高中化學(xué) 第四章 元素與材料世界 第2節(jié) 鋁金屬材料學(xué)案 魯科必修1

1、第2節(jié)鋁金屬材料1鋁(1)鋁的物理性質(zhì)鋁是一種銀白色金屬，硬度小，密度較小(2.7 gcm3)，熔點(diǎn)低(660.4 )，沸點(diǎn)較高(2 467 )，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁原子的最外層有3個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化合價(jià)為3價(jià)，因而鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，是較強(qiáng)的還原劑。與非金屬反應(yīng)a與氧氣反應(yīng)在常溫下，鋁可被空氣中的氧氣氧化，在其表面形成一層致密的氧化物薄膜，阻止了內(nèi)部的鋁繼續(xù)與氧氣反應(yīng)，因而，鋁制容器往往具有良好的抗腐蝕性。實(shí)驗(yàn)探究1：鋁粉和氧氣的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)步驟：用鑷子夾住一小團(tuán)脫脂棉，蘸上一些鋁粉，在酒精燈上點(diǎn)燃，并立即伸入盛有氧氣的集氣瓶中(瓶底放

2、一些細(xì)沙)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在氧氣中劇烈燃燒，同時(shí)放出耀眼的白光。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：4Al3O22Al2O3金屬鋁可用于制造燃燒彈、信號彈、火箭推進(jìn)劑等。b與氯氣、硫等非金屬反應(yīng)2Al3Cl22AlCl34Al3S2Al2S3鋁與某些金屬氧化物反應(yīng)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究2：鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟：如圖所示，將兩張圓形紙分別折疊成漏斗后套在一起使四周都是四層，把內(nèi)層“紙漏斗”取出，在底部剪一個(gè)孔，用水潤濕，再跟另一“紙漏斗”套在一起，架在鐵架臺的鐵圈上，下面放置盛有細(xì)沙的蒸發(fā)皿。把5 g炒干的三氧化二鐵粉末和2 g鋁粉混合均勻，放在“紙漏斗”中，上面加入少量氯酸鉀并在混合物中插一根鎂條，用燃著的木條點(diǎn)燃鎂

3、條，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：反應(yīng)放出大量的熱，發(fā)出耀眼的光芒，生成熔融物，燒穿漏斗，落在坩堝中的沙中。實(shí)驗(yàn)結(jié)論和化學(xué)方程式：反應(yīng)中鋁粉將三氧化二鐵中的鐵置換出來。2AlFe2O3Al2O32Fe。談重點(diǎn) 剖析鋁熱反應(yīng)：a該反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)可焊接鋼軌等鋼材部件。b實(shí)驗(yàn)中鎂條的作用是通過其燃燒放出的熱量引發(fā)鋁熱反應(yīng)，KClO3的作用是助燃劑。c鋁不僅可與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)，用其他金屬氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化鐵也可發(fā)生鋁熱反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)還可用于冶煉釩、錳等金屬。鋁與酸反應(yīng)高中階段，學(xué)習(xí)過的酸分為非氧化性酸和氧化性酸兩類，鋁既

4、可以與氧化性酸反應(yīng)，又可以與非氧化性酸反應(yīng)。a鋁與非氧化性酸的反應(yīng)：酸中的氫離子被還原生成氫氣。2Al6HCl=2AlCl33H22Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2反應(yīng)的離子方程式為2Al6H=2Al33H2b鋁與氧化性酸的反應(yīng)常溫下，鋁遇到濃硫酸或濃硝酸，會在表面形成致密的氧化物薄膜而鈍化，不會產(chǎn)生氫氣。鋁與稀硝酸反應(yīng)：Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O。鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)鋁與強(qiáng)堿的水溶液反應(yīng)，生成氫氣和鹽。NaAl(OH)4(四羥基合鋁酸鈉)易溶于水，易電離，其水溶液呈無色。鋁單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是分步反應(yīng)。第一步：鋁單質(zhì)與水的置換：2Al6H2O=2Al(O

5、H)33H2生成的氫氧化鋁是一種難溶于水的沉淀，附著在鋁單質(zhì)的表面，阻止了鋁單質(zhì)與水的進(jìn)一步反應(yīng)，反應(yīng)自動停止。第二步：氫氧化鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)：Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4(非氧化還原反應(yīng))在反應(yīng)中，只有第一步是氧化還原反應(yīng)，鋁是還原劑，H2O是氧化劑。析規(guī)律 NaAl(OH)4與配合物金屬鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成的化合物曾被認(rèn)為是NaAlO2，但科學(xué)研究證明該產(chǎn)物實(shí)際上是NaAl(OH)4，它屬于配位化合物。配位化合物的結(jié)構(gòu)中包含中心體和配位體，例如：NaAl(OH)4 中心體 配位體配位化合物在醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?！纠?1】 等質(zhì)量的兩份Al分別加入0.

