．铜可以在加热的条件下和氧气反应，生成氧化铜
8．用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积(标准状况)为(　　)
A．无法确定 B．1.12 L C．大于1.12 L D．小于1.12 L
9．将固体X投入过量的Y中，能生成白色沉淀并放出一种无色气体，该气体能燃烧，不易溶于水，则X和Y分别可能是(　　)
A．钠和氯化铝溶液 B．铝和烧碱溶液
C．过氧化钠和氯化亚铁溶液 D．锌和稀硫酸
10．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6 L的气体。该合金中铝、铁的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶5 C．3∶2 D．3∶5
11．现有铝、铁组成的混合物，分为等质量的两份，分别投入足量的稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出氢气的体积比为2∶1(相同条件下)。则该混合物中铝和铁的关系正确的是(　　)
A．物质的量之比为1∶1 B．物质的量之比为2∶3
C．质量之比为28∶9 D．条件不足，无法计算
12．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图。反应中镁和铝的(　　)
A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2
C．摩尔质量之比为2∶3 D．消耗硫酸的物质的量之比为2∶3
13．等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积之比为3∶4，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是(　　)
A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量 D．甲中酸过量，乙中碱过量
14．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)
A．盐酸 B．稀硫酸 C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液
15．将a mol钠和a mol铝一同投入V L足量的水中，所得溶液的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
16．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质质量分数为(　　)
A．% B．% C．% D．%
17．下列说法正确的是(　　)
A．等质量的铝分别投入过量的稀盐酸和NaOH溶液中，反应生成的气体在相同条件下体积相等
B．金属单质与水反应都生成对应的碱和氢气
C．活泼的金属或较活泼的金属都能与酸反应，但不能与碱反应
D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
18．类比法是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是(　　)
A．已知Fe与S能直接化合生成FeS，推测Cu和S可直接化合生成CuS
B．已知Cu与Cl2能直接化合生成CuCl2，推测Fe与Cl2可直接化合生成FeCl2
C．已知Fe与CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应
D．已知Al能与O2生成致密氧化膜保护金属，推测Fe也与O2生成氧化膜保护金属
19．某课外活动小组做如下实验：往一铝制易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，他们发现罐壁内凹面瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述实验现象。
(1)罐壁内凹面瘪的原因是_____________________________________________________________________，
反应的化学方程式是_____________________________________
(2)罐壁再鼓起来的原因是______________________________________________________________________，
有关的化学方程式是___________________________
(3)实验时，将“充满CO2”改为“放入一药匙白色固体”，其他不变，也能取得相同的实验效果。则该白色固体是________(写名称)
20．在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验，三组实验各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 甲 乙 丙
合金质量/mg 510 765 1 020
气体体积/mL 560 672 672
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是过量的______，理由是__________________________________________
(2)盐酸的物质的量浓度为_________
(3)合金中Mg的物质的量为_________，Mg、Al的物质的量之比为_________
21．现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。提示：黄绿色气体乙是氯气
请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：B________，丙________，H________
(2)根据要求回答：
①D溶液和F溶液在空气中混合的现象：_________________________________________
②反应③的离子方程式：_______________________________________________________
③反应⑦的离子方程式：_______________________________________________________
④反应⑥的化学方程式：_______________________________________________________
22．铝既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：
(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是 ，还原剂都是__________
(2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为 ，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为__________
(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 氢氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为__________
23．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，则：
(1)Al的物质的量为________
