2012届高考化学考点复习课件：铝及其重要化合物

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com一、铝的重要性质1．用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是()A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物解析：本题中涉及的反应有：2Al＋3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3＋3Hg,4Al＋3O2=2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气的反应是放热反应。铝片上生成的“白毛”是氧化铝。答案：D金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com1．与O2反应常温下Al与O2反应生成一层的氧化铝，能保护内层金属不被，加热熔化时。2．与酸溶液的反应(1)与盐酸、稀H2SO4反应的离子方程式：。(2)常温下在浓H2SO4、浓HNO3中(注意并非不反应，而是生成一层致密的氧化膜)。3．与NaOH溶液反应的离子方程式：。4．铝热反应：如Al与Fe3O4反应的化学方程式为：。致密薄膜氧化不滴落2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑钝化2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO－2＋3H2↑8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3高温金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com二、铝的化合物2．下列物质既能与酸溶液，又能与碱溶液反应的有________。①MgO②Al2O3③Al(OH)3④(NH4)2SO4⑤(NH4)2CO3⑥NaHSO4⑦NaHCO3答案：②③⑤⑦金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com1．氧化铝(Al2O3)(1)化学性质属于氧化物，写出下列反应的离子方程式：(2)用途①熔点，是一种较好的材料，天然产刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。②冶炼铝：化学方程式为：两性高耐火金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com2．氢氧化铝(1)化学性质①属于。它在水中的电离方程式为：。Al(OH)3溶于水，与盐酸、NaOH溶液反应离子方程式分别为：，。②受热分解：。两性氢氧化物不金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(2)制备方法①常用铝盐溶液[如Al2(SO4)3]与氨水反应制备Al(OH)3，离子方程式为。②向偏铝酸钠(NaAlO2)溶液中通入CO2也能生成Al(OH)3，离子方程式为：。(3)用途①作吸附剂，用来净水。②作药物，医治过多。Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH＋42AlO－2＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO2－3胃酸金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com3．铝盐(Al3＋)①明矾的化学式为，其净水的原理用离子方程式表示为。生成的Al(OH)3胶体具有作用。②Al3＋可与、、等发生双水解反应。KAl(SO4)2·12H2O吸附CO2－3HCO－3AlO－2金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com铝与酸、碱的反应1．铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3＋)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。2．铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(AlO－2)。3．铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系有关离子方程式为：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO－2＋3H2↑(1)等量Al分别与足量酸(H＋)和碱(OH－)溶液反应，生成H2之比为1∶1，消耗H＋和OH－之比为3∶1。(2)足量Al分别与所含H＋和OH－物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为1∶3。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(3)若产生H2之比为13VH＋H2VOH－H211，则必定是：①与酸反应时，Al过量、H＋不足。②与碱反应时，Al不足、OH－过量。[特别提醒]金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com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[思路点拨]利用极值法分析，若盐酸恰好完全反应耗Al2.7g；NaOH恰好完全反应耗Al8.1g。当Al≤2.7g时，Al完全溶解生成H2之比为1∶1；当Al≥8.1g时，Al足量生成H2之比为1∶3；现生成H2之比为1∶2。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com[自主解答]其反应原理分别为：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的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NaOH来说是不足的。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g3mol5．4g0.3mol即投入的铝粉为5.4g。【答案】A金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com1．(2009年高考上海化学)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。反应中镁和铝的()A．物质的量之比为3∶2B．质量之比为3∶2C．摩尔质量之比为2∶3D．反应速率之比为2∶3解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，故A项正确。二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为3∶2。答案：A金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com铝及其化合物的性质及转化关系1．