鋁及其化合物學(xué)習(xí)應(yīng)把握兩個關(guān)鍵

摘要 鋁元素是中學(xué)化學(xué)要學(xué)習(xí)的重要金屬元素，所以理解掌握鋁元素及其化合物的相關(guān)性質(zhì)尤為重要，文章探討了鋁元素在不同介質(zhì)中的存在形式及鋁的化合物之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

關(guān)鍵詞 鋁元素 介質(zhì) 鋁的化合物

中圖分類號： G424文獻標(biāo)識碼：A

The Two Key Points Should be Grasped in the

Learning of Aluminum and its Compounds

GUO Zhixiu

(He'nan Luanchuan Secondary Vocational School， Luoyang， He'nan 471500)

AbstractAbstract: Aluminum is an important metal element of middle school chemical learning， so understand and grasp the nature of aluminum elements and their compounds is relevant important， the paper discusses the the presence of aluminum in different media forms and the conversion of aluminum compounds.

Key wordsAluminum; media; Aluminum compounds

鋁是日常生活中最常見的金屬之一，也是中學(xué)化學(xué)要學(xué)習(xí)的重要金屬元素，當(dāng)然也更是高考要考查的重點元素之一。所以理解掌握鋁元素及其化合物的相關(guān)性質(zhì)尤為重要，但學(xué)生在初學(xué)時往往不得要領(lǐng)，靠死記硬背去掌握有關(guān)知識特別是相關(guān)離子是否共存、離子方程式的書寫等。其實，在學(xué)習(xí)應(yīng)用這方面的知識時，我們只要理解掌握下面兩個關(guān)鍵點，就不難掌握該單元知識了。

1 關(guān)鍵點一：要掌握鋁元素在不同介質(zhì)中的存在形式

在不同介質(zhì)中鋁元素的存在形式是不同的。在強酸性介質(zhì)中，鋁元素以Al3+的形式存在；在強堿性介質(zhì)中，鋁元素則以AlO2-的形式存在。無論是單質(zhì)鋁、Al2O3、Al（OH）3在強酸性介質(zhì)中都轉(zhuǎn)化為Al3+，在強堿性介質(zhì)中都轉(zhuǎn)化為AlO2-，而在中性或弱酸、弱堿溶液中，鋁元素主要轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀。

由上，我們就不難理解Al3+為什么不能和CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-等弱酸根離子共存了。Al3+在強酸性溶液中才能存在，而CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-等在強酸性溶液中不能存在。所以當(dāng)鋁鹽溶液 和含有這些弱酸根離子的溶液混合時，將互相“妥協(xié)”， Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，而CO32-、HCO3-則轉(zhuǎn)化為CO2氣體，S2-、HS-也轉(zhuǎn)化為H2S氣體，Al3+與AlO2-也互相“妥協(xié)”都轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。

同理，只有在強堿性溶液中才能存在的AlO2-也不能和NH4+、HCO3-、HS-等共存，后者在強堿性溶液中將轉(zhuǎn)化為CO32-、S2-、NH3．H2O。AlO2-遇到NH4+、HCO3-、HS-等將“妥協(xié)”而轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。

2 關(guān)鍵點二：掌握鋁的化合物之間轉(zhuǎn)化的電荷守恒關(guān)系

質(zhì)量守恒、電子守恒、電荷守恒是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中的三大守恒關(guān)系。鋁鹽（Al3+）、偏鋁酸鹽（AlO2-）和Al(OH)3之間轉(zhuǎn)化的有關(guān)離子方程式的書寫是學(xué)生感覺最難掌握的。其實三者之間的轉(zhuǎn)化就是復(fù)分解反應(yīng)，應(yīng)用電荷守恒關(guān)系，學(xué)生不用死記硬背就可輕松掌握。比如由AlO2-到Al(OH)3的轉(zhuǎn)化，其實就是由一個負(fù)電荷轉(zhuǎn)化為不帶電荷的中性微粒，依據(jù)電荷守恒關(guān)系顯然應(yīng)該加入一個正電荷（H+），即：

