高三一轮复习铝及其化合物

•1．通过实验探究，了解铝、氧化铝、氢氧化铝的重要性质。•2．了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。•3．掌握与Al(OH)3沉淀量有关的图像分析和化学计算方法。•4．了解复盐的概念，了解明矾的组成、性质和用途。下列有关金属铝及其化合物的叙述错误的是()A．铝制容器可盛装浓硫酸B．用NaOH溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2OC．Al的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+AlO2-+2H2OC【预习检测】一、铝的性质1、铝原子的结构：2、铝的物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。+132833、铝的化学性质：（较强还原性）（1）与非金属反应（O2、Cl2）4Al+3O2═2Al2O3△铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。2Al+3Cl2═2AlCl3△思考1：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。Al遇冷浓硫酸、浓硝酸发生钝化：钝化:用电化学或化学方法使金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。（2）与酸反应（HCl、稀H2SO4、稀HNO3）2342423H)(SOAl2AlSO3H233H2AlCl2Al6HCl4HNO3+Al=Al(NO3)3+NO↑+2H2O２Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑还原剂氧化剂反应的实质:分两步进行（1）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑（2）Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O将（1）+（2）×2：2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O失2×3e－得6×e－（3）与强溶液碱反应（NaOH溶液）【随堂训练1】对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法：铝材脱脂碱洗水洗除灰电解H2SO4溶液耐蚀铝材废电解液槽液①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是(用离子方程式表示)____________________。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3b2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO＋3H2↑②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是____。将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为()A．3∶2B．2∶1C．3∶4D．4∶3【随堂训练2】讲义P60—例12Al＋3H2O－6e－==Al2O3＋6H＋HCO3-与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al(OH)3沉淀C思维提升若将盐酸改为稀HNO3且稀HNO3只被还原为NO，则Fe、Al物质的量之比为多少？【随堂训练3】讲义P60—即时巩固1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，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是()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5：4BFe2O3和Al粉的混和物磁铁漏斗湿润滤纸Fe2O3和Al粉的混和物(铝热剂)KClO3(引燃剂)镁带坩锅2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe有熔融物落入沙中（4）与某些氧化物反应—铝热反应铝热剂：铝与活泼性较弱的金属氧化物的混合物铝热反应的应用：在生产上，如用于焊接钢轨、冶炼金属等。铝除了和Fe2O3反应外，还可以和FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等金属氧化物组成铝热剂发生铝热反应，冶炼Fe、V、Cr、Mn等金属。思考2上述铝热反应是如何发生的？提示镁条燃烧，放出一定的热量，KClO3作为引燃剂在受热状态下同时发生分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应放出大量的热，发出耀眼的白光，生成的铁在高温下呈熔化状态。高温4Al+3MnO2==3Mn+2Al2O310Al+3V2O5==6V+5Al2O3高温高温[试一试]：写出Al分别与MnO2、V2O5的反应方程式4、铝能冶炼金属和制成铝热剂，因为（）A、密度小、熔点低B、在空气中燃烧，发出耀眼白光C、具有还原性D、是金属【随堂训练】(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验步骤实验现象将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2(OH)2CO3]实验探究1某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应____________________________；化合反应____________________________。(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是，___________。解释此现象的离子方程式是2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑或2Al＋3Cu2＋==2Al3＋＋3Cu2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解至消失Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－=AlO＋2H2O(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示）。②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2＋，该反应的离子方程式是________________________。MnO2＋H2O2＋2H＋==Mn2＋＋O2↑＋2H2O3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3高温2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石得6×2e－失4×3e－4、Al的工业制法——电解熔融氧化铝由于铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。2Al+3CuSO4＝3Cu+Al2(SO4)3（4）与盐溶液反应（CuSO4）金属间的置换二、铝的化合物1、氧化铝(Al2O3)：（1）物理性质：白色、不溶于水的固体，熔点很高（2054℃）常作耐火材料。刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氧化物。（2）Al2O3的化学性质与酸、强碱反应——具有两性碱偏铝酸盐水酸铝盐水Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O（3）、工业制备：2Al(OH)3＝Al2O3＋3H2O△2、氢氧化铝[Al（OH)3]：（1）物理性质：白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：①不稳定性：受热易分解2Al(OH)3＝Al2O3＋2H2O△②与酸、强碱反应——具有两性氢氧化铝为“两性氢氧化物”H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-碱式电离酸式电离与碱反应与酸反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O【小结】：常见既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些?①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3NH4HCO3、等⑥氨基酸、蛋白质等有机物AlCl3溶液中逐滴加入NaOH？AlCl3中逐滴加入氨水？Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+（3）Al(OH)3的制备：①Al3+、加入氨水故用Al3+制取Al(OH)3用弱碱溶液更合适Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O必修1—P58实验2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸？NaAlO2溶液中缓慢通入CO2？②AlO2-、通入CO2AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O故由AlO2-制取Al(OH)3用弱酸溶液更合适③Al(OH)3的制备方案与试剂的选择1．实验原理方案一：用铝盐(Al3＋)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，一般不用强碱。Al3＋＋3NH3·H2O==Al(OH)3↓＋3NH4+方案二：用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取方法一：AlAl3＋Al(OH)3方法二：AlAlO2－Al(OH)3H2SO4NaOHH+NaOH方法三：Al(OH)3每制取1molAl(OH)3，方法一耗H＋和OH－各3mol；方法二耗H＋和OH－各1mol；方法三耗H＋和OH－各3/4mol。故方法三最节省原料。H2SO4AlAl3＋AlAlO2－NaOHH2OKAl(SO4)2·12H2OKAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-无色晶体，易溶于水3、常见的铝盐——明矾水溶液PH7Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+净水原理：Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水1．铝盐(Al3＋)溶液中逐滴加入强碱溶液至过量(3)有关反应：A→C：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓C→D：Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O(1)现象：有白色沉淀产生，后沉淀逐渐溶解(2)有关图像：三、Al3＋、Al(OH)3、AlO2-三者之间有关图象及相关计算随堂训练2向30mL1mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol/L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．17.5mLB(4)有关计算：Al3+0=1/3n(OH-)Al3+、Al(OH)3Al(OH)3Al(OH)3、AlO2-=1/3n(OH-)=n(Al3+)A点：A---C点：C---D点：D点：铝元素的存在形式n[Al(OH)3]C点：AlO2-0(3)有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－=AlO2-＋2H2OB→D：Al3＋＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓2．强碱溶液中逐滴加铝盐(Al3＋)溶液至过量(1)现象：先无明显现象，后逐渐产生大量的白色沉淀（2）有关图象【算一算】向300mL4mol/L的NaOH溶液中逐渐加入浓度360mL1mol/L的AlCl3溶液，则最终产生的沉淀的物质的量是多少？此时铝元素以什么形式存在？n[Al(OH)3]=0.24mol此时铝元素以Al(OH)3、AlO2-形式存在.(4)有关计算：0Al(OH)3Al(OH)3、AlO2-A点：A---B点：B--D点：D点：铝元素的存在形式n[Al(OH)3]B点：AlO2-=n(Al3+)=1/3n(OH-)0AlO2-03．在AlO2-溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。(3)有关反应：A→C：AlO2-＋H＋＋H2O==Al(OH)3↓C→D：Al(OH)3＋3H＋==Al3＋＋3H2O（2）有关图象：C【动动手】向含2molNaAlO2的溶液中逐滴加入浓度500mL6mol/L的盐酸溶液，则最终