文档内容
金属材料（2）
重难点 题型 分值
1. 铝的结构与性质
重点 2. 铝的化合物的性质
3. 铝及其化合物之间的转化
选择与填空 8-12分
难点 铝及其重要化合物的性质及转化
核心知识点一：
一、铝的性质及用途
1. 结构和存在：铝位于元素周期表 第 3 周期 Ⅲ A 族 ，原子结构示意图为 。铝元
素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。
2. 物理性质及用途
导电、导 延 展
状态 色泽 密度 熔点 沸点 硬度
物理 热性 性
性质 银 白 2.7g·cm－ 660.4 2
固态 较软 很好 良好
色 3 ℃ 467℃
用途 纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等
3. 化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
第1页①
②2Al＋3Cl=====2AlCl
2 3
③
④2Al＋2NaOH＋2HO＝2NaAlO ＋3H↑
2 2 2
⑤2Al＋Fe O=====Al O＋2Fe（铝热反应）
2 3 2 3
4. 制备：2Al O（熔融）=====4Al＋3O↑
2 3 2
二、铝与酸及NaOH溶液反应的计算
1. 反应原理
反应原理：
2Al＋6HCl＝2AlCl ＋3H↑
3 2
2Al＋6H+＝2Al3+＋3H↑
2
2Al＋2NaOH＋2HO＝2NaAlO ＋3H↑
2 2 2
2Al＋2OH−＋2HO＝2AlO−＋3H↑
2 2 2
定量关系：
2Al～6H+～3H↑
2
2Al～2OH−～3H↑
2
2. 四种量的关系
（1）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量
之比为3：1
（2）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积之比为VHCl
（H）：VNaOH（H）=1：1
2 2
（3）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的体积之比
为VHCl（H）：VNaOH（H）=1：3
2 2
（4）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生的氢气的体积比为
1：3＜VHCl（H）：VNaOH（H）＜1：1，则必定存在以下情况
2 2
①铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足
②铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠溶液过量。
3. 根据方程式计算铝与酸、碱反应的有关量计算的注意事项
①注意铝与酸、碱反应的量的问题。
第2页②铝与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气的体积相等。
③注意守恒思想在计算中的应用。
核心知识点二：
三、铝的重要化合物的主要性质及应用
1. 氧化铝
（1）物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。
（2）化学性质
2. 氢氧化铝
（1）物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质
①
②Al（OH） 的电离
3
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
Ⅰ. Al （ OH ） ＋ 3H ＋ ＝ A l 3 ＋ ＋ 3H O；
3 2
Ⅱ. Al （ OH ） ＋ OH － ＝ AlO 2 − ＋ 2H O；
3 2
Ⅲ. 2Al （ OH ） ===== Al O ＋ 3H O。
3 2 3 2
（3）制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al 3 ＋ ＋ 3NH ·H O ＝ Al （ OH ） ↓ ＋ 3NH 4 +。
3 2 3
②NaAlO 溶液中通入足量CO ，离子方程式为AlO2 − ＋ CO ＋ 2H O ＝ Al （ OH ） ↓ ＋
2 2 2 2 3
HCO3
−。
③NaAlO 溶液与AlCl 溶液混合：离子方程式为：3AlO2 − ＋ A l 3 ＋ ＋ 6H O ＝ 4Al （ OH ）
2 3 2
↓。
3
3. 常见的铝盐
第3页（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）明矾的化学式为 KAl （ SO ） ·12H O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7
4 2 2
（填“<”、“>”或“＝”）。明矾可以净水。其净水的原理是 Al 3 ＋ ＋ 3H O Al （ OH ）
