1、第 講 常見無機物16第 四 單 元 熱點知識剖析 鋁作為典型兩性金屬元素的代表，它的單質及其化合物知識一直是高考考查的熱點，特別是Al3+和AlO-2的性質問題，在離子共存、離子方程式和物質鑒別等方面出現的幾率較大，另外在推斷、計算和實驗等試題中也會涉及鋁及其化合物知識的應用。在復習中要以Al及其對應Al2O3、Al(OH)3的兩性，Al3+與Al(OH)3及NaAlO2相互轉化為重點，注意由于反應物的物質的量不同引起的產物、反應現象不同的問題。 基礎知識回顧 一、鋁元素在自然界中的存在 鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于氧和硅，是含量最多的金屬，它屬于有色金屬和輕金屬，自然界中的鋁全部以化合態

2、存在；鋁土礦的主要成分是Al2O3。 二、鋁單質 1.物理性質 銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等。 2.化學性質 (1)與非金屬單質反應與O2反應：常溫下，鋁表面可形成致密的氧化物薄膜，故金屬鋁有一定的抗腐蝕性。點燃或加熱時與O2反應的化學方程式為: 在點燃或加熱的條件下與Cl2、S反應，化學反應方程式分別為:4Al+3O2= 2Al2O32Al+3Cl2 = 2AlCl3;2Al+3S = Al2S3。 （2）與酸反應 常溫下鋁遇 、能夠發生鈍化。 與鹽酸反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2濃H2SO4濃HNO32Al+6HCl2AlC

3、l3+3H2。 (3)與強堿（如NaOH）溶液反應的化學方程式為：. (4)與某些鹽（如CuCl2)溶液反應的化學方程式為2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu。 (5)與金屬氧化物（如Fe2O3)反應（鋁熱反應）的化學方程式為：此反應放出大量的熱，可用于冶煉高熔點的金屬或焊接金屬。.Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫 三、鋁的化合物 1.Al2O3是一種白色固體，是冶煉鋁的原料，熔點很高，可作耐火材料。氧化鋁不溶于水，是典型的兩性氧化物，既能與酸反應，又能與堿反應，其離子方程式為：Al2O3+2OH-2AlO-2+H2O。Al2O3+6H+2Al3+3H2O， 2.Al（OH）3是一

4、種難溶于水的白色膠狀物質，有較強的吸附能力。實驗室常用可溶性鋁鹽與制取。 Al(OH)3受熱易分解，是一種典型的兩性氫氧化物。溶于強酸和強堿的離子方程式分別是：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O3.明礬的化學式是KAl(SO4)212H2O，它是一種復鹽，它能凈水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+。氨水 四、從鋁土礦中提取鋁 1.工藝流程 （1）原料：鋁土礦（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等雜質） （2）方法：酸溶法、堿溶法 （3）工藝流程圖 酸溶法：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl

5、2FeCl3+3H2O AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl NaAlO2+CO2+2H2NaHCO3+Al(OH)32Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融）4Al+3O2通電 重點知識歸納 一、鋁及其重要化合物的轉化關系 二、氫氧化鋁具有兩性 氫氧化鋁的兩性可用電離平衡移動的原理來解釋，氫氧化鋁電離方程式可表示如下：當加入強堿、弱堿及水解顯堿性的鹽，平衡左移。當加入強酸、弱酸及水解顯酸性的鹽，平衡右移。H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-酸式電離堿式電離 三、有關氫氧化鋁的圖象 1.向一定

6、量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液。離子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O 2.向一定量NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液。離子方程式：4OH-+Al3+AlO-2+2H2O3AlO-2+Al3+6H2O4Al(OH)3 3.向一定量NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液。離子方程式：AlO-2+H+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O 4.向一定量HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液。AlO-2+4H+Al3+2H2OAl3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 四、可溶性鋁鹽與強堿溶液反應的計算規律 二者反應產物Al

7、(OH)3能和強堿繼續反應，其計算規律如下: (1)求產物Al(OH)3的物質的量當n(OH-)3n(Al3+)時，nAl(OH)3=13n(OH-)當3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)時，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)當n(OH-)4n(Al3+)時，nAl(OH)3=0,無沉淀若堿不足：n(OH-)=3nAl(OH)3若堿過量：n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3（2）求反應物強堿的物質的量 五、金屬的相關知識 1.在人類發現的一百多種元素中，金屬占五分之四左右；金屬單質在常溫下除汞是液體外，其余都是固體，除金、銅等少數金屬具有特殊的顏色外，絕大多數

8、呈銀白色，不透明，有金屬光澤，有延展性，一般都是熱和電的良導體。金屬晶體的構成微粒是金屬離子和自由電子，其作用力是金屬鍵，它決定金屬的熔沸點、硬度等，導熱、導電性和延展性與自由電子有關。 2.合金是由兩種或兩種以上金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質，一般來說，合金的熔點比各成分金屬低，硬度、強度比各成分金屬大。最早制得的合金是青銅，用量最大的合金是鋼。 3.金屬單質的化學性質 金屬原子的最外層電子較少，單質在反應中都易失去電子，因此都具有還原性。但由于金屬原子結構的差異，性質上會有差異。常見金屬的反應規律可歸納如下：金屬活動順金屬活動順序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn

9、、Pb與非金與非金屬反應屬反應Cl2都能直接化合，變價金屬一般生成高價金都能直接化合，變價金屬一般生成高價金屬氯化物屬氯化物S與硫蒸氣直接化合，變價金屬生成低價金與硫蒸氣直接化合，變價金屬生成低價金屬化合物屬化合物O2常溫下易氧化，常溫下易氧化，點燃生成過氧點燃生成過氧化物等化物等常溫下緩慢被氧化常溫下緩慢被氧化與與H2O反應反應常溫下生成堿常溫下生成堿和氫氣和氫氣與熱與熱水反水反應應有堿存在有堿存在下與水反下與水反應應與高溫水與高溫水蒸氣反應蒸氣反應與與H反應反應生成鹽和氧氣生成鹽和氧氣金屬活動順金屬活動順序序HCu、Hg、AgPt、Au與非與非金屬金屬反應反應Cl2都能直接化合，變價金屬一