6、3 L 1 molL1的鹽酸和NaOH溶液中，生成氫氣的體積比為12，則加入的Al的質(zhì)量為()A2.7 gB5.4 gC8.1 g D10 g解析：做此題要注意量的問題，綜合分析題中已知條件判斷哪種物質(zhì)過量，然后計(jì)算得出結(jié)論。已知反應(yīng)：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。由生成氫氣的體積比為12可知，兩反應(yīng)消耗Al的質(zhì)量之比為12。中鋁過量，鹽酸完全反應(yīng)，0.3 mol HCl與足量的Al反應(yīng)生成H2為0.15 mol。又知中NaOH未完全反應(yīng)，Al完全反應(yīng)，所以中生成H2為0.3 mol，Al的物質(zhì)的量為0.2 mol，即5.4 g。答案

7、：B【例12】 向一個(gè)鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，不一會兒聽到罐內(nèi)“咔咔”地響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會兒易拉罐又鼓起來。(1)易拉罐變癟的原因是_，反應(yīng)的離子方程式是_。(2)易拉罐又鼓起來的原因是_，反應(yīng)的離子方程式是_。解析：CO2溶于NaOH溶液，罐內(nèi)氣壓減小，小于外界氣壓，易拉罐被壓癟；之后，鋁制的易拉罐與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，罐內(nèi)壓強(qiáng)又增大，易拉罐又鼓起來。答案：(1)NaOH溶液吸收CO2，罐內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界氣壓將易拉罐壓癟CO22OH=COH2O(2)Al表面的氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al2OH6H2O

8、=2Al(OH)43H22鋁合金(1)合金合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)(有些合金中也有化合物)。將金屬制成合金，可以保持甚至強(qiáng)化單一金屬的長處，克服其不足，所以合金的性能一般優(yōu)于純金屬，如：a.合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低，如NaK合金常溫下是液體，可以做原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；硅鋁合金熔點(diǎn)低，收縮率小，適合于鑄造。b.合金的硬度大于其成分金屬的硬度(如硅鋁合金的硬度、強(qiáng)度都比純鋁大，適用性很廣)。(2)鋁合金鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉等特點(diǎn)，并且因表面易形成致密的氧化物保護(hù)膜而具有一定抗腐蝕能力，可用于制

9、造能承受大載荷及強(qiáng)烈磨損的構(gòu)件。主要應(yīng)用于建筑業(yè)、包裝業(yè)、交通運(yùn)輸以及電子行業(yè)。例如，用鋁合金材料制成的汽車車輪的骨架，質(zhì)輕、強(qiáng)度大且熱變形性小，計(jì)算機(jī)中的硬盤抽取盒使用鋁合金作散熱材料，堅(jiān)固耐用，散熱效果好。另外，鋁合金還廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)構(gòu)件?！纠?】 鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作門窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A不易生銹 B導(dǎo)電性好C密度小 D強(qiáng)度高解析：建筑裝潢材料屬于長期使用的材料，其不易生銹、強(qiáng)度高、密度小等性能都有利于建筑的長久、安全使用。但建筑裝潢材料沒有必要要求導(dǎo)電性好，相反，建筑裝潢材料導(dǎo)電性好不利于

