高三化学复习知识清单（通用版） 知识清单07 铝及其重要化合物

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【知识归纳】
一、单质铝的结构、性质和应用
1．铝的结构和存在
（1）结构
①原子结构示意图：
②在周期表中的位置：第三周期ⅢA族
（2）存在
①含量：地壳中含量最丰富的金属，仅次于氧、硅。
②形态：自然界中的铝全部以化合态存在
2．物理性质
（1）色质态：银白色有金属光泽的质软的固体
（2）熔沸点：熔点660.4℃，沸点2467℃
（3）三性：延展性、导热性和导电性良好
（4）密度：2.7g/cm3，是一种轻金属
3．与氧气反应：Al+O2→Al2O3
（1）Aleq \(-------→,\s\up7(O2),\s\d5(常温))具有抗腐蚀性，原因：表面生成一层致密的氧化物阻止铝和氧气继续反应
（2）Aleq \(-------→,\s\up7(O2),\s\d5(点燃))放出大量的热，发出耀眼的白光
4．铝热反应
（1）实验装置
（2）反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
（3）本质：Al和不活泼金属氧化物的置换反应
（4）引发操作：加入少量KClO3，插上Mg条并点燃
（5）特点：反应放出大量的热，得到熔融的金属
（6）应用：冶炼V、Cr、Mn等难熔金属；焊接钢轨
①冶炼V：10Al+3V2O55Al2O3+6V
②冶炼Cr：2Al+Cr2O32Cr+Al2O3
③冶炼Mn：4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
④冶炼Cu：2Al+3Cu2O6Cu+Al2O3
5．铝与酸的反应
（1）氧化性酸
①Aleq \(---------------------→,\s\up7(浓硝酸、浓硫酸),\s\d5(常温))钝化
②Aleq \(---------------------→,\s\up7(浓硝酸、浓硫酸),\s\d5(加热))剧烈反应，分别放NO2和SO2气体
③Aleq \(----------→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5(常温))放NO气体
（2）非氧化性酸：Aleq \(---------------------→,\s\up7(稀盐酸、稀硫酸),\s\d5(常温))放H2
①关系式：2Al~6H+~3H2↑
②离子方程式：2Al+6H+2Al3++3H2↑
6．铝与强碱溶液的反应
（1）化学：2Al+2NaOH+6H2O2Na［Al（OH）4］+3H2↑
（2）离子：2Al+2OH－+6H2O2［Al（OH）4］－+3H2↑
（3）铝和强碱溶液的反应过程
①置换反应：2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2↑
②中和反应：Al（OH）3+NaOHNa［Al（OH）4］
③还原剂是Al，氧化剂是H2O
7．铝与盐溶液的置换反应
（1）CuSO4eq \(-------→,\s\up7(Al),\s\d5())Cu；AgNO3eq \(-------→,\s\up7(Al),\s\d5())Ag
（2）FeCl3eq \(-------→,\s\up7(Al),\s\d5(少量))Fe2+；FeCl3eq \(-------→,\s\up7(Al),\s\d5(过量))Fe
二、铝的氧化物
1．物性：白色的难熔（熔点高）的物质
2．两性氧化物
（1）与酸溶液反应
①盐酸：Al2O3+6H+2Al3++3H2O
②碳酸：不反应
（2）与碱溶液反应
①烧碱：Al2O3+2OH－+3H2O2［Al（OH）4］－
②氨水：不反应
3．电分解反应
（1）阳极反应：2O2－－4e－O2↑
（2）阴极反应：Al3++3e－Al
（3）电解反应：2Al2O34Al+3O2↑
（4）冰晶石的作用：降低Al2O3的熔点，节能
（5）阳极石墨与氧气反应，被消耗，需要定期更换
4．氧化铝的用途
（1）耐火材料：制耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器
（2）炼铝原料：电解熔融的氧化铝
三、铝的氢氧化物
1．物性：白色的难溶于水胶状物质
2．两性氢氧化物
（1）与酸溶液反应
①碱式电离：Al（OH）3Al3++3OH－
②盐酸：Al（OH）3+3H+Al3++3H2O
③碳酸：不反应
（2）与碱溶液反应
①酸式电离：Al（OH）3+H2OH++［Al（OH）4］－
②烧碱：Al(OH)3+OH－［Al（OH）4］－
③氨水：不反应
3．热分解反应：2Al（OH）3Al2O3+3H2O
4．氢氧化铝的用途
（1）Al（OH）3作治疗胃酸过多的内服药
（2）Al（OH）3胶体做净水剂
5．实验室制备Al（OH）3的三种方法
