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当前位置:首页 > 中学教育 > 高中教育 > 2012届高考化学一轮复习学案课件人教版第3章金属及其化合物第2节铝及其重要化合物高中
第二节铝及其重要化合物一、镁、铝的重要性质1.物理性质比较镁和铝都是______色有______光泽的金属,质地都______,密度都______,都属于轻金属。熔沸点:Mg____Al;硬度:Mg____Al;密度:Mg____Al。2.化学性质比较(反应用方程式表示)MgAl相同点与非金属反应与O2反应与Cl2反应与S反应与非氧化性酸反应不同点与氧化物反应与CO2反应:______与Fe2O3反应:____与水或强碱溶液反应镁与热水反应,不与强碱反应:______________铝不与热水反应,而与强碱溶液反应:_________与浓硫酸、浓硝酸反应常温下,Mg剧烈反应常温下,铝发生____,加热时剧烈反应3.镁、铝的制备工业制备均用电解法,化学方程式分别为__________________________、__________________________。一、1.银白金属较软较小<<<2.2Mg+O2==2MgO4Al+3O2==2Al2O3Mg+Cl2==MgCl22Al+3Cl2==2AlCl3Mg+S==MgS答案:2Al+3S===Al2S3Mg+2H+===Mg2++H2↑2Al+6H+===2Al3++3H2↑2Mg+CO2===2MgO+C2Al+Fe2O3===Al2O3+2FeMg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑钝化3.MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑答案:二、铝的重要化合物1.氧化铝(1)化学性质(两性氧化物)①与盐酸反应的离子方程式:______________________。②与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:________________________________________________________________________。(2)用途:①氧化铝是冶炼铝的原料,化学方程式为______________________;②氧化铝是较好的耐火材料,可用于制造__________、________和耐高温的________等。2.氢氧化铝(1)两性氢氧化物:电离方程式为______________________。①与盐酸反应的离子方程式:______________________。②与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:________________________________________________________________________。(2)受热分解:化学方程式为______________________。3.明矾化学式为______________________,其水解生成Al(OH)3胶体,故可作________。二、1.(1)①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O②Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O(2)①2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑②耐火坩埚耐火管实验仪器2.(1)AlO2-+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-①Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O②Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O(2)2Al(OH)3===Al2O3+3H2O3.KAl(SO4)2·12H2O净水剂答案:铝的性质【例1】(2009高考·上海卷,15)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)关系如下图。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【自主解答】A解析:由关系式:Mg~H2,2Al~3H2,可知产生等量H2时,消耗Mg、Al物质的量之比为3∶2,故A正确。二者质量之比为4∶3,摩尔质量之比为8∶9,反应速率之比为3∶2。铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑1.等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比=1∶12.足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的体积比为=1∶33.一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应,若产生氢气的体积比为(1/3,1)则必定是:(1)铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足。(2)铝与氢氧化钠反应时,铝不足而氢氧化钠过量。1.向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸,恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体pg。则下列关系不正确的是()A.c=1000b/11.2VB.p=m+Vc/125C.n=m+17VcD.5m/3p17m/9C解析:此题考查的主要是转化中的元素守恒和电荷守恒关系。由题意易知:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑Mg和Al共mg,加入硫酸,恰好完全反应,生成H2为bLMg2++2OH-===Mg(OH)2↓Al3++3OH-===Al(OH)3↓加入cmol/L的KOHVmL,刚好沉淀,Mg(OH)2和Al(OH)3为ng。将沉淀灼烧,得到固体MgO和Al2O3为pg可以得到这样几个关系:①KOH中的OH-完全进入沉淀,所以,沉淀Mg(OH)2和Al(OH)3的质量等于Mg和Al的质量与OH-的质量之和,即:n=m+17cV/1000,C错误(V的单位是mL)。②由第一步反应知道,生成H2为bL,即b/22.4mol,即H元素化合价降低2b/22.4=b/11.2。则金属化合价升高b/11.2,也即OH-的量,得到cV/1000=b/11.2,即:c=1000b/11.2V,A正确。③沉淀灼烧至质量不再改变时,固体为MgO和Al2O3,最后的氧化物质量等于金属质量与氧元素质量之和,氧元素物质的量=(b/11.2)/2=b/22.4即:p=m+16b/22.4代入A项关系式,可得:p=m+cV/125,B正确;当mg全为Al时,p=17/9m,mg全为Mg时,p=m,推知D正确。