2021 2021学年高中化学第四章第2节第1课时铝与铝合金练习鲁科版必修1.doc

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第1课时　铝与铝合金
1．了解铝的还原性。
2．了解氧化铝和氢氧化铝的两性。
3．认识铝及其化合物与其他金属及其化合物的不同。
4．了解铝合金的特点及应用。
一、铝单质
1．铝在自然界中的存在。
铝在地壳中的含量仅次于氧 、硅， 居第三位，是自然界中含量最高的金属元素。
2．铝的性质。
(1)物理性质：银白色固体，质软，密度小，导电性仅次于金、银和铜。
(2)化学性质。
①铝与氧气的反应。
铝是一种活泼金属，它容易与氧气 发生反应。常温下，金属铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续与氧气发生反应。铝在氧气中燃烧的化学方程式为4Al＋3O22Al2O3；该反应的现象为放出大量的热和耀眼的白光。因此金属铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。
②铝热反应。
铝在高温下与三氧化二铁反应的方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。该反应称为铝热反应。铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，该反应常用于焊接钢轨、冶炼金属等。
③铝与酸的反应。
与非氧化性酸：
如与盐酸、稀硫酸等反应，离子方程式为6H＋＋2Al===3H2↑＋2Al3＋。
与氧化性酸：
如与硝酸、浓硫酸等反应，无氢气放出，其中铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化，但加热可反应。
④铝与强碱溶液反应。
铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，
离子方程式2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。

1．擦去氧化膜的铝箔在灼烧时，熔化但不滴落，其原因是什么？
答案：铝表面的氧化膜(熔点2 050 ℃)包在铝的外面，即使打磨过的铝箔，在空气中也很快生成新的氧化膜。
二、铝的化合物
1．氢氧化铝[Al(OH)3]。
(1)物理性质：氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质。
(2)化学性质。
①两性氢氧化物。
[Al(OH)3]既能与强酸反应，又能与强碱反应，属于两性氢氧化物，反应的离子方程式分别为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。
②不稳定性——受热分解2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
(3)制备。
可以通过铝盐溶液与氨水反应制得，如AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)用途。
[Al(OH)3]胶体能够凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可用于水的净化。

2．为什么不用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应直接制备氢氧化铝？
答案：硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应可以生成氢氧化铝，由于氢氧化铝可以溶于氢氧化钠溶液，当加入氢氧化钠溶液过量时，生成的氢氧化铝会溶解，故不用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化铝。
2．氧化铝。
(1)物理性质。
氧化铝是难溶于水的白色固体。
(2)化学性质。
既能与强酸反应，又能与强碱反应，属于两性氧化物，离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。

3．有哪些物质既能与强酸反应，又能与强碱反应？
答案：(1)某些金属单质，如Al；
(2)两性氧化物，如Al2O3；
(3)两性氢氧化物，如Al(OH)3；
(4)多元弱酸的酸式盐，如NaHCO3；
(5)弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3。
三、铝合金及其制品
1．形成。
铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。
。
密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等 ，且表面已形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。
3．应用。
铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输以及电子行业。如用铝合金制成的汽车车轮骨架，质轻，强度大且热变形大热变性小；用铝合金制成的硬盘抽取盒既坚固耐用，散热效果好。
1．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是(B)
A．Al(OH)3→Al2O3　　B．Al2O3→Al(OH)3
C．Al→[Al(OH)4]－　　D．Al3＋→Al(OH)3
解析：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；Al2O3不能一步转化为Al(OH)3。
2．下列物质既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是(D)
①NaHCO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④Al
A．③④　　B．②③④　　C．①③④　　D．全部
3．(双选)下列有关铝及其化合物的说法不正确的是(CD)
A．铝粉可与氧化铁粉末在高温条件下发生铝热反应
B．常温下浓硫酸能使铝钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸
C．铝箔经常用来做包装，是利用了铝的密度小的性质
D．向氯化铝溶液中不断滴入氨水的过程中会先生成白色沉淀，而后又变澄清
解析：A项Al粉与Fe2O3粉末高温下反应生成Fe和Al2O3，正确。B项，常温下浓硫酸能使铝、铁钝化，正确。C项铝箔用来做包装，是利用了铝的延展性，不正确。D项，Al(OH)3不溶于氨水，不正确。

　