10、建筑物的安全使用，因?yàn)樗鼤?dǎo)致建筑物遭雷擊。答案：B3氧化鋁(1)氧化鋁的存在及其物理性質(zhì)氧化鋁的化學(xué)式為Al2O3，俗稱礬土，是一種難溶于水的白色粉末，熔點(diǎn)高，硬度大。自然界中純凈的Al2O3為無色晶體，俗稱剛玉，硬度僅次于金剛石，混有少量雜質(zhì)可使剛玉帶有各種色澤，稱為寶石。由于Al2O3熔點(diǎn)高，難分解，因而可做良好的耐火材料。(2)氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)Al2O3是典型的兩性氧化物，氧化鋁既能溶于強(qiáng)酸溶液，又能溶于強(qiáng)堿溶液。與強(qiáng)酸反應(yīng)：如與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O36HCl=2AlCl33H2O離子方程式為：Al2O36H=2Al33H2O與強(qiáng)堿反應(yīng)：如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

11、Al2O32NaOH3H2O=2NaAl(OH)4離子方程式為：Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4說明：a.Al2O3不能直接與水反應(yīng)，因此不能用Al2O3和水化合生成氫氧化鋁。b工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉金屬鋁。【例3】 為除去MgO中混有的少量雜質(zhì)Al2O3，可選用的試劑是()AKOH溶液B氨水C稀鹽酸 D水解析：MgO為難溶于水的堿性氧化物，因而可以溶于強(qiáng)酸，但不能溶于強(qiáng)堿中；Al2O3為難溶于水的兩性氧化物，因而既可以溶于強(qiáng)酸又可以溶于強(qiáng)堿中。為除去MgO中混有的Al2O3雜質(zhì)可選用強(qiáng)堿溶液作試劑。答案：A4氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)探究：氫氧化鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)步驟：在一支大試管中放入約5

12、 mL 0.5 molL1的Al2(SO4)3溶液，滴加足量的氨水至不再產(chǎn)生沉淀為止，將所得沉淀分成兩份：一份滴加鹽酸并振蕩試管，另一份滴加NaOH溶液并振蕩試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論硫酸鋁與氨水反應(yīng)溶液里產(chǎn)生了白色膠狀沉淀Al2(SO4)3與NH3H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)白色沉淀溶解，形成了無色溶液Al(OH)3溶于鹽酸氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)白色沉淀溶解，形成了無色溶液Al(OH)3溶于NaOH溶液(1)Al(OH)3的物理性質(zhì)和用途Al(OH)3是白色膠狀固體、難溶于水，具有吸附性，能凝聚水中的懸浮物，又能吸附色素，因此，Al(O

13、H)3可用作凈水劑和色素吸附劑。(2)Al(OH)3的化學(xué)性質(zhì)Al(OH)3是一種兩性氫氧化物，它既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)。反應(yīng)的離子方程式分別為：Al(OH)33H=Al33H2O，Al(OH)3OH=Al(OH)4像Al(OH)3這樣既能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物稱為兩性氫氧化物。Al(OH)3受熱易分解：2Al(OH)3Al2O33H2O(3)Al(OH)3的制取鋁鹽與堿反應(yīng)用鋁鹽與可溶性弱堿氨水反應(yīng)制Al(OH)3：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。說明：制取Al(OH)3也可用鋁鹽與強(qiáng)堿作用，但應(yīng)嚴(yán)格控制加入堿的量，因?yàn)閺?qiáng)堿過量會使制得的A

14、l(OH)3轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鹽：Al(OH)3OH=Al(OH)4。所以，實(shí)驗(yàn)室一般不采用這種方法制Al(OH)3。四羥基合鋁酸鹽與酸反應(yīng)一般用向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。當(dāng)CO2不足或適量時(shí)：2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3COH2O；CO2過量時(shí)：Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO。說明：一般不用強(qiáng)酸，因?yàn)閺?qiáng)酸的量控制不當(dāng)會使制得的Al(OH)3溶解：Al(OH)4H=Al(OH)3H2O；Al(OH)33H=Al33H2O【例4】 向20 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入30 mL NaOH溶液，充分反應(yīng)得到0.78 g沉淀，則

15、NaOH溶液的物質(zhì)的量的濃度可能是()A1 molL1B3 molL1C5 molL1 D7 molL1解析：比較Al3的物質(zhì)的量與沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量，推測NaOH的兩種情況：NaOH不足量時(shí)，n(NaOH)3nAl(OH)3；NaOH過量時(shí)，n(NaOH)3n(Al3)nAl(OH)43n(Al3)n(Al3)nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)3。解題過程可分兩步進(jìn)行。(1)求Al3和Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量n(Al3)0.02 mol20.04 molnAl(OH)30.78 g78 gmol10.01 mol (2)當(dāng)NaOH不足時(shí)：n(NaOH)3nAl(OH)

