高考化学一轮总复习 第二章 第二节铝及其重要化合物课件.ppt

第二节铝及其重要化合物 第二章金属元素及其化合物 考纲 网络 掌控全局 梳理 判断 突破点面 梳理基础 一 铝的性质1 铝的物理性质 铝是 色 具有金属光泽的固体 硬度较 具有良好的导电性 导热性和延展性 2 铝在自然界中的存在 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 银白 小 氧和硅 化合 3 铝的化学性质 1 与非金属的反应 铝在一定条件下能与o2 s x2反应 例如铝在常温下能与o2生成致密的氧化物薄膜 化学方程式是 2 铝与水的反应 al能与沸水发生反应 方程式是2al 6h2o 3 al与酸的反应 al与非氧化性酸发生置换反应 例如2al 6hcl al与氧化性酸反应比较复杂 常温下al遇到浓硫酸或者浓硝酸的时候发生钝化 加热的时候反应剧烈 不生成氢气 2al oh 3 3h2 2alcl3 3h2 4 与强碱反应 2al 2naoh 2h2o 5 与其他氧化物的反应 例如铝热反应 8al 3fe3o4 6 与盐溶液的反应 例如与cuso4溶液反应的离子方程式 2al 3cu2 2naalo2 3h2 4al2o3 9fe 2al3 3cu 二 铝的重要化合物1 氧化铝 1 氧化铝是一种 固体 熔点很 2 氧化铝属于典型的 氧化物 既能与酸反应又能与碱反应 反应的方程式分别为 al2o3 6hcl al2o3 2naoh 3 电解熔融的氧化铝 2al2o3 白色 高 两性 2alcl3 3h2o 2naalo2 h2o 4al 3o2 2 氢氧化铝 1 可溶性铝盐和氨水反应可制得al oh 3 它是一种难溶于水的 色 状物质 具有较强的吸附能力 受热 分解 是一种典型的 氢氧化物 其电离时分为酸式电离和碱式电离 方程式为 al oh 3 2 写出下列反应的离子方程式或化学方程式 al oh 3与盐酸反应 al oh 3与naoh反应 白 胶 易 两性 al3 3oh al oh 3受热分解的化学方程式 3 硫酸铝钾 1 明矾 化学式为 十二水合硫酸铝钾 是无色晶体 易溶于水 2 明矾净水原理 明矾溶于水时 发生水解反应 产生胶状的al oh 3 al oh 3的吸附能力很强 可以吸附水里的杂质 并形成沉淀 使水澄清 其水解反应的方程式为 al3 3h2o kal so4 2 12h2o al oh 3 3h 判断正误 热点一 热点 典例 融会贯通 铝与酸 碱反应生成h2的量的关系 例1 为测定某镁铝合金样品中铝的含量 进行了下列实验 取一定量合金 加入100ml0 3mol l 1稀硫酸 合金完全溶解 产生的气体在标准状况下体积为560ml 再加入0 2mol l 1naoh溶液至沉淀质量恰好不再变化 用去350mlnaoh溶液 则所取样品中铝的物质的量为 a 0 005molb 0 01molc 0 025mold 0 03mol 思维点拨 解析 根据题中数据 合金中加入硫酸时 硫酸有剩余 加入0 2mol l 1naoh溶液至沉淀质量恰好不再变化 得到的是na2so4 naalo2的混合溶液 根据na s元素守恒 则n naoh 2n na2so4 n naalo2 其中n na2so4 n h2so4 则n naalo2 0 2mol l 1 0 35l 0 3mol l 1 0 1l 2 0 01mol 根据al元素守恒 n al n naalo2 0 01mol 答案 b 应用na s元素守恒 1 甲 乙两烧杯中各盛有100ml3mol l 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 4gb 3 6gc 2 7gd 1 8g 解析 1 假设铝都不足 按照铝来计算 则产生的h2之比为11 不符合 2 假设铝都过量 按照盐酸和氢氧化钠来计算 则产生的h2之比为13 不符合 所以一个反应铝过量 一个反应铝不足 按照反应2al 6hcl 3h2 2al 2naoh 3h2 铝相同时盐酸消耗的多 所以与盐酸反应时铝过量 按照盐酸来算产生氢气的量为0 15mol 而后根据气体量之比12求出与naoh反应时产生的气体的量为0 3mol 再根据与naoh反应时铝不足 根据气体的量计算出所加铝粉的物质的量为0 2mol质量为5 4g 答案 a 热点二 铝三角及应用 1 铝三角 转化关系 2 