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金属铝及其化合物 新课讲解 一、金属铝的物理性质 铝为_______色金属，熔点为660.4℃，沸点为2467℃，密度为2.7g·cm-3，导电性仅次于银、铜和金，质地柔软。 地壳中含量最多的金属元素是_______，在地壳中以___________的形式存在。 【思考】请你根据铝的用途写出对应的铝的物理性质。 铝的物理性质 → 用途 ___________________ 易加工成各种形状，包装装饰工艺 ___________________ 制成合金，用在飞机航天器上 ___________________ 铝锅、铝壶等加热器皿 ___________________ 铝芯电线、电缆 二、金属铝的化学性质 铝是比较活泼的金属，在化学反应中较容易失去3个电子变成带3个单位正电荷的阳离子。 1．铝的氧化反应 （1）点燃的条件下，Al与O2反应。
现象：______________________________________________ 方程式：_______________________________________________ （2）常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继 续与氧气反应。 课堂实验2：用砂皮擦去铝条表面的氧化膜，把铝条插入硝酸汞溶液里。稍后，取出铝条，用 滤纸轻轻地把表面吸干，再把铝条放在干燥的滤纸上。 观察与分析：_________________________________________________ 结论：______________________________________________________ 【思考1】铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？ 2．铝与氯气的反应 课堂实验3：取一条铝箔，下端用小孔系住一根火柴，然后用镊子夹住上端，引燃后，迅速伸 入盛有氯气的集气瓶中。 实验现象：_________________________________________________ 化学方程式：____________________________________________________ 3．铝热反应 学生活动：观看“铝热反应”视频 课堂实验4：用两张圆形滤纸折成漏斗，把5g氧化铁粉 末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，在底部剪一个 孔，用水润湿后，放在用硬纸做成的三角漏斗里，把漏 斗架在铁圈上，下面放置一个盛砂的蒸发皿。在纸漏 斗中再加入少量氯酸钾，在混合物中间插上一根镁带， 用小木条引火点燃镁带。 实验现象：_________________________________________________ 化学方程式：____________________________________________________ 【思考2】铝热反应中氯酸钾、镁条是什么作用？ 注意： （1）铝粉和氧化铁的混合物叫做_____________。当加热反应时，反应中会放出大量的热，使 混合物达到很高的温度，生成氧化铝与液态铁，这个反应叫做铝热反应。 （2）还有一些金属氧化物和氧化铁相似也能发生铝热反应，这些氧化物有_________________。 （3）工业上常利用铝热反应冶炼某些难熔的金属（如钒、铬、锰）。 4．铝与热水反应 反应方程式：____________________________________________ 【注意】Al(OH)3是白色胶状沉淀。 5．铝与酸反应 （1）与弱氧化性酸反应： 稀硫酸：________________________________________ 盐酸：________________________________________ 离子方程式：________________________________________ （2）与强氧化性酸反应 ①常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生____________。因此________（填“可以”或“不可以”）用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。 ②加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸会发生反应。 【注意】钝化属于化学变化，铝与稀硝酸反应不产生H2。 6．铝与碱反应 课堂实验5：用砂纸擦去铝条表面的物质，将铝条浸入6mol/L的氢氧化钠溶液中。 观察与现象：_________________________________________________________ 本质探讨： 铝与碱反应的本质：
①铝和溶液中的水反应：_______________________________________
②生成的氢氧化铝和氢氧化钠反应：_______________________________________ 反应①不易进行的原因： a._______________________________________
b._______________________________________ 铝与氢氧化钠反应的化学方程式：_______________________________________ 可简写为：_______________________________________ 【注意】（1）铝与NaOH溶液反应时，水作为__________参加反应。
（2）铝与碱的反应过程中，Al(OH)3起_________（填酸或碱）的作用。 （3）铝制品不能用来存放酸性和碱性的物质。 【思考3】请标出Al和NaOH反应时的电子转移方向和数目。
在该反应中，还原剂是______，氧化剂为______，还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。 三、氧化铝 1．物理性质 氧化铝是_______色固体，高熔点(2045℃)，______溶于水，是__________氧化物，可用作 ______材料。还可以制作各种宝石。 2．化学性质 （1）与酸反应（盐酸，稀硫酸，稀硝酸） 反应方程式：______________________________________________ （2）与强碱反应（氢氧化钠溶液） 反应方程式：______________________________________________ 四、氢氧化铝 1．物理性质 氢氧化铝是几乎______溶于水的_______色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化。 2．化学性质 （1）氢氧化铝的电离：_____________________________________________ （2）与强酸反应（盐酸，硝酸，硫酸等） 反应方程式：__________________________________________________ （3）与强碱反应（氢氧化钠溶液） 反应方程式：__________________________________________________ （4）氢氧化铝受热分解： 反应方程式：__________________________________________________ 3．