16、30.03 mol，c(NaOH)0.03 mol/0.03 L1 molL1當(dāng)NaOH過量時(shí)：n(NaOH)4n(Al3)nAl(OH)30.15 mol，c(NaOH)0.15 mol/0.03 L5 molL1答案：AC5金屬的分類及通性(1)金屬的分類冶金工業(yè)上將金屬分為黑色金屬和有色金屬。a黑色金屬：鐵(Fe)、鉻(Cr)、錳(Mn)及它們的合金。b有色金屬：除Fe、Cr、Mn以外的其他金屬及其合金。釋疑點(diǎn) 黑色金屬是黑色的嗎？黑色金屬的顏色不一定是黑色，如純凈的鐵、鉻、錳的顏色為銀白色。按密度將金屬分為輕金屬和重金屬。a輕金屬：密度小于4.5 gcm3，如鈉、鎂、鋁等。b重金屬：密

17、度大于4.5 gcm3，如金、銀、銅等。按在自然界中的含量將金屬分為常見金屬和稀有金屬。a常見金屬：如鐵、鋁、鈣等。b稀有金屬：如鋯、鈮、鉬等。(2)金屬的通性常溫下，絕大多數(shù)金屬都是固體(汞是液體)。大多數(shù)金屬呈銀白色(除Cu、Au外)，有金屬光澤。金屬一般都是電和熱的良導(dǎo)體。金屬一般都有良好的延展性?！纠?】 在金、銀、銅、鐵、鈉、鎂、鋁幾種金屬中，屬于輕金屬的有_；導(dǎo)電性能最好的是_；在空氣中最穩(wěn)定的是_；最活潑的是_；常溫時(shí)與水能劇烈反應(yīng)的有_；既能跟酸反應(yīng)，又能跟堿溶液反應(yīng)的是_。解析：通常，密度小于4.5 gcm3的金屬為輕金屬，密度大于4.5 gcm3的金屬為重金屬；以上金屬都具

18、有良好的導(dǎo)電性，其中，銀的導(dǎo)電性是最好的；最不活潑的是金，金在加熱條件下也難以與氧氣反應(yīng)，“真金不怕火煉”就是這個(gè)意思；鈉能與冷水劇烈反應(yīng)，是以上金屬中最活潑的；既能跟酸反應(yīng)，又能跟堿溶液反應(yīng)的物質(zhì)除了鋁之外，千萬不要忘記鈉也能與堿溶液中的水反應(yīng)。答案：鈉、鎂、鋁銀金鈉鈉鋁、鈉6金屬材料(1)重要的黑色金屬材料鋼鐵鋼鐵是指含有鐵單質(zhì)和其他物質(zhì)的混合物，其他物質(zhì)可以是金屬單質(zhì)，也可以是非金屬單質(zhì)。通常根據(jù)鋼鐵中碳元素的含量多少來分類。生鐵：含碳量2%4.3%，硬度大，但較脆且不易機(jī)械加工。普通鋼：含碳量0.03%2%，增加了鐵錳等元素，改善了鐵的性能，但易銹蝕。不銹鋼：在普通鋼基礎(chǔ)上，加入鉻鎳等

19、元素，含鉻量一般在12%以上，在空氣中能保持金屬光澤，且有不生銹的特性。說明：由于鉻元素的加入，能使鋼材表面形成致密且堅(jiān)固的氧化膜，防止內(nèi)部鐵與外界物質(zhì)接觸。鎳元素的加入，使不銹鋼在酸堿鹽的水溶液中也能具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。(2)幾種有色金屬材料金、銀、銅物理性質(zhì)及用途比較主要性質(zhì)主要用途金質(zhì)地柔軟、呈黃色的金屬，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?；瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定在電子工業(yè)、航空航天工業(yè)等許多重要的領(lǐng)域都需要一定量的金或金合金，一些首飾、獎牌也是用金制成或鍍金的銀有金屬光澤、質(zhì)地柔軟的銀白色金屬，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?；瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，比金活潑在有機(jī)合成、能源開發(fā)、材料制造等許