2 3
（胶体）＋ 3H ＋ ， A l （ OH ） 胶体吸附水中悬浮杂质形成沉淀而净水。
3
四、铝三角之间的转化关系
1. Al3＋、Al（OH）、AlO2 −之间的转化关系：
3
2. “铝三角”转化的应用
（1）判断离子共存问题：Al3＋与OH－及AlO2 −、CO3 2−、S2－等弱酸根阴离子；AlO2 −
与H＋、HCO3 −以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能
大量共存。
（2）鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）。
①向AlCl 溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
3
②向NaOH溶液中滴加AlCl 溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
3
核心知识点一：
用无氧化膜铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎一些小孔，放入足量水中，完全反应后，
用排水法收集产生的气体，则收集到的气体为（ ）
A. O 和H 的混合气体
2 2
B. 0.05molH
2
C. 大于0.05molH
2
D. 小于0.05molH
2
【答案】C
【解析】根据2Na＋2HO＝2NaOH＋H↑知，0.1molNa和水反应生成氢气的物质的量
2 2
为0.05mol，根据2Al＋2NaOH＋2HO＝2NaAlO ＋3H↑知，NaOH和Al反应也生成氢气，
2 2 2
所以最终得到清奇的物质的量大于0.05mol，故选C。
第4页【考点】金属钠的性质，金属铝的性质
将镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 mol·L－1稀盐酸中，标准状况下放出气体5.6 L，向反应
后的溶液中加入500 mL NaOH溶液充分反应，最终产生白色沉淀。下列有关说法不正确的
是（ ）
A. 生成白色沉淀的最大质量为13.6 g
B. 溶解5.1 g镁铝合金时，剩余HCl的物质的量为0.1 mol
C. 5.1 g镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为2.4 g、2.7 g
D. 若白色沉淀只有Mg（OH），则NaOH溶液的浓度至少为1.2 mol·L－1
2
【答案】D
【解析】设镁铝合金中Mg、Al的物质的量分别为x mol、y mol，则24x＋27y＝5.1，
5.6
22.4
x＋1.5y＝ ，解得x＝0.1，y＝0.1，故生成白色沉淀的最大质量为58 g·mol－1×0.1 mol
＋78 g·mol－1×0.1 mol＝13.6 g，A 项正确；剩余 HCl 的物质的量为 0.3 L×2 mol·L－1－
5.6L
22.4L⋅mol−1
×2＝0.1 mol，B项正确；镁铝合金中Mg、Al的质量分别为2.4 g、2.7 g，C
项正确；若白色沉淀只有Mg（OH） ，且反应后NaOH无剩余，则滤液为NaCl、Na[Al
2
（OH） ]溶液，n（NaOH）＝n（HCl）＋n（Al）＝0.3 L×2 mol·L－1＋0.1 mol＝0.7 mol，
4
0.7mol
0.5L
故c（NaOH）≥ ＝1.4 mol·L－1，D项错误。
【考点】铝的相关计算
核心知识点二：
甲和乙两烧杯中各盛有100 mL 0.2 mol·L－1 AlCl 溶液，向两烧杯中分别加入相同体积、
3
相同浓度的NaOH溶液和氨水，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是（ ）
A. 实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致
B. 甲中沉淀一定比乙中的少
C. 甲中沉淀可能比乙中的多
D. 乙中沉淀可能比甲中的多
【答案】D
【解析】Al（OH） 能溶于NaOH溶液，而不溶于氨水，NaOH溶液和氨水均为一元
3
碱的水溶液，根据加入的碱溶液的量进行分析，可能出现以下几种情况：①若加入的碱溶
第5页液均不足量或均恰好完全反应生成Al（OH） ，则甲、乙中的现象一致，生成沉淀的量相
3
等；②若加入的碱溶液均过量，过量的NaOH会使生成的Al（OH） 沉淀部分溶解或完全
3
溶解，而加入氨水的烧杯中生成的Al（OH） 不会溶解。综上分析，只有D项符合题意。
3
【考点】铝离子的化学性质
下列各组物质，不能按 （“―→”表示反应一步完成）关系转化的是（
）
选项 a b c
A Al O NaAlO Al（OH）
2 3 2 3
B AlCl Al（OH） NaAlO
3 3 2
C Al Al（OH） Al O
3 2 3
D MgCl Mg（OH） MgO
2 2
【答案】C
【解析】A、B、D三项中的转化关系分别为：
