11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.2.1 铝与铝合金（鲁科版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.2.1 铝与铝合金（鲁科版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-09 20:32:45 | ||
图片预览
文档简介
(共66张PPT)
1.（1）铝的化学性质活泼，但生活中用铝制作的用品却非常耐腐蚀，为什么？
提示：铝的化学性质活泼，在空气中容易与氧气生成一层结构致密的氧化物薄膜，从而阻止了进一步的反应，另外，铝更多的是做成铝合金制品，通过改变金属内部结构，使其抗腐蚀性更强。
（2）铝制炊具的表面常因油烟而变暗，能否用钢丝球将其表面擦亮？
提示：不能。这样会将表面的氧化膜破坏，内层的铝会被腐蚀，缩短铝制炊具的使用寿命。
2.（1）只有铝与氧化铁才可以组成铝热剂吗？
提示：不是。除铝与氧化铁之外，铝与Fe3O4、V2O5、WO3等高温下稳定的金属氧化物都能构成铝热剂，可以发生铝热反应。
（2）铝热剂为什么可以用于焊接钢轨？除此之外铝热反应还有哪些重要应用？
提示：铝热反应能够放出大量的热，可以使生成的铁熔化，且不需要电源，焊接速度快、设备简易，所以可以用于焊接钢轨。由于铝热反应放热多，可以使置换出的金属单质熔化，因此还可应用于冶炼难熔金属。
3.实验室若用铝与盐酸、氢氧化钠分别反应来制取氢气，试剂的用量与氢气生成的多少有何关系？
提示：铝与盐酸反应的离子方程式为：
2Al ＋ 6H+ ==== 2Al3+＋3H2↑
与氢氧化钠反应的离子方程式为：
2Al＋2OH-＋6H2O ==== 2［Al(OH)4］-＋3H2↑
由此可知：若用等量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠反应，生成氢气一样多；若用足量的铝与等物质的量的盐酸、氢氧化钠反应，生成氢气的体积比为1∶3。
例1 现有一含少量铁、硅的铝合金，取等质量的两份样品，分别投入足量的盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该合金中铁与硅的关系正确的是
①物质的量之比为2∶1
②物质的量之比为3∶1
③质量之比为2∶1
④质量之比为4∶1
A．②④ B．②③ C．①④ D．只有④
【规范解答】选C。将等质量的合金分别投入足量盐酸和稀氢氧化钠溶液中时，铝与盐酸和氢氧化钠反应生成的氢气相等，铁仅与盐酸反应生成氢气，反应方程式是Fe+2HCl
==== FeCl2+H2↑，硅仅与氢氧化钠反应生成氢气，反应方程式是Si+2NaOH+H2O ==== Na2SiO3+2H2↑。由于放出等量的氢气，因此铁与硅的物质的量之比应为2∶1，质量之比为4∶1，故选C。
【互动探究】上述铝合金的性质是否完全等同于组成成分的性质？
提示：不是。将铝、铁、硅熔合制成铝合金以后，通常化学性质与组成成分相似，但是物理性质差别较大，如熔点降低、硬度变大等。
1.铝的一些特性
（1）铝是较活泼的金属，常温下可与空气中的氧气形成致密的氧化膜，因而具有较好的耐腐蚀性。
（2）铝在常温下，遇到浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。
（3）铝与某些金属氧化物在高温下发生铝热反应放出大量的热，会使生成的金属熔化。
（4）铝可以与强碱溶液反应生成氢气，反应的实质是铝置换水中的氢。
2.合金的组成及应用
（1）合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
（2）合金通常具有比成分金属更优良的物理化学性能和机械加工性能。如熔点更低、硬度更大、耐腐蚀等。
（3）常见的合金有铝合金、铁合金、镁合金等。
1.为什么铝制炊具不宜长时间盛放酸、碱性食物？
提示：因为铝制品表面有一层致密的氧化膜，该氧化膜为两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，用铝制炊具盛放酸或碱性食物，会破坏该氧化膜，使铝制炊具受到进一步腐蚀。
2．若采用可溶性铝盐与碱反应制取Al(OH)3，氨水与NaOH溶液哪个更合适？
提示：由于Al(OH)3可以溶于过量强碱，所以实验室制取Al(OH)3通常采用可溶性铝盐与氨水反应。
3.若采用四羟基合铝酸盐与酸反应制取Al(OH)3沉淀，用何种酸更为恰当？
提示：由于Al(OH)3能够溶于过量强酸，所以实验室制取Al(OH)3可以采用四羟基合铝酸盐溶液中通入足量二氧化碳气体。
例2 将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中,合金完全溶解,向所得溶液中加入5 mol/L 的NaOH溶液到过量,生成的沉淀与加入的NaOH溶液的体积关系如图:
求:(1)原合金中Mg、Al的质量各是多少
(2)盐酸的物质的量浓度是多少
【规范解答】由图像可知，11.6 g是Mg（OH）2的质量，（19.4-11.6） g=7.8 g是Al（OH）3的质量，V（NaOH）从0～20 mL时用于中和过量盐酸，因而无沉淀生成；
20～160 mL时用于沉淀Mg2+,Al3+;160～180 mL时用于将
Al（OH）3沉淀溶解。
