内容正文:
专题3.2 铝及其重要化合物
1.掌握镁、铝的主要性质及其应用。
2.掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。
知识点一 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3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、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。
3.金属铝的化学性质
①4Al+3O22Al2O3
②2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
③2Al+6H+===2Al3++3H2↑
④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
4.铝热反应
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+2Al2O3;
②金属焊接,如野外焊接钢轨等
5.铝的制备和用途
(1)制备原理
电解熔融Al2O3:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
(2)铝的用途
纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
【方法技巧】对比记忆镁的化学性质
铝
镁
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg+O22MgO
3Mg+N2Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧:
2Mg+CO22MgO+C
【典例1】(2019·湖北武汉二中模拟)日常生活中常用铝制炊具,它质轻且坚固耐用,其中的原因是( )
A.铝很不活泼,不易与其他物质反应
B.铝虽然很活泼,但是只能在高温下才能反应
C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜,起保护作用
D.铝制品表面镀有一层铜,可以保护铝
【方法技巧】铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应:
若产生氢气的体积比为<1,则必定<
①铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。
【变式1】(2019·辽宁营口一中模拟)铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出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与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是________。
(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和氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是________________。
(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________________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1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________(填字母)。
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
知识点二 铝的重要化合物
1.氧化铝
(1)物理性质:白色固体,难溶于水,熔点很高。
(2)化学性质
2.氢氧化铝
(1)物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH)3的电离方程式为
酸式电离:Al(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+
碱式电离:Al(OH)3Al3++3OH-
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
②Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。
③