离子共存问题 al3 与oh s2 等弱酸根阴离子因生成沉淀或水解相互促进的反应而不能大量共存 与h 以及al3 fe3 弱碱阳离子等不能大量共存 3 鉴别 利用滴加顺序不同 现象不同 alcl3溶液中滴加naoh溶液现象为 先产生白色沉淀 后沉淀溶解 naoh溶液中滴加alcl3溶液现象为 开始无明显现象 后产生白色沉淀 沉淀不溶解 4 分离提纯 利用al能溶于强碱溶液 分离al与其他金属的混合物 利用al2o3能与强碱溶液反应 分离al2o3与其他金属氧化物 利用al oh 3能与强碱溶液反应 分离al3 与其他金属阳离子 特别提醒当溶液中有多种离子时 要考虑离子之间的反应顺序 如含有h mg2 al3 的混合溶液中逐滴加入naoh溶液 naoh先与h 反应 再与mg2 al3 反应生成沉淀 再与反应 最后才溶解al oh 3沉淀 一般是按生成水 沉淀 气体的顺序反应 例2 甲 乙 丙三位同学用规定的药品制备al oh 3 规定必用的药品如下 350g70 h2so4溶液 naoh固体240g 足量铝屑 水 不能用其他药品 甲 乙 丙用各自设计的方案制得al oh 3的质量分别是w1 w2 w3 三种实验方案如下 甲 铝 加naoh溶液 加h2so4溶液 w1gal oh 3乙 铝 加h2so4溶液 加naoh溶液 w2gal oh 3 试回答 1 从充分利用原料 降低成本和提高产率等因素分析 实验方案最合理的是 2 三位学生制得的al oh 3 w1 w2 w3其质量由大到小的顺序是 3 制得al oh 3的最大质量是 g 分析 从化学方程式计量数看 甲 制取2molal oh 3消耗h 2mol oh 2mol 乙 制取2molal oh 3消耗h 6mol oh 6mol 丙 制取4molal oh 3消耗h 3mol oh 3mol 即制取2molal oh 3消耗h 1 5mol oh 1 5mol 结论是丙以较少的原料制出较多的al oh 3 最好 乙以较多的原料制出较少的产品 最差 相同的原料制取的al oh 3应是w3 w1 w2 2 向30ml1mol l 1的alcl3溶液中逐渐加入浓度为4mol l 1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 5ml 解析 1 当加入的naoh较少时 alcl3过量 根据naoh进行计算 当产生0 78g沉淀也就是0 01mol的al oh 3时 需要naoh的量是0 03mol也就是7 5ml 2 当加入的naoh较多时 0 03mol的alcl3首先消耗0 09mol的naoh 然后继续滴加naoh会继续跟生成的al oh 3反应 使氢氧化铝减少 当al oh 3减少到0 78g时 又消耗naoh的量为0 02mol共消耗naoh为0 11mol 答案 b 热点三 铝及其化合物的有关图象 3 图象 3 图象 3 图象 3 图象 3 图象 6 明矾溶液中逐滴加入ba oh 2溶液至过量 1 现象 先有白色沉淀生成 然后部分沉淀溶解 2 有关反应 o a 2kal so4 2 3ba oh 2 2al oh 3 3baso4 k2so4a b 2al oh 3 k2so4 ba oh 2 baso4 2kalo2 4h2o 3 图象 3 图象 例3 有一定质量的mg al合金 投入100ml一定物质的量浓度的盐酸溶液中 合金全部溶解 向所得溶液中滴加5mol lnaoh溶液到过量 生成沉淀的质量与加入naoh溶液的体积关系如下图所示 求 1 原合金中mg al的质量各是多少 2 原盐酸溶液中溶质的物质的量浓度是多少 思维点拨 解析 1 设原合金中mg的质量为x al的质量为y mg mg oh 2al al oh 324582778x11 6gy19 4g 11 6g 7 8g x 4 8 y 2 7g 2 当沉淀达到最大值时 则n hcl n naoh 则c hcl 5 160 100 8 mol l 答案 见解析 3 某无色溶液中 已知含有h mg2 al3 等阳离子 逐滴加入naoh 溶液 则消耗naoh 溶液 体积 x轴 和生成沉淀量 y轴 之间的函数关系 可用下图表示 则下列图中正确的是 解析 溶液中存在h mg2 al3 这三种阳离子的时候 向溶液中滴加naoh naoh先与h 反应 此时不产生沉淀 当h 反应完后 naoh与mg和al反应生成mg oh 