1、高考化学一轮复习元素化合物专题2铝及其化合物铝及其化合物【考向分析】有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。问题常以工业生产流程为载体考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、制取、计算等。高考对本专题内容的考查将以铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主。【要点讲解】要点1. 铝铝元素在元素周期表中位于第三周期A族。铝为银白色金属，熔点为660.40C，沸点为24670C密度为2.7gcm-3,导电性仅次于银、铜和金。1.铝跟非金属反应：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
2、继续与氧气反应。铝在空气中强热：4Al3O22Al2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。铝与氮气在高温下反应：2AlN22AlN ，铝容易和卤素反应，常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝；在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝。在高温下也能和硫、氮气、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000)。温馨提示：将未打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，发现铝箔发红卷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃烧）。将已打磨的铝箔在酒精灯火焰上加热，发现铝箔也卷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（打磨后铝箔表面又很快形成氧化膜，阻止了铝的燃烧）。2.铝与酸反应（1
3、）与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应：2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2 2Al6H+ 2Al3+3H2（2）常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。（3）加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Al6H2SO4(浓)Al2(SO4)33SO26H2O（4）铝与稀硝酸反应不产生H2。3.铝与强碱溶液反应：2Al6H2OAl(OH)33H2，Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O。上述两个反应叠加得：2Al2NaOH2H2O 2NaAlO23H2温馨提示：Al既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，Al与酸、碱反应生成氢气的实质都是AlAl3，所以Al无论
4、与酸反应还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。4.铝与某些金属氧化物反应：2AlFe2O3Al2O32Fe,这个反应称为铝热反应,铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂.铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。如10Al3V2O55Al2O36V ，8Al3Co3O44Al2O39Co，8Al3Fe3O44Al2O39Fe等。要点2. 氧化铝和氢氧化铝1. 氧化铝：氧化铝白色固体，高熔点(2045)，难溶于水，是两性氧化物（既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氧化物），反应为Al2O36H+2Al3+3H2O，Al2O32OH 2AlO2+2 H2O。利
5、用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等2氢氧化铝（1）氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质，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）氢氧化铝是两性氢氧化物（既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氢氧化物）：氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：H+AlO2+H2OAl（OH）3Al3+3OH（酸式电离） （碱式电离）其电离程度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量的H+(或OH)才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或四羟基合铝酸盐)，所以氢氧
6、化铝既能与酸反应，又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时，因H+或OH浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。反应为Al OH 33H+Al3+3H2O ，Al(OH)3OH=AlO22H2O（3）氢氧化铝受热分解：2Al OH 3Al2O33H2O（4）Al(OH)3的制备：铝盐与氨水反应生成Al（OH）3：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4偏铝酸盐与二氧化碳反应生成Al（OH）3：AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3或2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO32铝盐与偏铝酸盐反应生成Al（OH）3：Al33AlO26H2O=
7、4Al(OH)33. 氢氧化铝两性的应用（1）判断离子共存问题：Al3+与OH会发生复分解反应而不能共存；AlO2与H会发生AlO2+H+H2O=Al(OH)3反应而不能共存；Al3+与AlO2、HS、S2、HCO3、CO32等；AlO2与AI3+、NH4+、Fe3+等会发生双水解反应而不能共存。（2）认识Al3+、AlO2和Al（OH）3的相互转化图像：在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：向可溶性铝盐溶液中滴加氨水至过量：向偏铝酸盐溶液中缓慢通入二氧化碳至过量：（3）利用滴加顺序不同鉴别物质：NaOH和AlCl3：向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先
