河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习讲义：第3章+第2节铝及其化合物(含答案解析).doc

第二节铝及其化合物考纲定位1.了解铝的主要性质及应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。知识点一铝的主要性质及其应用1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，原子结构示意图为+13 。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。3.铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:+2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H22Al+Fe2O32Fe+Al2O3(用于冶炼Fe)小提醒:铝与氢氧化钠溶液反应的实质铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。巩固练习:1.同浓度同体积的盐酸和NaOH溶液与足量的Al充分反应，放出H2的质量之比为 。1:32.(写一写)将含氧化膜的铝条放入足量的NaOH溶液中，依次发生的离子方程式为 。Al2O3+2OH-=2AlO+H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2知识点二铝的重要化合物的性质1.氧化铝和氢氧化铝(是离子反应的写离子方程式)氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3物理性质白色固体，熔点很高白色胶状物质，难溶于水物质类别两性氧化物两性氢氧化物化学性质与酸反应Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2O与碱反应Al2O3+2OH-=2AlO+H2OAl(OH)3+OH-= AlO+2H2O加热2Al(OH)3Al2O33H2O制备方法Al(OH)3加热分解Al3与氨水反应；AlO溶液中通CO2；可溶性铝盐和偏铝酸盐混合主要用途作耐火材料；冶炼铝的原料制药；净水作用2明矾(1)化学式为KAl(SO4)212H2O。(2)电离方程式KAl(SO4)2=KAl32SO。(3)应用：净水。净水原理为明矾电离出的Al3在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化。【巩固练习】3将Al2O3溶于稀盐酸，其离子方程式为_；向所得的溶液中加入足量氨水，其离子方程式为_，现象是_；再加入足量NaOH溶液，其反应的离子方程式为_。【答案】Al2O36H=2Al33H2OAl33NH3H2O=Al(OH)33NH有白色沉淀产生NHOH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O4向明矾溶液中加入少量Ba(OH)2溶液，得到的沉淀有_，继续加入Ba(OH)2溶液至过量得到的沉淀有_。【答案】Al(OH)3和BaSO4BaSO4考点一 017铝及其化合物的转化与应用考题引领判断正误与填空1.(2012江苏高考节选)能实现转化Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3()2.(2012广东高考节选)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al()3.(2012江苏高考节选)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂()4.(2012天津高考节选)明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂()5.(2013北京高考节选)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_。【答案】1.2.3.4.明矾水解后产生Al(OH)3胶体，吸有吸附性，作净水剂5.Al2O36H=2Al33H2O一、转化具体反应有：Al(OH)3OH=AlO2H2OAl(OH)33H=Al33H2OAl33OH=Al(OH)3AlOHH2O=Al(OH)3AlO4H=Al32H2OAl34OH=AlO2H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)3二、应用1制取Al(OH)3Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO2离子共存问题Al3与OH、AlO、CO、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；AlO与H、HCO以及弱碱阳离子Al3、Fe3等不能大量共存。3鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)(1)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。(2)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(1)利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。(2)利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。(3)利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3与其他金属阳离子。关键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、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。1个示范例(2012天津高考改编)由滤渣含Fe(OH)3，Al(OH)3制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：甲：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O乙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O丙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。【解析】(1)甲方案：Fe(OH)3、Al(OH)3均溶于H2SO4形成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液，结晶得到的晶体中含杂质Fe2(SO4)3。乙方案：滤渣溶于H2SO4形成的酸浸液中Fe2(SO4)3与Al反应生成Al2(SO4)3和Fe。丙方案：滤渣溶于NaOH溶液过滤所得的滤液含有AlO和OH，加H2SO4形成Al2(SO4)3溶液，比较乙、丙方案，乙方案原子利用率高。【答案】甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙2个预测练考向预测1铝与酸、碱的反应1(2013山东高考)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【解析】根据Al与NaOH溶液、稀硫酸、盐酸反应的化学方程式，确定存在的定量关系，分析消耗各种物质的物质的量的关系。NaOH溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时，存在关系：2Al2NaOH,2Al3H2SO4,2Al6HCl，因此等物质的量的Al与上述物质反应时，消耗NaOH的物质的量最少。Al与稀硝酸反应，生成硝酸铝、NO和H2O，得不到H2。【答案】A考向预测2从铝土矿提取Al2O32.(2013全国大纲卷)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：(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_。