（1）n(Mg)=n［Mg（OH）2］= 11.6 g/58 g·mol-1=
0.2 mol
则m(Mg)= 0.2 mol×24 g·mol-1=4.8 g
n(Al)=n［Al（OH）3］= 7.8 g/78 g·mol-1=0.1 mol
则m(Al)= 0.1 mol×27 g·mol-1=2.7 g
(2)由图像可知，当V（NaOH）=160 mL时，溶液为NaCl溶液，根据物质守恒，n(Cl-)=n(Na+)=n（NaOH）=5 mol/L×
0.16 L=0.8 mol, n（HCl）=n(Cl-) =0.8 mol,c（HCl）=0.8 mol/0.1 L=8 mol/L
答案：（1）Mg、Al的质量分别是4.8 g和2.7 g。
（2）盐酸的物质的量浓度是8 mol/L。
【互动探究】若上题中不知道沉淀的质量变化，能否
仅由V（NaOH）求得合金中Mg、Al的物质的量之比？
提示：由Al3+＋3OH- ==== Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH- ====［Al(OH)4］- 可知：溶解Al(OH)3沉淀
用去20 mL NaOH溶液，则沉淀Al3+需要60 mL NaOH溶液，
而沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积为
（160-20-60）mL=80 mL。
n(Mg)=n(Mg2+)= =5 mol/L×0.08 L/2=0.2 mol
n(Al)=n(Al3+)= =5 mol/L×0.06 L/3=0.1 mol合金
中镁铝的物质的量之比为2∶1。
1.不能用强碱和铝盐溶液反应制Al(OH)3,也不能用强酸和四羟基合铝酸盐溶液反应制备Al(OH)3,因Al(OH)3既溶于强酸又溶于强碱,反应物的用量不易控制。
2.既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠反应的物质，除了Al、Al2O3、Al(OH)3,还有NaHCO3、NaHSO3、(NH4)2CO3、(NH4)2S、NH4HCO3等物质。
铝盐与强碱、四羟基合铝酸盐与强酸的反应图像
Al3+、Al（OH）3、［Al（OH）4］-之间的相互转化与反应物的用量和相互滴加的顺序都有关系。试探究以下两个过程中的有关问题:
探究:
1.向可溶性铝盐溶液中滴加强碱
(1)滴加过程中会发生什么反应？有什么现象？
(2)尝试在坐标系中描述生成的沉淀的量与滴加的NaOH溶液的体积之间的关系。
提示：（1）现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
离子反应：Al3++3OH- ==== Al（OH）3↓
Al（OH）3+OH- ====［Al（OH）4］-
（2）图像
2.向四羟基合铝酸盐溶液中滴加强酸
(1)滴加过程中会发生什么反应？有什么现象？
(2)尝试在坐标系中描述生成的沉淀的量与滴加的盐酸的体积之间的关系。
提示：（1）现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
离子反应：
［Al（OH）4］-+H+ ==== Al（OH）3↓+H2O
Al（OH）3+3H+ ==== Al3++3H2O
（2）图像
1.镁、铝都是较活泼的金属，下列描述正确的是( )
A.镁和铝的单质都能在空气中剧烈燃烧，并放出耀眼的光芒
B.镁和铝能和稀盐酸、强碱反应生成氢气
C.用镁、铝制造的合金质轻坚固，但是不耐腐蚀
D.铝热反应可以放出大量的热，可以使生成的金属熔化
【解析】选D。镁可以在空气中剧烈燃烧，铝粉可以在纯氧中剧烈燃烧，A错；铝既可以与酸反应也可以与强碱反应，但是镁只能与酸反应而不能与碱反应，B错； 镁铝合金质轻坚固，由于表面形成结构致密的氧化膜，有较好的耐腐蚀性能，C错。
2.（2011·荆州高一检测）用坩埚钳夹住一小块刚用盐酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝箔不滴落。下列关于上述实验中有关问题的解释不正确的是
( )
A．铝在空气中能很快形成氧化膜
B．铝箔失去金属光泽，氧化铝包裹着金属铝
C．氧化铝的熔点比铝高
D．氧化铝与盐酸不反应
【解析】选D。铝箔表面的氧化铝是两性氧化物，可以溶于强酸、强碱，因此D错误。
3.（2011·洛阳高一检测）下列物质中，不能与氢氧化钠溶液和盐酸都反应的化合物是( )
A．（NH4）2CO3 B．Al(OH)3
C．NaHCO3 D．Mg(NO3)2
【解析】选D。既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的物质有两性化合物Al(OH)3、 有弱酸的酸式盐如 NaHCO3、 弱酸的铵盐如（NH4）2CO3等。选项中的D只能与氢氧化钠溶液反应。
4.浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液等体积混合，充分反应后没有沉淀的一组溶液是( )
A．BaCl2 NaOH NaHCO3
B．NaHCO3 CaCl2 HCl
C．AlCl3 MgCl2 NaOH
D．Ba（OH）2 CaCl2 H2SO4
【解析】选B。A项，发生Ba2++OH-+HCO3- ==== BaCO3↓
