2017届高考一轮复习-铝及其化合物

一轮复习3-2铝及其重要化合物第三章金属及其化合物2019年10月2日星期三第二节铝及其化合物【本节：必记要点】1.牢记等量的Al与足量酸和强碱溶液反应生成H2的量相等，消耗H+和OH-之比为3：1（其他量）2.掌握三种制备Al(OH)3的方法⑴实验室制备：⑵工业制备：⑶AlO2-与弱酸(CO2水溶液)：3.掌握Al2O3与Al(OH)3的两性既能与酸反应又能与碱反应只生成盐与水的化合物。考纲解读题型1.通过实验探究了解Al、Al2O3、Al(OH)3的重要性质。选择、填空2.了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。选择题3.掌握与Al(OH)3沉淀量有关的图像分析和化学计算方法。选择、填空4.了解复盐的概念，了解明矾的组成、性质和用途选择题一、Al的主要性质和应用1.铝：原子结构示意图：核外电子排布式：在周期表中位置：2.物理性质：有银白色金属光泽的固体，硬度较小，有良好导电、导热性。•3．铝的化学性质P33•写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：从“与非金属单质”开始，按顺时针方向书写⑵与酸反应：①与氧化性酸(不会置换出H2)遇冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化(化学变化)②与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸等)2Al+6H+=2Al3++3H2↑⑶与NaOH溶液反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑⑷铝热反应：金属(Fe、Mn等)氧化物与Al在高温条件下反应，产生Al2O3和相应金属单质的一类反应。如：2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3高温⑴与非金属单质(O2、S)反应形成致密氧化膜(保护内部铝)铝与氢氧化钠反应是多步反应的结果：2Al+6H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2↑+4H2OAl(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑＋失2×3e－2Al+6H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2↑+4H2O得6×e－2Al+2H2O+2OH－==2AlO2－+3H2↑知识解析一：计算问题铝与酸、碱反应生成H2量的分析1.铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。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Al――→失3e－Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。2．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VHClH2VNaOHH2＝1∶1。4．一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13VHClH2VNaOHH211，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。3．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VHClH2VNaOHH2＝1∶3。【典例】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1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V(甲)∶V(乙)＝1∶2。则加入铝粉的质量为()。A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g【变式】将两份铝分别置于盛有等体积的盐酸、NaOH溶液的两个烧杯中充分反应，测得生成的氢气均为3.36L(标准状况)，且两个烧杯中均有固体剩余，下列说法中错误的是(不考虑溶液体积的变化)()。A．两烧杯中消耗铝的质量相等B．c(HCl)＝3c(NaOH)C．溶液质量均增加2.4gD．所得溶液中溶质的物质的量浓度不相等D高温2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3+Q铝热反应1、装置2、药品3、镁条、氯酸钾的作用4、反应方程式5、现象：(1)剧烈反应，发出耀眼的光芒(2)放出大量的热(3)有熔融物落入沙中6、应用引导探究二：4Al+3MnO22Al2O3+3Mn高温注：1、镁条、氯酸钾的作用：引燃剂、助燃剂3、铝热反应的应用｛冶炼焊接钢轨2Fe+Al2O3高温铝热剂2Al+Fe2O32、铝热剂是铝和某些金属氧化物组成的混和物特别注意，不得使用氧化铜配置铝热剂，氧化铜与铝粉反应时的温度可以使铜变为气态，这是极其危险的。铝热剂如果用铁氧化物时，建议使用四氧化三铁，而不是氧化铁。氧化铁高温分解为四氧化三铁和氧气。游离氧同样十分危险铝热反应用途写出Al与V2O5、Co3O4反应的化学方程式。3V2O5+10Al==5Al2O3+6V高温3Co3O4+8Al==4Al2O3+9Co高温冶炼高熔点金属①冶炼熔点高的金属②焊接钢轨焊接钢轨工业上从铝土矿中提取铝★既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？答案：①金属单质：Al、Zn；②两性氧化物：Al2O3；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3、NaH2PO4、Na2HPO4；⑤弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S、(NH4)2SO3等。1、把燃着的镁条放入下列气体中，不能发生反应的是()A、O2B、CO2C、Cl2D、He2、铝热反应说明了()A、铝的密度小、熔点较低B、氧化铝具有氧化性C、氧化铁等金属氧化物具有氧化性D、铝具有还原性DCD当堂诊学3、下列各对物质中不能产生氢气的是()A.Zn+HClB.Al+HNO3(浓常温)C.Al+NaOH溶液D.Mg+H2O(沸腾)4、镁粉在焰火中是不可少的原料,工业制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,下列可作为冷却气体的是()空气CO2ArH2N2水蒸气A.B.C.D.BC当堂诊学二、铝的重要化合物1.氧化铝(Al2O3)⑴化学性质①两性与酸反应：与碱反应：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3++3H2O②用途㈠熔点高，耐火材料，天然刚玉(Al2O3)制作宝石㈡冶炼铝：2Al2O34Al+3O2↑通电冰晶石引导探究三2.