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—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
第13讲铝镁及其主要化合物
知识体系
知识体系
知识梳理一
知识梳理一
一、铝及其主要化合物
1、铝
铝元素在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。铝为银白色金属,熔、沸点高,密度小,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,阻止内部的金属继续与氧气反应。铝在空气中强热:4Al+3O22Al2O3(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:2Al+N22AlN,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。
(2)铝与酸反应
①与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应:2Al+6H+?=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:2Al+6H2SO4(浓)?Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
④铝与稀硝酸反应不产生H2。
(3)铝与强碱溶液反应:
2Al+6H2O=Al(OH)3↓+3H2↑,
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
上述两个反应叠加得:2Al+2NaOH+2H2O?=2NaAlO2+3H2↑
(4)铝与某些金属氧化物反应:
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,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10Al+3V2O55Al2O3+6V,8Al+3Co3O44Al2O3+9Co,8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe等。
2、铝的化合物
(1)氧化铝:氧化铝白色固体,高熔点,难溶于水,是两性氧化物,反应为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-=2AlO2?+2H2O。利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,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)3+3H+=Al3++3H2O,Al(OH)3+OH?===AlO2?+2H2O
③氢氧化铝受热分解:2Al(OH)3Al2O3+3H2O
④Al(OH)3的制备:
Ⅰ.铝盐与氨水反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
Ⅱ.偏铝酸盐与二氧化碳反应:AlO2?+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3?或2AlO2?+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32?
Ⅲ.铝盐与偏铝酸盐反应:Al3++3AlO2?+6H2O===4Al(OH)3↓
(3)硫酸铝
①硫酸铝溶液呈酸性,硫酸铝的水解Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
②硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合,2Al3++3CO32?+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
③泡沫灭火器,一般呈有1mol/LAl2(SO4)3和1mol/LNaHCO3?溶液,反应原理为:Al3++3HCO3?=Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)明矾是含有结晶水的复盐,化学式KAl(SO4)2·12H2O。
KAl(SO4)2·12H2O=K++Al3++2SO42?+12H2O,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。
经典典例
经典典例
1.钠、镁、铝及其化合物具有重要用途,如钠在700~800℃时可将Ti从其氟化物中置换出来,MgO、熔点很高,可作耐高温材料。将直接加热得MgO。工业上可从铝土矿(主要成分是)中提取Al,主要步骤是将铝土矿溶于NaOH溶液,过滤得溶液,通入足量的得沉淀,热分解得,电解熔融得金属Al。下列说法错误的是
A.Na可以将Ti从其氯化物中置换出来是利用了Na的强还原性
B.能与、反应放出,可用作呼吸面具中的供氧剂
C.可
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