(2)参加反应的NaOH的物质的量为______，NaOH溶液的物质的量浓度为______
(3)生成标准状况下H2的体积为________
24．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
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(1)A中试剂为_____________
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_______________________________________
(3)B中发生反应的化学方程式为_______________________________________
(4)若实验用的铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_____________
(5)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)
25．铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白
探究一
(1)实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是____________________
实验步骤：
(2)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入体积为V、浓度为2.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。为保证合金充分反应，NaOH溶液的体积V≥________
(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将____________(填“偏大”或“偏小”)
探究二
实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积(实验装置如图所示)。
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(4)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个除酸雾的装置。你的意见是________(填“需要”或“不需要”)
(5)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有(写出两点)：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
探究三
实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。
(6)欲计算镁的质量分数，该实验中还需要测定的数据是________________________________________
(7)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？________(填“是”或“否”)
【铝的单质】答案
【对点训练1】
1．D。解析：铝箔表面被氧化为氧化铝，氧化铝的熔点高于铝的熔点，所以不会发生剧烈燃烧，A错误；Na在空气中燃烧生成黄色固体过氧化钠，B错误；铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe3O4，C错误。
2．C。解析：铝在空气中易形成致密的氧化膜，而不易被腐蚀。
3．B。解析：铝与氢氧化钠溶液反应的实质可理解为2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；反应中铝是还原剂，水是氧化剂，氢氧化钠既不是氧化剂也不是还原剂。
4．B。解析：加入铝粉能放出H2，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A选项中的4种离子可在酸性溶液中大量共存；B选项中的Mg2＋在碱性溶液中生成Mg(OH)2沉淀，HCO在碱性溶液中生成CO，Ba2＋与CO会生成BaCO3沉淀，HCO在酸性溶液中生成CO2；C选项中的离子在碱性溶液中可以大量共存；D选项中的离子在酸性溶液、碱性溶液中都可以大量共存。
5．D。解析：铝在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密氧化膜，而不易被腐蚀；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，而使铝不能燃烧。
6．B。解析：常温下，稀硫酸、稀盐酸与镁、铝都能发生反应，水与镁、铝都不发生反应，铝与氢氧化钠溶液反应而镁不与氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液可以除去镁粉中的少量铝粉。
7．B。解析：左烧杯中的铝球与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成偏铝酸钠；右烧杯铁球浸在硫酸铜溶液中发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。
8．A。解析：由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，产生氢气的体积比为1∶3，需要盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，溶液的体积相同，故盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比也为1∶1。
9．B。解析：盐酸和氢氧化钠的物质的量均是0.1 L×1.5 mol·L－1＝0.15 mol，铝的物质的量是＝0.1 mol，根据方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，盐酸不足，氢氧化钠过量，则与盐酸反应生成的氢气是
0.075 mol，与氢氧化钠反应生成的氢气是0.15 mol，则根据相同条件下气体体积之比等于物质的量之比可知，反应结束后，甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是
0.075 mol∶0.15 mol＝1∶2。
10．C。解析：A、B项电荷不守恒，D项Fe只能被H＋氧化为Fe2＋。
11．B。解析：Fe　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
n(Fe) 2n(Fe) n(Fe)
2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
0．2 mol　0.1×2 mol＝0.2 mol　　　　0.3 mol
＝，n(Fe)＝0.1 mol。
12．C。解析：制铝锭、电线电缆、防锈油漆，人的消化系统不直接接触，一般对人体无影响；制易拉罐、制牙膏皮、明矾净水、制炊具、用明矾和苏打混合做食品膨化剂、用Al(OH)3 制成药片治胃病，铝能通过消化系统进入人体，应加以控制。
【对点训练2】
1．C。解析：A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为：＝0.05 mol，其质量为：160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。
2．A
3．(1)BD　
(2)①加少量KClO3，插上镁条并将其点燃　②铁　