氢氧化铝的制备 （1）向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为： ______________________________________________________ （2）向偏铝酸盐溶液中通入少量CO2，离子方程式为： ______________________________________________________ （3）向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为： ______________________________________________________ 【练一练】 1．下列物质中既能跟稀H2SO4反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是（ ）
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部 2．把铝片投入下列溶液中，能发生化学反应但无气体发生的是（ ）
A．苛性钠溶液 B．稀盐酸 C．硫酸铜溶液 D．浓硝酸（冷） 3．铝粉和氧化铁配成铝热剂，分成两份：一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应， 一份直接放入烧碱溶液中反应；前后两中情况生成的气体质量比是（ ） A．1：1 B．2：3 C．3:2 D．28:9 五、明矾 明矾的化学式为：______________，可做净水剂。 硫酸铝钾的电离方程式：________________________________________ Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。 其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：_________________________________________ 课堂练习 知识点1：共存问题 【例1】向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是（ ） A．Cl- B．H+ C．OH- D．HCO-3 变式1：某无色透明溶液能与铝作用放出氢气，此溶液中一定能大量共存的离子组是 （ ）
A．Cl-、SO42-、Na+、K+ B．K+、ClO-、Na+、NO3-
C．HCO3-、Na+、NO3-、K+ D．NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+ 变式2：某无色透明溶液与金属铝反应放出氢气。试判断下列离子：Ba2+、Mg2+、Cu2+、H+、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-中，何者能大量存在于此溶液中？
（1）当生成Al3+时，可能大量存在的离子有_____________________________。
（2）当生成AlO2-时，可能大量存在的离子有_____________________________。 【例1】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为 （ ） A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 变式1：等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是（ ） 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 变式2：两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4 变式3：将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72 L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2 L。则原合金样品中镁的质量为（ ） A．4.8 g B．6 g C．9.6 g D．12 g 知识点3：毛刷实验 【例1】某同学为进一步探究铝在空气中的氧化反应，设计下述试验（如右下图）： 外管是中间留有空气的一支试管，连接一个U形管，管内有红色水柱。 内管是一支试管，管内放有除去氧化膜的铝片，该铝片还用硝酸汞溶液处理过，并用滤纸吸干。该小试管连有一导管，导管内有红色水滴。整个装置不漏气。试回答： （1）观察到现象： ①铝片：_________________________________________。 ②红色水滴___________（填“向左”或向右或不）移动。 ③红色水柱将：_____________________________________。 （2）解释原因： ①硝酸汞溶液处理铝片的作用_________________________________________。 ②红色水滴出现的变化，表明：______________________________________。 ③红色水柱出现变化，表明：____________________________________________。 变式1：用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如下图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是（ ）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 变式2：表面破损的铝制品，放久了破损处会有一层“白毛”产生，“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液，写出形成“白毛”的化学方程式___________________________________。 四、课堂小结 金属铝有哪些化学性质？ 金属铝与氢氧化钠反应的本质是什么？ 等量的金属铝与足量的盐酸、氢氧化钠反应，最后产生的氢气是什么关系？ 有哪些物质既能够与酸反应、同时还能够与碱反应呢？ 五、课后作业 1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，因此铝在下列各应用中应该加以控制的或加以改进的是（ ）
①制铝合金 ②制电线 ③制餐具 ④银色漆涂料 ⑤明矾净水 ⑥明矾与苏打制食品膨松剂 ⑦易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑨包装糖果
A．③⑤⑧⑨ B．⑥⑧⑨ C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨ 下列关于金属铝的叙述中，正确的是（ ）