10、都能直接化合，變價金屬一般生成高價金屬氯化物般生成高價金屬氯化物不反應不反應S與硫蒸氣直接化合，變價金與硫蒸氣直接化合，變價金屬生成低價金屬化合物屬生成低價金屬化合物不反應不反應O2加熱被氧化加熱被氧化不反應不反應與與H2O反應反應不反應不反應不反應不反應與與H反應反應不反應不反應不反應不反應金屬活動順金屬活動順序序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb與氧化性酸與氧化性酸硝酸、濃硫硝酸、濃硫酸的反應酸的反應不生成氫氣，常溫下鐵、鋁鈍化不生成氫氣，常溫下鐵、鋁鈍化與鹽溶液的與鹽溶液的反應反應與水反應生與水反應生成堿，堿再成堿，堿再與鹽反應與鹽反應排在前面的金屬能把排在后排在前面的金屬能把

11、排在后面的金屬從其鹽溶液中置換面的金屬從其鹽溶液中置換出來出來堿的穩定性堿的穩定性 受熱不分解受熱不分解加熱分解加熱分解自然界存在自然界存在的狀態的狀態化合態化合態冶煉方法冶煉方法電解法電解法(熔融的鹽、氧化物等熔融的鹽、氧化物等)熱還原法熱還原法金屬活動順序金屬活動順序HCu、Hg、AgPt、Au與氧化性酸硝酸、與氧化性酸硝酸、濃硫酸的反應濃硫酸的反應產生產生NO2、NO、SO2等等溶于王水溶于王水與鹽溶液的反應與鹽溶液的反應排在前面的金屬能把排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來鹽溶液中置換出來不反應不反應堿的穩定性堿的穩定性加熱分解加熱分解常溫分解常溫分解

12、自然界存在的狀態自然界存在的狀態化合態化合態游離態游離態冶煉方法冶煉方法熱分解或其他方法熱分解或其他方法 （考查單質鋁的性質）將等物質的量的鎂和鋁相混合，平均分成4份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是( ) A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3 C.8molL-1 NaOHD.18molL-1 H2SO4A 在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不能產生H2，加入NaOH溶液，只有Al與之反應，加入鹽酸，鎂和鋁都與鹽酸反應生成H2，所以生成的H2的量最多。方法指導：本題主要考查Mg、Al與硝酸的反應以及Al和濃硫酸發生鈍化的性質,物質的量濃度

13、為18 molL-1的H2SO4，是質量分數約為98%的濃H2SO4，不了解易造成失誤。 （考查含鋁化合物的性質）將AlCl3溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀中所含鋁元素與溶液中所含鋁元素相等，則原AlCl3與NaOH兩溶液的物質的量濃度之比可能是() A.13B.32 C.14D.27D 溶液中的Al元素可能有兩種存在形式（1）若AlCl3過量，溶液中以Al3+形式存在（2）若NaOH過量，溶液中以AlO-2形式存在c(AlCl3) c(NaOH)=(1+1) 3=2 3c(AlCl3) c(NaOH)=1 (3+0.5)=2 7方法指導：本題主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO

14、-2的相互轉化，注意：。AlCl3Al(OH) 3 NaAlO23NaOH3HClHClNaOH （考查鋁的化合物知識的綜合運用）三位同學設計了以下由廢鋁屑制取純凈的氫氧化鋁的方案： 提示：Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 AlAl3+ Al(OH)3或H+OH-AlAlO-2 Al(OH)3OH-H+Al Al3+ Al(OH)3或H+NH3H2OAl AlO-2 Al(OH)3OH-CO2 制備相同物質的量的氫氧化鋁，消耗酸和堿最少的方案是 ，按最優方案，每制備1mol Al(OH)3，至少消耗3mol/L H2SO4溶液 mL,6mol/L NaOH溶液 mL。125125

15、 用堿 n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3， 用酸 n(H+)=3n(Al3+)=314Al(OH)3。方法指導：Al3+、Al（OH）3、AlO-2之間的相互關系是綜合性試題中經常涉及的知識點，Al3+存在于強酸性，AlO-2存在于強堿性，Al（OH）3存在于中性或弱酸弱堿的條件，也就是說，改變酸堿性就可改變鋁元素的存在狀態。 2.Al（OH）3是一種難溶于水的白色膠狀物質，有較強的吸附能力。實驗室常用可溶性鋁鹽與制取。 Al(OH)3受熱易分解，是一種典型的兩性氫氧化物。溶于強酸和強堿的離子方程式分別是：Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO

16、-2+2H2O3.明礬的化學式是KAl(SO4)212H2O，它是一種復鹽，它能凈水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+。氨水 四、從鋁土礦中提取鋁 1.工藝流程 （1）原料：鋁土礦（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等雜質） （2）方法：酸溶法、堿溶法 （3）工藝流程圖 四、從鋁土礦中提取鋁 1.工藝流程 （1）原料：鋁土礦（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等雜質） （2）方法：酸溶法、堿溶法 （3）工藝流程圖 三、有關氫氧化鋁的圖象 1.向一定量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液。離子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O 五、金屬的相關知識 1.在人類發現的一百多種元素中，金屬占五分之四左右；金屬單質在常溫下除汞是液體外，其余都是固體，除金、銅等少數金屬具有特殊的顏色