2020版高三化学总复习专题4第2讲从铝土矿到铝合金课件苏教版.pptx

第2讲 从铝土矿到铝合金,-2-,考纲要求:了解铝及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。,-3-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,Al、Al2O3、Al(OH)3的性质 导学诱思 (1)铝为活泼金属,但铝合金门窗及餐具却比较耐腐蚀,为什么? 。 (2)怎样除去铁粉中的铝粉? 。 (3)怎样除去氧化铁中的氧化铝? 。,答案: (1)因为铝制品表面极易形成一层致密的氧化膜(Al2O3) (2)向混合物中加入过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,即可 (3)向混合物中加入过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,即可,-4-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.铝的重要性质,-5-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-6-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.Al2O3 (1)物理性质:Al2O3是高熔点的氧化物,常作为 材料及冶炼金属铝的原料。 (2)化学性质(用离子方程式表示): 3.Al(OH)3 (1)吸附性:Al(OH)3是难溶于水的白色胶状沉淀物质,它能 水中的悬浮物,常用于水的净化,并能 色素。 (3)受热分解:化学方程式为 。,耐火,吸附,吸附,-7-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.铝热反应 (1)实验装置。 (2)实验现象及结论。 剧烈燃烧,放出大量的热,导致混合物剧烈反应过后,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中;待熔融物冷却后,除去外层熔渣,可以发现落下的是铁珠。,-8-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)铝合金门窗及餐具坚固耐用,所以不易与氧气反应( ) (2)铝片放入氢氧化钠溶液中的离子方程式 (3)用盐酸、氢氧化钠溶液均可除去镁、铝表面的氧化膜( ) (4)铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3( ) (5)三氧化二铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3( ),-9-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 铝的化学性质 例1将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL-1的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。该溶液可能是 ( ) A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液,答案,解析,-10-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究(1)5.4 g Al分别投入过量的Ba(OH)2、HCl溶液中,生成氢气的质量有何关系?溶液质量分别增加多少? (2)如果质量相等但过量的Al分别投入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2、HCl溶液中,生成氢气的质量有何关系?,答案: (1)生成氢气的质量相同。溶液质量均增加4.8 g。Al完全反应,转移的电子数相同,生成的H2的质量相同,溶液增加的质量也相同。 (2)生成氢气的质量比为61。由2OH-3H2和2H+H2的关系式可得。,-11-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 Al是我们中学阶段学习的唯一既与H+反应也与OH-反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。 相同点:Al均被氧化成+3价,所以1 mol Al不论与H+反应还是与OH-反应均生成3 g( mol)H2。 不同点:1 mol Al与H+反应消耗3 mol H+,而与OH-反应只消耗1 mol OH-,所以含有等物质的量溶质的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为31。,-12-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 Al、Al2O3、Al(OH)3的共性 例2除去下列物质中的杂质(括号中为杂质)选用的试剂正确的是( ) A.Fe2O3(Al2O3)用盐酸 B.Fe(OH)3Al(OH)3用氨水 C.Mg(Al)用纯碱溶液 D.MgCl2(AlCl3)用氢氧化钠溶液和盐酸,答案,解析,-13-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)Al、Al2O3、Al(OH)3与酸、碱反应的共同点。 Al、Al2O3、Al(OH)3既溶于强酸溶液又溶于强碱溶液,与强酸反应均生成Al3+,且每生成1 mol Al3+均耗3 mol H+;与强碱反应均生成 ,且每生成1 mol 均耗1 mol OH-,记住上述关系,书写有关离子方程式就比较容易。,-14-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)依据电荷守恒配平。 Al、Al2O3、Al(OH)3与强酸、强碱反应消耗H+、OH-的量,我们还可以从电荷守恒的角度分析:Al、Al2O3、Al(OH)3均不带电荷,与H+反应生成1个Al3+,需要3个H+配平电荷,与OH-反应生成1个 ,只需1个OH-配平电荷。 (3)注意酸碱性的强弱。 Al2O3、Al(OH)3与强酸或强碱反应,但不溶于CO2水溶液或氨水。 (4)其他既能与强酸反应又能与强碱反应的物质。 既能与强酸反应又能与强碱反应的物质除Al、Al2O3、Al(OH)3外,还有弱酸酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3等)、弱酸铵盐如(NH4)2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等等。,-15-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度三 铝热反应 例3下列说法中错误的是 。 A.利用铝热反应制备金属铝 B.铝可用于冶炼某些熔点较高的金属 C.铁轨焊接时常用到铝热反应,铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化 D.铝热反应是炼铁最常用的方法 E.Al和MgO组成铝热剂,反应后生成单质镁,答案,解析,-16-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,1.下列说法正确的是 。 A.Al2(SO4)3和小苏打反应是泡沫灭火器的灭火原理 B.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料 C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,是因为铝的熔点较低 E.将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,会产生红棕色气体 F.将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,会产生大量白色沉淀 G.铝与Fe2O3发生铝热反应,反应后固体质量增加 H.制备Al(OH)3悬浊液:向1 molL-1 AlCl3溶液中加过量的6 molL-1 NaOH溶液 I.