(3)不能　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
解析：(1)做铝热反应的实验时，需要KClO3做助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质为Fe。(3)反应后固体混合物中若有Fe2O3，因发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋转化为Fe2＋，加KSCN溶液不会变红。
【课时跟踪检测】
1．A。解析：A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成了致密的氧化膜，错误；C项，电荷、原子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。
2．A。解析：A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝表面形成致密的氧化膜，错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。
3．B。解析：铝在空气中易形成一层稳定的致密氧化膜，可保护内层金属不再被空气氧化。
4．C。解析：钠与氧气反应，条件不同其产物不同，常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠；铝易与氧气反应生成熔点较高的氧化铝，包裹在铝的表面，而使铝不会滴落；铁在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁。
5．B。解析：铁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；答案选B。
6．B。解析：镁是一种活泼的金属，极易与空气中的氧气反应，其表面形成一层致密的氧化物薄膜，使内层金属镁不再与氧气反应。
7．C。解析：钠在常温下和氧气反应，生成白色的氧化钠。
8．C。解析：首先发生的反应是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，标准状况下0.1 mol Na与水反应产生H2的体积为1.12 L，然后发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，此反应又能产生部分H2，故最后放出的H2的体积大于1.12 L。
9．A。解析：A项中Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH与过量的AlCl3溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3；B项中2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，无沉淀生成；C项中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，NaOH与过量FeCl2溶液反应，生成Fe(OH)2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变为红褐色沉淀；D项中Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，无沉淀生成。
10．A。解析：合金溶于足量的NaOH溶液中，铝发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，产生氢气3.36 L(标准状况)，其物质的量＝＝0.15 mol，由方程式可知n(Al)＝n(H2)＝0.15 mol×＝0.1 mol。铁合金溶于足量的盐酸中，Fe、Al都反应产生氢气，Al与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气体积相等，则Fe与盐酸反应生成氢气的体积＝5.6 L－3.36 L＝2.24 L，其物质的量＝＝0.1 mol，根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知n(Fe)＝0.1 mol。合金中铝、铁的物质的量之比＝0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1。
11．B。解析：根据题意，可以判断出铝与NaOH溶液(或稀盐酸)反应产生的氢气体积和铁与稀盐酸反应产生的氢气体积相等，由关系式2Al～3H2、Fe～H2，可知n(Al)∶n(Fe)＝2∶3，m(Al)∶m(Fe)＝(27×2)∶(56×3)＝9∶28。
12．A。解析：由题图可知，两个反应生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3, A项正确、B项错误；镁、铝的摩尔质量之比为8∶9，C项错误；由于反应生成的氢气一样多，则消耗硫酸的物质的量之比为1∶1，D项错误。
13．B。解析：因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应时，产生H2的体积之比为1∶1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积之比为1∶3，而今产生H2的体积之比：<<1，所以反应的情况为甲中盐酸不足，乙中氢氧化钠过量，故选B。
14．C。解析：铝与氯化钠溶液不反应，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑可知，Al～3H＋～H2，Al～OH－～H2，即1 mol 铝消耗氢氧化钠1 mol、硫酸1.5 mol 、氯化氢3 mol。
15．A。解析：钠和铝投入足量水中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由方程式可知，a mol的钠反应生成a mol氢氧化钠，生成氢气0.5a mol；a mol氢氧化钠与a mol铝恰好反应生成a mol偏铝酸钠，同时生成氢气1.5a mol，溶液为偏铝酸钠溶液。假设反应前后溶液体积不变体积为V L，所以溶液的物质的量浓度为＝ mol·L－1。
16．C。解析：本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH的反应，应注意用关系式来进行计算。
由　2Na　～　2NaOH　～　H2↑
a mol a mol a/2 mol
2Al ～ 2NaOH～2NaAlO2～3H2↑
a mol a mol a mol 3a/2 mol
得50a＋m－(＋a)×2＝46a＋m
所以w(NaAlO2)＝×100%＝%。
17．A。解析：A．铝与稀盐酸和NaOH溶液反应的方程式是2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见等质量的铝分别投入过量的稀盐酸和NaOH溶液中，反应生成的气体在相同条件下体积相等，正确；B.有的金属单质如Fe与水蒸气发生反应生成Fe3O4和氢气，错误；C.活泼的金属或较活泼的金属都能与酸反应，但Al、Zn也能与碱反应，错误；D.钠比较活泼，但是将Na放入水中时是先与水发生置换反应，然后才是产生的碱再与溶液中的盐发生复分解反应，而不能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属，错误。
18．C。解析：Cu与S反应生成Cu2S；Fe与Cl2化合生成FeCl3；Fe在潮湿空气中生成Fe2O3，比较疏松，不能保护内部金属。