、 、 ，C项中Al不能经
一步反应转化为Al（OH）。
3
【考点】铝及其化合物之间的转化关系
已知NH4 +＋[Al（OH） ]－＝Al（OH） ↓＋NH ·H O，向含有等物质的量的NH4 +、Al3
4 3 3 2
＋、H＋的混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液直至过量，并不断搅拌，发生以下离子反应：
①H＋＋OH－＝HO ②Al（OH）＋OH－＝[Al（OH）]－
2 3 4
③Al3＋＋3OH－＝Al（OH）↓ ④NH4 +＋OH－＝NH ·H O
3 3 2
先后顺序正确的是（ ）
A. ①→②→③→④
B. ①→③→②→④
C. ①→③→④→②
D. ①→④→②→③
【答案】C
【解析】结合OH－能力强的先反应，第一个反应为H＋＋OH－＝HO；第二个反应为
2
Al3＋＋3OH－＝Al（OH） ↓；[Al（OH） ]－与NH4 +能相互促进水解而生成Al（OH） ，故
3 4 3
第6页第三个反应为NH4 +＋OH－＝NH ·H O；最后一个反应为Al（OH） ＋OH－＝[Al（OH） ]
3 2 3 4
－。
【考查】离子反应的先后顺序
（答题时间：25分钟）
1. 下列有关铝的化合物的说法正确的是（ ）
A. 氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验
B. 工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝
C. 氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多
D. 明矾可用于自来水的消毒
2. 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（ ）
A. 氢氧化钠溶液
B. 稀硫酸
C. 盐酸
D. 稀硝酸
3. 通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。
下列由实验现象得出正确结论的是（ ）
选项 实验现象 结论
把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH 由此得出：铝的金属性比镁
A
溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化 强
取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没
B 由此得出：铝不易燃烧
有脱落
C 向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡 由此得出：该气体是氨气
向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生 由此得出：氢氧化铝能溶于
D
白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失 强碱溶液
4. 下列操作能达到目的的是（ ）
A. 将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，
得纯净的Na[Al（OH）]固体
4
B. 向Na[Al（OH） ]溶液中加入过量的AlCl 溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧
4 3
去掉水分，可得纯净的Al（OH） 固体
3
C. 把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl 固体
3
D. 把AlCl 溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al O 固体
3 2 3
5. 某氧化物X难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入
盐酸中无沉淀生成，则X是（ ）
第7页A. SiO B. Al O
2 2 3
C. MgO D. CuO
6. 铝是现今人类生产生活中使用广泛性仅次于铁的重要金属。工业上常以“钒土矿”为
原料来冶炼金属铝。已知：钒土的主要成分是Al O （其中含有Fe O 、SiO 等杂质）。为
2 3 2 3 2
了检测某“钒土矿”样中Al O 的含量，进行了如下实验过程：
2 3
①取矿样10.0 g加入过量稀盐酸溶解（假定其他未知成分的杂质都不溶于盐酸，也不
和盐酸反应），过滤弃去不溶残渣。
②将滤液稀释并在250 mL容量瓶中定容后，取25.0 mL逐滴滴加2.0 mol·L－1的NaOH
溶液，得到如图所示的变化关系。请根据有关数据回答下列问题：
（1）写出滴加 NaOH溶液24～30 mL时发生反应的离子方程式：______________
____________。
（2）最后所得不溶于 NaOH 溶液的沉淀的化学式为______，其物质的量为
