高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 2 铝及其重要化合物课件.ppt

第二节铝及其重要化合物 考点一铝及其化合物的性质 核心知识通关 1 铝的结构 性质及用途 1 铝的结构和存在 铝位于元素周期表 原子结构示意图为 自然界中的铝全部以 态存在 第3周期第 a族 化合 2 铝的物理性质 银白 良好 柔软 3 铝的化学性质 在下边的横线上写出相关的化学方程式或内容 2al 3cl22alcl3 4al 3o22al2o3 铝热反应 2al 6hcl 2alcl3 3h2 钝化 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2al fe2o3al2o3 2fe 4 铝的工业制备 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 2al2o3 熔融 4al 3o2 2 氧化铝 1 物理性质 色固体 溶于水 有很高的熔点 2 化学性质 写化学方程式 白 难 al2o3 6hcl 2alcl3 3h2o al2o3 2naoh 2naalo2 h2o 3 氢氧化铝 1 物理性质 不溶于水的 色胶状物 有较强的 性 2 化学性质 白 吸附 al oh 3的电离写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 al oh 3 3h al3 3h2o 2al oh 3al2o3 3h2o 3 制备 向铝盐溶液中加入氨水 离子方程式为 向偏铝酸盐溶液中通入足量co2 离子方程式为 naalo2溶液与alcl3溶液混合 4 明矾净水原理 明矾的化学式为 其净水的原理涉及的离子方程式表示为 kal so4 2 12h2o al3 3h2oal oh 3 胶体 3h 5 al3 al oh 3的转化关系 特别提醒 1 al oh 3是一种不溶于水的白色胶状物 能作净水剂 能中和胃酸 2 al oh 3具有两性 能溶于强酸 强碱 但不溶于弱酸 如h2co3 弱碱 如氨水 因此 制备al oh 3是用可溶性铝盐与过量氨水反应而不是过量naoh溶液 3 中学化学中常见的既能与盐酸反应 又能与naoh溶液反应的物质有 al al2o3 al oh 3 多元弱酸的酸式盐 如nahco3 弱酸的铵盐 如 nh4 2co3 4 可溶性铝盐与强碱 如naoh溶液 反应 铝元素的存在形式 方法规律 铝与酸 碱反应生成h2的量的关系 1 无论与酸还是与碱反应 al与h2的关系都是2al 3h2 2 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比为 1 1 3 足量的铝分别与等物质的量的hcl和氢氧化钠反应 产生氢气的体积比为 1 3 4 一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比 则必定是a 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 b 铝与氢氧化钠溶液反应时 铝不足而氢氧化钠过量 高考模拟精练 1 下列关于铝及其化合物的离子方程式正确的是 a 2014 四川高考 alcl3溶液中加入过量稀氨水 al3 4nh3 h2o 2h2ob 2014 江苏高考 向naalo2溶液中通入过量co2制al oh 3 co2 2h2o al oh 3 c 2015 重庆高考 al2o3和mgo均可与naoh溶液反应d 2015 全国卷 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 说明金属铝的熔点较低 解析 选b 氢氧化铝不溶于弱碱 正确的离子方程式应为al3 3nh3 h2o al oh 3 3 a错 偏铝酸钠溶液中通入过量co2气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠 b正确 mgo和naoh不反应 c错 熔化后的铝不能滴落下来 d错 2 2016 青岛模拟 下列说法不正确的是 a 铝箔插入稀硝酸中 无现象 说明铝箔表面被hno3氧化 形成致密的氧化膜b 如图所示 中为alcl3溶液 中为浓氨水 中有白色沉淀生成 c al2o3naalo2 aq al oh 3d alcl3溶液中滴加naoh溶液后铝的存在形式 