+H2O的反应；B项中发生HCO3-+H+ ==== CO2↑+ H2O的反应；C项中NaOH不足，发生Al3++3OH- ==== Al（OH）3↓，Mg2++ 2OH- ==== Mg（OH）2↓的反应；D项中发生Ba2++ SO42- ==== BaSO4↓的反应。没有沉淀生成的是B项。
5.下列各图中，横坐标为某溶液中加入的某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量，从A～E中选择符合表中各题要求的序号，填在表中。
【解析】A图中产生的沉淀先逐渐增加，后又部分溶解，应该是MgCl2、AlCl3混合溶液与NaOH溶液反应； B图中先沉淀后全部溶解，应该是Ca(OH)2溶液中通入CO2气体；C图先沉淀，而后也不溶解，应该是AlCl3溶液加入氨水；D图中开始无沉淀，然后沉淀逐渐增加，最后也不溶解，应该是含少量HCl的AlCl3溶液加入氨水；E图像开始无沉淀，然后沉淀逐渐增加，最后又完全溶解，应该是含少量HCl的AlCl3 加入NaOH溶液。
答案：B D C E A
6.（2011·安庆高一检测）某溶液中可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+，当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气味气体放出和白色沉淀生成。加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如图所示，据图可推知溶液中含有的离子是_________，它们的物质的
量浓度之比为____，所加淡
黄色固体是____(填化学式)。
【解析】由题意可以看出加入的淡黄色固体应该为Na2O2，因为先生成的白色沉淀而后部分溶解，可以确定原溶液中应该含有Mg2＋、Al3＋，不含有Fe2＋、Cu2＋，图中加入
12 mol Na2O2时，生成的12 mol气体中有6 mol O2，还应有6 mol NH3，故原溶液中还含有NH4＋；通过图中数据可知，Mg2＋、Al3＋、NH4＋的物质的量分别为2 mol、2 mol、
6 mol，三者的物质的量浓度之比为1∶1∶3。
答案：Mg2＋、Al3＋、NH4＋ 1∶1∶3 Na2O2
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法正确的是( )
A.铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B.常温下不与任何酸、碱反应
C.铝元素在地壳中的含量高，储量丰富，仅次于铁
D.工业上通常用钠与铝盐溶液反应来制备铝
【解析】选A。铝既能和强酸反应，又能和强碱反应，B错；铝元素在地壳中的含量高于铁，C错；钠不能从铝盐溶液中置换出铝单质，D错。
2.（2011·黄石高一检测）用含有少量镁的铝片制取纯净的Al（OH）3，可能有的步骤为：①加盐酸溶解；②加苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是( )
A.①⑤④③ B.②③④③
C.②③⑤③ D.①⑤③
【解析】选B。利用镁不与强碱反应的特点，先用苛性钠溶液溶解铝生成四羟基合铝酸钠，将镁过滤除去，然后通入过量CO2后生成Al（OH）3沉淀，将沉淀过滤、洗涤，即可得到纯净的Al（OH）3。
3.（2011·珠海高一检测）不用其他试剂，只借助试管和胶头滴管就可以鉴别的是( )
A．Al2(SO4)3和NaOH B．NaHCO3和稀盐酸
C．NaCl 和AgNO3 D．盐酸和Ba(OH)2
【解析】选A。将NaOH逐滴加入Al2(SO4)3时先生成沉淀，随着NaOH的继续加入，沉淀又逐渐溶解，将Al2(SO4)3逐滴加入NaOH时，开始无沉淀后来有，因此可以鉴别；NaHCO3 和稀盐酸无论滴加顺序如何，均有气体生成，无法区分；NaCl 和AgNO3相互滴加均有白色沉淀产生，无法区分；D项中盐酸和Ba(OH)2反应没有明显现象。
【规律方法】不借助其他试剂仅靠相互滴加就可以区别的几组溶液：
（1）NaOH溶液和AlCl3溶液：
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀。
（2）Na［Al(OH)4］溶液和盐酸：
向Na［Al(OH)4］溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失；向盐酸中滴加Na［Al(OH)4］溶液，开始无现象后出现白色沉淀。
(3)Na2CO3溶液和稀盐酸：
向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象后产生气泡；向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡。
4.有MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。现取一份该混合粉末试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀X和溶液Y。下列叙述正确的是( )
A．沉淀X的成分是SiO2
B．从组成看，其成分皆是碱性氧化物