（1）可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+
（2）向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
［Al（OH）4］－+CO2＝Al（OH）3↓+HCO3－
（3）相互促进水解法
四、铝盐
1．Al3+和烧碱溶液反应
（1）少量烧碱：Al3++3OH－Al（OH）3↓
（2）过量烧碱：Al3++4OH－［Al（OH）4］－
（3）滴加顺序不同，现象不同
①向铝盐溶液中滴加强碱溶液：Al3+Al（OH）3［Al（OH）4］－
②向强碱溶液中滴加铝盐溶液：OH－［Al（OH）4］－Al（OH）3
2．Al3+和过量氨水反应
（1）离子反应：Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4+
（2）反应现象：产生白色沉淀
（3）应用：实验制取Al（OH）3沉淀
3．水解性：Al3++3H2OAl（OH）3+3H+
（1）AlCl3溶液Al（OH）3Al2O3
（2）Al（NO3）3溶液Al（OH）3Al2O3
（3）Al2（SO4）3溶液Al2（SO4）3
（4）双水解
①Na2CO3：2Al3++3CO32－+3H2O2Al（OH）3↓+3CO2↑
②NaHCO3：Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑
③Na2S：2Al3++3S2－+6H2O2Al（OH）3↓+3H2S↑
④NaHS：Al3++3HS－+3H2OAl（OH）3↓+3H2S↑
⑤NaClO：Al3++3ClO－+3H2OAl（OH）3↓+3HClO
4．明矾
（1）化学式：KAl（SO4）2·12H2O
（2）物理性质：白色的晶体，易溶于水
（3）电离方程式：KAl（SO4）2K++Al3++2SO42－
（4）用途：Al3+水解产生Al（OH）3胶体，常用做净水剂
（5）溶液配制：常加入少量稀硫酸以防止它的水解
（6）明矾溶液和氢氧化钡溶液反应
①滴加Ba（OH）2溶液至SO42－沉淀完全
KAl（SO4）2+2Ba（OH）2K［Al（OH）4］+2BaSO4↓
②滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全
2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2K2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
5．铵明矾［NH4Al（SO4）2·12H2O］和碱溶液的反应
（1）铵明矾溶液和氢氧化钡溶液反应
①滴加Ba（OH）2溶液至SO42－沉淀完全
NH4Al（SO4）2+2Ba（OH）2Al（OH）3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓
②滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全
2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2（NH4）2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
（2）铵明矾溶液和氢氧化钠溶液反应
①OA段：Al3++3OH－Al（OH）3↓
②AB段：NH4++OH－NH3·H2O
③BC段：Al（OH）3+OH－［Al（OH）4］－
五、四羟基合铝酸盐（偏铝酸盐）
1．相当处理：［Al（OH）4］－Al（OH）3+OH－
2．和盐酸反应
（1）少量盐酸：［Al（OH）4］－+H+Al（OH）3↓+H2O
（2）过量盐酸：［Al（OH）4］－+4H+Al3++4H2O
（3）滴加顺序不同，现象不同
①向四羟基合铝酸盐溶液中滴加强酸溶液：
［Al（OH）4］－Al（OH）3↓［Al（OH）4］－
②向强酸溶液中滴加四羟基合铝酸盐溶液：
H+［Al（OH）4］－Al（OH）3↓
3．和CO2反应
（1）少量CO2：2［Al（OH）4］－+CO22Al（OH）3↓+CO32－+H2O
（2）过量CO2：［Al（OH）4］－+CO2Al（OH）3↓+HCO3－
4．和NaHCO3溶液反应：HCO3－+［Al（OH）4］－Al（OH）3↓+CO32－+H2O
5．水解性
（1）离子反应：［Al（OH）4］－Al（OH）3+OH－
（2）AlCl3：Al3++3［Al（OH）4］－4Al（OH）3↓
（3）MgCl2：2［Al（OH）4］－+Mg2+2Al（OH）3↓+Mg（OH）2↓
（4）NH4Cl：［Al（OH）4］－+NH4+Al（OH）3↓+ NH3·H2O
6．铝土矿提铝（Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2）
（1）强酸→强碱→弱酸法
（2）强碱→强酸→弱碱法