2和al oh 3 沉淀量开始逐步增加 当mg2 al3 沉淀完全后 naoh继续与生成的al oh 3反应 生成可溶性的naalo2 沉淀量开始减少 答案 b 实验 操作 提高素养 1 实验目的 探究用铝土矿冶炼金属铝的过程中需注意的问题 2 实验原理 铝土矿的主要成分是al2o3 此外还含有少量sio2 fe2o3等杂质 冶炼金属铝很重要的一个过程是al2o3的提纯 可以设计两种实验方案以除去杂质 方案一先加酸过滤后除去sio2和不溶性的杂质 然后加入过量的naoh使al3 转化成易溶的alo 过滤除去难溶的 fe oh 3 再通入co2制得al oh 3 然后灼烧得到al2o3 电解al2o3可得al 流程图如下 方案二先加naoh使al2o3变成可溶性的naalo2 过滤除去fe oh 3及其他难溶性的杂质 然后向滤液中通入co2制得al oh 3 然后灼烧得到al2o3 电解al2o3可得al 流程图如下 例4 从铝土矿 主要成分是al2o3 含sio2 fe2o3 mgo等杂质 中提取氧化铝的两种工艺流程如下 请回答下列问题 1 流程甲加入盐酸后生成al3 的离子方程式为 2 流程乙加入烧碱后生成sio的离子方程式为 3 验证滤液b中含fe3 可取少量滤液并加入 填试剂名称 4 滤液e k中溶质的主要成分是 填化学式 写出该溶液的一种用途 5 已知298k时 mg oh 2的溶度积常数ksp 5 6 10 12 取适量的滤液b 加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡 测得ph 13 则此温度下残留在溶液中的c mg2 5 铝是一种重要的金属 在生产 生活中具有许多重要的用途 下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程 已知 铝土矿的主要成分是al2o3 此外还含有少量sio2等杂质 溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应 能生成硅铝酸盐沉淀 化学反应方程式为2na2sio3 2naalo2 2h2ona2al2si2o8 4naoh 回答下列问题 1 写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式 2 滤渣a的主要成分为 滤渣a的用途是 只写一种 实验室过滤时使用玻璃棒 其作用是 3 在工艺流程第三步中 选用二氧化碳作酸化剂的原因是 4 若将铝溶解 下列试剂中最好选用 填编号 理由是 a 浓硫酸b 稀硫酸c 稀硝酸 解析 1 铝土矿中加入足量氢氧化钠 是为了溶解铝土矿中的al2o3与sio2 使al和si分别转化为可溶的naalo2和na2sio3进入溶液 2 滤渣的主要成分为不溶于naoh的fe2o3和硅酸钠与偏铝酸钠反应生成的na2al2si2o8沉淀 用途可以作为炼铁的原料 或者作生产硅酸盐产品的原料 3 在工艺流程第三步中 选用二氧化碳作酸化剂的原因是过量二氧化碳可以将naalo2完全转化为al oh 3 而且还不溶解al oh 3 巩固 演练 基础达标 1 2011 肇庆模拟 铝制用品在厨房里的用途很广泛 下列在使用铝制用品时正确的是 a 用铝罐盛放食醋b 用铝锅烧开水c 铝制品用纯碱洗涤液洗涤d 用铝盒盛放漂白液 解析 铝制品表面有al2o3 而al2o3 al既可与酸反应又可与碱反应 而醋酸呈酸性 纯碱洗涤液 漂白液中的na2co3 ca clo 2水解呈碱性 答案 b 2 下列各组物质的无色溶液 不用其他试剂即可鉴别的是 naoh alcl3 nahco3 h2so4 naalo2 nahso4 na2co3 hcl nahco3 ca oh 2a b c d 解析 不用其他试剂鉴别 只能采用相互滴定的方法 组中naoh滴到alcl3中 先产生沉淀 过量后沉淀消失 alcl3滴到naoh中先不产生沉淀 过量后才产生沉淀 组中不论怎么滴加都产生co2气体 组中nahso4相当于一元酸 把nahso4滴入naalo2中先产生沉淀 过量后沉淀消失 把naalo2滴入nahso4中开始不产生沉淀 过量后产生沉淀 中把na2co3滴到hcl中立即产生气体 反之则开始不产生气体 过量后产生气体 组中不论怎么滴加都会产生沉淀 答案 d 3 下列物质中既能跟稀硫酸反应 又能跟氢氧化钠溶液反应的是 nah