C．溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe2+、H+
D．在溶液Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
【解析】选A。四种氧化物中，MgO、Fe2O3属于碱性氧化物，Al2O3属于两性氧化物，溶于盐酸生成MgCl2、AlCl3、FeCl3, 溶液中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+,SiO2属于酸性氧化物，不溶于盐酸，因此过滤出的沉淀是SiO2，A正确，B、C错误；向溶液中加氨水后生成Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3,D错误。
5.某溶液中可能含有大量的Mg2+、Al3+、H+、Cl-和少量OH-,向该溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则该溶液中( )
A.有Mg2+,没有Al3+
B.有Al3+,没有Mg2+
C.有大量的H+、Mg2+和Al3+
D.有Mg2+和Al3+
【解析】选D。由图像可知，加入NaOH溶液后立即产生沉淀，说明溶液中没有H+，当沉淀最多时，再加NaOH溶液沉淀部分消失，说明沉淀中一定有Al(OH)3和Mg(OH)2，所以溶液中一定含有Mg2+和Al3+。
6.将5.1 g镁和铝投入500 mL 2 mol/L的盐酸中，生成氢气0.5 g，金属完全溶解，再加入4 mol/L的NaOH溶液，若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是( )
A.200 mL B.250 mL
C.425 mL D.560 mL
【解析】选B。要使生成的沉淀最多，Mg2+和Al3+全部生成Mg(OH)2和Al(OH)3 沉淀，溶液中溶质只含NaCl，据Na+与Cl-守恒有500×2=4×V（NaOH），所以V（NaOH）=
250 mL。
【举一反三】上题中生成沉淀的质量最多可以是多少？
【解析】从始态（金属镁和铝）到终态［Mg(OH)2和Al(OH)3］沉淀，固体增加的质量为OH-的质量，只要计算出OH-的物质的量即可，而OH-的物质的量等于反应中转移的电子的物质的量，因反应中生成氢气0.5 g，所以转移的电子的物质的量为氢气物质的量的2倍，即0.5 mol e-，因此沉淀的质量=0.5 mol×17 g·mol-1+5.1 g= 13.6 g。
二、非选择题（本题包括2小题，共26分）
7.（10分）（2011·襄樊高一检测）有一包粉末状固体，可能是由Al2(SO4)3、CuCl2、KNO3、NH4Cl中的一种或几种组成的。为了探究它的成分，某学习小组做了如下实验。
①取适量粉末投入蒸馏水中，粉末完全溶解，得到蓝色透明溶液A。②取A溶液少量，向其中逐滴滴加烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀出现，而后沉淀逐渐增多，然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀，整个过程没有气体产生。
请回答下列问题：
（1）原粉末一定含有________，一定不含_________，可能含有_________。（填化学式）
（2）写出过程②中涉及到的离子方程式：___________。
【解析】由实验现象中的蓝色溶液及蓝色沉淀可知粉末中一定有CuCl2，加烧碱时先沉淀后部分溶解说明一定有Al2(SO4)3，整个过程没有气体生成，说明一定没有NH4Cl，可能有KNO3。
答案：（1）CuCl2和Al2(SO4)3 NH4Cl KNO3
（2）Cu2++2OH- ==== Cu(OH)2↓、Al3++3OH- ==== Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH- ====［Al(OH)4］-
8.（16分）（2011·新乡高
一检测）向20 mL某物质的量
浓度的AlCl3溶液中滴入
2 mol/LNaOH溶液时，得到的
Al(OH)3沉淀的质量与所滴加的
NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：
（1）上述两步反应用总的离子方程式可表示为：______；
（2）若溶液中最终生成Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为______或_______。
【解析】由图可知，沉淀最多可生成0.78 g,若生成沉淀
0.39 g,有氢氧化钠不足和部分过量两种可能
①若氢氧化钠不足，则有：
Al3+ ＋ 3OH－ ==== Al(OH)3↓
1 mol 3 mol 78 g
n 0.39 g
3 mol∶78 g＝n∶0.39 g n＝0.015 mol
所以：V(NaOH)＝ ＝0.007 5 L＝7.5 mL
②若氢氧化钠部分过量，由图可知，当铝离子完全沉淀时
消耗氢氧化钠的体积为15 mL，此时生成氢氧化铝的质量为
0.78 g，要想得到0.39 g氢氧化铝，还必须再溶解0.39 g
氢氧化铝。则：
Al(OH)3 ＋ OH－ ==== ［Al(OH)4］-
78 g 1 mol
0.39 g n
则有：78 g∶1 mol＝0.39 g∶n n＝0.005 mol
