第三章 第二节 第2课时

第2课时铝的重要化合物[学习目标定位]正确认识氧化铝和氢氧化铝的两性，会书写有关反应的化学方程式，能用化学方程式或离子方程式表示Al3＋、AlO－2和Al(OH)3之间的相互转化。

一、氧化铝1．氧化铝的物理性质氧化铝是一种白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大的物质，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。

2．氧化铝的化学性质(1)氧化铝与盐酸反应化学方程式是Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，离子方程式是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。

(2)氧化铝与NaOH溶液反应化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，离子方程式是Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。

例1下列叙述中不正确的是()A．氧化铝固体不溶于水，不导电，它是非电解质B．氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料C．氧化铝是一种白色的固体，是冶炼铝的原料D．铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀答案 A解析氧化铝熔点很高，常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器；工业上常用电解熔融氧化铝来制取金属铝。

例2下列关于氧化铝的叙述正确的是()A．氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水B．氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物C．氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物D．氧化铝溶于水可得到氢氧化铝答案 C解析氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，而是一种两性氧化物；能与酸反应生成铝盐和水，能与碱溶液反应生成偏铝酸盐和水，氧化铝难溶于水，不能与水反应生成氢氧化铝。

二、氢氧化铝1．氢氧化铝的制备与性质(1)氢氧化铝的制备实验室常用可溶性铝盐硫酸铝与氨水反应制取氢氧化铝。

①反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。

②现象：产生白色胶状沉淀，氨水过量时，沉淀不溶解。

(2)氢氧化铝的性质①氢氧化铝是一种白色胶状固体，不溶于水。

②氢氧化铝是两性氢氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。

写出下列反应的离子方程式(或化学方程式)。

(3)氢氧化铝的用途①能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。

②利用其弱碱性可用作胃酸中和剂。

氢氧化铝是一种典型的两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱溶液中，但不溶于弱酸(如碳酸)和弱碱(如氨水)，所以实验室用可溶性铝盐制备氢氧化铝时，应选用氨水，而不能用氢氧化钠溶液。

2．十二水合硫酸铝钾(1)化学式：KAl(SO4)2·12H2O。

(2)物理性质：无色晶体，可溶于水。

(3)用途：作净水剂，原因是其在水中生成氢氧化铝胶体，可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。

例3下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()A．受热易分解生成Al2O3和H2OB．是难溶于水的白色胶状物质C．能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素D．既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸答案 D解析Al(OH)3是两性氢氧化物，能溶于酸，也能溶于NaOH、KOH等强碱，但Al(OH)3不能溶于氨水等弱碱。

例4以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量氢氧化铝，并且容易分离，最好向溶液中加入的是()A．氢氧化钠溶液B．氢氧化钡溶液C．稀盐酸D．氨水答案 D解析氢氧化铝能溶于强碱溶液，但不能溶于氨水，因此在实验室里制取少量氢氧化铝，最好向硫酸铝溶液中加入氨水。

三、Al3＋、AlO－2和Al(OH)3间的相互转化1．铝盐与强碱的反应在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液(1)开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；(2)继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2(NaCl)溶液。

2．偏铝酸盐与强酸的反应在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸(1)开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓；(2)继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，最终得到的溶液是AlCl3(NaCl)溶液。

3．偏铝酸盐与CO2的反应向偏铝酸钠溶液中持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。

向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液和向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸的比较例5向用盐酸酸化过的氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，图中能正确表示这个反应的是()答案 D解析向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH，溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH。

NaOH的用量应是3∶1，A、B错误，用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。

例6向1.0 mol·L－1的甲溶液中逐滴加入1.0 mol·L－1的乙溶液至过量，产生氢氧化铝沉淀的质量与加入的乙溶液的体积关系如图所示。

符合图中关系的是下列各组溶液中的()A．甲为氯化铝，乙为氢氧化钠B．甲为氢氧化钠，乙为氯化铝C．甲为偏铝酸钠，乙为盐酸D．甲为氯化铝，乙为氨水答案 D解析向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀溶解，A项不符合图中关系；向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，开始无沉淀，B项不符合图中关系；向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，先产生沉淀，后沉淀溶解，C项不符合图中关系；向AlCl3溶液中逐滴加入氨水，产生沉淀，继续加入氨水沉淀不溶解，D项符合图中关系。

