§1-1-3从铝土矿到铝合金.doc

专题一 元素化合物知识 主备人：于琴 使用时间：2015-9 1-1 常见的金属及其化合物1-1-3 从铝土矿到铝合金【考纲要求】了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。【学习内容】考点一铝的性质及应用1铝的结构和存在铝位于元素周期表 ，原子结构示意图为 铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。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金属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：Al Al 5.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。【思考】1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性()(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()2.Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？熟记铝、镁的特殊化学性质1活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。2铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属等。注意Al与MgO不能发生铝热反应。3Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。【练习】1将等物质的量的镁和铝混合，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()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4考点二铝热反应1本质利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来：2mAl3MnOm mAl2O33nM。2反应特点在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与 分离。3应用(1)在生产上，可用于 等。(2)在冶金工业上用于 。4铝热剂(1)在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。(2)能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。【思考】铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题：(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？(2)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是_ 。考点三铝的重要化合物1氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质 与HCl反应 两性氧化物 与NaOH反应 2氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为受热分解： 。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为 。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为 。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合： 。3常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为 ，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH 7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 。【思考】1明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？2在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_ 。3中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？ 含铝杂质的提纯方法归类利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。【练习】1下列叙述正确的是()A铝制容器可盛装热的浓硫酸 B镁的金属性比铝的金属性强C氢氧化铝能溶于过量氨水 D镁在空气中燃烧生成的固体只有MgO2铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，食用后不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物C明矾可用于饮用水的杀菌消毒D硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水3用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列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 D4常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A无色溶液中：ClO、MnO、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在强碱性环境中：AlO、SiO、Na、KD能使甲基橙显红色的溶液中：NH、AlO、Na5下列离子方程式书写正确的是()A向氯化铝溶液中通入过量氨气：4NH3Al32H2O=AlO4NHB将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al2OH=2AlOH2C向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO考点四用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。(1) (2) (3) (4) (5) (6) 【思考】1下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸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 Bx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AlO的物质的量的变化3下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀1明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。2掌握Al3、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例：3明晰Al3溶液中加碱(OH)的几种常见变形图像，如：图A中，n(H)n(Al3)21。图B中，若已知原溶液中含有Mg2。则可推出：n(Mg2)n(Al3)11。图C中，若已知原溶液中含有H和Mg2，则可推导出：n(H)n(Al3)n(Mg2)211考点五化工生产中铝及其化合物的转化关系工业炼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 讨论回答下列问题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。 , ， (2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_ 。 (3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_ 。方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1) 写出、中可能发生反应的离子方程式。 ， ， (2) 步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_ 。【练习】1铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是()A中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝2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下：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反应中的反应为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低32014天津理综，7(3)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是_ ；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_ 。4判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1) (2014江苏，7D)向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO (2)0.1 molL1 NaAlO2溶液中：H、Na、Cl、SO能大量共存(3) (2013江苏，4D)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝(4)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al33H2O=Al(OH)33H(5) (2014福建理综，6C)铝罐可久盛食醋(6) (2014四川理综，1D)氢氧化铝可作胃酸的中和剂(7) (2014重庆理综，1A)明矾用作净水剂不涉及化学变化(8)AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)34NH(9)Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al2OH2H2O=2AlO3H2(10)明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：2Ba23OHAl32SO=2BaSO4Al(OH)35(2014江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为_；滤渣的主要成分为_(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为_(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_ (用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是_；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)。62012江苏，20(1)(2)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为_ 。(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下可释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