（浙江选考）高考化学大一轮复习 专题3 从矿物到基础材料 第1单元 从铝土矿到铝合金（加试要求）教师用书.doc

专题3从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金(加试要求)浙江考试标准知识条目必考要求加试要求(1)地壳中铝的含量及存在形式，铝合金a(2)从铝土矿中获得铝的方法b(3)铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)b(4)两性氧化物、两性氢氧化物的概念，al2o3、al(oh)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系c(5)明矾的组成及净水原理b考点1| 铝的主要性质的应用及其重要化合物基础知识自查1铝的性质(1)结构和存在铝位于元素周期表第3周期a族，原子结构示意图为 。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态存在。(2)物理性质铝是银白色有金属光泽的固体，有良好的导电、导热和延展性，密度较小，质地柔软。(3)化学性质写出的化学方程式和的离子方程式。4al3o22al2o3。2alfe2o32feal2o3。2al6h=2al33h2。2al2oh2h2o=2alo3h2。其中反应称为铝热反应，此反应体现了铝有较强的还原性。(4)铝合金2铝的重要化合物.氧化铝两性氧化物(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔沸点很高。(2)化学性质(书写离子方程式)(3)用途：是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。.氢氧化铝两性氢氧化物(1)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。al(oh)33h=al33h2o；al(oh)3oh=alo2h2o；2al(oh)3al2o33h2o。(2)制备a向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为al33nh3h2o=al(oh)33nh；b向偏铝酸盐中通入足量co2，离子方程式为aloco22h2o=al(oh)3hco。.明矾(1)化学式为kal(so4)212h2o。(2)电离方程式为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，其离子方程式为al33h2oal(oh)3(胶体)3h。3以铝土矿制备铝的工艺流程 核心要点提升1铝与酸或碱反应生成h2的量的关系2al6hcl=2alcl33h22al2naoh2h2o=2naalo23h2(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：产生h2的物质的量相等。消耗h、oh的物质的量之比为n(h)n(oh)31。(2)足量的铝分别与等物质的量的hcl和naoh反应：消耗al的物质的量之比为13。生成h2的物质的量之比为13。2.铝及其化合物的转化关系及应用(1)al3、alo、al(oh)3的转化关系：(2)可溶性铝盐与强碱(如naoh溶液)反应，铝元素的存在形式：(3)应用：制取al(oh)3。al33nh3h2o=al(oh)33nh；aloco22h2o=al(oh)3hco。判断离子共存问题：al3与oh及alo、co、s2等弱酸根阴离子或alo与h、hco以及弱碱阳离子al3、fe3等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)。a向alcl3溶液中滴加naoh溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。b向naoh溶液中滴加alcl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。分离提纯。a利用al能溶于强碱溶液，分离al与其他金属的混合物。b利用al2o3能与强碱溶液反应，分离al2o3与其他金属氧化物。3从铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。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。由于al2o3是两性氧化物，而杂质sio2是酸性氧化物，fe2o3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法方案二：酸溶法【特别提醒】(1)制取al(oh)3，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解生成的al(oh)3，而又无法控制酸碱的用量，一般使用氨水或co2制取。(2)alo与hco不能大量共存，原因是alo能与hco电离出的h发生反应：alohcoh2o=al(oh)3co，而不能认为是alo与hco发生相互促进的水解反应。(3)既能与盐酸反应又能与naoh溶液反应的物质有al、al2o3、al(oh)3等，多元弱酸的酸式盐(如nahco3、khs、khso3、nah2po4等)，弱碱弱酸盐(如ch3coonh4等)。典型例题讲解(2016浙江金、丽、衢十二校二模)某化学兴趣小组利用废弃铝矿(含cuo、al2o3及sio2)，模拟工业上提取铝的工艺，设计了如图所示的简单操作流程：铝矿滤渣溶液已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph见下表：沉淀物fe(oh)3fe(oh)2al(oh)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题：(1)滤渣主要成分的化学式为_。