2017届高考化学一轮复习专题课件：1-2《金属及其化合物》(新人教版)

模块一元素及其化合物专题一金属及其化合物考点二铝及其化合物第1步高考真题试水第2步教材知识盘点第3步命题要点突破第4步模拟练习达标一、含量丰富的金属单质——铝1．铝的原子结构铝位于元素周期表，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。第三周期ⅢA族硅化合2．铝的性质(1)物理性质色有金属光泽的固体，有良好的和传热性等，密度较小，质地柔软。银白延展性、导电性(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：②④⑤(铝热反应)2Al＋3Cl2=====点燃2AlCl32Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe3．铝的应用(1)制备电解熔融(2)用途①纯铝用作导线②铝合金制造汽车、飞机、生活用品等。Al2O3：2Al2O3=====电解4Al＋3O2↑二、铝的重要化合物——氧化铝、氢氧化铝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(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为白吸附②受热分解：。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：。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－33AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓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，它是色晶体，溶于水，水溶液pH7(填“”、“”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是。KAl(SO4)2·12H2O无可Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水第3步命题要点突破►命题点1铝与酸、碱反应的有关计算(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↑Al与酸、碱反应的实质都是：Al――→失去3e－Al3＋，2H＋――→得到2e－H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关系均为2Al～3H2↑，利用此性质可以方便地进行有关计算。①等量Al分别与足量酸(H＋)和碱(OH－)溶液反应，生成H2之比为11，消耗H＋和OH－之比为31。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13。③若产生H2之比为13VH＋H2VOH－H211，则必定是：与酸反应时，Al过量、H＋不足，而与碱反应时，Al不足、OH－过量。(2013·山东卷)足量下列物质与等质量的铝反应，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[解析]根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4,2Al～6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。[答案]A►命题点2含铝化合物间的转化关系及应用3．应用(1)判断离子共存问题Al3＋与OH－及AlO－2、CO2－3、S2－等弱酸根阴离子或AlO－2与H＋、HCO－3以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)分离提纯①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。②利用Al2O3，能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。铝土矿是工业上制取铝的基本原料。为了除去铝土矿中少量Fe2O3和SiO2等杂质制得纯净的Al2O3，某化学兴趣小组设计探究实验，操作过程如下图所示：(1)操作过程中的试剂或方法：A是________，B是________，C是________。(2)在溶液乙中通入过量CO2后发生反应的离子方程式为__________________________。(3)如果A、B互换，则通CO2应改加________。(4)如果A、B互换，将溶液乙蒸干并灼烧，所得固体产物的主要成分是________(写化学式)。[解析]铝土矿样品中加入适量盐酸，使Al2O3和Fe2O3溶解，溶液甲中含有AlCl3和FeCl3；在此溶液中加入过量NaOH溶液，使Fe3＋沉淀，Al3＋变成AlO－2；在溶液乙中通入过量CO2，使AlO－2变成Al(OH)3；加热Al(OH)3即得到Al2O3。若先加NaOH溶液后加盐酸，则乙溶液中含有Al3＋，要使Al3＋沉淀最好加入弱碱氨水。将含有AlCl3的溶液蒸干并灼烧，AlCl3水解生成Al(OH)3，最终得到Al2O3。[答案](1)盐酸过量氢氧化钠溶液灼烧(2)AlO－2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－3(3)氨水(4)Al2O3►命题点3Al(OH)3沉淀的图象分析1．四个基本图象(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象：操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图象离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2OAl3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象：操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图象离子方程式AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O；Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓2.拓展图象(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图象如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图象如图2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图象如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。(2016·江西临川模拟)某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：(1)溶液中一定含有的溶质是________，一定不含有的溶质是________(填化学式)。(2)溶液中可能含有的溶质是________(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是________________，现象是__________________。(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：①AB段为_________________________；②BC段为_________________________。[解析]首先分析图象中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl、AlCl3、NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl、AlCl3，与Na2CO3均不能大量共存，所以一定无Na2CO3；可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。[答案](1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化钾焰色反应透过蓝色钴玻璃观察焰色反应为紫色(3)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓NH＋4＋OH－NH3·H2O[点拨]关于Al(OH)3图象问题的分析要点：(1)转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系。(2)看清纵横坐标的含义，对图象进行全面分析。(3)对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图象的叠加工作；只有抓住一些关键点(最高点、最低点、转折点等)和变化趋势，才能顺利地解决图象问题。►命题点4从铝土矿中提取Al2O3的方法铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物。因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法1．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过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3[解析]从工艺流程图上看出，加入的试剂X能将铝土矿中的Al2O3转化为溶液，且向该溶液中通入过量Y，可得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故X为NaOH溶液，Y为CO2。反应①为：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。故反应①过滤后得到的沉淀为Fe2O3，A、B错误；图中转化关系中由Al2O3冶炼铝属于氧化还原反应，C错误。[答案]D2．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是()A．④⑤B．③④C．②⑤D．①②[解析]由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热，⑤错误。[答案]A1.特殊的性质：Al2O3、Al(OH)3具有两性。2．特殊的转化：Al3＋OH－H＋Al(OH)3OH－H＋AlO－23．必记六反应：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(2)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(3)AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl(4)Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O(5)Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O(6)NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3