1、届高三化学一轮复习教学案32铝及其重要化合物2014届高三化学一轮复习第十讲 铝及其重要化合物考纲要求了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。考点一铝的性质及应用1铝的结构和存在铝位于元素周期表 ，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以 存在。2金属铝的物理性质色有金属光泽的固体，有良好的 、 和传热性等，密度较小，质地柔软。3金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应)4对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应与水反应与碱反应与某
2、些氧化物反应5.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。深度思考1铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？2金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?3实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。4Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？题组一铝的化学性质及应用11989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是 制铝合金制电线制炊具明矾净水明矾和苏打制食品膨松剂用氢氧化铝凝胶制
3、胃舒平药品银色漆颜料制易拉罐包装糖果和小食品A全部 B C D2下列关于铝的叙述中正确的是 ()A铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属B铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短C铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车D铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆3常温下把铝粉加入下列物质中，能产生氢气的是 ()A硫酸钠溶液 B稀硝酸 C浓硫酸 D氯化铵溶液题组二对比掌握铝、镁的性质4镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是 ()A高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化
4、铁发生氧化还原反应D铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物5将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是 ()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3 C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4熟记铝、镁的特殊化学性质(1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属。注意Al与MgO不能发生铝热
5、反应。(3)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。题组三从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质6铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)区别镁和铝最好的方法是取少量试样，然后 ()A投入沸水中 B投入冷水中 C投入盐酸 D投入NaOH溶液中(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。(4)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。(5)足量
6、的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。(6)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为 A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g(1)铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3，所以无论与
7、酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比11。足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比13。一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。(2)铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。考点二铝的重要化合物1氧化铝(1)物理性质： 色固体， 溶于水，有很高的 。(2)化学性质两性氧化物2氢氧化铝(1)物理性质色胶状不溶于水的固
8、体，有较强的 。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为两性氢氧化物受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为 ，它是无色晶体， 溶于水，水溶液pH 7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 ，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。深度思考1明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？2在做铝的燃烧实验时，用坩锅钳夹住一小块铝箔，
9、在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_。题组一Al2O3、Al(OH)3溶于酸或碱相关考查1将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 ()A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠2铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是 ()A都有H2O生成 B都有H2生成 C都有AlO生成 D都有Al3生成题组二两性物质及其应用3下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ()NaHCO3(NH4)2SO3Al2O3Al(OH)3 AlA全部 B只有 C只有 D只有4小苏打、胃舒
10、平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。(1)小苏打片每片含0.5 g NaHCO3,2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的H是_ mol。(2)胃舒平每片含0.245 g Al(OH)3。中和胃酸时，6片小苏打片相当于胃舒平_片。(3)达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐，其化学式为Al2Mg6(OH)16CO34H2O。1 mol达喜分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为_。题组三关于Al(OH)3的制备的最佳途径5Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：方案一：A
11、lAl2(SO4)3Al(OH)3 方案二：AlNaAlO2Al(OH)3(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案较好？_，方案一和方案二共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_。6若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2
12、 g Al(OH)3丙：W3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_。(3)制得Al(OH)3的最大质量是_。(1)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有：金属单质：Al等；两性氧化物：Al2O3等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；氨基酸等。特别提醒两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2
13、O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。(2)离子守恒法在解有关离子反应计算题时的应用技巧：在离子反应中，元素的种类不变，同种元素对应离子反应前后的物质的量守恒；在复杂离子反应或多步离子反应中，运用离子守恒的思路，选取具有守恒特征的某一离子，找出其在始态和终态物质中的等量关系，即可迅速求解。考点三用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间转化关系1Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。2与Al(OH)3沉淀生成有关的计算及图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。有关反应：AB： BD：图像有
14、关计算a根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量b根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量NaOH的量n(NaOH)当NaOH不足时当NaOH过量时(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。有关反应：AB： BC：图像(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至过量现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。有关反应：AB： BD：图像有关计算a根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量b根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入HCl的量HCl的量n(HCl)当HCl不足时当HCl过量时(4)向强酸溶
15、液中逐滴加入AlO溶液至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。有关反应：AB： BC：图像(5)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量现象：先有白色沉淀生成，然后部分沉淀溶解。有关反应：OA：AB：图像(6)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量现象：开始出现白色沉淀后沉淀量增多沉淀部分溶解有关反应：OA：AB：图像题组一Al3、AlO溶液加碱或酸反应现象的应用1向一定量的下列物质的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，这种物质是 ()AMgSO4 BNaAlO2 CAlCl3 DFeCl32下列各项操作中，不发生“先
16、产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是 ()向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸A B C D3下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)24某晶体由两种阳离子、一种阴离子和结晶水组成，取少量该晶体进行如下实验：将晶体置于试管中加热，试管口有液体生成；待试管冷却后，加水使固体全部溶解；向试管中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量，同时加热，沉淀的物质的
17、量先增多后减少，但最终仍有沉淀未溶解，在此过程中还有刺激性气味气体生成。根据以上实验判断，该晶体是 ()AKAl(SO4)212H2O BNH4Al(SO4)212H2OC(NH4)2Fe(SO4)26H2O DKClMgCl26H2OAl(OH)3是两性氢氧化物，可溶于酸或强碱。加强碱或强酸先生成白色沉淀，然后沉淀又溶解的现象是推断Al3或AlO的“突破口”。题组二铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性
18、氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。5方案一：碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。6方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。7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_。
19、(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中含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：_。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。题组三Al3、Al(OH)3、AlO三者之间关系的定量分析8向物质的量浓度均为1 molL1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中n表示Al(OH)3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积能正确表示这个反应过程
20、的是 9向30 mL 1 molL1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 molL1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 ()A3 mL B7.5 mL C15 mL D17.5 mL10某溶液中可能含有H、NH、Mg2、Al3、Fe3、CO、SO、NO中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是 A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3 B溶液中n(NH)0.2 molC溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111
21、巩固基础：1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 (2)加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na、Ba2、AlO、NO (3)如图所示，AlCl3溶液、浓氨水，中有白色沉淀生成 (4)新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O32OH=2AlOH2O (5)Al2O3NaAlO2(aq) Al(OH)3 (6)AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式： 2向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c molL1氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好
22、沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是 ()Ac Bpm Cnm17Vc D. mpm3 20 g由两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸充分反应后得到11.2 L氢气(标准状况)，这种金属混合物的组成可能是 ()AMg和Al BAl和Fe CFe和Zn DZn和Cu4已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()5实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：(1)为使Mg2、Al3同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入_(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物。(2)无水AlCl3(183 升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是_。F中试剂的作用是_。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_。