解析 选a 铝能溶于稀硝酸 在浓硝酸中钝化 a错 浓氨水会挥发出nh3 nh3与alcl3溶液反应生成al oh 3沉淀 b正确 al2o3 2oh 2 h2o co2 2h2o al oh 3 c正确 根据al3 3oh al oh 3 al3 4oh 2h2o 3时 铝元素存在形式为al oh 3 al3 3时 铝元素存在形式为al oh 3 3 4时 铝元素存在形式为al oh 3 4时 铝元素存在形式为 d正确 3 2016 南阳模拟 工业从铝土矿 主要成分是al2o3 xh2o sio2 fe2o3等 提取纯al2o3作冶炼铝的原料 提取时操作过程如图 图中操作错误的是 a b c d 解析 选a 铝土矿灼烧除去结晶水 灼烧后的不挥发物质中加入过量的盐酸 al2o3 fe2o3溶解成铝盐 铁盐 过滤除去不溶的杂质二氧化硅等 溶液中含有过量的盐酸 向 的滤液中加入过量氢氧化钠使铝盐变成偏铝酸盐 而铁离子转化为氢氧化铁沉淀 过滤除去 滤液中含有过量的氢氧化钠 向 的滤液中加 入过量盐酸 溶液中偏铝酸根 氢氧化钠转化为氯化铝 氯化钠 溶液溶质为氯化铝 氯化钠 不能生成氢氧化铝沉淀 应通入二氧化碳 可得氢氧化铝沉淀 故 错误 氢氧化铝沉淀灼烧分解生成氧化铝 干燥不能使氢氧化铝分解 故 错误 4 2016 黄冈模拟 下列化学实验操作 能得到相应的纯净物的是 a 将一块带有氧化膜的铝片浸入浓烧碱溶液中 当恰好全部反应完毕时 再将生成溶液加热蒸干 便得到了纯净的naalo2b 向naalo2溶液中加入适量的alcl3溶液 将所得沉淀过滤 洗涤 加热灼烧 便得到纯净的化合物al oh 3 c 将铝块放入过量盐酸中 待反应结束加热溶液至无液体 其剩余固体为alcl3d 向alcl3溶液中加入足量氨水进行反应 将所得沉淀过滤 洗涤 灼烧去掉水分 不能得到纯净的al2o3 解析 选a b项 在灼烧条件下 al oh 3分解为al2o3和h2o 得到的是al2o3 c项 对alcl3溶液加热 蒸干 会有al2o3产生 d项 可以得到纯净的al2o3 加固训练 1 下列关于铝及其化合物的叙述正确的是 a 铝罐可久盛食醋b al 盐酸 naoh溶液三者之间两两均能发生反应c 明矾用作净水剂不涉及化学变化d 铝与fe2o3发生铝热反应 反应后固体物质增重 解析 选b 铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂 无法久盛食醋 a错 明矾用作净水剂是利用al3 水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性 涉及化学变化 c错 铝与氧化铁反应 反应前后都是固体 质量不变 d错 2 把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中 再加入过量naoh溶液 过滤出沉淀 经洗涤 干燥 灼烧 得到红棕色粉末的质量仍为ag 则原合金中铁的质量分数为 a 70 b 52 4 c 47 6 d 30 解析 选a 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中 再加入过量naoh溶液 过滤出沉淀fe oh 3 经洗涤 干燥 灼烧 得到红棕色粉末是fe2o3 质量仍为ag 说明原合金中铝元素的质量等于fe2o3中氧元素的质量 所以原合金中铁的质量分数等于fe2o3中铁元素的质量分数 112 112 48 70 3 na2o2 hcl al2o3三种物质在水中完全反应后 溶液中只含有na h cl oh 且溶液呈中性 则na2o2 hcl al2o3的物质的量之比可能为 a 3 2 1b 2 4 1c 2 3 1d 4 2 1 解析 选b 所得溶液中只含有na h cl oh 且溶液呈中性 说明只含有nacl一种溶质 根据钠元素 氯元素守恒可知n na n hcl 即满足n na2o2 n hcl 1 2即可 选项中只有b符合 4 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 a 4mol l 1hno3b 3mol l 1hclc 8mol l 1naohd 18mol l 1h2so4 解析 选b 在镁 铝混合物中加入hno3和浓硫酸 两物质均具有强氧化性 都不能产生h2 加入naoh溶液只有al与naoh溶液反应生成h2而与mg不反应 