思维启迪——图像题解题技巧找准图像中四个基本点——原点、拐点、极值点、终点，并正确分析出这四个基本点所对应数据的含义和所发生的化学反应以及元素存在的形式，再加以深入的研究。

综合运用元素守恒法和终态分析法，就可以找到解题方法。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)金属氧化物都是碱性氧化物或两性氧化物( ) (2)熔化烧碱可在氧化铝坩埚中进行( ) (3)可以利用Al 2O 3与水反应制得Al(OH)3( ) (4)氢氧化铝能溶于任何酸、碱溶液( ) (5)氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药( )(6)AlCl 3溶液中加足量的氨水和氢氧化钠溶液时现象不相同( )(7)AlCl 3溶液中滴加氢氧化钠溶液与氢氧化钠溶液中滴加AlCl 3溶液现象不相同( ) (8)铝餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性和咸的食物( )(9)强酸性溶液中铝元素以Al 3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO －2形式存在( )(10)KAl(SO 4)2、Na 2O 2分别使红墨水褪色的原理相同( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)× 2．下列说法正确的是( )A ．Al 2O 3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B ．因为Al 2O 3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物C ．Al 2O 3能跟所有的酸、碱溶液反应D ．Al 2O 3能跟强的酸、碱溶液反应 答案 D解析 Al 2O 3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O ，Al 2O 3和Al(OH)3中Al 的化合价相同，所以Al 2O 3是Al(OH)3对应的氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al 2O 3是两性氧化物；Al 2O 3与酸、强碱溶液反应，与弱碱溶液不反应。

3．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( ) A ．Al(OH)3―→Al 2O 3 B ．Al 2O 3―→Al(OH)3 C ．Al ―→AlO －2D ．Al 3＋―→Al(OH)3答案 B解析Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO－2，Al3＋遇弱碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO－2，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。

4．使溶液中的AlO－2完全转化成Al(OH)3，应选择的试剂最好是()A．稀H2SO4B．盐酸C．CO2D．氨水答案 C解析使AlO－2转化成Al(OH)3需加酸，若用强酸会使Al(OH)3溶解，最好通入CO2气体。

5．下列关于明矾的说法不正确的是()A．化学式为KAl(SO4)2·12H2OB．属于混合物C．是一种硫酸盐D．水溶液能导电答案 B解析明矾为纯净物，属于复盐或硫酸盐，在水溶液中电离出K＋、Al3＋两种阳离子和SO2－4一种阴离子，其水溶液能导电。

6．将氧化镁、氧化铝的混合物完全溶于200 mL盐酸，而后逐滴加入1.0 mol·L－1NaOH溶液。

溶液中生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。

(1)最初加入20 mL NaOH溶液所发生反应的离子方程式为。

(2)所用盐酸的物质的量浓度为。

(3)混合物中氧化镁、氧化铝的物质的量之比为。

答案(1)H＋＋OH－===H2O(2)2.6 mol·L－1(3)2∶1解析(1)最初加入20 mL NaOH溶液的作用是中和过量的盐酸，所以发生反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。

(2)沉淀量最大时所用OH－的物质的量与200 mL强酸中H＋的物质的量相等，n(OH－)＝1.0 mol·L－1×0.52 L＝0.52 mol，故n(H＋)也为0.52 mol，盐酸的浓度为2.6 mol·L－1。

(3)反应Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O 用去的n (NaOH)＝1.0 mol·L －1×(0.62－0.52) L ＝0.10mol ，故Al(OH)3的物质的量为0.10 mol ，而Al 2O 3的物质的量为0.050 mol 。

根据Al 3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，生成Al(OH)3用去0.30 mol NaOH 。

而生成氢氧化镁用去0.20 mol NaOH ，氢氧化镁的物质的量为0.10 mol ，氧化镁、氧化铝的物质的量之比为2∶1。

[对点训练]题组一 氧化铝的性质与应用1．氧化铝用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器，是利用了氧化铝( ) A ．不溶于水 B ．熔点很高 C ．是金属氧化物 D ．高温下很难反应答案 B解析 氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料，常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。