高中化学知识点：单质铝

铝的主要性质：

物理性质：
铝是银白色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。
化学性质：
活泼金属，具有较强的还原性；常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化；既可以与酸反应又可以与碱反应。
(1)与氧气反应：（纯氧中发出耀眼的白光）
(2)与Cl₂ 、S 、N₂反应：
(Al₂S₃在溶液中完全双水解)

(AlN与水反应生成Al(OH)₃和NH₃↑)
(3)与水反应：
(4)与酸反应：
(5)与碱的反应：
(6)铝热反应：2Al＋Fe₂O₃=(高温)=Al₂O₃＋2Fe
铝的用途
纯铝制作导线，铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。

铝的特殊性质：

铝既能与酸反应，也能与强碱反应。
铝与酸反应：铝与浓硫酸在常温下发生钝化，2Al＋6HCl==2AlCl₃+3H₂↑
铝与碱反应：2Al＋2NaOH＋2H₂O==2NaAlO₂＋3H₂↑

铝热反应：

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。　
可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe₂O₃、Fe₃O₄、Cr₂O₃、V₂O₅等）或非金属氧化物（如SiO₂等）在高热条件下发生的反应。　 　　
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应， 　　
其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示：

铝热反应配平技巧：

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe₃O₄=4Al₂O₃+9Fe中，可取Fe₃O₄和Al₂O₃中氧的最小公倍数12，则Fe₃O₄前应为3Al₂O₃前应为4，然后便可得到Al为8，Fe为9。

镁铝的化学性质比较：

单质	镁	铝
与非金属反应	2Mg+O2=(点燃)=2MgO (发出耀眼白光) Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2 3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2	4Al+3O2=(加热)=2Al2O3 2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3 2Al+3S=(加热)=Al2S3
与沸水反应	Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2↑	不反应
与酸反应	Mg+2H+==Mg2++H2↑ 与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O	2Al+6H+==2Al3++3H2↑ 在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
与氧化物反应	2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C (剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)	2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
与盐溶液反应	Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2↑ Mg+Cu2+==Mg2++Cu	2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
与强碱反应	不反应	2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑

铝热反应配平技巧：

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如8Al+3Fe₃O₄=4Al₂O₃+9Fe中，可取Fe₃O₄和Al₂O₃中氧的最小公倍数12，则Fe₃O₄前应为3Al₂O₃前应为4，底下便可得到Al为8，Fe为9。

铝与酸、碱反应的计算技巧：

铝与酸、碱反应的实质都是，，所以根据得失电子守恒可知：，利用此关系可以方便地进行有关计算。

铝与酸或碱溶液反应生成H₂的量的计算：

Al是我们中学阶段学习的唯一既与H^＋反应也与OH^－反应的金属，它与酸、碱反应既有相同点，也有不同点。

相同点：Al均被氧化成+3价，所以1molAl不论与H^＋还是与OH^－反应均生成3gH₂。
不同点：1molAl与H^＋反应消耗3molH^＋，而与OH^－反应只消耗1molOH^－，所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。

“铝三角”关系：

Al³⁺＋3OH^-===Al(OH)₃↓
Al(OH)₃＋OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
Al³⁺＋4OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
AlO₂^-＋2H₂O＋CO₂===Al(OH)₃↓＋HCO₃^-
AlO₂^-+H⁺＋H₂O===Al(OH)₃↓
AlO₂^-+4H⁺===Al³⁺＋2H₂O

钝化：

铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化，钝化不是不反应，而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜，恰恰说明金属的活泼性。

相关高中化学知识点：铝盐（铝离子）

铝盐：

铝盐是指正三价铝离子和酸根阴离子组成的盐，一般来说呈白色或无色晶体，溶于水，个别不溶于水。
常用的铝盐主要有三氯化铝、硫酸铝和明矾。
(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓
Al³⁺+4OH^-(过量)== AlO₂^-+2H₂O
(2)Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐的性质：

Al³⁺易水解，显酸性Al³⁺+3H₂O==Al(OH)₃+3H⁺
(1)与碱反应：Al³⁺+3OH^-(少量)==Al(OH)₃↓
Al³⁺+4OH^-(过量)==AlO₂^-+2H₂O
(2)易发生双水解：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O==4Al(OH)₃↓

铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)₃沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃(生成沉淀)
(2)Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O(沉淀溶解)
(3)Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O(生成沉淀，又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)₃沉淀的物质的量与n(Al³⁺)、n(OH^-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(OH^-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=4n(Al³⁺)-n(OH^-)

2、有关Al(OH)₃的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：

“铝三角”关系：

Al³⁺＋3OH^-===Al(OH)₃↓
Al(OH)₃＋OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
Al³⁺＋4OH^-===AlO₂^-＋2H₂O
AlO₂^-＋2H₂O＋CO₂===Al(OH)₃↓＋HCO₃^-
AlO₂^-+H⁺＋H₂O===Al(OH)₃↓
AlO₂^-+4H⁺===Al³⁺＋2H₂O