所以：V（NaOH）＝ ＝0.002 5 L＝2.5 mL所以这两
步消耗氢氧化钠总的体积为：15 mL＋2.5 mL＝17.5 mL。
答案：（1）Al3＋＋4OH－====［Al(OH)4］-
（2）7.5 mL 17.5 mL
1.（1）铝的化学性质活泼，但生活中用铝制作的用品却非常耐腐蚀，为什么？
提示：铝的化学性质活泼，在空气中容易与氧气生成一层结构致密的氧化物薄膜，从而阻止了进一步的反应，另外，铝更多的是做成铝合金制品，通过改变金属内部结构，使其抗腐蚀性更强。
（2）铝制炊具的表面常因油烟而变暗，能否用钢丝球将其表面擦亮？
提示：不能。这样会将表面的氧化膜破坏，内层的铝会被腐蚀，缩短铝制炊具的使用寿命。
2.（1）只有铝与氧化铁才可以组成铝热剂吗？
提示：不是。除铝与氧化铁之外，铝与Fe3O4、V2O5、WO3等高温下稳定的金属氧化物都能构成铝热剂，可以发生铝热反应。
（2）铝热剂为什么可以用于焊接钢轨？除此之外铝热反应还有哪些重要应用？
提示：铝热反应能够放出大量的热，可以使生成的铁熔化，且不需要电源，焊接速度快、设备简易，所以可以用于焊接钢轨。由于铝热反应放热多，可以使置换出的金属单质熔化，因此还可应用于冶炼难熔金属。
3.实验室若用铝与盐酸、氢氧化钠分别反应来制取氢气，试剂的用量与氢气生成的多少有何关系？
提示：铝与盐酸反应的离子方程式为：
2Al ＋ 6H+ ==== 2Al3+＋3H2↑
与氢氧化钠反应的离子方程式为：
2Al＋2OH-＋6H2O ==== 2［Al(OH)4］-＋3H2↑
由此可知：若用等量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠反应，生成氢气一样多；若用足量的铝与等物质的量的盐酸、氢氧化钠反应，生成氢气的体积比为1∶3。
例1 现有一含少量铁、硅的铝合金，取等质量的两份样品，分别投入足量的盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该合金中铁与硅的关系正确的是
①物质的量之比为2∶1
②物质的量之比为3∶1
③质量之比为2∶1
④质量之比为4∶1
A．②④ B．②③ C．①④ D．只有④
【规范解答】选C。将等质量的合金分别投入足量盐酸和稀氢氧化钠溶液中时，铝与盐酸和氢氧化钠反应生成的氢气相等，铁仅与盐酸反应生成氢气，反应方程式是Fe+2HCl
==== FeCl2+H2↑，硅仅与氢氧化钠反应生成氢气，反应方程式是Si+2NaOH+H2O ==== Na2SiO3+2H2↑。由于放出等量的氢气，因此铁与硅的物质的量之比应为2∶1，质量之比为4∶1，故选C。
【互动探究】上述铝合金的性质是否完全等同于组成成分的性质？
提示：不是。将铝、铁、硅熔合制成铝合金以后，通常化学性质与组成成分相似，但是物理性质差别较大，如熔点降低、硬度变大等。
1.铝的一些特性
（1）铝是较活泼的金属，常温下可与空气中的氧气形成致密的氧化膜，因而具有较好的耐腐蚀性。
（2）铝在常温下，遇到浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。
（3）铝与某些金属氧化物在高温下发生铝热反应放出大量的热，会使生成的金属熔化。
（4）铝可以与强碱溶液反应生成氢气，反应的实质是铝置换水中的氢。
2.合金的组成及应用
（1）合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
（2）合金通常具有比成分金属更优良的物理化学性能和机械加工性能。如熔点更低、硬度更大、耐腐蚀等。
（3）常见的合金有铝合金、铁合金、镁合金等。
1.为什么铝制炊具不宜长时间盛放酸、碱性食物？
提示：因为铝制品表面有一层致密的氧化膜，该氧化膜为两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，用铝制炊具盛放酸或碱性食物，会破坏该氧化膜，使铝制炊具受到进一步腐蚀。
2．若采用可溶性铝盐与碱反应制取Al(OH)3，氨水与NaOH溶液哪个更合适？
提示：由于Al(OH)3可以溶于过量强碱，所以实验室制取Al(OH)3通常采用可溶性铝盐与氨水反应。
3.若采用四羟基合铝酸盐与酸反应制取Al(OH)3沉淀，用何种酸更为恰当？
提示：由于Al(OH)3能够溶于过量强酸，所以实验室制取Al(OH)3可以采用四羟基合铝酸盐溶液中通入足量二氧化碳气体。
例2 将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中,合金完全溶解,向所得溶液中加入5 mol/L 的NaOH溶液到过量,生成的沉淀与加入的NaOH溶液的体积关系如图:
求:(1)原合金中Mg、Al的质量各是多少
(2)盐酸的物质的量浓度是多少
【规范解答】由图像可知，11.6 g是Mg（OH）2的质量，（19.4-11.6） g=7.8 g是Al（OH）3的质量，V（NaOH）从0～20 mL时用于中和过量盐酸，因而无沉淀生成；
20～160 mL时用于沉淀Mg2+,Al3+;160～180 mL时用于将
Al（OH）3沉淀溶解。
（1）n(Mg)=n［Mg（OH）2］= 11.6 g/58 g·mol-1=
0.2 mol
则m(Mg)= 0.2 mol×24 g·mol-1=4.8 g