而加入hcl mg和al都与盐酸反应生成h2 所以h2量最多 选b 考点二与铝有关的图象分析 核心知识通关 1 四个基本图象 1 可溶性铝盐溶液与naoh溶液反应的图象 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh al3 4oh 4al oh 3 2 偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象 al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o al3 2h2o 4al oh 3 2 四个拓展图象 1 向alcl3溶液中逐滴滴入氨水或naalo2溶液至过量 图象如图1所示 2 向naalo2溶液中逐滴滴入alcl3溶液或通入co2至过量 图象如图2所示 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 特别提醒 1 分析图象时要注意加入酸或碱的强弱 因为强酸 强碱会使al oh 3溶解 而弱酸 弱碱不能使al oh 3溶解 2 强酸 强碱使al oh 3溶解的图象中要注意加入的量和加入的顺序 因为滴加顺序不同 产生的现象可能不同 3 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 4 领悟2个数量关系 沉淀al3 所需n oh 与al oh 3溶解所需n oh 的比为3 1 al oh 3溶解所需n oh n al oh 3 典题技法归纳 2016 孝感模拟 某同学取一定量的al fe混合物 与2 0l极稀的hno3充分反应 假设hno3的还原产物全部为铵盐 在反应后的溶液中 逐滴加入4mol l 1的naoh溶液 所加naoh溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示 分析图象回答问题 1 de段发生反应的离子方程式 为 2 请写出任意一个al fe与极稀的hno3反应的化学方程式 3 b点对应的沉淀的物质的量 为 mol c点对应的氢氧化钠溶液的体积 为 ml 4 原硝酸溶液的物质的量浓度为 mol l 1 典题剖析 解析 铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的hno3充分反应 被氧化为al3 fe3 假设hno3的还原产物全部为铵盐 由图可得硝酸过量 加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应 再生成沉淀 当沉淀完全后 由图知继续加入氢氧化钠溶液 沉淀量不变 可知是发生了反应 故随着naoh的滴加 发生的反应依次有 h oh h2o fe3 3oh fe oh 3 al3 3oh al oh 3 oh nh3 h2o al oh 3 oh 2h2o 1 de段发生的离子方程式为 oh nh3 h2o 2 al与极稀的hno3反应的化学方程式为8al 30hno3 8al no3 3 3nh4no3 9h2o fe与极稀的hno3反应的化学方程式为8fe 30hno3 8fe no3 3 3nh4no3 9h2o 3 由图可知 de段消耗的氢氧化钠的体积为34ml 31ml 3ml 故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为0 003l 4mol l 1 0 012mol 根据 oh nh3 h2o可知 溶液中n 0 012mol 根据b与a的差值为氢氧化铝的物质的量 ef段消耗的氢氧化钠溶液的体积为36ml 34ml 2ml 故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为0 002l 4mol l 1 0 008mol 根据al oh 3 oh 2h2o可知 al oh 3的物质的量为0 008mol 故混合金属中n al 0 008mol 根据电子转移守恒有3n fe 3n al 8n 即3n fe 3 0 008mol 8 0 012mol 解得n fe 0 024mol 可知n fe oh 3 n fe 0 024mol b点对应的沉淀al oh 3 fe oh 3 二者的物质的量之和为0 008mol 0 024mol 0 032mol 由反应过程可知 