AlO2-+H+→Al(OH)3↓，

再根據(jù)原子守恒（質(zhì)量守恒定律），離子反應(yīng)式為：

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓。

又如在1mol Al3+的溶液中加入4mol的OH-，Al3+應(yīng)該轉(zhuǎn)化為什么呢？依據(jù)電荷守恒應(yīng)該為：

Al3++4 OH-→AlO2- ，

再依據(jù)質(zhì)量守恒定律，還應(yīng)該生成2molH2O。即在3mol正電荷中加入4mol負(fù)電荷，則必然生成1mol新的負(fù)電荷。反應(yīng)的離子方程式為：

Al3++4 OH-= AlO2-+2 H2O 。

關(guān)于鋁鹽（Al3+）、偏鋁酸鹽（AlO2-）和Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，依據(jù)電荷守恒關(guān)系，可表示為：

根據(jù)上述兩個關(guān)鍵點，在判斷離子共存、或要書寫有關(guān)鋁的化合物的離子方程式、或做相關(guān)計算題時，我們就有章可循了。在解答有關(guān)鋁離子與其它離子共存的問題時，就可依據(jù)關(guān)鍵點一。

例如：（2010上海卷9．）下列離子組一定能大量共存的是

A．甲基橙呈黃色的溶液中：I-、Cl-、NO3-、Na+

B．石蕊呈藍(lán)色的溶液中：Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-

C．含大量Al3+的溶液中：K+、Na+、NO3-、ClO-

D．含大量OH-的溶液中：CO32-、Cl-、F-、K+

答案：D

解析：此題考查了離子共存知識。使甲基橙呈黃色的溶液pH大于4.4，當(dāng)其處于4.4-7之間時，NO3-表現(xiàn)強氧化性，將I-氧化為I2，排除A；石蕊呈藍(lán)色的溶液呈堿性，AlO2-能大量存在，而HCO3-不能存在，排除B；含大量Al3+的溶液呈酸性，其中的H+能和ClO-結(jié)合成HClO，排除C。

在書寫有關(guān)鋁的化合物的離子方程式或做相關(guān)計算時，就可依據(jù)關(guān)鍵點二。

例如：在含有AlO2-的鹽溶液中通入CO2，離子反應(yīng)方程式應(yīng)該如何寫呢？由于AlO2-存在于強堿性溶液中，通入酸性的CO2氣體，則溶液堿性必然減弱，AlO2-將轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀；而CO2在堿性溶液中將轉(zhuǎn)化為CO32-（CO2少量）或HCO3-（CO2過量），判斷出生成物以后，再依據(jù)電荷守恒、原子守恒關(guān)系，學(xué)生就不難正確寫出離子方程式了。

又如，將含Al3+離子和OH-離子物質(zhì)的量之比為2:7的兩種溶液混合后，產(chǎn)物是什么？離子方程式能否直接寫出呢？我們可依照條件寫出：2Al3++7OH-→，觀察到負(fù)電荷比正電荷多一個，則應(yīng)該生成一個新的負(fù)電荷，應(yīng)為：

2 AL3+ +7 OH- →AlO2-，

再依據(jù)Al原子守恒，可修正為：

2 AL3++ 7 OH-→AlO2-+Al(OH)3↓

再根據(jù)質(zhì)量守恒定律，其完整的離子方程式為：

2 AL3++7 OH-→AlO2- +Al(OH)3↓ + 2 H2O 。

依據(jù)上述步驟，若將含AlO2-和H+以物質(zhì)的量之比為2∶3混合，離子方程式的書寫過程可表示為：

第一步：2 AlO2-+3 H+ → 1／3 Al3+

第二步：2 AlO2-+3 H+ → 1／3 Al3++5／3Al(OH)3↓

第三步：2 AlO2-+3 H++H2O→ 1／3 Al3+ +5／3Al(OH)3↓

去分母得：6 AlO2-+9 H++3 H2O=Al3++5 Al(OH)3↓

總之，在進行任何一個化學(xué)單元知識學(xué)習(xí)時，我們只要抓住物質(zhì)特性，用化學(xué)的原理、視角和思維方法去學(xué)習(xí)和理解化學(xué)知識，那么，化學(xué)就不必死記硬背，我們就會進入一個依靠化學(xué)規(guī)律進行自由學(xué)習(xí)和思考的新天地了。

參考文獻

[1]2010上海卷.

[2]高中化學(xué)教材必修1.