n(Al)=n［Al（OH）3］= 7.8 g/78 g·mol-1=0.1 mol
则m(Al)= 0.1 mol×27 g·mol-1=2.7 g
(2)由图像可知，当V（NaOH）=160 mL时，溶液为NaCl溶液，根据物质守恒，n(Cl-)=n(Na+)=n（NaOH）=5 mol/L×
0.16 L=0.8 mol, n（HCl）=n(Cl-) =0.8 mol,c（HCl）=0.8 mol/0.1 L=8 mol/L
答案：（1）Mg、Al的质量分别是4.8 g和2.7 g。
（2）盐酸的物质的量浓度是8 mol/L。
【互动探究】若上题中不知道沉淀的质量变化，能否
仅由V（NaOH）求得合金中Mg、Al的物质的量之比？
提示：由Al3+＋3OH- ==== Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH- ====［Al(OH)4］- 可知：溶解Al(OH)3沉淀
用去20 mL NaOH溶液，则沉淀Al3+需要60 mL NaOH溶液，
而沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积为
（160-20-60）mL=80 mL。
n(Mg)=n(Mg2+)= =5 mol/L×0.08 L/2=0.2 mol
n(Al)=n(Al3+)= =5 mol/L×0.06 L/3=0.1 mol合金
中镁铝的物质的量之比为2∶1。
1.不能用强碱和铝盐溶液反应制Al(OH)3,也不能用强酸和四羟基合铝酸盐溶液反应制备Al(OH)3,因Al(OH)3既溶于强酸又溶于强碱,反应物的用量不易控制。
2.既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠反应的物质，除了Al、Al2O3、Al(OH)3,还有NaHCO3、NaHSO3、(NH4)2CO3、(NH4)2S、NH4HCO3等物质。
铝盐与强碱、四羟基合铝酸盐与强酸的反应图像
Al3+、Al（OH）3、［Al（OH）4］-之间的相互转化与反应物的用量和相互滴加的顺序都有关系。试探究以下两个过程中的有关问题:
探究:
1.向可溶性铝盐溶液中滴加强碱
(1)滴加过程中会发生什么反应？有什么现象？
(2)尝试在坐标系中描述生成的沉淀的量与滴加的NaOH溶液的体积之间的关系。
提示：（1）现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
离子反应：Al3++3OH- ==== Al（OH）3↓
Al（OH）3+OH- ====［Al（OH）4］-
（2）图像
2.向四羟基合铝酸盐溶液中滴加强酸
(1)滴加过程中会发生什么反应？有什么现象？
(2)尝试在坐标系中描述生成的沉淀的量与滴加的盐酸的体积之间的关系。
提示：（1）现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
离子反应：
［Al（OH）4］-+H+ ==== Al（OH）3↓+H2O
Al（OH）3+3H+ ==== Al3++3H2O
（2）图像
1.镁、铝都是较活泼的金属，下列描述正确的是( )
A.镁和铝的单质都能在空气中剧烈燃烧，并放出耀眼的光芒
B.镁和铝能和稀盐酸、强碱反应生成氢气
C.用镁、铝制造的合金质轻坚固，但是不耐腐蚀
D.铝热反应可以放出大量的热，可以使生成的金属熔化
【解析】选D。镁可以在空气中剧烈燃烧，铝粉可以在纯氧中剧烈燃烧，A错；铝既可以与酸反应也可以与强碱反应，但是镁只能与酸反应而不能与碱反应，B错； 镁铝合金质轻坚固，由于表面形成结构致密的氧化膜，有较好的耐腐蚀性能，C错。
2.（2011·荆州高一检测）用坩埚钳夹住一小块刚用盐酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝箔不滴落。下列关于上述实验中有关问题的解释不正确的是
( )
A．铝在空气中能很快形成氧化膜
B．铝箔失去金属光泽，氧化铝包裹着金属铝
C．氧化铝的熔点比铝高
D．氧化铝与盐酸不反应
【解析】选D。铝箔表面的氧化铝是两性氧化物，可以溶于强酸、强碱，因此D错误。
3.（2011·洛阳高一检测）下列物质中，不能与氢氧化钠溶液和盐酸都反应的化合物是( )
A．（NH4）2CO3 B．Al(OH)3
C．NaHCO3 D．Mg(NO3)2
【解析】选D。既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的物质有两性化合物Al(OH)3、 有弱酸的酸式盐如 NaHCO3、 弱酸的铵盐如（NH4）2CO3等。选项中的D只能与氢氧化钠溶液反应。
4.浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液等体积混合，充分反应后没有沉淀的一组溶液是( )
A．BaCl2 NaOH NaHCO3
B．NaHCO3 CaCl2 HCl
C．AlCl3 MgCl2 NaOH
D．Ba（OH）2 CaCl2 H2SO4
【解析】选B。A项，发生Ba2++OH-+HCO3- ==== BaCO3↓
+H2O的反应；B项中发生HCO3-+H+ ==== CO2↑+ H2O的反应；C项中NaOH不足，发生Al3++3OH- ==== Al（OH）3↓，Mg2++ 2OH- ==== Mg（OH）2↓的反应；D项中发生Ba2++ SO42- ==== BaSO4↓的反应。没有沉淀生成的是B项。