到加入氢氧化钠体积为31ml时 溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵 n nh4no3 n 0 012mol 根据钠元素守恒 可知n nano3 n naoh 0 031l 4mol l 1 0 124mol 根据氮元素守恒可知 原硝酸溶液中n hno3 n nano3 2n nh4no3 0 124mol 0 012mol 2 0 148mol 而c点溶液中 溶质为nano3 nh4no3 fe no3 3 al no3 3 根据氮元素守恒n nano3 2n nh4no3 3n fe no3 3 3n al no3 3 n hno3 故c点溶液中n nano3 0 148mol 0 012mol 2 0 024mol 3 0 008mol 3 0 028mol 则c点加入naoh的物质的量为0 028mol 溶液的体积为0 028mol 4mol l 1 0 007l 7ml 4 根据 3 中计算可知 原硝酸溶液中n hno3 0 148mol 则原硝酸溶液的物质的量浓度为0 148mol 2l 0 074mol l 1 答案 1 oh nh3 h2o 2 8al 30hno3 8al no3 3 3nh4no3 9h2o 或8fe 30hno3 8fe no3 3 3nh4no3 9h2o 3 0 0327 4 0 074 归纳总结 图象题的解答要领 1 纵横坐标的量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 对图象进行全面分析 3 对于一些复杂问题可先分解后组合 进行图象的叠加工作 只有抓住一些关键点 最高点 最低点 转折点等 和变化趋势 才能顺利地解决图象问题 方法规律 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 1 求产物al oh 3的量 当n oh 3n al3 时 n al oh 3 n oh 当3n al3 n oh 4n al3 时 n al oh 3 4n al3 n oh 当n oh 4n al3 n al oh 3 0 无沉淀 2 求反应物碱的量 若碱不足 al3 未完全沉淀 n oh 3n al oh 3 若碱使生成的al oh 3部分溶解 n oh 4n al3 n al oh 3 高考模拟精练 1 2014 安徽高考 室温下 在0 2mol l 1al2 so4 3溶液中 逐滴加入1 0mol l 1naoh溶液 实验测得溶液ph随naoh溶液体积变化曲线如图 下列有关说法正确的是 a a点时 溶液呈酸性的原因是al3 水解 离子方程式为al3 3oh al oh 3b a b段 溶液ph增大 al3 浓度不变c b c段 加入的oh 主要用于生成al oh 3沉淀d d点时 al oh 3沉淀开始溶解 解析 选c al3 的水解反应为al3 3h2oal oh 3 3h a错误 a b段 部分al3 转化为al oh 3 al3 浓度减小 b错误 据图可知b c段的ph10 即d点之前氢氧化铝已经溶解 d错误 2 2016 淄博模拟 有一块镁铝合金 其中镁与铝的质量比是8 9 加入足量稀硫酸使其完全溶解后 再加入naoh溶液 生成沉淀的质量随naoh溶液体积变化的曲线如图 其中正确的是 解析 选a 镁与铝的质量比是8 9 则物质的量之比为 1 1 由图象可知 金属与酸反应时酸过量 设铝的量为1单元 利用铝守恒 铝的量与氢氧化铝的量相等 al oh 3 naoh naalo2 2h2o 得到消耗碱的量也为1单元 由发生反应al3 3oh al oh 3 消耗碱的量为3单元 而mg2 2oh mg oh 2 反应消耗碱的量为2单元 所以从沉淀生成到最大量到沉淀溶解碱的体积之比为 3 2 1 5 1 而且等物质的量的氢氧化铝的质量大于氢氧化镁 故选a 3 2016 潮州模拟 常温下 将一定量的钠铝合金置于水中 合金全部溶解 得到20mlph 14的溶液 然后用1mol l 1的盐酸滴定 测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示 则下列说法正确的是 a 原合金质量为0 92gb 产生氢气的体积为896ml 标准状况下 c 图中m的值为1 56d 图中v2的值为60 解析 选c 由图象可知 向合金溶解后的溶液中加盐酸 先发生反应naoh