有“铝”说得清

【摘 要】铝及其化合物是高中化学元素和化合物的重点内容之一，对其知识的考查近几年高考有所强化。本文抓住以酸碱反应为主线，以铝、氧化铝、氢氧化铝为知识点，进行串联、扩展、引伸，旨在帮助学生突破难点。

【关键词】铝及其化合物；两面性；图像分析；方法技巧

近几年高考中铝单质及其化合物知识出现的几率较高，并且往往与氧化还原、电解质溶液、电化学、化学平衡、物质结构和元素周期律等化学理论知识相结合；有关知识点与工业生产相结合的应用性试题不断出现，综合型计算题也时有出现。考试的内容充分体现了从知识型向能力型、从主观型向客观型转化的命题趋势。

以酸碱反应为主线，以铝、氧化铝、氢氧化铝为知识点，进行串联、扩展、引伸，是学习和复习掌握铝及其化合物知识的有效方法。

一、链接铝及其化合物的知识网

二、铝及其化合物的“真面目”

两组重要的离子方程式：

第一组：2Al+6H+=3H2+2Al3+ Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

第二组：2Al+2OH一+2H2O=2AlO2一+3H2 Al2O3+2OH一=2AlO2一+H2O Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

通过上述两组离子方程式，可以看到铝、氧化铝、氢氧化铝都是既与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质，其中氧化铝和氢氧化铝是典型的两性化合物。两面三刀的“铝大侠”确实身手不凡！特别需要关注以下的各种表现！

（1）如果要求使溶液中的铝元素全部沉淀，则不能使用强酸或强碱。如果是铝盐溶液，一般采用加入足量氨水，因为Al（OH）3不与氨水反应；如果是偏铝酸盐，应该使用通入足量的CO2气体。

（2）当Al3+与AlO2一相遇时会形成Al（OH）3沉淀，即Al 3+与AlO2一不能在溶液中大量共存。

（3）在强碱性溶液中，铝元素以AlO2一形式存在；在强酸性溶液中，以Al3+形式存在。

（4）铝单质与强酸或强碱反应，由于其生成物不是盐和水，因此它不能称为两性物质。

（5）AlCl3与NaOH或其它碱溶液、NaAlO 2与HCl或其它酸溶液，可以不用任何试剂，只需两支试管和胶头滴管就能把两者区别出来。

三、揭开“铝大侠”的神秘面纱———常见题型及解题技巧示例

基本题型：

例1.除去MgO中的Al2O3可选用的试剂是（ ）A. NaOH溶液B. 硝酸 C.浓硫酸 D. 稀盐酸

【解析】 Al2O3为两性氧化物，可溶于NaOH溶液中，而MgO不溶解，过滤即可得到MgO。

图像题型：

例2.把由NaOH、AlCl3和MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中，有1.16g白色沉淀析出，向所得溶液里逐滴加入1 mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和沉淀的质量如图所示：

（1）A点的沉淀物的化学式为_____；B点的沉淀物的化学式为_____。

（2）原混合物中MgCl2的质量是 g，AlCl3的质量是 g，NaOH的质量是 g。

（3）Q点HCl溶液的体积为_____mL。

【解析】（1）因为在浊液中加入HCl溶液至10mL，沉淀质量一直为1.16g，说明浊液显碱性，Al元素以AlO2-形式存在，加至30mL时，AlO2-全部转变为Al（OH）3，所以在A点的沉淀物为Mg（OH）2，在A点至B点间，沉淀物为Mg（OH）2和Al（OH）3的混合物。当加入HCl溶液超过30mL时，Mg（OH）2和Al（OH）3同时溶解。

（2）原混合物中：m（MgCl2）=1×95g·mol-1=1.90g，

又AlCl3～AlO2-～HCl。n（AlCl3）=1 mol·L-1×（30-10）×10-3L=0.02 mol

m（AlCl3）=0.02mol×133.5g·mol-1=2.67g

①浊液中存在的NaOH的物质的量为：

NaOH+HCl ===NaCl+H2O

0.01 mol 1×10×10-3mol

②MgCl2消耗的NaOH的物质的量为：MgCl2～2NaOH ×2=0.04mol

③AlCl3消耗的NaOH的物质的量为：Al3+～4NaOH～AlO2-0.02mol×4=0.08mol

NaOH的总质量为：（0.01mol+0.04mol+0.08mol）×40g·mol-1=5.20g

加盐酸到Q点溶液中溶质为NaCl AlCl3 MgCl2，即NaOH消耗盐酸，n（HCl）=n（NaOH）=0.13 mol ， 所以Q点加盐酸的体积VHCl==0.13 L=130 mL

实验题型：

例3.某化学兴趣小组按照下列方案进行“由含铁、废铝制备硫酸铝晶体”的实验：

步骤1：取一定量含铁废铝，加足量的NaOH溶液，反应完全后过滤。

步骤2：边搅拌边向滤液中滴加稀硫酸至溶液的pH=8～9，静置、过滤、洗涤。

步骤3：将步骤2中得到的固体溶于足量的稀硫酸。

步骤4：将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥。

请回答以下问题：

（1）过滤操作需要玻璃棒、 、 等玻璃仪器。⑵步骤1过滤的目的是 。

（3）当步骤2中的溶液pH=8～9时，检验沉淀是否完全的方法是 。

（4）步骤2中溶液的pH控制较难操作，可改用 。

[解析]由含铁、废铝制备硫酸铝晶体，首先将含铁废铝，加入足量的NaOH溶液中，以溶解铝，使铝转变成NaAlO2溶液而进入溶液；过滤后，最好通入足量的CO2气体，使NaAlO2全部转变成Al（OH）3沉淀；沉淀经洗涤后，再溶于足量的稀硫酸得到硫酸铝溶液；将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥即得到硫酸铝晶体，由于硫酸是不挥发性酸，故本题硫酸铝溶液在蒸发时不必考虑Al3+水解。

综合题型：

例4.下图中，A、C是工业上用途很广的两种重要化工原料，B为日常生活中常见的金属，

H、G是正四面体结构的非极性分子，H是一种重要的能源，J是一种耐高温材料，K是由两种常见元素组成的化合物（图中部分反应物或生成物没有列出）。请按要求回答：

（1）写出B的化学式_______，G的电子式 。

（2）反应①的离子方程式为_________

（3）反应②进行的条件是

（4）反应③的化学方程式为 __________.

【解析】本题为框图推断题，主要考查铝及其化合物性质与重要应用。由H、G是正四面体结构的非极性分子，且H+Cl2A+G知H为CH4，G为CCl4，A为HCl；联想乙炔的制法及K由两种常见元素组成，可推测I为金属氢氧化物，又I高温J（高温材料），则其中金属可为M或Al。又HCl+BD+E，B+CF+E，D+FI（金属氢氧化物），可知E为H2，I为Al（OH）3，B为Al，C为NaOH，全部物质至此全部确定。

由此可见， 虽然铝单质及其化合物知识具有两面性，但并没有想象中的那么难掌握！只要方法得当，有“铝”是可以说得清的！