1．铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(B)
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
解析：由题中所给信息铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工可知，无关的性质是其导电性好。
2．除去镁粉中含有的少量铝粉，可选用的试剂是(B)
A．盐酸 B．NaOH溶液
C．硝酸 D．氨水
解析：硝酸、盐酸都和镁反应；氨水和镁、铝都不反应；NaOH溶液只与铝反应，反应后铝转化为[Al(OH)4]－。
3．向铝、铜两种金属粉末的混合物中加入过量盐酸，充分反应后过滤，向滤液中加入过量烧碱溶液，溶液中存在的离子有(A)
A．[Al(OH)4]－　　B．Cu2＋　　C．Al3＋　　D．H＋
解析：铝和铜与过量盐酸反应，滤液中含有Al3＋、H＋、Cl－等离子；向滤液中再加入过量烧碱，反应后溶液中含[Al(OH)4]－、Na＋、Cl－和OH－等离子。
4．只用胶头滴管和试管，不能区别的溶液是(A)
A．CaCl2和Na2CO3
B．稀盐酸和Na[Al(OH)4]
C．稀盐酸和Na2CO3
D．NaOH和AlCl3
解析：A选项中相互滴加现象相同，不能鉴别；B、C、D选项相互滴加现象均不相同。
5．若将铝粉分别加入下列溶液中，能放出氢气，且可能大量共存的是(C)
A．H＋、Ba2＋、Cl－、NO
B．NH、CO 、NO、Na＋
C．NO、K＋、[Al(OH)4]－、OH－
D．Na＋、Ba2＋、Mg2＋、HCO
解析：能与铝放出氢气的可以是强酸也可以是强碱，溶液中可以有大量H＋或者含大量OH－。A选项中有NO，在酸性溶液中相当于有HNO3，但HNO3不能与金属反应生成氢气； B项若溶液呈酸性，由于有NO所以不能生成氢气，若呈碱性，NH与OH－不能大量共存；D项中的HCO 在强酸和强碱溶液中都不能共存。
6．某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－， 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(D)
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：向溶液中滴入NaOH溶液，开始就生成沉淀，则溶液中不可能有大量H＋，随NaOH量的增多，沉淀增多且又部分溶解，则溶液中一定含有Mg2＋和Al3＋。
7．铝是生活中非常常见的一种金属，运用所学知识回答：
(1)金属铝是活泼的金属，在生活中应用很广泛，原因是______________________________________________。
(2)铝盐能用于净水，是因为铝盐在水溶液中形成了________。
(3)在一个瘪了的铝制易拉罐中加入适量的NaOH溶液，并密封，易拉罐会慢慢复原，原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(用化学方程式表示)
(4)两份铝屑，一份与过量HCl溶液反应，另一份与过量NaOH溶液反应，产生的H2体积比为1∶2
，则两份铝屑的质量比为________。
解析：(1)铝在生活中应用广泛的原因是铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用；
(2)铝盐净水的原因是形成胶体，能吸附水中的悬浮杂质；
(3)铝与NaOH溶液反应产生氢气；
(4)等量的铝与足量盐酸或NaOH溶液反应时转移的电子数相等，产生的氢气量相等，即产生的H2体积比等于参加反应的铝的物质的量之比。
答案：(1)铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用
(2)胶体
(3)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(4)1∶2
8．分析下图中各物质的转化关系。
已知A是地壳中含量最高的金属元素单质。
(1)写出B、D的化学式：B________；D________。
(2)写出离子方程式：
C→D：________________________________________________________________________；
B＋CO2(足)→D：________________________________________________________________________；
(3)写出化学方程式A→E：________________________，该反应又叫______________________反应。
解析：地壳中含量最高的金属元素是Al。可知B是Na[Al(OH)4]，C是AlCl3，D是Al(OH)3，E是Fe单质。
答案：(1)Na[Al(OH)4]　Al(OH)3
(2)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
(3)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　铝热
9．有镁、 g，将它们全部溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀的质量最大，则需加入2 mol·L－1的NaOH溶液的体积是(A)
A．1 000 mL B．500 mL
C．100 mL D．1 500 mL
解析：当Mg、Al全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀形式存在时，沉淀的质量最大，此时，钠元素全部以NaCl的形式存在，则由钠元素守恒及氯元素守恒得n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝ L×4 mol·L－1＝2 mol。
V[NaOH(aq)]＝＝1 000 mL。
10．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为___________________________________________________________
_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途________。
解析：(1)Al2O3溶于盐酸生成AlCl3和水，离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
(2)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
(3)Fe3＋的检验可用KSCN溶液。
(4)由于通入的是过量CO2，因此滤液E和K中的主要成分都是NaHCO3，其用途广泛，工业上可用于制纯碱，也可用作食品添加剂等。
答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)硫氰化钾
(4)NaHCO3　制纯碱(其他合理答案均可)