A．铝可与盐酸反应不溶于氢氧化钠溶液 B．铝跟硫不反应
C．铝跟冷的浓硝酸反应放出二氧化氮气体 D．铝可作还原剂，用于金属的冶炼 下列各物质中，属于纯净物的是（ ）
A．铝热剂 B．硬铝 C．漂白粉 D．液氯 下列物质中，常温下能用铝制容器贮存的是（ ）
A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓硝酸 D．硫酸铜溶液 将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ） A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 相同质量的铝片分别跟足量的氢氧化钠溶液和盐酸反应，放出氢气的质量是（ ）
A．一样多 B．跟氢氧化钠溶液反应放出的多
C．跟盐酸反应放出的多 D．无法比较 等质量的两份铝分别跟足量的盐酸及氢氧化钠溶液反应，放出氢气的质量分别为m g与n g，则m与n的关系是（ ） A．m = n B．m > n C．m < n D．无法判断 2.7g铝粉分别与体积均为100mL、浓度均为2mol/L的①硫酸溶液、②烧碱溶液、③盐酸完全反应，放出氢气的体积（相同条件）是（ ） A．①＝②＝③ B．①＝②＞③ C．①＞②＞③ D．②＞①＝③ 将5.4g Al 投入到200.0mL 2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（ ） A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液 甲、乙两烧杯分别盛有100ml 6mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后生成等质量的氢气，则加入铝粉的质量为（ ） A．8.1g B．5.4g C．3.6g D．2.7g 甲、乙两烧杯中分别为等体积、等物质的量浓度的稀硫酸及氢氧化钠溶液，在甲、乙两烧杯中分别加入足量的铝粉，充分反应后，甲、乙两烧杯中产生氢气的体积（同温同压下测定）之比为（ ）
A．1:1 B．2:3 C．3:2 D．2:1 现有4mol铝及足量稀HCl和稀NaOH溶液，欲将铝全部转化为Al(OH)3，所需HCl与NaOH的物质的量之和最少应是（ ） A．6mol B．4mol C．16mol D．8mol 有三种不同浓度的稀硫酸，体积比依次为3︰2︰1，它们分别与等物质量的K2CO3、KHCO3、Al刚好完全反应，此三种硫酸的物质的量浓度比为（ ）
A．1︰1︰1 B．6︰2︰3 C．4︰3︰18 D．2︰1︰3 下列反应中，能生成氢氧化铝沉淀的是（ ）
A．氧化铝跟水 B．氯化铝跟氨水 C．氧化铝跟强碱溶液 D．铝跟强碱溶液 对于金属铝和过量的NaOH溶液反应，下列方程式中，符合既配平，又能正确表示电子转移方向和数目的是（ ） A． B． C． (
2e e
) D． 有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（ ）
A．铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3 B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．H2O是氧化剂，Al被氧化 能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（ ）
A．铝的密度小, 熔点较低 B．铝在空气中燃烧, 放出大量的热
C．铝在金属活动性顺序表排在较前面D．铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热 美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是 ）
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气 B．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
C．铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物 D．氢铝化合物具有强还原性 下列氧化物中，既能溶于强酸，又能溶于强碱的是（ ）
A．Fe2O3 B．Ag2O C．CuO D．Al2O3 下列物质中：①Al ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④AlCl3 ⑤NaAlO2 ⑥NaHCO3 ⑦(NH4)2S，既能与盐酸溶液反应，又能与氢氧化钠溶液反应的有（ ） A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．①②③④⑤⑥⑦ D．①②③⑥⑦ 下列离子中，在强碱性溶液中能大量存在的是（ ） A．Fe2+ B．Fe3+ C．Al3+ D．AlO2- 下列离子中，在强酸性溶液中能大量存在的是（ ） A．Al3+ B．AlO2- C．CO32- D．HCO3- 下列各组离子，可以大量共存的一组是（ ） A．K+、AlO2-、Cl-、H+ B．Na+、S2-、Al3+、SO42-
C．Mg2+、Al3+、OH―、SO42- D．K+、Cl-、Al3+、NO3- 将铁和铝的混和粉未溶于过量盐酸中，通入足量氯气，再加入过量的NaOH溶液，最后溶液中大量存在的离子是（ ） A．Na＋、Fe2＋、Cl－、AlO2－ B．Na＋、Fe3＋、Cl－、OH－
C．Na＋、Fe3＋、Cl－、AlO2－ D．Na＋、Cl－、OH－、AlO2－ 有一瓶澄清溶液，其中可能含有K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、NO3-、Cl-、SO42-、CO32-，取该溶液进行下列实验：取部分溶液，在其中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量，有白色沉淀生成（沉淀量与加入Ba(OH)2溶液量的关系如右图所示）；将上述物质过滤，得沉淀和滤液，在沉淀中加稀盐酸后，沉淀不溶解。在滤液中加HNO3酸化时，有沉淀生成，但无气体产生；继续加HNO3沉淀又消失；再加AgNO3无反应现象。 根据以上事实确定，该溶液中：
（1）肯定存在的离子有_______________________________；
（2）肯定不存在的离子有_____________________________；
（3）不能确定的离子是_______________________________。 现有Na2CO3、Al(OH)3、CuCl2、NaHCO3、(NH4)2CO3五种物质，其中：只能跟H+反应的是：___________________只能跟OH-反应的是___________________________