____________。
（3）该钒土矿样中Al O 的质量分数为________。
2 3
（4）工业上制取金属铝的化学反应原理可表示为
2Al O（熔融）=====4Al＋3O↑
2 3 2
用10.0 t“钒土矿”样提纯所得的Al O （提纯过程的损耗忽略不计）进行电解，理论上
2 3
最多可制得金属铝________t。
7. 某混合物甲中含有明矾[KAl（SO ） ·12H O]、Al O 和Fe O 。在一定条件下由甲可实
4 2 2 2 3 2 3
现下图所示的物质之间的转化。
请回答下列问题：
（1）写出A、B、D的化学式：A______、B______、D______。
（2）试剂a最好选用________。
A. NaOH溶液
B. 稀盐酸
C. 二氧化碳
D. 氨水
第8页（3）写出反应②的离子方程式：__________________________________________。
（4）固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为______________
__________________________________________________________。
第9页1.【答案】C
【解析】氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A错误；工
业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B错误；明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消
毒，D错误。
2.【答案】A
【解析】根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3HSO 2Al～6HCl，A项正确，B、C项错
2 4,
误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。
3.【答案】D
【解析】镁的金属性比铝强，A错误。B项得出结论：氧化铝熔点比铝高，错误。铝
与氯化铵溶液反应产生氢气，C错误。
4.【答案】D
【解析】 A项，混有NaOH固体；B项，灼烧得到的是Al O ；C项，得到的是Al
2 3
（OH） 和Al O。
3 2 3
5.【答案】B
【解析】 A项滴入盐酸中生成HSiO 沉淀，不正确；B项正确；C项MgO不能溶于
2 3
烧碱，不正确；D项CuO不能溶于烧碱，不正确。
6.【答案】（1）Al（OH）＋OH－＝[Al（OH）]－
3 4
（2）Fe（OH） 2.00×10－3 mol （3）61.2% （4）3.24
3
【解析】（1）滴加NaOH溶液24～30 mL段Al（OH） 逐渐溶解，离子方程式为Al
3
（OH）＋OH－＝[Al（OH）]－。
3 4
（2）①中加入过量盐酸过滤后得到的滤液中含有 AlCl 、FeCl 和HCl，不溶残渣为
3 3
SiO ，②中滴加NaOH溶液至过量得到的沉淀为Fe（OH） ，溶液中含有NaOH、Na[Al
2 3
（OH） ]和NaCl。根据24～30 mL段，n（Al3＋）＝n[Al（OH） ]＝2.0 mol·L－1×0.006 L＝
4 3
0.012 mol，根据Fe3＋＋3OH－＝Fe（OH） ↓、Al3＋＋3OH－＝Al（OH） ↓，则3n（Al3＋）
3 3
＋3n（Fe3＋）＝（24－3）×10－3L×2.0 mol·L－1＝0.042 mol，故n（Fe3＋）＝（0.042 mol－
1
3
0.012 mol×3）× ＝0.002 mol，故Fe（OH）＝0.002 mol。
3
1
2
（3）10.0 g矿样中n（Al O）＝0.012 mol× ×10＝0.06 mol，
2 3
0.06mol×102g⋅mol−1
10.0g
故Al O 的质量分数为 ×100%＝61.2%。
2 3
（4）根据 Al O ～2Al，用10.0 t钒土矿样提纯并电解，制得金属铝的质量为 10.0
2 3
54
102
t×61.2%× ＝3.24 t。
第10页7.【答案】（1）Al Al O O （2）D
2 3 2
（3）[Al（OH）]－＋CO＝Al（OH）↓＋HCO3 −
4 2 3
（4）KSO 、（NH ）SO
2 4 4 2 4
【解析】根据已知信息中甲的成分，可以推断B为氧化铝，因此反应②是通过电解
Al O 而得到D（氧气）和A（单质铝）。甲加入水得到的溶液为明矾溶液，溶液中含有
2 3
Al3＋、K＋和SO4 2−，甲加入水得到的沉淀为氧化铝、氧化铁的混合物，再加入氢氧化钠溶
液，则氧化铝溶解，再通入二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。试剂a应该为氨水，如果加
入的试剂a是氢氧化钠溶液，则其加入的量不易控制，由此可推知E为硫酸钾、硫酸铵的
混合物。
第11页