8、出现白色沉淀后消失；向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀。NaAlO2和盐酸：向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失；向盐酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀。4. 铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么，混
9、有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。（1）碱溶法：（2）酸溶法：要点3. 硫酸铝和明矾1硫酸铝（1）硫酸铝溶液呈酸性，硫酸铝的水解 Al3+3H2O Al OH 33H+（2）硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合，2Al33CO323H2O2Al(OH)33CO2（3）泡沫灭火器，一般呈有1mol/LAl2(SO4)3和1mol/L NaHCO3 溶液，反应原理为： Al3
10、3HCO3Al(OH)33CO22明矾：明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐,化学式KAl(SO4)212H2O。KAl(SO4)212H2O=K+Al32SO4212H2O，Al3容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3，Al3+3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+，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。所以明矾是一种较好的净水剂。【考点过关】判断正误，正确的画“”，错误的画“”。（1）铝合金门窗及餐具坚固耐用，所以铝不易与氧气反应()铝易与氧气反应形成致密氧化膜。（2）加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na、Ba2、AlO、NO()如果溶液
11、显碱性，Na、Ba2、AlO、NO可以大量共存。（3）在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化但不滴落，说明熔点：铝氧化铝()说明氧化铝的熔点更高。（4）因为Al能与强碱溶液反应，所以Al有一定的非金属性()Al能与酸反应，表现一定的金属性，与强碱溶液反应表现出一定的非金属性。（5）新制氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为Al2O32OH=2AlOH2O()Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水。（6）向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO()往NaAlO2溶液中通入过量CO2时生成Al(OH)3和NaHCO3而不是Al(OH)
12、3和Na2CO3。（7）由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水，而不用NaOH溶液()由于氢氧化铝能溶于强碱但不溶于氨水，故由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水。（8）冶炼铝时常用焦炭作还原剂()铝是活泼金属，不能被焦炭还原出来，应用电解的方法冶炼铝。（9）铝粉与氧化镁混合共热能冶炼出镁()镁的还原性强于铝，铝不能置换出MgO中的镁。【高考回顾】(1)(2016天津)用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al2OH2H2O=2AlO3H2()(2)(2015全国卷)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，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低()(3)(2015全国卷)浓硝酸滴入用砂纸打磨过
13、的铝条中，产生红棕色气体()(4)(2015江苏)与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2、K、NO、SO()(5)(2015福建)铝合金片用于冶金工业()(6)(2015福建)铝罐可久盛食醋()(7)(2014全国卷)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重()(8)(2014安徽)常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完 ()(9)(2016全国卷)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应()(10)(2016江苏)Al2O3熔点高，可用作耐高温材料()(11)(2016江苏)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al33NH3H
14、2O=Al(OH)33NH()(12)(2015全国卷)氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀()(13)(2015四川)明矾作净水剂时起还原作用()(14)(2015重庆)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应()(15)(2015江苏)制备Al(OH)3的方法是向1 molL1 AlCl3溶液中加入过量的6 molL1 NaOH溶液()(16)(2014四川)氢氧化铝可作胃酸的中和剂()【基础过关】1(2018东营模拟)下列物质的制备方法正确的是()A氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3B用镁粉和空气反应制备Mg3N2C用铝粉和MnO2制得锰D电解熔融氯化铝的方法制得单质铝