既能跟H+反应，又能跟OH-反应的是：___________________________ 为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。 （1）若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积 为b L。反应的化学方程式是______________________________。样品中铝的质量是________g。 （2）若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：________________，氧 化铁和铝的质量比是_______________。 （3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与⑴中所 得气体的体积比c: b=__________________。 对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。”又已知， Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下表所示： 物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点（℃）660146220541535沸点（℃）2467／（2980）2750
（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁融化，而铝的熔点比铁低。此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？ 答：_____________（填“合理”或“不合理”）。 （2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。填写下列表格： 所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式
（3）实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好的是__________（填序号），理由是_________________________________________________________________________________。 （A）浓硫酸 （B）稀硫酸 （C）稀硝酸 （D）氢氧化钠溶液 实验室中将MgCl2与AlCl3的混合溶液进行分离，按以下过程操作： 回答：
（1）加入试剂的化学式：①是_________，②是________，③是________，④是_________。 （2）写出各生成物的化学式，X是________，Y是_______，Z是_______，W是________。 （3）写出下列反应的离子方程式。
①________________________________，________________________________。
②__________________________________________________________________。
③__________________________________________________________________。
④__________________________________________________________________。金属铝及其化合物 新课引入 一、金属铝的物理性质 铝为_______色金属，熔点为660.4℃，沸点为2467℃，密度为2.7g·cm-3，导电性仅次于银、铜和金，质地柔软。 地壳中含量最多的金属元素是_______，在地壳中以___________的形式存在。 【思考】请你根据铝的用途写出对应的铝的物理性质。 铝的物理性质 → 用途 ___________________ 易加工成各种形状，包装装饰工艺 ___________________ 制成合金，用在飞机航天器上 ___________________ 铝锅、铝壶等加热器皿 ___________________ 铝芯电线、电缆 答案：银白 铝 化合物 良好的延展性 密度小，硬度大 导热性 导电性 二、金属铝的化学性质 铝是比较活泼的金属，在化学反应中较容易失去3个电子变成带3个单位正电荷的阳离子。 1．铝的氧化反应 （1）点燃的条件下，Al与O2反应。
课堂实验1：把2cm×5cm铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴快燃尽时，立即把铝箔伸入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙），观察现象。 现象：______________________________________________ 方程式：_______________________________________________ （2）常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继 续与氧气反应。 学生活动：观看“毛刷实验”视频 课堂实验2：用砂皮擦去铝条表面的氧化膜，把铝条插入硝酸汞溶液里。稍后，取出铝条，用 滤纸轻轻地把表面吸干，再把铝条放在干燥的滤纸上。 观察与分析：_________________________________________________ 结论：______________________________________________________ 答案：（1）铝箔在氧气中剧烈燃烧，放出大量的热河耀眼的白光。 4Al + 3O2 2Al2O3 （2）铝在硝酸汞溶液中发生置换反应，有汞生成。放在空气中的铝条与空气中的氧气反应 生成氧化铝，变成毛刷状。 硝酸汞溶液处理铝片使铝片覆盖汞，防止生成致密的氧化膜，可使铝片不断被氧化。毛刷的成分是氧化铝。 【思考1】铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？ 答案：因为铝易与空气中的氧气反应生成保护膜，保护着内部金属不易被腐蚀。
2．铝与氯气的反应 课堂实验3：取一条铝箔，下端用小孔系住一根火柴，然后用镊子夹住上端，引燃后，迅速伸 入盛有氯气的集气瓶中。 实验现象：_________________________________________________ 化学方程式：____________________________________________________ 答案：发出耀眼的光芒，放出大量的热 2Al + 3Cl2 2AlCl3 3．铝热反应 学生活动：观看“铝热反应”视频 课堂实验4：用两张圆形滤纸折成漏斗，把5g氧化铁粉 末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，在底部剪一个 孔，用水润湿后，放在用硬纸做成的三角漏斗里，把漏 斗架在铁圈上，下面放置一个盛砂的蒸发皿。在纸漏 斗中再加入少量氯酸钾，在混合物中间插上一根镁带， 用小木条引火点燃镁带。 实验现象：_________________________________________________ 化学方程式：____________________________________________________ 答案：镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。我们还可以看到，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落 如沙中。（待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。）