19．(1)NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(2)Al表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)干冰
解析：开始CO2溶于NaOH溶液，罐内气压减小，外界气压将易拉罐压瘪。之后铝制的易拉罐与NaOH溶液反应，产生H2，罐内压强又增大，易拉罐又鼓起。
20．(1)甲　甲组增加镁铝合金的质量，生成氢气的量增加，而乙组不能
(2)2 mol·L－1
(3)0.01 mol　1∶1
解析：(1)对比甲、乙数据，合金质量为765 mg时生成的H2比甲中多，说明甲中盐酸过量，对比乙、丙数据，加1 020 mg 合金时H2的体积不变，说明加入765 mg合金时盐酸已完全反应。甲组盐酸过量，原因是甲组增加镁铝合金的质量，生成氢气的量增加，而乙组不能。
(2)加入镁铝合金足量时，最多只能生成672 mL的H2，说明盐酸最多只能产生672 mL的H2，气体的物质的量为＝0.03 mol，根据化学方程式，可计算出HCl的物质的量为0.03 mol×2＝0.06 mol，盐酸的物质的量浓度为＝2 mol·L－1。
(3)由于甲组中盐酸是过量的，所以用甲组来计算，设Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，生成气体的物质的量为＝0.025 mol，依题意得：24x＋27y＝0.510 g，x＋y＝0.025 mol，两式联立，解方程组得x＝0.01 mol，y＝0.01 mol，所以Mg、Al的物质的量之比为1∶1。
21．(1)Al　HCl　Fe(OH)2　
(2)①产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色　
②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　
③2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋　
④4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：由以上推断可知A是Na，B是Al，C是Fe，D是NaOH，E是盐酸，F是FeCl2，G是FeCl3，H是Fe(OH)2，I是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知B为Al，丙为HCl，H为Fe(OH)2。
(2)①D是NaOH，F是FeCl2，二者发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁沉淀，因此在空气中混合的现象为：产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；②反应③是Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；③FeCl2具有还原性，Cl2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应产生FeCl3，所以反应⑦的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋；④Fe(OH)2不稳定，容易被氧气氧化产生Fe(OH)3，所以反应⑥的化学方程式为4Fe(OH)2＋ O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
22．(1)由0价变为＋3价　铝　
(2)1∶1　3∶1　
(3)2∶3
解析：(3)由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：
①1 mol铝消耗3 mol氯化氢，生成 mol 氢气；
②1 mol铝消耗1 mol氢氧化钠，生成 mol氢气。
③5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2 mol;
④5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3 mol。
23．(1)0.4 mol　
(2)0.4 mol　0.8 mol·L－1　
(3)13.44 L
解析：根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式关系n＝，能求出Al的物质的量。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。n(Al)＝＝0.4 mol，设参加反应的NaOH的物质的量是n，生成标准状况下H2的体积是V，则：
2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 2 mol 3×22.4 L
0.4 mol n V
则＝，n＝0.4 mol, c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1；＝，V＝13.44 L。
24．(1)氢氧化钠溶液
(2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(4)　
(5)偏小
解析：铝镁合金中二者都与酸反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液。
铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，
M＝＝＝。
如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。
25．(1)2H2O＋2Al＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑　
(2)97 mL　
(3)偏大
(4)不需要　
(5)①冷却至室温再读数　②读数时，使量气管左右液面相平
(6)充分灼烧后固体粉末的质量　
(7)是
解析：(2)铝镁合金中镁的质量分数至少为3%时，5.4 g铝镁合金粉末样品中铝的质量为5.4 g×(1－3%)＝5.4 g×97%，则：
2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2
n(NaOH)
所以n(NaOH)＝0.194 mol，需要NaOH溶液的体积V＝＝0.097 L＝97 mL；为保证合金充分反应，NaOH溶液的体积V≥97 mL。(3)镁上会附着NaAlO2等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数将偏大。
(4)因为氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除酸雾装置。(5)反应中装置的气密性、合金是否完全溶解、量气装置的使用都会影响测定结果。因此为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有：检查装置的气密性，加入足量盐酸，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，待冷却至室温再读取体积等。
(6)Mg、Al均与氧气反应生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，才能计算出Mg的质量分数。
(7)若用空气代替O2进行实验，会发生反应：3Mg＋N2Mg3N2,2Mg＋CO22MgO＋C，对测定结果会有影响。
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