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

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＋＋H2O

Al(OH)3

Al3＋＋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()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/3<p<17m/9

C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．Al2O3

A

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]、n(OH－)[a]的关系为：当a/b≤3时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]＝n(OH－)；当a/b≥4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]＝0；当3<a/b<4时，所得沉淀的物质的量：n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)－[n(OH－)－3n(Al3＋)]＝4n(Al3＋)－n(OH－)3.图像分析操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失图像离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2OAlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O操作NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像离子方程式Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓3.将一定质量的Mg和Al的混合物投入1mol·L－1500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。则下列说法正确的是()A.Mg和Al的物质的量之比为1∶1B.NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L－1C.生成的H2在标准状况下的体积为11.2LD.Mg和Al与硫酸恰好完全反应答案：B2.(2010·上海闵行模拟)下列关于铝热剂的说法，不正确的是()A.铝热剂的反应原理是利用铝的强还原性