2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 【思考2】铝热反应中氯酸钾、镁条是什么作用？ 答案：铝热反应的装置中铝热剂在最下面，上面铺层氯酸钾，中间插根镁条，反应时先点燃镁 条，镁条燃烧放出的热量使氯酸钾分解产生氧气，氧气的产生又促进了镁条的燃烧放出大量的 热，因为铝热反应的条件是高温，这样反应得以进行。 注意： （1）铝粉和氧化铁的混合物叫做_____________。当加热反应时，反应中会放出大量的热，使 混合物达到很高的温度，生成氧化铝与液态铁，这个反应叫做铝热反应。 （2）还有一些金属氧化物和氧化铁相似也能发生铝热反应，这些氧化物有_________________。 （3）工业上常利用铝热反应冶炼某些难熔的金属（如钒、铬、锰）。 答案：（1）铝热剂 铝热反应 （2）V2O5、Cr2O3、MnO2 4．铝与热水反应 反应方程式：____________________________________________ 【注意】Al(OH)3是白色胶状沉淀。 答案：2Al + 6H2O2Al(OH)3 + 3H2↑ 5．铝与酸反应 （1）与弱氧化性酸反应： 稀硫酸：________________________________________ 盐酸：________________________________________ 离子方程式：________________________________________ （2）与强氧化性酸反应 ①常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生____________。因此________（填“可以”或“不可以”）用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。 ②加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸会发生反应。 【注意】钝化属于化学变化，铝与稀硝酸反应不产生H2。 答案：（1）2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ 2Al+6H+→2Al3++3H2↑ 钝化 可以 6．铝与碱反应 课堂实验5：用砂纸擦去铝条表面的物质，将铝条浸入6mol/L的氢氧化钠溶液中。 观察与现象：_________________________________________________________ 本质探讨： 铝与碱反应的本质：
①铝和溶液中的水反应：_______________________________________
②生成的氢氧化铝和氢氧化钠反应：_______________________________________ 反应①不易进行的原因： a._______________________________________
b._______________________________________ 铝与氢氧化钠反应的化学方程式：_______________________________________ 可简写为：_______________________________________ 【注意】（1）铝与NaOH溶液反应时，水作为__________参加反应。
（2）铝与碱的反应过程中，Al(OH)3起_________（填酸或碱）的作用。 （3）铝制品不能用来存放酸性和碱性的物质。 答案：铝条溶解，且有气体产生 ①2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑ ②Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O a.Al的金属性相对较弱 b.产生的Al(OH)3不溶于水覆盖在金属表面而阻止反应的进一步进行。 2Al+2NaOH+6H2O→2NaAlO2+4H2O+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑ 注意：反应物 酸 【思考3】请标出Al和NaOH反应时的电子转移方向和数目。
在该反应中，还原剂是______，氧化剂为______，还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。 答案：2Al+2NaOH+6H2O→2NaAlO2+4H2O+3H2↑（铝指向水中的氢，转移6个电子） Al H2O 1:3 三、氧化铝 1．物理性质 氧化铝是_______色固体，高熔点(2045℃)，______溶于水，是__________氧化物，可用作 ______材料。还可以制作各种宝石。 2．化学性质 （1）与酸反应（盐酸，稀硫酸，稀硝酸） 反应方程式：______________________________________________ （2）与强碱反应（氢氧化钠溶液） 反应方程式：______________________________________________ 答案：白 难 两性 耐火 Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O 四、氢氧化铝 1．物理性质 氢氧化铝是几乎______溶于水的_______色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化。 2．化学性质 （1）氢氧化铝的电离：_____________________________________________ （2）与强酸反应（盐酸，硝酸，硫酸等） 反应方程式：__________________________________________________ （3）与强碱反应（氢氧化钠溶液） 反应方程式：__________________________________________________ （4）氢氧化铝受热分解： 反应方程式：__________________________________________________ 答案：不 白 （1）Al3++3OH-Al(OH)3AlO2-+H++H2O （2）Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O （3）Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O （4）2Al(OH)3Al2O3+3H2O 3．氢氧化铝的制备 （1）向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为： ______________________________________________________ （2）向偏铝酸盐溶液中通入少量CO2，离子方程式为： ______________________________________________________ （3）向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为： ______________________________________________________ 答案：（1）Al3＋＋3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH （2）2AlO2－+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+CO32－ （3）AlO＋CO2＋2H2O→Al(OH)3↓＋HCO 【练一练】 1．下列物质中既能跟稀H2SO4反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是（ ）
