化學鋁知識點大彙總

2022-05-03 22:42:06 字數 4683 閱讀 9600

鋁鋁,是一種化學元素。它的化學符號是al,它的原子序數是13。鋁元素在地殼中的含量僅次於氧和矽,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。在金屬品種中,僅次於鋼鐵,為第二大類金屬

⒈物理性質

銀白色輕金屬。有延性和展性。商品常製成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。

相對密度2.70。熔點660℃。

沸點2327℃。有良好的導熱性,導電性僅次於金和銅。

⒉化學性質

在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒,並發出眩目的白色火焰。易溶於稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,不溶於水。

⑴與酸反應

2al+6hcl===2alcl3+3h22al+6h+=2al3++3h2↑

2al+3h2so4===al2(so4)3+3h2↑ 2al+6h+=2al3++3h2↑

2al+6h2so4(濃)===al2(so4)3+3so2+6h2o (al,fe在冷,濃的h2so4,hno3中鈍化)

al+4hno3(稀)===al(no3)3+no↑+2h2o al+4h++no3–=al3++no↑+2h2o

⑵與鹼反應

2al+2naoh+2h2o===2naalo2+3h2↑ 2al+2oh–+2h2o=2alo2–+3h2↑

⑶與鹽反應

2al+3cu2+===3cu+2al3+

⑷與某些氧化物反應

4al+3mno22al2o3+3mn 2al+cr2o3al2o3+2cr

2al+fe2o3al2o3+2fe2al+3feoal2o3+3fe

鋁熱反應常用於焊接鐵軌和冶煉金屬

⑸與非金屬反應

2al+3cl22alcl3

4al+3o2===2al2o3 (常溫生成緻密氧化膜而鈍化,在氧氣中燃燒)

氧化鋁⒈物理性質

白色晶狀粉末或固體, 導電性常溫狀態下不導電

⒉化學性質

⑴與酸反應

al2o3+3h2so4===al2(so4)3+3h2o al2o3+6h+=2al3++3h2o

⑵與鹼反應

al2o3+2naoh===2naalo2+h2o (al2o3兩性氧化物) al2o3+2oh―=2alo2―+h2o

氫氧化鋁

氫氧化鋁是兩性氫氧化物

⑴與酸反應

al(oh)4+3h+===al3++3h2o

⑵與鹼反應

al(oh)3+oh-===alo2-+2h2o

⑶分解2al(oh)3al2o3+3h2o

⑷實驗室制法

alcl3+3nh3·h2o===al(oh)3↓+3nh4cl

al3++3nh3·h2o=al(oh)2↓+3nh4+

影象題① 向一定量的alcl3 溶液中逐滴加入naoh 溶液至過量。 見圖(a)

有關離子方程式為: al3+ + 3oh- = al(oh)3 ↓

al(oh)3 +oh - = alo2― +2 h2o

例1. 向30毫公升1 mol/l的溶液中逐漸加入濃度為4 mol/l的溶液,若產生0.78克白色沉澱,則加入的溶液的體積可能為( )

a. 3ml b. 7.5ml c. 15ml d. 27.5ml

解析:已知,由沉澱的物質的量小於氯化鋁的物質的量可推知此題可能有兩個答案:一氫氧化鈉不足,二氫氧化鈉過量。

由兩者反應的離子方程式知:

當鹼的量不足時:

當鹼過量時:

故此題答案為:b、d。

例2. 向含有的溶液中加入含的溶液,生成沉澱的物質的量可能是()

(1)a mol (2)b mol (3)

(4)(5)0 mol (6)

a. (1)(2)(4)(5)(6)

b. (1)(4)(5)(6)

c. (1)(2)(3)(5)(6)

d. (1)(3)(5)

解析:(1)當時,或。

(2)當時,。

(3)當時,

答案:b

例3. 等體積的和兩種溶液混合後,沉澱物中含鋁元素的質量與溶液中含鋁元素的質量相等,則和兩種溶液的物質的量濃度之比是( )

(1)1:3 (2)2:3 (3)1:4 (4)2:7

a. (1)和(2) b. (1)和(3)

c. (2)和(4) d. (3)和(4)

解析:溶液中鋁元素的存在形式可以是或。故當溶液中與物質的量之比為1:1時,,當溶液中與的物質的量之比為1:1時,。

答案:c

【練習】

將3 mol/l 溶液滴入到25 ml一定濃度的溶液中。圖2是整個過程的數學分析曲線。其中橫軸表示加入的物質的量,縱軸表示產生的沉澱物質的量。據圖示回答下列問題:

圖2(1)圖中a點表示的意義是b點表示的意義是

(2)當c點從o點向a點運動時,表示隨的不斷加入,沉澱量逐漸oa曲線表示的離子反應是由此可得a點的座標為當c點從a點向b點運動時,表示ab曲線表示的離子反應為由此可得b點的座標為

