X年高三化学第一轮复习-专题3第2讲从铝土矿到铝合金

第2讲从铝土矿到铝合金化学苏教浙江专题3常见的金属及其化合物铝的性质及应用1．铝的结构和存在铝元素在地壳中含量最多的金属元素，仅次于。自然界中的铝全部以化合态存在。2．金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。第3周期ⅢA族硅考点一3．金属铝的化学性质②④⑤(铝热反应)2Al＋3Cl2=====点燃2AlCl32Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe4．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。知识梳理2．依据Mg、Al单质的性质，思考回答下列问题。(2)Al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？(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？4．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()A．3mol·L－1HClB．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO4题组二铝与酸或碱反应的定量分析A5．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________。1∶1(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________。1∶3(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________。3∶1A(4)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为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g铝热反应1．本质利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来：2．反应特点在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与分离。考点二I2mAl＋3MnOm=====高温mAl2O3＋3nM。Al2O33．应用(1)在生产上，可用于等。(2)在冶金工业上用于。4．铝热剂(1)在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为。(2)能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有、、、、等。焊接钢轨冶炼难熔金属铝热剂Fe2O3Fe3O4Cr2O3MnO2V2O5(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？知识梳理深度思考①要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。②蒸发皿中的细纱要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。③实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。(2)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是________引燃、助燃(3)做铝热反应时，应注意哪些事项？铝的重要化合物1．氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质2．氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的性。吸附考点三I(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为②受热分解：。知识梳理2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O(3)制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为。③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：。知识梳理Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－33AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓制取Al(OH)3一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或者CO2或Al3＋+AlO－2双水解反应制备。反思归纳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，可溶于水，水溶液pH7(填“”、“”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是。知识梳理KAl(SO4)2·12H2OAl3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水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？知识梳理深度思考2．在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，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。Why?3．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，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；③③氨基酸。3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是()①加盐酸溶解②加烧碱溶液溶解③过滤④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀⑥加入过量烧碱溶液A．①⑥⑤③B．②③④③C．②③⑤③D．①③⑤③题组二制备Al(OH)3的最佳途径递进题组B递进题组4．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：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，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→W1gAl(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3丙：铝→加H2SO4溶液铝→加NaOH溶液→W3gAl(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________。丙W3W1W2520g用数形结合思想理解Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系1．Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。考点四I2(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O(4)AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O(5)①AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3②AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O知识梳理1．离子共存问题(1)Al3＋与OH－、AlO－2、CO2－3(HCO－3)、S2－等不能大量共存。(2)AlO－2与H＋、HCO－3、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。2．离子反应先后顺序问题当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH＋4、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH＋4反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。反思归纳3．Al及其化合物的除杂归类事例(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量①现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。②有关反应：A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O③图像知识梳理(2)把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。②有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓③图像(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO－2溶液中至过量①现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。②有关反应：A→B：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O③图像(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO－2溶液至过量①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。②有关反应：A→B：4H＋＋AlO－2===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓③图像(5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量①现象：开始出现白色沉淀⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解②有关反应：O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓A→B：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O③图像递进题组题组三Al3＋、Al(OH)3、AlO－2三者之间关系的定量分析5．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是()A．①线表示Al3＋的物质的量的变化B．x表示AlCl3的物质的量C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D．④线表示AlO－2的物质的量的变化B6．向物质的量浓度均为1mol·L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下图[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的是()D递进题组7．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL解析解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：当生成沉淀0.01mol时需NaOH0.03mol或0.11mol，显然B项符合题意。解法二：已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。递进题组当碱的量不足时，则V(NaOH)＝0.01×34L＝0.0075L＝7.5mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝0.03×4－0.014L＝0.0275L＝27.5mL。答案B可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝13n(OH－)；②当3n(Al3＋)n(OH－)4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。(2)求反应物碱的量①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)，n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。方法指导