hcl nacl h2o 后发生反应naalo2 hcl h2o nacl al oh 3 最后发生反应al oh 3 3hcl alcl3 3h2o 合金溶解后剩余的氢氧化钠的物质的量为0 02l 1mol l 1 0 02mol 由naoh hcl nacl h2o 可知v1为0 02mol 1mol l 1 0 02l 20ml 生成沉淀时消耗的盐酸的体积为40ml 20ml 20ml 其物质的量为0 02l 1mol l 1 0 02mol naalo2 hcl h2o nacl al oh 3 0 02mol0 02mol0 02mol 由钠元素及铝元素守恒可知 合金的质量为0 04mol 23g mol 1 0 02mol 27g mol 1 1 46g 故a错误 由al oh 3 3hcl alcl3 3h2o可知 溶解沉淀需要0 06molhcl 其体积为60ml 则v2为40ml 60ml 100ml 故d错误 由上述计算可知 生成沉淀的物质的量为0 02mol 其质量为0 02mol 78g mol 1 1 56g 故c正确 由2na 2h2o 2naoh h2 2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 生成氢气的物质的量为0 02mol 0 03mol 0 05mol 其标准状况下的体积为0 05mol 22 4l mol 1 1 12l 1120ml 故b错误 加固训练 1 下图表示在某溶液中滴加ba oh 2溶液时 沉淀的物质的量随ba oh 2的物质的量的变化关系 该溶液的成分可能是 a nh4al so4 2b kal so4 2c al2 so4 3d naalo2 解析 选c 由图可知溶解氢氧化铝需要1mol氢氧化钡 由al oh 3 oh 2h2o可知沉淀中al oh 3为2mol 故nh4al so4 2为2mol 加入3mol氢氧化钡 可以生成硫酸钡3mol n al3 n oh 2mol 6mol 1 3 发生反应al3 3oh al oh 3 可以得到2molal oh 3 沉淀为3mol 2mol 5mol 接着还会有硫酸钡生成 沉淀最大量为6mol 故a错误 由图可知溶解氢氧化铝需要1mol氢氧化钡 由al oh 3 oh 2h2o可知沉淀中al oh 3为2mol 故kal so4 2为2mol 加入3mol氢氧化钡 可以生成硫酸钡4mol n al3 n oh 2mol 6mol 1 3 发生反应al3 3oh al oh 3 可以得到2molal oh 3 沉淀为4mol 2mol 6mol 故b错误 由图可知溶解氢氧化铝需要1mol氢氧化钡 由al oh 3 oh 2h2o可知沉淀中al oh 3为2mol 故al2 so4 3为1mol 加入3mol氢氧化钡 可以生成硫酸钡3mol n al3 n oh 2mol 6mol 1 3 发生反应al3 3oh al oh 3 可以得到2molal oh 3 沉淀为3mol 2mol 5mol 故c正确 偏铝酸钠与氢氧化钡不反应 不能产生沉淀 故d错误 2 某na2co3 naalo2的混合溶液中逐滴加入1mol l 1的盐酸 测得溶液中的al3 的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示 请根据图象推断 下列说法中不正确的是 已知与在溶液中不能共存 a m点时生成的co2为0molb 原混合溶液中的与的物质的量之比为1 2c v1 v2 1 4d a段表示的离子方程式为 h h2o al oh 3 解析 选b 首先 发生反应 h h2o al oh 3 a线表示 由图可知反应完毕 加入盐酸50ml 根据方程式可知n n h 0 05mol 1mol l 1 0 05mol 第二阶段 反应完毕 发生反应 h b线表示 c线表示 由图可知反应完毕 该阶段加入盐酸100ml 50ml 50ml 根据方程式可 知n n h 0 05mol 1mol l 1 0 05mol 故m点时生成的co2为0mol a正确 原混合溶液中的与的物质的量之比为0 05mol 0 05mol 1 1 故b错误 a曲线表示的离子方程式为 h h2o al oh 3 故d正确 第三阶段 反应完毕 发生反应 h co2 h2o d线表示 由图可知反应完毕 该阶段加入盐酸 150ml 100ml 50ml 根据方程式可知n