3-2从铝土矿到铝合金

考点一考点二基础课时2从铝土矿到铝合金考点一考点二[最新考纲]1．理解并能应用常见金属的活动顺序。2.了解Al及其重要化合物的主要性质和重要应用。3.了解金属材料在生产和生活中的重要应用。4.认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。考点一考点二考点一铝的性质及用途考点一考点二1．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。自然界中的铝全部以态存在。第3周期ⅢA族硅化合考点一考点二2．物理性质及用途物理性质状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性固态银白色2.7g·cm－3660.4℃2467℃较软很好良好用途纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等考点一考点二3.化学性质考点一考点二写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：考点一考点二②2Al＋3Cl2=====点燃2AlCl3③考点一考点二④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe(铝热反应)4．制备2Al2O3(熔融)=====通电冰晶石4Al＋3O2↑考点一考点二Al2O3Fe2O3SiO2过量盐酸过滤①SiO2除去AlCl3FeCl3HCl溶液过量NaOH溶液过滤②Fe(OH)3除去NaAlO2NaClNaOH溶液过量CO2过滤③滤液除去Al(OH)3△Al2O3方法1Al通电④酸溶法考点一考点二Al2O3Fe2O3SiO2过量NaOH溶液过滤①Fe2O3除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液过量盐酸过滤②AlCl3NaClHCl溶液过量氨水过滤③滤液除去Al(OH)3方法2H2SiO3除去④△Al2O3Al通电碱溶法考点一考点二【互动思考】1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)铝粉与氧化镁共热可制取金属镁()(2)足量铝分别与含1molHCl、1molNaOH的溶液反应，产生相同量的氢气()(3)工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝()(4)在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化()(5)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()××××√考点一考点二(2)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？答案铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。考点一考点二[示向题组]1．(2013·山东理综，9)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()。A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸A考点一考点二解析A项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，1molAl消耗1molNaOH；B项，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，1molAl消耗1.5molH2SO4；C项，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，1molAl消耗3molHCl；D项，Al和稀硝酸反应不放H2。综上所述，符合题意的是A项。答案A考点一考点二2．下列说法错误的是()。A．铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重(2014·全国新课标，9C)B．Al片溶于NaOH溶液，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(2014·北京理综，9D)C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al(2012·广东理综，10B)D．铝制容器可盛装浓H2SO4(2010·重庆理综，8A)A考点一考点二解析铝与Fe2O3发生铝热反应：2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe，反应前后固体物质的质量不变。答案A考点一考点二【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1．有关铝的性质及用途的正误判断2．有关铝与酸、碱反应的计算考点一考点二[跟进题组]1．下列关于铝的叙述中正确的是()。A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆B考点一考点二解析铝在空气中与O2反应，生成致密的氧化物薄膜，本身就易于锈蚀，A错误；铜与浓硫酸常温下不反应，C错误；铝的导电性能虽然比铜差但价格相对低廉且密度较小，故常用铝制造电线、电缆，D错误；由于铝具有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔金属，B正确。答案B考点一考点二2．世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()。A．比纯铝熔点高B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强D考点一考点二解析A项，铝合金的熔点比纯铝低，错误；B项，作为制造车厢的材料铝合金抗腐蚀能力应该较强，即化学性质应该较稳定，错误；C项，铝的含量丰富，但却不容易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误。答案D考点一考点二3．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)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________。解析根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。答案1∶1考点一考点二(2)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________。解析因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。答案1∶3考点一考点二解析因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。答案3∶1(3)足量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________。考点一考点二考点二铝的重要化合物的主要性质及应用考点一考点二1．氧化铝(1)物理性质：色固体，溶于水，有很高的。(2)化学性质白难熔点(3)用途：做耐火材料，冶炼铝的原料考点一考点二2．氢氧化铝(1)物理性质色胶状不溶于水的固体，有较强的性。(2)化学性质白吸附①考点一考点二②Al(OH)3的电离考点一考点二(3)制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为：3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。考点一考点二3．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KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”、“”或“＝”)。明矾可以净水。其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质形成沉淀而净水。考点一考点二要点提取(1)Al(OH)3是一种不溶于水的白色胶状物，能作净水剂，能中和胃酸，也是一种阻燃材料。(2)Al(OH)3具有两性，能溶于强酸、强碱，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱(如氨水)。考点一考点二【互动思考】1．中学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，你还知道有哪些？答案①Al；②Al2O3；③Al(OH)3；④弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；⑥氨基酸。考点一考点二2．完成下列三角转化关系中的代表反应答案①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4或Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O③Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O④AlO－2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－3或2AlO－2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO2－3⑤AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O⑥Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O⑦Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(水解相互促进)考点一考点二[示向题组]1．下列说法不正确的是()。A．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2＋AlO－2＋2H2O===Al(OH)2＋HCO－3(2014·江苏化学，7D)B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(2014·四川理综，1D)C．AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－2＋4NH＋4＋2H2O(2014·四川理综，3C)D．常温下，Al(OH)3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应(2014·福建理综，9①)C考点一考点二解析Al(OH)3不溶于过量氨水，正确的离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，C错误。答案C考点一考点二2．(2013·大纲理综，29)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式________________________。(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为_____________________。(3)电解制铝的化学方程式是__________________，以石墨为电极，阳极产生的电极式是__________________。2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2OO2-—e-==O2⇡AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3+HCO3-考点一考点二解析本题主要考查硅、铝及其化合物的性质等，意在考查考生的分析推理能力。(1)因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝，前者与NaOH反应生成硅酸钠，后者与NaOH反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)。(2)CaO与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙电离出的Ca2＋与SiO2－3反应生成CaSiO3；反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。(3)浓硫酸与萤石反应生成HF和硫酸钙，故C为浓硫酸，D为HF，E为硫酸钙；结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水。(4)工业上通过电解熔融的氧化铝可制得单质铝，并有氧气生成；阳极生成物氧气可与石墨反应，生成碳的氧化物。考点一考点二【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1．铝的化合物的性质及应用2．有关铝及其化合物的工艺流程分析考点一考点二[跟进题组]1．化学在工农业生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是()。A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用C．用Al(OH)3治疗胃酸过多D．电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝D考点一考点二解析由于H＋的放电能力大于Al3＋，故电解饱和AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3、H2和Cl2，无法得到金属铝。答案考点一考点二2．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()。A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