答案:(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析:(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO与Ca2结合生成难溶物CaSiO3；滤液中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。考点二 018Al(OH)3沉淀图象分析考题引领选择(2012安徽高考)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是【解析】解答本题时应特别注意，难溶物的Ksp越大，在溶液中越难形成沉淀；Al(OH)3能溶于过量的NaOH溶液。由于Al(OH)3的Ksp比Fe(OH)3的Ksp大，故在混合液中加入NaOH溶液时，先生成Fe(OH)3沉淀，而不生成Al(OH)3沉淀，当Fe(NO3)3反应完全后再生成Al(OH)3沉淀，继续加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀又溶解，故只有C图像符合题意。【答案】C一、可溶性铝盐与NaOH溶液反应1.铝元素的存在形态分析2.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不变图象离子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)3二、向Mg2与Al3的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液现象无明显现象出现沉淀沉淀最多部分溶解不变图象离子方程式HOH=H2OAl33OH=Al(OH)3Mg22OH=Mg(OH)2Al(OH)3OH=AlO2H2O1个示范例将一定量Mg、Al合金溶于1 molL1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1 molL1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如图所示。下列分析的结论中正确的是A.溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为90 mLB.欲给出a的取值范围尚缺少一个条件C.无法认定Mg、Al合金中的最大值D.无法给出实验中产生H2的物质的量答案:D解析:根据图像和铝的有关性质知当加入的NaOH从80 mL到90 mL时Al(OH)3溶解，故可知Al的物质的量为n(Al)1 molL1(90 mL80 mL)103 LmL10.01 mol，当沉淀达到最大值时溶液中的溶质只有NaCl，此时HCl和NaOH的物质的量相等，故盐酸的体积为80 mL；与金属铝反应的HCl的物质的量为0.03 mol，故金属镁的物质的量为0n(Mg)0.025 mol，Mg、Al合金中的最大值为2.5；a的取值范围是0a50 mL。因为a值不确定，故无法求出实验中产生H2的物质的量。 备课记录2个预测练考向预测1铝元素存在形式图象3.下列图像表示Al3与AlO物质的量变化的曲线，实线表示Al3，虚线表示AlO，其中正确的是解析:A、B发生的反应Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2O，氢氧化钠的物质的量之比为3:1，B选项正确；C、D发生的反应AlOH+H2O=Al(OH)3、Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O，盐酸的物质的量之比为1:3，C、D选项均错误。答案:B考向预测2图象与离子推断4.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：(1)溶液中一定含有的溶质是_(填化学式)。(2)溶液中一定不含有的溶质是_(填化学式)。(3)溶液中可能含有的溶质是_(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是_，现象是_。(4)分别写出AB段、BC段发生的离子方程式：AB段为_；BC段为_。解析:首先分析图象，找出图象中的转折点、斜线及水平线，结合题意可知OA段是NaOH溶液与HCl中和，加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3，BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，所以溶液中一定含有HCl、AlCl3、NH4Cl，一定无MgCl2；因为HCl、AlCl3与Na2CO3不能大量共存，所以一定无Na2CO3；可能含KCl，鉴别碱金属元素可利用焰色反应进行鉴别。答案:(1)HCl、AlCl3、NH4Cl(2)MgCl2、Na2CO3(3)氯化钾焰色反应透过蓝色钴玻璃观察焰色反应是否为紫色(4)Al3+3OH=Al(OH)3NH+OH=NH3H2O沉淀图象解题指导考题传真分步指导(2014黄冈高三第一次检测)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AlO、Cl阳离子Al3+、Fe3+、Mg2+、NH、Na+现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_(2分)，ab段发生反应的离子是_(2分)，bc段发生反应的离子方程式为_ _。(2分)(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是_(2分)，ab段反应的离子方程式为_。(2分)审题信息：无色溶液不含Fe3+信息：若Y为盐酸，根据图象特点和所含离子含AlO、SiO、CO，不含Al3+、Mg2+、NH信息：若Y为NaOH溶液，根据图象特点和可能的离子含Al3+、Mg2+、NH，不含CO、SiO、AlO答题(1)SiO、AlOCO(答错或不全不给分)Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O(不配平不给分)(2)Al3+、Mg2+、NH、Cl同(1)要求NH+OH=NH3H2O同(1)要求(写成NH+OH=NH3+H2O不给分)反思(1)转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系。(2)看清纵横坐标的含义，对图像进行全面分析。(3)对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作；只有抓住一些关键点(最高点、最低点、转折点等)和变化趋势，才能顺利地解决图像问题。1.(必修1P54T6)相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为A.1:1B.1:6 C.2:3 D.3:2答案:A解析:由反应2Al+6HCl=2Al3+3H2，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知：同量的Al与足量酸、碱反应放出的H2相同。2.(必修1P71T8改编)在铝制易拉罐中收集一满罐CO2，加入过量浓NaOH溶液，立即把口封闭。可以发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了，用离子方程式表示变瘪的原因：_。过一会后，易拉罐又会“咔咔”作响并鼓起来。试用离子方程式解释又鼓起的原因：_。答案:CO2+2OH=CO+H2O2Al+2OH+2H2O=2AlO+3H2解析:开始，CO2与NaOH反应，气体减少，后来Al与NaOH溶液反应生成H2。3.(2014济南模拟)将等物质的量的镁和铝均匀混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是A.3 molL1盐酸 B.4 molL1 HNO3溶液C.5 molL1 NaOH溶液 D.18.4 molL1 H2SO4溶液解析:B项中硝酸和D项中浓硫酸与金属反应不产生氢气；C项中NaOH溶液只与铝反应而不与镁反应，而A项中盐酸与镁和铝均能反应，A项正确。答案:A4.下列说法正确的是A.Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物，所以Al2O3是碱性氧化物C.Al2O