答案:铝的重要化合物【例2】(2010高考·上海卷,21)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mol·L-1AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()A.甲中沉淀一定比乙中的多B.甲中沉淀可能比乙中的多C.甲中沉淀一定比乙中的少D.甲中和乙中的沉淀可能一样多【自主解答】BD解析:氢氧化铝能溶于氢氧化钠但不溶于氨水,故向两烧杯中各加入AlCl3溶液时,生成的沉淀都是氢氧化铝;体积相同、pH相同时,氨水的物质的量远大于氢氧化钠,当两者均不足量时,生成的沉淀氨水多;氨水过量,氢氧化钠不足量时,生成的沉淀氨水多;氨水过量,氢氧化钠恰好时,生成的沉淀一样多;氨水和氢氧化钠都过量时,生成的沉淀氨水多;可知BD正确。1.既能与NaOH溶液反应又能与盐酸反应的无机物有:(1)两性物质:Al、Al2O3、Al(OH)3。(2)弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等。(3)弱酸的酸式盐:NaHCO3、NaHSO3等。2.Al2O3与Al(OH)3的性质(1)Al2O3、Al(OH)3虽然具有两性,但它们只能溶于强酸或强碱,而不能溶于弱酸(如碳酸)或弱碱(如氨水)。(2)氢氧化铝能与强酸、强碱反应,所以在用可溶性铝盐与碱反应制备Al(OH)3时,一般用氨水而不用其他强碱;在用偏铝酸盐与酸反应时,一般用弱酸而不用强酸;另外,还可以用可溶性铝盐与偏铝酸盐的水溶液反应,离子方程式为:Al3++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓(3)要注意在不同条件下铝元素的存在形式:强酸性条件下,Al3+可以大量存在;强碱性条件下,AlO2-可以大量存在。3.物质作用过程中的“先沉淀后溶解”,主要有如下几种情况(1)可溶性铝盐中滴加强碱至过量Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O(2)可溶性偏铝酸盐中滴加强酸至过量AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O(3)澄清石灰水[或Ba(OH)2]通入CO2(或SO2)至过量Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2OCaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO3-(4)Fe(OH)3胶体[或Al(OH)3胶体]滴加强酸至过量,胶体先聚沉,后溶解2.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是()A.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D.Al2O3A解析:根据化学反应物质的量关系:A:1molAl~1molNaOH,B:1molAl(OH)3~1molNaOH,C:1molAlCl3~4molNaOH,D:1molAl2O3~2molNaOH。若消耗4molNaOH,需要m(Al)=4mol×27g·mol-1=108g,需要m[Al(OH)3]=78g·mol-1×4mol=312g,需要m(AlCl3)=1mol×133.5g·mol-1=133.5g,需要m(Al2O3)=2mol×102g·mol-1=204g。由上判断可知,相同质量时Al消耗NaOH最多。答案:Al(OH)3的图像分析及计算【例3】(2011·山西太原五中高三期中)在200mL只含Mg2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-等离子的溶液中,逐滴加入5mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。下列叙述正确的是()A.x与y的差值为0.01molB.原溶液中c(Cl-)=0.75mol·L-1C.原溶液的pH=2D.原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=5∶2【自主解答】A解析:由图像知,0~a过程发生的反应为:H++OH-===H2O,故原溶液的n(H+)=5mol·L-1×0.004L=0.02mol,c(H+)=0.02mol/0.2L=0.1mol·L-1,pH=1,C错误。a~b过程发生的反应为:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Al3++3OH-===Al(OH)3↓;b~c过程发生的反应为:NH4++OH-===NH3·H2O,n(NH4+)=5mol·L-1×(0.033L-0.030L)=0.015mol;c~d过程发生的反应为:Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O,n(Al3+)=n(AlO2-)=n[Al(OH)3]=5mol·L-1×(0.035L-0.033L)=0.01mol;【自主解答】在a~b过程中生成Mg(OH)2消耗V(NaOH)=(0.030L-0.004L)-3×(0.035L-0.033L)=0.02L,n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=5mol·L-1×0.02L/2=0.05mol,故原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=0.05mol∶0.01mol=5∶1,D错误。x-y=n[Al(OH)3]=0.01mol,A正确。根据溶液中电荷守恒,n(Cl-)=2n(Mg2+)+3n(Al3+)+n(NH4+)+n(H+)=2×0.05mol+3×0.01mol+0.015mol+0.02mol=0.165mol,c(Cl-)=0.165mol/0.2L=0.825mol·L-1,B错误。1.“铝三角”转化关系2.铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算及反应关系如下:(1)Al3++3OH-===Al(OH)3↓(生成白色沉淀)(2)Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-===AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好完全溶解)分析以上三个反应关系式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)[b]
本文标题:2012届高考化学一轮复习学案课件人教版第3章金属及其化合物第2节铝及其重要化合物高中
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