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA,答案,解析,-17-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A.K B.Na C.Fe D.Al,答案,解析,-18-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.足量下列物质与相同质量的铝反应,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,答案,解析,-19-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-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)=12,则加入铝粉的质量为( ) A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g,答案,解析,-20-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,5.(双选)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有( ) A.KCl B.KClO3 C.MnO2 D.Mg,答案,解析,-21-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,Al3+、Al(OH)3、 之间的转化 导学诱思 Al2(SO4)3与NaOH溶液、氨水反应均可生成Al(OH)3沉淀,那么在实验室中我们通常用氨水与Al2(SO4)3反应来制取Al(OH)3,为什么一般不用NaOH溶液? 。,答案: 因为Al(OH)3与过量的NaOH反应,-22-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.Al3+的水解 (1)明矾净水。 明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O,其净水的原理用离子方程式表示为 。 (2)加热铝盐溶液。 加热蒸干灼烧AlCl3溶液最终得到 。,Al2O3,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 “铝三角”的转化及应用 例1(1)向硫酸铝溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液的实验现象: , 离子方程式: 。 (2)向氢氧化钠溶液中逐滴滴加硫酸铝溶液的实验现象: , 离子方程式: 。 (3)怎样除去硫酸镁溶液中的硫酸铝杂质: 。,答案,解析,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)“铝三角”的转化。 注意:能与强酸、强碱反应的物质是Al、Al2O3、Al(OH)3,Al3+能与强碱反应不能与强酸反应, 能与强酸反应不能与强碱反应。 Al3+水解使溶液显酸性,只能在酸性条件下存在,所以与碱、显碱性的盐反应; 水解使溶液显碱性,只能在碱性条件下存在,所以与酸、显酸性的盐反应。,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)转化关系中的实质与量。 “铝三角”的实质是复分解反应,在反应中化合价没有发生变化,只是铝的两种离子和Al(OH)3三种物质在酸、碱作用下的相互转化,所以在复习时,要抓住实质。 书写离子方程式时,要利用电荷守恒来记忆H+、OH-的量,如:,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 有关含铝物质的图像分析 例2如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线,下列判断错误的是( ) A.线表示Al3+的物质的量的变化 B.x表示AlCl3的物质的量 C.线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D.线表示 的物质的量的变化,答案,解析,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 与铝有关的图像很多,熟练掌握反应物的定量关系,在分析图像时要从起始点、拐点等处入手,以图像的变化联系反应,理清反应先后顺序,再进行量的计算。 (1)向AlCl3溶液中分别滴加氢氧化钠溶液和氨水。,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)向等物质的量浓度的AlCl3、MgCl2的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液;向氢氧化钠溶液中逐滴滴加AlCl3溶液。,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.下列说法正确的是( ) A. 将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,将产生大量白色沉淀 B.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:,D.常温下,Al(OH)3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应,答案,解析,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.1 L某混合溶液中,溶质X、Y的浓度都为0.1 molL-1,向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1 molL-1的氢氧化钠或硫酸溶液),所得沉淀的物质的量随着Z溶液的体积变化关系如图所示,则X、Y、Z分别是( ) A.AlCl3、FeCl3、NaOH B.AlCl3、MgCl2、NaOH C.NaAlO2、Ba(OH)2、H2SO4 D.NaAlO2、BaCl2、H2SO4,C,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-36-,从铝土矿中制备铝 近几年高考经常围绕Al2O3、Al(OH)3的两性,结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理,解决此类问题注意抓住Al2O3、Al(OH)3的两性和实验分离、提纯的操作,选择试剂时要考虑过量试剂对实验的影响。,-37-,例某研究性学习小组用不纯的氧化铝(杂质为Fe2O3)为原料,设计了冶炼铝的以下工艺流程(部分反应产物没有标出): (1)试剂X的化学式为 ,反应的离子方程式是 。实验室配制480 mL 1 molL-1 X的溶液必须用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、试剂瓶、胶头滴管外,还有 。常用来标定所配X的溶液浓度是否准确的实验名称是 。,(2)通入的过量M、N的化学式分别为 、 ,反应、的离子方程式分别是 、 。 (3)按照方案设计,试剂Z的作用是调节溶液的pH为3.1,以生成沉淀bFe(OH)3。试剂Z可选用 (填字母)。 A.Al2O3 B.H2SO4 C.NaOH D.Al(OH)3 (4)从实际工业的角度,你认为方案 更合理,理由是 。,答案,解析,对点训练 1.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是( ) 加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 加入过量烧碱溶液 A. B. C. D.,答案,解析,2.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:,注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。 (2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 。,(4)“电解”是电解Na