铝的氧化物和氢氧化物(1)Al2O3、Al(OH)3均属两性化合物溶于强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2]溶液和酸溶液，但不溶于氨水和CO2的水溶液。(2)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。由电荷守恒，Al、Al2O3、Al(OH)3与酸反应时，每生成1molAl3＋均消耗3molH＋；每生成1molAlO－2均消耗1molOH－。但由Al3＋→AlO－2耗4molOH－，由AlO－2→Al3＋耗4molH＋。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(3)Al(OH)3溶于强碱溶液，不溶于氨水；溶于较强的弱酸如(CH3COOH)及强酸溶液，但不溶于CO2的水溶液。(4)Al(OH)3的实验室制法金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com2．铝盐(Al3＋)和偏铝酸盐(AlO－2)(1)二者均强烈水解含Al3＋的溶液呈酸性，含AlO－2的溶液呈碱性。二者混合发生双水解反应。Al3＋＋3AlO－2＋6H2O=4Al(OH)3↓(2)离子共存问题：Al3＋与OH－、S2－、AlO－2、HCO－3、CO2－3因生成沉淀或双水解反应而不能大量共存；AlO－2与H＋、NH＋4、Al3＋、HCO－3、Fe3＋等不能大量共存。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com3．“铝三角”转化及Al(OH)3沉淀的分析(1)“铝三角”转化关系(2)可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素存在形态分析金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(3)Al(OH)3沉淀的图像分析①向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液②向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com[特别提醒]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，先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋生成沉淀，再与NH＋4反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com向100mL1mol/L的AlCl3溶液中，逐滴加入2mol/L的NaOH溶液，得到3.12g沉淀，则加入的NaOH溶液的体积是()A．180mLB．200mLC．60mLD．120mL[思路点拨]分析Al3＋是否全部生成了Al(OH)3，若没全部生成Al(OH)3，另一部分是以Al3＋，还是AlO－2的形式存在于溶液中。[自主解答]Al(OH)3的生成可用图像表示：从图像可以看出，对应于3.12g沉淀的点有A、C两点，C点为60mL，A点为180mL。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com常规解法：(1)当碱不足时：3OH－＋Al3＋=Al(OH)3↓3mol78g2mol·L－1·V3.12gV＝0.06L＝60mL(2)当碱过量时：①求0.1molAl3＋全部沉淀所需碱液体积。Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓1mol3mol0．1mol2mol·L－1·VV＝0.15L＝150mL金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com②求溶解部分Al(OH)3使之达到3.12g时所需碱液体积。Al(OH)3＋OH－=AlO－2＋2H2O78g1mol(7.8－3.12)g2mol·L－1·VV＝0.03L＝30mL即当加入150mL＋30mL＝180mLNaOH溶液时，Al(OH)3沉淀亦为3.12g。【答案】AC金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com2．向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2mol·L－1NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：(1)当V(NaOH)＜15mL时，铝元素的存在形式是_________。(2)当15mL＜V(NaOH)＜20mL时，铝元素的存在形式是____。(3)当溶液中和沉淀中铝元素的质量相等时，加入NaOH溶液的体积为________。答案：(1)Al3＋和Al(OH)3(2)AlO－2和Al(OH)3(3)7.5mL或17.5mL金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com酸碱抵消法在计算中的应用Al和Al2O3的混合物15g，加入稀H2SO4150mL，在标准状况下放出氢气1.68L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3＋恰好完全转化为Al(OH)3沉淀，需要消耗3mol·L－1的NaOH溶液200mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为()A．2.25mol·L－1B．2mol·L－1C．0.3mol·L－1D．0.6mol·L－1金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com[自主解答]根据最终溶液中电荷守恒和化学反应中质量守恒可得：n(H2SO4)＝n(Na2SO4)＝12n(NaOH)＝12×3mol·L－1×0.2L＝0.3mol，所以c(H2SO4)＝0.3mol0.15L＝2mol·L－1。【答案】B金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com3．(2011年无锡质检)将Mg、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量为()A．4.32gB．4.68gC．5.36gD．6.38g金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com解析：解法一24nMg＋64nCu＝2.64g2nMg＋2nCu＝0.896L22.4L·mol－1×3解之得nMg＝0.03molnCu＝0.03mol，n[Mg(OH)2]＝n(Mg)，n[Cu(OH)2]＝n(Cu)m(沉淀)＝m[Mg(OH)2]＋m[Cu(OH)2]＝58g·mol－1×0.03mol＋98g·mol－1×0.03mol＝4.68g。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com解法二2．64gMg、Cu失去多少摩电子，生成沉淀时就结合多少摩OH－，