(2)灼烧al(oh)3时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有_(填仪器名称)。(3)溶液y中要加入稍过量原料a，原料a的化学式是_。(4)操作流程中的离子方程式为_。(5)铝电池性能优越，alag2o电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示： 【导学号：81640050】请写出该电池正极反应式_。【解析】铝矿中加入过量硫酸，cuo、al2o3反应溶解，加入过量铁粉，除去溶液中的cu2，过滤，滤渣的主要成分为cu、fe、sio2，溶液x中含有al3、fe2，再加入过量h2o2，将fe2氧化为fe3，通过调节ph，使fe3转化为fe(oh)3沉淀而除去，溶液y含有al3，加入氨水，将al3转化为al(oh)3沉淀，al(oh)3加热分解得到氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝。(1)根据上面的分析可知，滤渣主要成分的化学式为cu、fe、sio2。(2)灼烧固体用到的硅酸盐质的仪器有玻璃棒、酒精灯、泥三角、坩埚。(3)原料a为nh3h2o。(4)操作流程中是h2o2将fe2氧化成fe3，反应的离子方程式为2fe2h2o22h=2fe32h2o。(5)alag2o电池中，al作负极，ag2o作正极，ag2o在正极发生还原反应生成银，在碱性电解质中，正极反应式为ag2o2eh2o=2ag2oh。【答案】(1)cu、fe、sio2(2)坩埚(3)nh3h2o(4)2fe2h2o22h=2fe32h2o(5)ag2o2eh2o=2ag2oh实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案：方案alal3al(oh)3方案alaloal(oh)3方案al(oh)3(1)用方案制备al(oh)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是_；写出该方案中有关的离子方程式_。(2)用方案来制备al(oh)3时，必须注意_的用量，以防止生成的al(oh)3溶解。(3)三种方案中，你认为最好的是_(填序号)，原因是_。【解析】分析本题应从al(oh)3的两性着手，过量的强酸、强碱均会降低al(oh)3的产率，而al3与alo反应制取氢氧化铝，则不存在该问题，故方案最好。【答案】(1)若用naoh溶液沉淀al3，终点不易控制，因为al(oh)3会溶于过量的naoh溶液，从而影响al(oh)3的生成量2al6h=2al33h2，al33nh3h2o=al(oh)33nh(2)稀硫酸(3) 药品用量最少，操作最为简单(1)根据电荷守恒书写al3与alo反应的离子方程式al33alo6h2o=4al(oh)3。(2)al与强碱溶液反应生成h2是al的特殊性质，常常用作解题的突破口。题组对点训练1下列说法正确的是()a铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼b浓hno3、浓硫酸能用铝制器皿盛装是因为铝与浓hno3、浓硫酸不反应c铝与naoh溶液反应中naoh为氧化剂d铝与fe2o3发生铝热反应是利用了al的还原性比fe强da项，铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层钝化膜保护内部金属；b项，浓hno3、浓硫酸用铝制器皿盛装是因为铝遇浓hno3、浓硫酸钝化，不是不反应；c项，铝与naoh溶液反应，h2o为氧化剂。2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a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。3以al2o3为原料制取氢氧化铝，最好的方法是()a将al2o3溶于水b将al2o3先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液c将al2o3先溶于盐酸中，之后滴加氨水d将al2o3先溶于naoh溶液中，之后滴加盐酸cal2o3难溶于水，a错；可将al2o3先溶于盐酸，之后再用滴加氨水的方法，因过量naoh会使al3转化为alo，所以b错、c对；将al2o3先溶于naoh溶液，再滴加盐酸，盐酸能和al(oh)3反应，d错。4下列除杂质的方法不正确的是()a镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥bfecl3溶液中混有少量alcl3：加入过量的氨水，过滤洗涤沉淀，将沉淀再用适量盐酸溶解cfe2o3中混有少量al2o3：加入过量naoh溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥dal(oh)3中混有少量mg(oh)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量co2后过滤bb项，加入过量氨水，fe3、al3均沉淀且均不溶于氨水，无法除去杂质。