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
展开【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
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