20、多重要的領(lǐng)域都需要一定的銀。一些首飾、獎牌也是用銀制成或鍍銀的銅硬度較小的紫紅色金屬，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?；瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，比銀活潑在電氣和電子工業(yè)中主要用于制造電線、通訊電纜等，在此方面的用量占銅的工業(yè)總用量的一半左右。另外，在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)、建筑業(yè)及殺菌等科技領(lǐng)域方面也有較大量的應(yīng)用；銅還是主要的電鍍材料之一在金屬中，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的金屬是銀；延展性最好的金屬是金，金可以壓成非常薄的金箔。(2)金、銀、銅的化學(xué)性質(zhì)介紹金、銀、銅都屬于不活潑的金屬，其中金的化學(xué)性質(zhì)尤為穩(wěn)定。常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，反應(yīng)方程

21、式為：2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)在加熱或點(diǎn)燃條件下，銅能與許多非金屬反應(yīng)，例如：2CuO22CuO2CuSCu2SCuCl2CuCl2銅可與熱的濃硫酸反應(yīng)：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O常溫下，銅可被硝酸溶解。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O銅及其化合物之間可以相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化時(shí)常常伴有顏色變化，如黑色的氧化銅在高溫下轉(zhuǎn)化為紅色的氧化亞銅，藍(lán)色的硫酸銅晶體(CuSO45H2O)受熱分解為白色的硫酸銅粉末。4CuO2Cu2OO2CuSO45H2OCuSO45H2O熱的濃

22、硫酸可將銀氧化：2Ag2H2SO4(濃)Ag2SO42H2OSO2在常溫下銀可被硝酸氧化：3Ag4HNO3(稀)=3AgNO32H2ONOAg2HNO3(濃)=AgNO3H2ONO2金屬材料的開發(fā)一直是材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)，一些新的金屬材料相繼被開發(fā)出來并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域。例如，鈾(U)用作核電廠反應(yīng)堆的核燃料，镅(Am)在煙霧探測器中用作煙霧監(jiān)測材料。特別是被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”鈦(Ti)的應(yīng)用前景更為廣闊。【例6】 下列說法中，正確的是()A鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬B金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料C鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊D銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好

23、的有色金屬解析：人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬是銅而不是鐵；應(yīng)用最廣泛的金屬材料應(yīng)是黑色金屬材料，即鐵、錳、鉻以及它們的合金，而不是金、銀、銅等有色金屬材料；金屬鈦因性能優(yōu)良、蘊(yùn)藏量大，被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景廣闊；銀的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性是金屬中最好的，銅的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性僅次于銀。答案：C7四羥基合鋁酸鹽及含鋁化合物之間的相互轉(zhuǎn)化(1)四羥基合鋁酸鹽金屬鋁、氧化鋁、氫氧化鋁等跟堿溶液反應(yīng)生成的含鋁化合物，叫做四羥基合鋁酸鹽，例如NaAl(OH)4(四羥基合鋁酸鈉)、KAl(OH)4(四羥基合鋁酸鉀)、BaAl(OH)42(四羥基合鋁酸鋇)等。一般的四羥基合鋁酸鹽可溶于水，易電離。例如：

24、NaAl(OH)4=NaAl(OH)4Al(OH)4能跟酸溶液發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。例如：Al(OH)4H=Al(OH)3H2O2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3COH2O(CO2量較少)Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO(CO2過量)Al(OH)4還能在溶液里跟Al3反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。例如：3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3(2)含鋁化合物之間的相互轉(zhuǎn)化含鋁的化合物Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：Al33OH=Al(OH)3Al34OH=Al(OH)4Al(OH)33H=Al33H2OA

25、l(OH)3OH=Al(OH)4Al(OH)4H=Al(OH)3H2OAl(OH)44H=Al34H2O析規(guī)律 既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的物質(zhì)：主要有兩性氧化物(如Al2O3)、兩性氫氧化物如Al(OH)3、弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)、弱酸的銨鹽如(NH4)2S、鋁等?！纠?1】 下面是以鋁屑為原料制備Al(OH)3的三種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：方案一：用稀硫酸與鋁屑反應(yīng)，使鋁轉(zhuǎn)化成Al3，再用NaOH溶液將Al3沉淀，生成Al(OH)3；方案二：用鋁屑與NaOH溶液反應(yīng)，再用稀硫酸與NaAl(OH)4反應(yīng)得到Al(OH)3；方案三：用鋁屑分別與稀硫酸和NaOH溶液反應(yīng)，然后將得到的鹽溶液混合