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部 答案：D 2．把铝片投入下列溶液中，能发生化学反应但无气体发生的是（ ）
A．苛性钠溶液 B．稀盐酸
C．硫酸铜溶液 D．浓硝酸（冷） 答案：CD 3．铝粉和氧化铁配成铝热剂，分成两份：一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应， 一份直接放入烧碱溶液中反应；前后两中情况生成的气体质量比是（ ） A．1：1 B．2：3 C．3:2 D．28:9 答案：B 五、明矾 明矾的化学式为：______________，可做净水剂。 硫酸铝钾的电离方程式：________________________________________ Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。 其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：_________________________________________ 答案：KAl(SO4)2·12H2O KAl(SO4)2→K++Al3++2SO42- Al3＋＋3H2O-----Al(OH)3(胶体)＋3H＋ 课堂练习 知识点1：共存问题 【例1】向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是（ ） A．Cl- B．H+ C．OH- D．HCO-3 【答案】D 变式1：某无色透明溶液能与铝作用放出氢气，此溶液中一定能大量共存的离子组是 （ ）
A．Cl-、SO42-、Na+、K+ B．K+、ClO-、Na+、NO3-
C．HCO3-、Na+、NO3-、K+ D．NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+ 【答案】A 变式2：某无色透明溶液与金属铝反应放出氢气。试判断下列离子：Ba2+、Mg2+、Cu2+、H+、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-中，何者能大量存在于此溶液中？
（1）当生成Al3+时，可能大量存在的离子有_____________________________。
（2）当生成AlO2-时，可能大量存在的离子有_____________________________。 【答案】（1）H+、Mg2+、SO42- （2）OH-、Ba2+、NO3- 【方法提炼】 往某无色溶液中加入金属铝能够产生氢气的，则该可溶液可以是酸溶液，也可以是碱溶液，不能忽略其中的任何一种情况。 知识点2：铝与酸碱反应及相关计算 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理： 2Al＋6HCl→2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O→2NaAlO2＋3H2↑。 1．等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝________。 2．足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝________。 3．一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为____________________，则必定是：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。 答案： << 4．相同质量的镁铝合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，哪种物质产生的H2多？ 答案：盐酸产生的H2多。 【例1】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为 （ ） A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 【答案】A 变式1：等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是（ ） 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 【答案】B 【解析】一定量的Al与一定量的硫酸、NaOH溶液反应时，由于产生H2的体积比：< ＝<，故铝与硫酸反应时，铝过量而硫酸不足，铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶 液过量。 变式2：两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4 【答案】B 变式3：将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72 L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2 L。则原合金样品中镁的质量为（ ） A．4.8 g B．6 g C．9.6 g D．12 g 【答案】C 知识点3：毛刷实验 【例1】某同学为进一步探究铝在空气中的氧化反应，设计下述试验（如右下图）： 外管是中间留有空气的一支试管，连接一个U形管，管内有红色水柱。 内管是一支试管，管内放有除去氧化膜的铝片，该铝片还用硝酸汞溶液处理过，并用滤纸吸干。该小试管连有一导管，导管内有红色水滴。整个装置不漏气。试回答： （1）观察到现象： ①铝片：_________________________________________。 ②红色水滴___________（填“向左”或向右或不）移动。 ③红色水柱将：_____________________________________。 （2）解释原因： ①硝酸汞溶液处理铝片的作用_________________________________________。 ②红色水滴出现的变化，表明：______________________________________。 ③红色水柱出现变化，表明：____________________________________________。 【答案】表面长出毛刷状白色物质 向左 左低右高 使铝片覆盖汞，防止生成致密的氧化膜，可使铝片不断被氧化 铝片氧化，消耗小试管中的氧气 铝片氧化时放出大量的热，大试管内空气受热膨胀 变式1：用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如下图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是（ ）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 【答案】D 变式2：表面破损的铝制品，放久了破损处会有一层“白毛”产生，“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液，写出形成“白毛”的化学方程式___________________________________。 【答案】3Al+3O2→Al2O3 【方法提炼】 毛刷实验反应的本质是金属铝与空气中的氧气反应生成氧化铝，最后毛刷的成分就是“氧化铝”。 四、课堂小结 金属铝有哪些化学性质？ 金属铝与氢氧化钠反应的本质是什么？ 等量的金属铝与足量的盐酸、氢氧化钠反应，最后产生的氢气是什么关系？ 有哪些物质既能够与酸反应、同时还能够与碱反应呢？ 五、课后作业 1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，因此铝在下列各应用中应该加以控制的或加以改进的是（ ）
①制铝合金 ②制电线 ③制餐具 ④银色漆涂料 ⑤明矾净水 ⑥明矾与苏打制食品膨松剂 ⑦易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑨包装糖果
A．③⑤⑧⑨ B．⑥⑧⑨ C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨ 【答案】D 下列关于金属铝的叙述中，正确的是（ ）
A．铝可与盐酸反应不溶于氢氧化钠溶液 B．铝跟硫不反应
C．铝跟冷的浓硝酸反应放出二氧化氮气体 D．铝可作还原剂，用于金属的冶炼 【答案】D 下列各物质中，属于纯净物的是（ ）
A．铝热剂 B．硬铝 C．漂白粉 D．液氯 【答案】D 下列物质中，常温下能用铝制容器贮存的是（ ）
A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓硝酸 D．硫酸铜溶液 【答案】BC 将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ） A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 【答案】C 相同质量的铝片分别跟足量的氢氧化钠溶液和盐酸反应，放出氢气的质量是（ ）
A．一样多 B．跟氢氧化钠溶液反应放出的多
C．跟盐酸反应放出的多 D．无法比较 【答案】A 等质量的两份铝分别跟足量的盐酸及氢氧化钠溶液反应，放出氢气的质量分别为m g与n g，则m与n的关系是（ ） A．m = n B．m > n C．m < n D．无法判断 【答案】A 2.7g铝粉分别与体积均为100mL、浓度均为2mol/L的①硫酸溶液、②烧碱溶液、③盐酸完全反应，放出氢气的体积（相同条件）是（ ） A．①＝②＝③ B．①＝②＞③ C．①＞②＞③ D．②＞①＝③ 【答案】B 将5.4g Al 投入到200.0mL 2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（ ） A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液 【答案】D 甲、乙两烧杯分别盛有100ml 6mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后生成等质量的氢气，则加入铝粉的质量为（ ） A．8.1g B．5.4g C．3.6g D．2.7g 【答案】B 甲、乙两烧杯中分别为等体积、等物质的量浓度的稀硫酸及氢氧化钠溶液，在甲、乙两烧杯中分别加入足量的铝粉，充分反应后，甲、乙两烧杯中产生氢气的体积（同温同压下测定）之比为（ ）
A．1:1 B．2:3 C．3:2 D．2:1 【答案】B 现有4mol铝及足量稀HCl和稀NaOH溶液，欲将铝全部转化为Al(OH)3，所需HCl与NaOH的物质的量之和最少应是（ ） A．6mol B．4mol C．16mol D．8mol 【答案】A 有三种不同浓度的稀硫酸，体积比依次为3︰2︰1，它们分别与等物质量的K2CO3、KHCO3、Al刚好完全反应，此三种硫酸的物质的量浓度比为（ ）
A．1︰1︰1 B．6︰2︰3 C．4︰3︰18 D．2︰1︰3 【答案】C
下列反应中，能生成氢氧化铝沉淀的是（ ）
A．氧化铝跟水 B．氯化铝跟氨水 C．氧化铝跟强碱溶液 D．铝跟强碱溶液 【答案】B 对于金属铝和过量的NaOH溶液反应，下列方程式中，符合既配平，又能正确表示电子转移方向和数目的是（ ） A． B． C． (
2e e
) D． 【答案】B 有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（ ）
A．铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3 B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．H2O是氧化剂，Al被氧化 【答案】D 能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（ ）
A．铝的密度小, 熔点较低 B．铝在空气中燃烧, 放出大量的热
C．铝在金属活动性顺序表排在较前面 D．铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热 【答案】D 美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是（ ）
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气 B．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
C．铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物 D．氢铝化合物具有强还原性 【答案】C 下列氧化物中，既能溶于强酸，又能溶于强碱的是（ ）
A．Fe2O3 B．Ag2O C．CuO D．Al2O3 【答案】D 下列物质中：①Al ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④AlCl3 ⑤NaAlO2 ⑥NaHCO3 ⑦(NH4)2S，既能与盐酸溶液反应，又能与氢氧化钠溶液反应的有（ ） A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．①②③④⑤⑥⑦ D．①②③⑥⑦ 【答案】D 下列离子中，在强碱性溶液中能大量存在的是（ ） A．Fe2+ B．Fe3+ C．Al3+ D．AlO2- 【答案】D 下列离子中，在强酸性溶液中能大量存在的是（ ） A．Al3+ B．AlO2- C．CO32- D．HCO3- 【答案】A 下列各组离子，可以大量共存的一组是（ ） A．K+、AlO2-、Cl-、H+ B．Na+、S2-、Al3+、SO42-