(3)由上述分析,可求得溶液中離子的濃度為mol/l。

(4)由上可知:生成沉澱的量隨加入的的量而改變,可以把它們表示成函式的關係。若以加入的的物質的量x為自變數,以生成的沉澱的物質的量y為因變數,當c點處於oa段時函式表示式為帶定義域);當c點處於ab段時函式表示式為帶定義域)。

(5)利用上述所得結果,填寫表1。

表1二、向強鹼溶液中滴入鋁酸鹽溶液,先無沉澱,當全部轉化為時,再加入鋁鹽溶液,則偏鋁酸鹽與鋁鹽溶液發生了相互促進水解的反應,產物都是。

如圖3所示:

圖3發生反應的離子方程式為:

o~a段:

a~b段:

例3. 下列各組溶液,不用其他試劑即能鑑別開的是( )

a. 和b. 和

c. 和d. 和

解析:從圖1與圖3的影象差別上不難看出當向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液時現象是先產生白色膠狀沉澱,隨鹼液的加入沉澱又不斷消失;而向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液時,開始無明顯現象後來出現白色膠狀沉澱。故此題答案為c、d。

三、向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液

(i)向鋁鹽中滴加氨水時,當氨水增加到時,產生最大沉澱量如圖4所示。

圖4(ii)向氨水中滴加鋁鹽溶液時,開始時氨水過量,如圖5所示,離子反應方程式為:

圖5由圖4與圖5不難看出,氫氧化鋁沉澱是不溶於弱鹼氨水中的。

四、i:向偏鋁酸鹽溶液中滴入強鹼

當時,產生最大沉澱量,繼續滴入強酸,沉澱逐漸溶解。如圖6所示。

圖6ii:向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液至過量

滴入的偏鋁酸鈉先與鹽酸反應生成沉澱,繼而馬上被鹽酸溶解,反應方程式為:

繼續滴加的則與發生水解反應,離子方程式為:

沉澱量的變化可用圖7表示。

圖7五、向溶液中通入

由於產生的沉澱不溶解在碳酸中,產生的沉澱不消失,如圖8所示。

圖8六、向溶液中滴加溶液

現象是先產生沉澱,繼續滴加鹽酸沉澱部分溶解,其離子反應方程式為:

圖9例4. 現有200 ml 和的混合溶液,其中,,要使轉化為,並使與分離開,至少需要4 mol/l的溶液的體積為( )

a. 140ml b. 120ml c. 100ml d. 80ml

解析:由題意需則需

答案:d

例5. 將一定質量的mg、al合金投入100ml一定物質的量濃度的中,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5 mol/l的溶液至過量,生成的沉澱質量與加入的溶液的體積關係如圖10所示。求:

(1)原合金中mg、al質量各多少克。

(2)物質的量濃度。

圖10解析:由圖10可知,11.6g是沉澱的質量,是的質量,當時,中和,無沉澱生成。

(1)24g 58g

m(mg) 11.6g

(2)當時,此時全部以沉澱的形式存在,則溶液中,所以。

答案:(1)mg:4.8g;al:2.7g

(2)例6. 圖11是向混合液中依次加入m和n時生成沉澱的物質的量與加入的m和n的體積關係圖(m、n各表示鹽酸或氫氧化鈉溶液中的一種),以下結論不正確的是()

a. 混合溶液中

b. 混合液中

c. v之前加溶液,v之後加鹽酸

d. 這種鹽酸與溶液中溶質的物質的量濃度相同

圖11解析:依所學知識,很容易判斷c是正確的。設物質的量為1 mol,則生成為 1 mol,a�b段溶解過程消耗naoh也是1 mol(據反應式),由圖推知o�v段每等份相當於naoh量為1 mol,那麼o�a段生成消耗naoh應是3 mol,即3等份,則餘下兩等份即2 mol應生成所消耗naoh量,故為1 mol,也應是1 mol,由此可判斷a也是正確的,則b錯誤。

對於d選項,可分析影象a�b,b�c兩段,前者消耗沉澱後者生成沉澱,從而有關係式:,故可推知,又兩段消耗溶液體積相等,因此不難得出結論:d選項也是正確的,錯誤選項只有b。

七、向明礬溶液中滴加溶液

當向明礬溶液中滴加氫氧化鋇溶液時,在生成氫氧化鋁沉澱的同時生成硫酸鋇沉澱,現象是先生成白色沉澱,繼續滴加時沉澱部分消失,所發生的化學反應有:

當溶液中的完全沉澱時:

當溶液中的完全沉澱時:

其生成沉澱的量與加入鹼的體積關係如圖12和圖13所示。

例7. 向明礬溶液裡滴加溶液,當恰好完全沉澱時,鋁元素的存在形式是()

a. 一部分為沉澱,一部分以形式存在於溶液中

b. 一部分為沉澱,一部分以形式存在溶液中

c. 全部為沉澱

d. 幾乎全部以形式存在於溶液中

解析:從上圖不難看出,當完全沉澱時,生成的氫氧化鋁沉澱恰好完全溶解,故此題答案為d。

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