2017高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第2节 铝及其重要化合物课件

第3章金属及其化合物第2节铝及其重要化合物明考纲1．Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3＋、AlO－2、Al(OH)3之间的转化关系。2．结合Al(OH)3的制备实验、化学计算及在生产生活中的应用进行综合考查。析考情有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。问题常以工业生产流程为载体考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、制取、计算等。预计今后高考对本专题内容的考查将以铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主。板块一知识层面·主干层级突破考点铝的性质及应用1．铝的结构和存在铝位于元素周期表_________________，原子结构示意图为____________。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以______态存在。2.铝的物理性质及用途状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性物理性质固态______2.7g·cm－3660.4℃2467℃较软____________用途纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等第三周期ⅢA族化合银白色很好良好3.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：④铝与氢氧化钠溶液反应：______________________________________⑤铝与氧化铁反应：________________________4.铝热反应(1)原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O3＋2Al=====高温_______________、Cr2O3＋2Al=====高温_______________、3Co3O4＋8Al=====高温_______________等。2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O32Fe＋Al2O32Cr＋Al2O39Co＋4Al2O3(2)实验装置(3)反应现象及结论剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。(4)应用①野外_______________。②___________________。焊接钢轨冶炼高熔点金属5．对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2、N2等氧化2Mg＋O2=====点燃______3Mg＋N2=====点燃______与水反应反应很困难能与沸水反应：______________________________与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：______________________________2MgOMg3N2Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C易错警示(1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(2)铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。(3)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。(4)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。()(2)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性。()(3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。()(4)能用铝槽车储运浓H2SO4与浓HNO3，是因为铝的化学性质稳定，不与浓H2SO4、浓HNO3反应。()(5)铝与盐酸反应时，盐酸作氧化剂，铝与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂。()(6)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。()(7)金属镁在空气中燃烧可生成MgO和Mg3N2。()×√×××××题组一铝的性质及应用1.通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是()选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化由此得出：铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落由此得出：铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡由此得出：该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液解析镁的金属性比铝强，A错误；B项得出结论：氧化铝熔点比铝高，错误，铝与氯化铵溶液反应产生氢气，C错误。2．[2015·西安名校三检]某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO2－4、SO2－3、HCO－3、OH－、NO－3十种离子中的若干种，下列推断正确的是()A．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中可能存在：SO2－4、NO－3、H＋、Mg2＋B．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中一定存在：H＋、SO2－4；可能存在Mg2＋C．当溶液中有AlO－2生成时，溶液中一定存在：OH－、Ba2＋、NO－3D．当溶液中有AlO－2生成时，溶液中可能存在：OH－、Ba2＋、NO－3、SO2－3解析溶液中存在NO－3、H＋时，与铝反应不会生成H2，A错；当溶液中有Al3＋生成时，说明溶液呈酸性，含有H＋，则不含有SO2－3、HCO－3、OH－、NO－3，根据电荷守恒可知一定含有SO2－4，则不含有Ba2＋、Ag＋，溶液无色，则不含Cu2＋，Mg2＋不能确定是否存在，B正确；当溶液中有AlO－2生成时，溶液呈碱性，一定含有OH－，则不含有Mg2＋、Cu2＋、H＋、Ag＋、HCO－3，根据电荷守恒知一定含有Ba2＋，则不含SO2－4、SO2－3，NO－3不能确定是否存在，C、D错误。题组二对比掌握镁、铝的性质3.镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()①CO2②盐酸③NaOH溶液④水A．①④B．②③C．①③D．②③④解析Mg与CO2反应，而Al不反应；Mg与NaOH溶液不反应，但Al能反应。4．[2016·洛阳月考]将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL2mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法中错误的是()A．x＝2.24B．钠的物质的量为0.2molC．反应时，Na、Mg、Al均过量D．曲线b为Mg与盐酸反应的图象解析由图象可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x＝2.24，A正确；根据生成的H2为2.24L，可知Na失去0.2mol电子，则钠的物质的量为0.2mol，B正确；反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体多于2.24L，故C错误；根据反应速率可知a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图象，D正确。题组三铝与酸、碱溶液反应的定量计算5.一块表面被氧化的铝分成两等份，若向其中一份中滴加1mol·L－1的NaOH溶液，向另一份中滴加xmol·L－1的稀盐酸，产生氢气的物质的量与所加NaOH溶液、稀盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是()A．该铝块的总质量为8.46gB．a＝260C．b＝780D．该铝块中氧化铝与铝单质的物质的量之比为3∶20解析加入60mL1mol·L－1NaOH溶液时，发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，n(Al2O3)＝12n(NaOH)＝12×0.06L×1mol·L－1＝0.03mol，m(Al2O3)＝0.03mol×102g·mol＝3.06g，继续加入NaOH溶液时，发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n(Al)＝23n(H2)＝23×0.3mol＝0.2mol，m(Al)＝0.2mol×27g·mol－1＝5.4g，故该铝块的总质量＝(3.06g＋5.4g)×2＝16.92g，A项错误；n[Al2O3]∶n(Al)＝0.03mol∶0.2mol＝3∶20，D项正确；铝溶解消耗的n(NaOH)＝23n(H2)＝0.2mol，则a＝60mL＋0.2mol1mol·L－1×103mL·L－1＝260mL，B项正确；0.03molAl2O3消耗HCl0.18mol，c(HCl)＝0.18mol0.18L＝1mol·L－1,0.2molAl消耗HCl0.6mol，则b＝180mL＋0.6mol1mol·L－1×103mL·L－1＝780mL，C项正确。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)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________。(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________。1∶3答案铝与酸、碱反应的实质都是：Al0――→失3e－Al3＋，2H＋――→得2e－H2，只不过碱中的H＋来源于水的电离，氧化剂分别为酸和水。3∶1(4)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是________。A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量，乙中铝过量D．甲中酸过量，乙中碱过量(5)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(6)将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能是________。A．HNO3溶液B．Ba(OH)2溶液C．H2SO4溶液D．HCl溶液BAD解析根据反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可以看出，等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠反应，得到等质量的H2；等物质的量的盐酸、氢氧化钠与足量铝反应，生成H2的物质的量之比为1∶3；若产生H2的量相等，则n(HCl)＝3n(NaOH)，两者的物质的量之比为3∶1。(4)若酸、碱过量，生成H2的体积比为1∶1，若铝均过量，生成H2的体积比为2∶3，可知反应情况甲中铝过量，乙中碱过量。(5)当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH溶液来说是不足的。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L0.15mol则Al与NaOH溶液反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2×27g3mol5．4g0.3mol即投入的铝粉为5.4g。(6)Al与HNO3反应不会产生H2，Al的物质的量为0.2mol，Al完全消耗时，需要OH－0.2mol，需要H＋0.6mol，B中n(OH－)＝0.8mol，C中n(H＋)＝