15、解析：Na2S溶液与AlCl3溶液反应，S2与Al3发生水解相互促进反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，反应的离子方程式为2Al33S26H2O=3H2S2Al(OH)3，反应无法获得硫化铝，故A错误；镁粉在空气中燃烧，主要是和氧气反应生成氧化镁，故B错误；铝热法可冶炼锰，故C正确；氯化铝属于共价化合物，熔融状态不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al，故D错误。答案：C2(2018茂名模拟)如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是()A线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示AlO的物质
16、的量的变化解析：向AlCl3溶液中加入NaOH溶液时，发生反应Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2O，Al3逐渐减小，Al(OH)3逐渐增加后又减少，Al3消失后生成AlO，故A、C、D正确；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，发生反应Al34OH=AlO2H2O，3AlOAl36H2O=4Al(OH)3，各微粒的变化曲线都不符合，故B错误。答案：B3(2018洛阳统考)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示，下列判断不合理的是()AAl、Ga均处于A族 BGa2O3可与盐酸反应生成GaCl3CGa(OH
17、)3可与NaOH反应生成NaGaO2 D酸性：Al(OH)3Ga(OH)3解析：镓(Ga)与铝同主族，均处于A族，故A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性，可与盐酸反应生成GaCl3，故B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液生成NaGaO2，故C项正确；化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，是由于镓酸酸性强于碳酸，酸性Al(OH)3Ga(OH)3，故D项错误。答案：D4(2018沧州质量监测)向偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，溶液的pH值随着加入盐酸
18、体积的变化曲线如图所示，则下列说法正确的是()Aab段的主要离子方程式为AlO4H=Al32H2OB向c点溶液中滴加氨水，发生的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3Ccd段的主要离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2OD向c点溶液中加入碳酸钠，发生的离子方程式为2Al3CO3H2O=2Al(OH)3CO2解析：偏铝酸钠溶液中存在水解平衡AlO2H2O Al(OH)3OH，所以溶液显碱性。向溶液中逐滴加入盐酸，ab段H先与OH反应；bc段pH发生突变，主要发生H与AlO的反应，生成Al(OH)3和NaCl；cd段盐酸过量后Al(OH)3与盐酸反应，生成AlCl3。ab段的主要离子方程式
19、为HOH=H2O，故A项错误；c点Al3已沉淀完全，故B项错误；cd段盐酸过量后Al(OH)3与盐酸反应，生成AlCl3，故C项正确；c点Al3已沉淀完全，故D项错误。答案：C5(2018晋豫省际大联考)将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48 L(标准状况下)，再向反应后的溶液中缓慢滴入1 mol/L盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是()A标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为31B加入的固体过氧化钠为7.8 gC当滴加200 mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值D最终消耗的盐酸为400 mL解析：将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，
20、分别进行的反应是2Na2O22H2O=4NaOHO2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，两个反应中过氧化钠和单质铝刚好系数相等，可以认为是物质的量相等混合，方程式相加得到总反应为2Na2O22Al4H2O=2NaAlO22NaOHO23H2。根据方程式，选项A正确；混合气体中氢气与氧气的体积比为31，一共4.48 L(0.2 mol)，所以氢气为0.15 mol，氧气为0.05 mol。代入总方程式计算出Al为0.1 mol、过氧化钠为0.1 mol，则Na2O2质量为7.8 g，选项B正确；沉淀的质量达到最大值时是Al3恰好完全沉淀，所以溶液中只有一种溶质NaCl，其中Na元素
21、完全来自于加入的0.1 mol过氧化钠，所以Na为0.2 mol，NaCl就是0.2 mol，由Cl守恒得到：需要的HCl为0.2 mol，所以滴加200 mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值，选项C正确；最终沉淀恰好完全溶解的时候，溶液中含有NaCl和AlCl3，因为初始加入的过氧化钠和单质铝的物质的量都是0.1 mol，所以Na为0.2 mol，Al3为0.1 mol，所以NaCl和AlCl3的物质的量分别为0.2 mol和0.1 mol，其中含有Cl共0.5 mol，所以加入的HCl为0.5 mol，需要的盐酸体积为500 mL，选项D错误。答案：D6(2018马鞍山中学测试)下列除去杂质的
22、方法不正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤DMgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO解析：Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。答案：B7(2018杭州质检)用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2生成Al(OH)