5.下列各图中，横坐标为某溶液中加入的某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量，从A～E中选择符合表中各题要求的序号，填在表中。
【解析】A图中产生的沉淀先逐渐增加，后又部分溶解，应该是MgCl2、AlCl3混合溶液与NaOH溶液反应； B图中先沉淀后全部溶解，应该是Ca(OH)2溶液中通入CO2气体；C图先沉淀，而后也不溶解，应该是AlCl3溶液加入氨水；D图中开始无沉淀，然后沉淀逐渐增加，最后也不溶解，应该是含少量HCl的AlCl3溶液加入氨水；E图像开始无沉淀，然后沉淀逐渐增加，最后又完全溶解，应该是含少量HCl的AlCl3 加入NaOH溶液。
答案：B D C E A
6.（2011·安庆高一检测）某溶液中可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+，当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气味气体放出和白色沉淀生成。加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如图所示，据图可推知溶液中含有的离子是_________，它们的物质的
量浓度之比为____，所加淡
黄色固体是____(填化学式)。
【解析】由题意可以看出加入的淡黄色固体应该为Na2O2，因为先生成的白色沉淀而后部分溶解，可以确定原溶液中应该含有Mg2＋、Al3＋，不含有Fe2＋、Cu2＋，图中加入
12 mol Na2O2时，生成的12 mol气体中有6 mol O2，还应有6 mol NH3，故原溶液中还含有NH4＋；通过图中数据可知，Mg2＋、Al3＋、NH4＋的物质的量分别为2 mol、2 mol、
6 mol，三者的物质的量浓度之比为1∶1∶3。
答案：Mg2＋、Al3＋、NH4＋ 1∶1∶3 Na2O2
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.铝合金在日常生活、航空航天和汽车制造等方面均有广泛用途。下列关于铝的说法正确的是( )
A.铝的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
B.常温下不与任何酸、碱反应
C.铝元素在地壳中的含量高，储量丰富，仅次于铁
D.工业上通常用钠与铝盐溶液反应来制备铝
【解析】选A。铝既能和强酸反应，又能和强碱反应，B错；铝元素在地壳中的含量高于铁，C错；钠不能从铝盐溶液中置换出铝单质，D错。
2.（2011·黄石高一检测）用含有少量镁的铝片制取纯净的Al（OH）3，可能有的步骤为：①加盐酸溶解；②加苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是( )
A.①⑤④③ B.②③④③
C.②③⑤③ D.①⑤③
【解析】选B。利用镁不与强碱反应的特点，先用苛性钠溶液溶解铝生成四羟基合铝酸钠，将镁过滤除去，然后通入过量CO2后生成Al（OH）3沉淀，将沉淀过滤、洗涤，即可得到纯净的Al（OH）3。
3.（2011·珠海高一检测）不用其他试剂，只借助试管和胶头滴管就可以鉴别的是( )
A．Al2(SO4)3和NaOH B．NaHCO3和稀盐酸
C．NaCl 和AgNO3 D．盐酸和Ba(OH)2
【解析】选A。将NaOH逐滴加入Al2(SO4)3时先生成沉淀，随着NaOH的继续加入，沉淀又逐渐溶解，将Al2(SO4)3逐滴加入NaOH时，开始无沉淀后来有，因此可以鉴别；NaHCO3 和稀盐酸无论滴加顺序如何，均有气体生成，无法区分；NaCl 和AgNO3相互滴加均有白色沉淀产生，无法区分；D项中盐酸和Ba(OH)2反应没有明显现象。
【规律方法】不借助其他试剂仅靠相互滴加就可以区别的几组溶液：
（1）NaOH溶液和AlCl3溶液：
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀。
（2）Na［Al(OH)4］溶液和盐酸：
向Na［Al(OH)4］溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失；向盐酸中滴加Na［Al(OH)4］溶液，开始无现象后出现白色沉淀。
(3)Na2CO3溶液和稀盐酸：
向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象后产生气泡；向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡。
4.有MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。现取一份该混合粉末试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀X和溶液Y。下列叙述正确的是( )
A．沉淀X的成分是SiO2
B．从组成看，其成分皆是碱性氧化物
C．溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe2+、H+