氢氧化铝⑴化学性质①两性氢氧化物㈠与酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O㈡与强碱反应：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O②受热分解2Al(OH)3Al2O3+3H2O△白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(1)铝盐与碱液反应（实验室制备）①Al3＋Al(OH)3AlO2－OH－适量OH－过量②Al3＋Al(OH)3不溶解NH3·H2O足量NH3·H2O过量(2)偏铝酸盐与酸反应（工业制备）(3)互相促进水解反应：①AlO2－Al(OH)3Al3＋H+过量H+适量②AlO2－Al(OH)3不溶解CO2适量CO2过量Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓⑵Al(OH)3的制备Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-最节省原料⑶用途做吸附剂，做药物治疗胃酸过多⒊明矾:KAl(SO4)2·12H2O⑴净水原理：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+净水原理，疏松多孔，具有吸附性⑵Al3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、HS-等发生双水解而不能大量共存它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7•答案：不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质。【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？1、下列各图中，横坐标为某溶液中加入某物质，纵坐标为生成的沉淀量，从A—E中选择符合恰当的序号填入下表：当堂诊学溶液加入的物质答案序号饱和石灰水通入CO2至过量AlCl3溶液滴加氨水至过量含少量NaOH的NaAlO2溶液通入CO2至过量含少量NaOH的NaAlO2溶液滴加稀盐酸至过量MgCl2、AlCl3混合液滴加NaOH溶液至过量BCDEA自测自查，明辨是非1.日用铝制品表面覆盖着致密的氧化膜，对内部金属起保护作用()2.常温下铝与浓硝酸不反应()3.向AlCl3溶液中加足量氨水，离子方程式为：Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O()4.向明矾中加入足量Ba(OH)2溶液：Al3++2SO42-+2Ba2+4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O()5.MgO与铝粉可发生铝热反应()6.由Al2O3Al(OH)3可一步反应完成()×√√×××三、铝三角1.“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互转化的三角关系。根据“铝三角”完成对应的离子方程式。关键是量的关系引导探究四2.“铝四方”是指Al、AlO3、Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互转化的关系。根据“铝四方”完成对应的离子方程式。•1．Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。•2．Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。•3．由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。【易错警示】3、应用⑴制取Al(OH)3：三种方法⑵离子共存问题①Al3+与HS-，S2-，AlO2-，CO32-，HCO3-等因双水解不能大量共存；②AlO2-与NH4+，Al3+，Fe3+双水解也不能大量共存。⑶鉴别(利用滴加顺序不同鉴别AlCl3与NaOH)①AlCl3滴入NaOH溶液中开始无明显现象，后产生白色沉淀不溶解②NaOH滴入AlCl3溶液中先产生白色沉淀，后沉淀溶解⑷分离提纯：利用Al、Al2O3、Al(OH)3能与强碱反应，将它们从其它金属单质、氧化物、氢氧化物中分离出来。特别提醒当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间反应顺序，如含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液：一般按照生成水、沉淀、气体的顺序反应即NaOH先于H+反应，再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀，再与NH4+反应，最后才溶解Al(OH)3四、有关Al(OH)3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⑴现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。⑶图像⑵有关反应：A→B：Al3＋＋3OH-=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH-=AlO2-＋2H2O引导探究五⑶图像⑵有关反应：A→B：Al3+＋4OH-=AlO2-＋2H2OB→C：Al3+＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓2．把铝盐(Al3+)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量⑴现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。⑶图像⑵有关反应：A→B：AlO2-＋H+＋H2O=Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H+=Al3+＋3H2O3．将强酸逐滴加入到AlO2-溶液中至过量⑴现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。⑵有关反应：A→B：4H+＋AlO2-=Al3+＋2H2OB→C：Al3+＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓⑶图像4.将AlO2-溶液逐滴加入到强酸溶液中至过量⑴现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。5.向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量。①现象：先有白色沉淀生成，然后部分沉淀溶解。②有关反应：O→A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4A→B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O③图像。⑵反应:O→A：H+＋OH-=H2OA→B：Al3+＋3OH-=Al(OH)3↓Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓B→C：Al(OH)3＋OH-=AlO2-＋2H2O⑶图像6．向Mg2+与Al3+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液⑴现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变(1)B点沉淀最大点，溶质为对应的盐C点沉淀为Mg（OH）2，溶质为对应的盐与NaAlO2------应用见后练习1、2（2）VABVBC*3-