典型例题解析：

在50mLbmol·L^－1的AlCl₃溶液中加入50mLamol·L^－1NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al(OH)₃沉淀的物质的量为________。
(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。
(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)₃的质量为________g。　
解析：依题意知，在AlCl₃溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生： AlCl₃＋3NaOH===Al(OH)₃↓＋3NaCl ①
AlCl₃＋4NaOH===NaAlO₂＋3NaCl＋2H₂O ②
根据以上两反应可以看出：
(1)当a≤3b时，只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。3n[Al(OH)₃]＝n（NaOH）?。所以答案为0.05a/3mol。
(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO₂^－形式存在。 n(AlCl₃)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶b≥4∶1，所以答案为a≥4b。
(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)₃和AlO₂^－两种形式存在。符合关系：即，整理得：3b<a<4b或。

求沉淀的量的方法很多。
解法一：联立方程法。
设反应①中，AlCl₃物质的量为x，则Al(OH)₃为x，NaOH为3x。
反应②中AlCl₃物质的量为y，NaOH为4y。 　　　　
　　　　　　　
解得x＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。 m[Al(OH)₃]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol=3.9(4b-a)g。
解法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na^＋、Cl^－、AlO₂^-。　　　　
n(AlO₂^-)＝n(Na^＋)－n(Cl^－)＝0.05amol－0.05×3bmol。　　　　
n[Al(OH)₃]＝n(Al^3＋)_总－n(AlO₂^-)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)mol。　　　　
m[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol ＝3.9(4b－a)g。　　　　
【答案】　

相关高中化学知识点：氢氧化铝

氢氧化铝的性质：

不溶于水的白色胶状物质；能凝聚水中的悬浮物，可用作净水剂、可治疗胃酸过多、作糖的脱色剂等；既能与酸反应，又能与碱反应。
(1)与酸反应：Al(OH)₃+3H⁺==Al³⁺+3H₂O
(2)与碱反应：Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O

氢氧化铝的性质：

氢氧化铝是一种白色不溶于水的胶状沉淀，它能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。
氢氧化铝既能与强酸反应也能与强碱反应，是两性氢氧化物。
氢氧化铝是医用的胃酸中和剂的一种，它的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但却可以与酸反应，是胃液酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。
氢氧化铝受热是分解成氧化铝和水。2Al(OH)₃=(加热)=Al₂O₃+3H₂O

氢氧化铝的制备：

实验室制法：Al₂(SO₄)₃+6NH₃·H₂O==(NH₄)₂SO₄+Al(OH)₃↓
其他制法：①AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al(OH)₃↓+CO₃^2-
②2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al(OH)₃↓+CO₃^2-
③AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^-
④3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O==4Al(OH)₃↓
例题：用稀H₂SO₄、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)₃。
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是　　　
甲：　　　
乙：　　　
丙：　
若要得到等量的Al(OH)₃，则(　B　) 　　　
A．三者消耗的原料相同　　　B．甲消耗的原料的总物质的量最多　　　C．乙消耗的原料的总物质的量最少　　　D．丙消耗的原料的总物质的量最多　　　

有关Al(OH)₃的计算及图象分析：

解答有关Al(OH)₃的图象和计算问题要注意以下三点：
(1)“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。
(2)铝元素的存在形式。
(3)图象分析时：首先要看清横、纵坐标的含义，其次要对图象进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。
1、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)₃沉淀的计算
反应关系如下：
(1)Al³⁺+3OH^-==Al(OH)₃(生成沉淀)
(2)Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O(沉淀溶解)
(3)Al³⁺+4OH^-==AlO₂^-+2H₂O(生成沉淀，又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式，所得Al(OH)₃沉淀的物质的量与n(Al³⁺)、n(OH^-)的关系为：
当≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(OH^-)
当≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=0

当3<<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)₃]=4n(Al³⁺)-n(OH^-)

2、有关Al(OH)₃的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O～A段：
A～B段：
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O～A段：
A～B段：
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图所示


分析得：氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O～A段：
O～B段：
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O～A段：
A～B段：

方法与技巧：

利用互滴顺序不同，现象不同可检验的溶液
(1)AlCl₃溶液和盐酸
(2)NaAlO₂溶液和盐酸
(3)Na₂CO₃溶液和盐酸
(4)AgNO₃溶液和氨水
当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H⁺反应，再与Mg²⁺、Al³⁺反应生成沉淀，再与NH₄⁺反应，最后才溶解Al(OH)₃沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。可用图像表示为：

AlO₂^-与HCO₃^-的反应不属于水解相互促进的反应，而是HCO₃^-电离出的H⁺与AlO₂^-发生的反应：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al(OH)₃↓+CO₃^2-

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