高考化学总复习 第二章 第二节铝及其重要化合物精讲课件 .ppt

第二节铝及其重要化合物 第二章金属元素及其化合物 铝与酸 碱反应生成h2的量的关系 铝与酸 碱反应的化学方程式分别为2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 从化学方程式可以看出al与酸 碱反应时生成h2的实质都是alal3 所以无论与酸还是与碱反应 al与h2的关系都是2al 3h2 1 等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气体积比为 11 2 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 13 3 一定量的铝分别与一定量的等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应 产生氢气的体积比为则必定是 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 铝与氢氧化钠反应时 铝不足而氢氧化钠过量 解题时应充分利用上述过量关系 例1 等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应 放出氢气最多的是 a 2mol l 1h2so4溶液b 18mol l 1h2so4溶液c 6mol l 1koh溶液d 3mol l 1hno3溶液 解析 mg al都可与稀h2so4反应放出h2 但遇浓h2so4或浓hno3时al在常温下发生钝化 mg虽常温下与浓h2so4或浓hno3反应 但不产生h2 与koh只有al反应 mg al都与稀hno3反应 但hno3为强氧化性酸 都不会产生h2 答案 a 针对训练 1 双选 将2 7gal与100ml2mol lh2so4溶液充分反应后 再慢慢滴入25ml4mol lnaoh溶液 其结果是 a 所得溶液的ph 7b 溶液中有较多al oh 3沉淀c 取少量所得溶液 加nahco3 无明显现象发生d 另取少量所得溶液 加入几滴浓naoh溶液 有沉淀产生 解析 先求出各物质的物质的量 然后按照反应先后写出反应式 根据反应式求解 特别注意反应的先后 naoh遇到h2so4和al2 so4 3 先发生酸碱中和反应 然后才有沉淀反应 答案 ad 铝三角及应用 1 铝三角 转化关系 特别提醒离子之间的反应顺序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 nh 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nh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 al oh 3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分 某课外兴趣小组用铝 稀硫酸 烧碱为原料 制备一定量的al oh 3 他们分别设计了两种实验方案 方案一 alal2 so4 3al oh 3方案二 alnaalo2al oh 3 1 从节约药品的角度思考 你认为哪一种方案较好 方案一和方案二共同存在的问题是 2 请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案 并写出有关反应的化学方程式 解析 1 假设以制备1molal oh 3为例 方案一要消耗1molal 1 5molh2so4 3molnaoh 方案二要消耗1molal 0 5molh2so4 1molnaoh 易得方案二消耗的酸和碱的用量比方案一要少些 由于al oh 3能溶于强酸和强碱 故无论是方案一还是方案二的第二步都很难控制加入naoh或h2so4的用量使其恰好沉淀 实际一般使al3 变为al oh 3加过量的氨水较好 使alo变为al oh 3通入过量的co2比较好 2 先用al与硫酸反应制备al2 so4 3 al与naoh反应制备naalo2 再利用al2 so4 3 6naalo2 12h2o 8al oh 3 3na2so4 答案 1 方案二较好第二步操作很难控制试剂用量 2 2al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 al2 so4 3 6naalo2 12h2o 8al oh 3 3na2so4 针对训练 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 铝及其化合物的有关图像 1 把强碱溶液逐滴加入到铝盐 al3 溶液中至过量 1 现象 先有白色沉淀产生 然后沉淀逐渐溶解 2 有关反应 o a al3 3oh al oh 3 a b al oh 3 oh alo 2h2o 3 图像 2 把铝盐 al3 溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 1 现象 先无明显现象 然后逐渐产生大量的白色沉淀 2 有关反应 o a al3 4oh alo 2h2o a b al3 3alo 6h2o 4al oh 3 3 图像 4 根据al3 和oh 的量计算生成al oh 3的量 3 在alo溶液中逐滴加入强酸至过量 1 现象 先生成白色沉淀 随后沉淀逐渐溶解 2 有关反应 o a alo h h2o al oh 3 a b al oh 3 3h al3 3h2o 3 图像 4 根据alo和h 计算生成al oh 3的量 3 图像 5 naalo2溶液中逐滴加入alcl3 1 现象 产生白色沉淀 2 有关反应 o a 3alo al3 6h2o 4al oh 3 3 图像 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 k2so4 a b 2al oh 3 k2so4 ba oh 2 baso4 2kalo2 4h2o 3 图像 7 向mg2 与al3 的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液 1 现象 无明显现象 出现沉淀 渐多 最多 减少 不变 2 有关反应 o a h oh h2o a b al3 3oh al oh 3 mg2 2oh mg oh 2 b c al oh 3 oh alo 2h2o 3 图像 例3 向0 1l浓度均为0 1mol l的naoh和naalo2混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸 下列图像正确的是 解析 往混合液中滴加盐酸 naoh首先反应 然后naalo2与hcl反应产生al oh 3 最后al oh 3溶解变为alcl3 有关方程式为 naoh hcl nacl h2o naalo2 hcl h2o al oh 3 nacl al oh 3 3hcl alcl3 3h2o 结合数值关系 可知b正确 答案 b 针对训练 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 实验课题 铝土矿冶炼金属铝的流程 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fe2o3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 2013 大纲全国卷 铝是一种应用广泛的金属 工业上用al2o3和冰晶石 na3alf6 混合熔融电解制得 铝土矿的主要成分是al2o3和sio2等 从铝土矿中提炼al2o3的流程如下 以萤石 caf2 和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下 回答下列问题 1 写出反应1的化学方程式 2 滤液 中加入cao生成的沉淀是 反应2的离子方程式为 3 e可作为建筑材料 化合物c是 写出由d制备冰晶石的化学方程式 4 电解制铝的化学方程式是 以石墨为电极 阳极产生的混合气体的成分是 解析 1 反应1为 碱溶 发生的反应为 杂质反应2naoh sio2 na2sio3 h2o 主要反应2naoh al2o3 2naalo2 h2o 2 滤液i的主要成分是naalo2和na2sio3 加入生石灰发生的反应 cao h2o ca oh 2和ca oh 2 na2sio3 casio3 2naoh 即沉淀为 casio3 滤液ii的主要成分是naalo2 通入的气体a是co2 少量时生成al oh 3和na2co3 过量时生成al oh 3和nahco3 题干没明确给出用量 两者任写一个即可 注意写离子方程式 3 根据生成物可以作为建筑材料以及加入c能和caf2发生反应 可知c是浓硫酸 反应的方程式为caf2 h2so4 浓 caso4 2hf 再写hf与na2co3 al oh 3三者混合制备na3alf6 这是一个非氧化还原反应 据原子个数守恒可配平 4 电解法制铝是电解熔融的al2o3 由于al2o3熔点高 2000 以上 加入冰晶石 na3alf6 做助溶剂 使其在1000 左右即可熔化 节约能源 阳极产生的气体是o2 部分o2在此温度下会与石墨反应变为co2 或co 针对训练 4 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 fe2o3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 2h2o na2al2si2o8 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a