26、，過濾，再將得到的沉淀洗滌，即可得到Al(OH)3。綜合比較以上三種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，你認(rèn)為哪種最好？原因是什么？解析：方案一不好用NaOH溶液沉淀Al3，有可能使生成的Al(OH)3溶解，也有可能使Al3沉淀不完全，即NaOH溶液的量不易控制方案二不好用稀硫酸與NaAl(OH)4反應(yīng)，也有可能出現(xiàn)稀硫酸過量使Al(OH)3溶解或稀硫酸量少沉淀不完全的問題方案三好將所需的鋁按13的比例分為兩份，少的一份與稀硫酸反應(yīng)：2Al6H=2Al33H2，多的一份與NaOH溶液反應(yīng)：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2，然后將兩份反應(yīng)后的溶液混合：Al33Al(OH)4=4Al(OH)3，操作簡單且好

27、控制反應(yīng)物的量。另外，從消耗反應(yīng)物的量來看，全部恰好完全反應(yīng)時(shí)每生成1 mol Al(OH)3，方案一需消耗H和OH各3 mol；方案二需消耗H和OH各1 mol；方案三需消耗H和OH各 mol。因此，綜合分析，方案三最佳。答案：方案三最好，因?yàn)樵摲桨缸罟?jié)約藥品且可回收副產(chǎn)品Na2SO4，而且也最易操作?！纠?2】 下列各種物質(zhì)既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的是()AlAlCl3NaAl(OH)4Al(OH)3Al2O3ABC D解析：鋁與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣，與堿反應(yīng)生成NaAl(OH)4和氫氣，Al(OH)3和Al2O3顯兩性，而AlCl3只能與堿反應(yīng)，NaAl(OH)4只能與酸反應(yīng)，所以正確

28、。答案：D8含鋁化合物相互轉(zhuǎn)化的圖像(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不變圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=Al(OH)4Al34OH=Al(OH)43Al(OH)4Al3=4Al(OH)3(2)四羥基合鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像操作四羥基合鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量鹽酸中逐滴加四羥基合鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不變圖像離子方程式Al

29、(OH)4H=Al(OH)3H2OAl(OH)33H=Al33H2OAl(OH)44H=Al34H2OAl33Al(OH)4=4Al(OH)3(3)可溶性鋁鹽溶液與氨水反應(yīng)及四羥基合鋁酸鹽溶液與CO2反應(yīng)的圖像操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴滴加氨水至過量四羥基合鋁酸鹽溶液中緩慢通入CO2至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多沉淀不消失立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33NH3H2O=Al(OH)33NH2Al(OH)4CO2(少量)=2Al(OH)3COH2OAl(OH)4CO2(過量)=Al(OH)3HCO對于圖像題，解題時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察圖像，分析得出相關(guān)信息。觀察圖像，重點(diǎn)看曲線的起

30、點(diǎn)、拐點(diǎn)及最高點(diǎn)或最低點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值，然后結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)及相互反應(yīng)關(guān)系得出有關(guān)結(jié)論?！纠?1】 將一定質(zhì)量的鎂鋁合金投入到100 mL一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 molL1的NaOH溶液到過量，生成沉淀的質(zhì)量與加入的NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，求：(1)原合金中Mg、Al質(zhì)量各是多少？(2)HCl的物質(zhì)的量濃度c(HCl)。解析：分析化學(xué)圖像，要抓住有關(guān)化學(xué)原理、物質(zhì)的性質(zhì)和圖像的意義，尤其是圖像的特殊點(diǎn)，如原點(diǎn)、交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)(曲線的極值點(diǎn))。由圖像可知，11.6 g是Mg(OH)2的質(zhì)量，(19.411.6) g是Al(OH)3的質(zhì)量，V(NaOH)由020 mL是中和鹽酸(因無沉淀)。(1)設(shè)鎂、鋁的質(zhì)量分別為x、yMgMg(OH)2，AlAl(OH)324 58 27