C．Mg2+、Al3+、OH―、SO42- D．K+、Cl-、Al3+、NO3- 【答案】D 将铁和铝的混和粉未溶于过量盐酸中，通入足量氯气，再加入过量的NaOH溶液，最后溶液中大量存在的离子是（ ） A．Na＋、Fe2＋、Cl－、AlO2－ B．Na＋、Fe3＋、Cl－、OH－
C．Na＋、Fe3＋、Cl－、AlO2－ D．Na＋、Cl－、OH－、AlO2－ 【答案】D 有一瓶澄清溶液，其中可能含有K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、NO3-、Cl-、SO42-、CO32-，取该溶液进行下列实验：取部分溶液，在其中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量，有白色沉淀生成（沉淀量与加入Ba(OH)2溶液量的关系如右图所示）；将上述物质过滤，得沉淀和滤液，在沉淀中加稀盐酸后，沉淀不溶解。在滤液中加HNO3酸化时，有沉淀生成，但无气体产生；继续加HNO3沉淀又消失；再加AgNO3无反应现象。 根据以上事实确定，该溶液中：
（1）肯定存在的离子有_______________________________；
（2）肯定不存在的离子有_____________________________；
（3）不能确定的离子是_______________________________。 【答案】（1）Al3+、SO42- （2）Fe3+、Mg2+、CO32-、Cl- （3）K+、NO3- 现有Na2CO3、Al(OH)3、CuCl2、NaHCO3、(NH4)2CO3五种物质，其中：
只能跟H+反应的是：___________________________
只能跟OH-反应的是：___________________________
既能跟H+反应，又能跟OH-反应的是：___________________________ 【答案】Na2CO3 CuCl2 Al(OH)3 NaHCO3 (NH4)2CO3 为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。 （1）若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积 为b L。反应的化学方程式是______________________________。样品中铝的质量是________g。 （2）若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：________________，氧 化铁和铝的质量比是_______________。 （3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与⑴中所 得气体的体积比c: b=__________________。 【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑ 18b/22.4g
（2） 27:80 （3）2:3 对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。”又已知， Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下表所示： 物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点（℃）660146220541535沸点（℃）2467／（2980）2750
（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁融化，而铝的熔点比铁低。此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？ 答：_____________（填“合理”或“不合理”）。 （2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。填写下列表格： 所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式
（3）实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好的是__________（填序号），理由是__________________________________________________________________________________ （A）浓硫酸 （B）稀硫酸 （C）稀硝酸 （D）氢氧化钠溶液 【答案】（1）合理
（2）氢氧化钠溶液 取适量样品置于试管中，加入氢氧化钠溶液；有气体产生 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
（3）B 稀硫酸完全溶解此熔融物，并且不造成环境污染。（或浓硫酸会使铁、铝钝化；稀硝酸溶解金属时，会产生氮氧化合物，污染空气；NaOH溶液不能溶解单质铁。） 实验室中将MgCl2与AlCl3的混合溶液进行分离，按以下过程操作： 回答：
（1）加入试剂的化学式：①是_________，②是________，③是________，④是_________。 （2）写出各生成物的化学式，X是________，Y是_______，Z是_______，W是________。 （3）写出下列反应的离子方程式。
①________________________________，________________________________。
②__________________________________________________________________。
③__________________________________________________________________。
④__________________________________________________________________。 【答案】（1）①NaOH ②HCl ③CO2 ④HCl
（2）Mg(OH)2；MgCl2；Al(OH)3；AlCl3
（3）①Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2, Al3+ + 4OH- AlO- + 2H2O
②Mg(OH)2 + 2H+ Mg2+ + 2H2O
③2AlO- + CO2 + 3H2O 2Al(OH)3+ CO32-
④Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O

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