5工业上用某种氧化铝矿石(含fe2o3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：对上述流程中的判断正确的是()a试剂x可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物bco2可以用h2so4溶液或稀盐酸代替c反应为co2alo2h2o=al(oh)3hcod工业上还可采用fe还原al2o3的方法制al，成本更低ca项，氨水为弱碱不能溶解al2o3；b项，用强酸代替co2，易造成al(oh)3的溶解，进而造成al的损失；d项，fe不能还原al2o3。考点2| 氢氧化铝沉淀图象分析基础知识自查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)图象(3)有关反应：(写出相关离子方程式)ab：al33oh=al(oh)3。bd：al(oh)3oh=alo2h2o。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，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。(2)图象(3)有关反应：(写出相关离子方程式)ab：al34oh=alo2h2o。bc：al33alo6h2o=4al(oh)3。3.往alcl3、mgcl2混合溶液中加入naoh溶液至过量(1)现象：开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。(2)图象n(al3)n(mg2)11：(3)有关反应：(写出相关离子方程式)oa：al33oh=al(oh)3，mg22oh=mg(oh)2ab：al(oh)3oh=alo2h2o。4把强酸溶液逐滴加入到alo溶液中至过量(1)现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。(2)图象(3)有关反应：(写出相关离子方程式)ab：alohh2o=al(oh)3。bd：al(oh)33h=al33h2o。5向强酸溶液中逐滴加入alo溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。(2)图象(3)有关反应：(写出相关离子方程式)ab：4halo=al32h2obc：al33alo6h2o=4al(oh)3核心要点提升1有关al(oh)3图象问题解题技巧(1)关于图象题的分析思路：看面：弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。(2)两个注意点：分析图象或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱，还要注意所加入的量和滴加的顺序，因为滴加的顺序不同，产生的现象可能不同。若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意横、纵坐标的意义。2四个拓展图象(1)向alcl3溶液中逐滴加入氨水或naalo2溶液至过量，图象如图1所示。(2)向naalo2溶液中逐滴加入alcl3溶液或通入co2至过量，图象如图2所示。图1图2(3)向mgcl2、alcl3和盐酸的混合溶液(即将mg、al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入naoh溶液至过量，图象如图3所示。(4)向mgcl2、alcl3混合溶液中先加入naoh溶液，后加入盐酸(naoh与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。图3图4典型例题讲解(2017台州模拟)某溶液中可能含有大量的mg2、al3、h、cl和少量oh，向该溶液中逐滴加入0.5 moll1 naoh溶液，生成沉淀的质量和加入naoh溶液的体积之间的关系如图所示，则可判断原溶液中一定大量含有的离子是_，一定不含有的离子是_。【解析】由图可以看出，当加入naoh溶液时，立即就有沉淀产生，可确定原溶液中无h；产生的沉淀有部分可以溶解，可证明原溶液中一定有mg2和al3，故原溶液中不含oh，根据溶液呈电中性，则一定还含有cl。【答案】mg2、al3、clh、oh现有alcl3和mgso4的混合溶液，向其中不断加入naoh溶液，得到的沉淀的量与加入naoh溶液的体积的关系如图所示，原溶液中cl、so的物质的量之比为() 【导学号：81640051】a13 b23c61 d31【解析】分析图象可知图线下降的ab段为naoh溶解al(oh)3的过程，而产生al(oh)3与溶解al(oh)3消耗的naoh的物质的量之比为31，故生成al(oh)3沉淀需消耗0.3 l的naoh溶液，生成mg(oh)2需消耗0.1 l的naoh，所以n(al3)n(mg2)21，故n(cl)n(so)61。【答案】c明确ab段的含义是解题的关键，解题过程要熟练掌握al33oh=al(oh)3和al(oh)3oh=alo2h2o两过程消耗naoh的量之比为31。题组对点训练1向物质的量比为11的hcl和alcl3混合溶液中逐滴加入一定浓度的naoh溶液n表示生成沉淀的物质的量，v表示naoh溶液的体积能正确表示这个反应过程的是()abcdd向混合溶液中逐滴滴入naoh溶液，反应情况分为三个阶段：第一阶段为ohh=h2o，此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为al33oh=al(oh)3；第三阶段滴加naoh溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为al(oh)3oh=alo2h2o，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗naoh物质的量之比为131。2在某无色溶液中缓慢地滴入naoh溶液