23、3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A B C D解析：镁、铝都能与酸反应，但铝可溶于强碱，所以可加入烧碱溶液溶解，过滤后后可得到NaAlO2溶液，在反应后的溶液中加入弱酸，可通入过量CO2，生成Al(OH)3沉淀，经过滤，洗涤可得到纯净的氢氧化铝。正确的顺序为，故选B。答案：B8(2018宿州联考)某烧杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液，向其中缓缓加入4 molL1的NaOH溶液200 mL，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的存在形式为()AAl3和Al(OH)3BAlO CAlO和Al(OH)3 DAl(OH)3解析：由Al33OH=Al(OH)3，NHO
24、H=NH3H2O；及题给数据知，Al3恰好全部转化为Al(OH)3。答案：D9(2018黑龙江、吉林两省六校联考)把一块镁铝合金投入到20 mL 1 mol/L的盐酸中，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是()A镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力，它不能溶解在任何酸、碱或盐中Bc值越大，合金中Al的含量越高Cb值越大，合金中Mg的含量越高D假设c25，整个实验过程中，只发生了4个离子反应解析：镁铝合金表面因形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力，但MgO、Al2O3、Mg、Al都可与H2SO
25、4等反应，Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中，A项错误；根据图示，c值越大，溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多，说明合金中Al的含量越高，B项正确；b点对应的沉淀为Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，溶液中溶质只有氯化钠，故b为固定值20，因而无法根据b值判断合金中Mg的含量，C项错误；根据图示，当c25时，整个反应过程中包含Mg、Al分别与盐酸的反应，H与OH的反应，Mg2、Al3分别与OH的反应，Al(OH)3与OH的反应，主要有6个离子反应，D项错误。答案：B10(2018寿光月考)下列物质的制备方法正确的是()A氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3B用镁粉和空气反应制备
26、Mg3N2C蒸发氯化镁溶液可制得无水MgCl2D在干燥的氯化氢气流中加热氯化铝结晶水合物制备AlCl3解析：氯化铝溶液和硫化钠溶液发生强烈相互促进的水解反应，生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，得不到Al2S3，A错误；镁粉在空气中和氧气也反应，会生成氧化镁，B错误；氯化镁在该条件下会完全水解生成氢氧化镁，C错误；在干燥的氯化氢气流中加热可以抑制氯化铝水解，D正确。答案：D11(2018深圳三校联考)美、德两国成功合成具有某些化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于(AlH3)n的推测错误的是()A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物C氢铝化合物中铝显3价，氢显1价D
27、氢铝化合物具有强还原性解析：在金属化合物中金属元素显正价，非金属元素显负价，故氢铝化合物中铝元素显3价，氢元素显1价，C项正确；氢铝化合物中氢元素显负价，性质不稳定，易和水反应生成氢氧化铝和氢气，A项正确；氢铝化合物易和水反应，所以不能用铝和水蒸气反应制取氢铝化合物，B项错误；氢铝化合物中氢元素显1价，性质不稳定，易失电子而具有强还原性，D项正确。答案：B12(2018洛阳统考)常温时，下列叙述错误的是()AX是稀硫酸，氧化产物是Al3BX是食盐水，氧化产物是Al(OH)3CX是烧碱溶液，氧化产物是Al(OH)3DX是浓硝酸，氧化产物是Al2O3解析：Al比Pt活泼，则Al作原电池的负极。若X
28、是硫酸，则负极的电极反应式为Al3e=Al3，A正确；若X是食盐水，电解质溶液呈中性，Al发生吸氧腐蚀，电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，氧化产物为Al(OH)3，B正确；若X为烧碱溶液，溶液呈碱性，Al的氧化产物应为AlO，C错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，氧化产物为Al2O3，D正确。答案：C13氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料。某课外活动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定Mg2Al(OH)6ClxH2O的化学式，Mg2Al(OH)6ClxH2O高温下分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。(1)装置连接后首先进行的
29、操作是_。(2)将一定质量的Mg2Al(OH)6ClxH2O放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩余固体的质量是131 g，则其中MgO的质量是_g。(3)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，加热前先通过N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2。装置的连接顺序为a_(用接口处的小写字母表示)。实验过程中装置C吸收HCl气体，没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是_。完全分解后测得C增重3.65 g，D增重9.90 g，则x_。(4)下列实验方案也能测定x值的是_，并且对不选方案说明不合理的理由：_ (若两个方案都选，此问就不作答)。方案1：测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量方案2：测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl12x(CO3)xzH2O，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(3)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定下列数据中的_(双选；填选项字母)。a样品质量 b样品分解后残余物质量 c装置C的增重解析：(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(2)