D．在溶液Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
【解析】选A。四种氧化物中，MgO、Fe2O3属于碱性氧化物，Al2O3属于两性氧化物，溶于盐酸生成MgCl2、AlCl3、FeCl3, 溶液中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+,SiO2属于酸性氧化物，不溶于盐酸，因此过滤出的沉淀是SiO2，A正确，B、C错误；向溶液中加氨水后生成Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3,D错误。
5.某溶液中可能含有大量的Mg2+、Al3+、H+、Cl-和少量OH-,向该溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则该溶液中( )
A.有Mg2+,没有Al3+
B.有Al3+,没有Mg2+
C.有大量的H+、Mg2+和Al3+
D.有Mg2+和Al3+
【解析】选D。由图像可知，加入NaOH溶液后立即产生沉淀，说明溶液中没有H+，当沉淀最多时，再加NaOH溶液沉淀部分消失，说明沉淀中一定有Al(OH)3和Mg(OH)2，所以溶液中一定含有Mg2+和Al3+。
6.将5.1 g镁和铝投入500 mL 2 mol/L的盐酸中，生成氢气0.5 g，金属完全溶解，再加入4 mol/L的NaOH溶液，若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是( )
A.200 mL B.250 mL
C.425 mL D.560 mL
【解析】选B。要使生成的沉淀最多，Mg2+和Al3+全部生成Mg(OH)2和Al(OH)3 沉淀，溶液中溶质只含NaCl，据Na+与Cl-守恒有500×2=4×V（NaOH），所以V（NaOH）=
250 mL。
【举一反三】上题中生成沉淀的质量最多可以是多少？
【解析】从始态（金属镁和铝）到终态［Mg(OH)2和Al(OH)3］沉淀，固体增加的质量为OH-的质量，只要计算出OH-的物质的量即可，而OH-的物质的量等于反应中转移的电子的物质的量，因反应中生成氢气0.5 g，所以转移的电子的物质的量为氢气物质的量的2倍，即0.5 mol e-，因此沉淀的质量=0.5 mol×17 g·mol-1+5.1 g= 13.6 g。
二、非选择题（本题包括2小题，共26分）
7.（10分）（2011·襄樊高一检测）有一包粉末状固体，可能是由Al2(SO4)3、CuCl2、KNO3、NH4Cl中的一种或几种组成的。为了探究它的成分，某学习小组做了如下实验。
①取适量粉末投入蒸馏水中，粉末完全溶解，得到蓝色透明溶液A。②取A溶液少量，向其中逐滴滴加烧碱溶液直到过量，观察到先有沉淀出现，而后沉淀逐渐增多，然后沉淀又逐渐减少，但最终仍有部分蓝色沉淀，整个过程没有气体产生。
请回答下列问题：
（1）原粉末一定含有________，一定不含_________，可能含有_________。（填化学式）
（2）写出过程②中涉及到的离子方程式：___________。
【解析】由实验现象中的蓝色溶液及蓝色沉淀可知粉末中一定有CuCl2，加烧碱时先沉淀后部分溶解说明一定有Al2(SO4)3，整个过程没有气体生成，说明一定没有NH4Cl，可能有KNO3。
答案：（1）CuCl2和Al2(SO4)3 NH4Cl KNO3
（2）Cu2++2OH- ==== Cu(OH)2↓、Al3++3OH- ==== Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH- ====［Al(OH)4］-
8.（16分）（2011·新乡高
一检测）向20 mL某物质的量
浓度的AlCl3溶液中滴入
2 mol/LNaOH溶液时，得到的
Al(OH)3沉淀的质量与所滴加的
NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：
（1）上述两步反应用总的离子方程式可表示为：______；
（2）若溶液中最终生成Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为______或_______。
【解析】由图可知，沉淀最多可生成0.78 g,若生成沉淀
0.39 g,有氢氧化钠不足和部分过量两种可能
①若氢氧化钠不足，则有：
Al3+ ＋ 3OH－ ==== Al(OH)3↓
1 mol 3 mol 78 g
n 0.39 g
3 mol∶78 g＝n∶0.39 g n＝0.015 mol
所以：V(NaOH)＝ ＝0.007 5 L＝7.5 mL
②若氢氧化钠部分过量，由图可知，当铝离子完全沉淀时
消耗氢氧化钠的体积为15 mL，此时生成氢氧化铝的质量为
0.78 g，要想得到0.39 g氢氧化铝，还必须再溶解0.39 g
氢氧化铝。则：
Al(OH)3 ＋ OH－ ==== ［Al(OH)4］-
78 g 1 mol
0.39 g n
则有：78 g∶1 mol＝0.39 g∶n n＝0.005 mol
所以：V（NaOH）＝ ＝0.002 5 L＝2.5 mL所以这两
步消耗氢氧化钠总的体积为：15 mL＋2.5 mL＝17.5 mL。
答案：（1）Al3＋＋4OH－====［Al(OH)4］-
（2）7.5 mL 17.5 mL