03-2第三章__第二节__铝及其重要化合物.ppt

考纲下载 了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用 考情上线 1 Al2O3 Al OH 3的两性及Al3 Al OH 3 AlO间的转化关系 2 结合Al OH 3的制备实验 计算及在生产生活中的应用进行综合考查 2 一 铝1 物理性质色 密度 强度 导电 导热性 银白 小 大 良好 1 与O2反应 2 与HCl反应 3 与NaOH反应 4 与Fe2O3反应 5 Al的冶炼 4Al 3O22Al2O3 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al Fe2O32Fe Al2O3 2Al2O34Al 3O2 2 化学性质 注意 工业上电解Al2O3冶炼铝而不采用电解AlCl3冶炼是因为AlCl3是共价化合物 二 铝的重要化合物1 氧化铝 两性氧化物 1 与HCl反应的离子方程式 2 与NaOH反应的离子方程式 3 用途 熔点高作 制作各种宝石 如刚玉 Al2O3 6H 2Al3 3H2O Al2O3 2OH 2AlO H2O 耐火材料 2 氢氧化铝 两性氢氧化物 1 化学性质 与HCl反应 与NaOH反应 受热分解 2 制备方法常用铝盐与氨水反应 其离子方程式为 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 2Al OH 3Al2O3 3H2O Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 3 明矾净水原理明矾的化学式为KAl SO4 2 12H2O 可溶于水 电离方程式为KAl SO4 2 K Al3 2SO 明矾可用于净水 其原因是而产生Al OH 3胶体 Al OH 3胶体可以和 Al3 3H2O l OH 3 3H 悬浮于水中的泥沙形成絮状 不溶物而沉降下来 使水澄清 2 4 判断下列说法是否正确1 2009 江苏高考T5 A 明矾水解形成的Al OH 3胶体能吸附水中悬浮物 可用于水的净化 2 2009 广东理基T23 D 日用铝制品表面覆盖着氧化膜 对内部金属起保护作用 3 2008 北京高考T8 C 与强酸 强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物 4 2010 南京质检T15 D 铝热法还原铁的反应中 放出的热量能使铁熔化 5 2010 徐州模拟T3 D 人造刚玉熔点很高 可用作高级耐火材料 主要成份是二氧化硅 提示 1 2 3 4 5 1 铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系 1 铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理为 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 有关计算 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 1 1 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比为 1 3 2 铝与酸或碱溶液反应的实质Al与酸 碱溶液反应 实质上都是 失Al3 2H 故铝与酸 碱溶液反应时 铝与氢气的关系可利用2Al 3H2进行计算 也可以直接利用得失电子守恒灵活计算 金属与酸或碱反应常用的计算方法 1 守恒法守恒法是化学计算中常用的方法 包括原子守恒 电荷守恒 电子守恒等 2 平均值法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法 可设平均摩尔质量 要注意结合化合价进行转化 甲 乙两烧杯中各盛有100mL3mol L 1的盐酸和NaOH溶液 向两烧杯中分别加入等质量的铝粉 反应结束后 测得生成的气体体积比为V 甲 V 乙 1 2 则加入铝粉的质量为 A 5 4gB 3 6gC 2 7gD 1 8g 解析 其反应原理分别为 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时 产生H2的体积比是1 3 而题设条件体积比为1 2 说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的 而对于NaOH来说是不足的 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 6mol3mol3mol L 1 0 1L0 15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0 15mol 2 0 3mol 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 27g3mol5 4g0 3mol即投入的铝粉为5 4g 答案 A 将某份铁铝合金样品均分为两份 一份加入足量盐酸 另一份加入足量NaOH溶液 同温同压下产生的气体体积比为3 2 则样品中铁 铝物质的量之比为 A 3 2B 2 1C 3 4D 4 3 解析 设每份样品中含铁铝的物质的量为x y 则由关系式知 x y y 3 2 解得x y 3 4 答案 C 1 铝三角 转化关系 2 可溶性铝盐与强碱 如NaOH溶液 反应 Al元素存在形态分析 3 铝三角应用 1 Al OH 3的实验室制法 2 Al OH 3沉淀的图象分析 向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A BAl3 3OH Al OH 3 B CAl OH 3 OH AlO 2H2O 向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液A B4OH Al3 AlO 2H2OB C3AlO Al3 6H2O 4Al OH 3 向盐酸中滴入NaAlO2溶液A B4H AlO Al3 2H2OB CAl3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 向NaAlO2溶液中滴加盐酸A BAlO H H2O Al OH 3 B CAl OH 3 3H Al3 3H2O 当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序 如向含有H Mg2 Al3 的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液 先与H 反应 再与Mg2 Al3 生成沉淀 再与反应 最后再溶解Al OH 3沉淀 将一定质量的镁 铝合金投入一定浓度的100mL盐酸中 使合金全部溶解 向所得溶液中滴加5 00mol L 1的NaOH溶液至过量 生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示 试求 1 原合金中铝的质量分数 2 盐酸的物质的量浓度 听课记录 1 由题知m Al OH 3 19 4 11 6 g 7 8g m Mg OH 2 11 6g 则铝的质量分数为 w Al 100 100 36 2 HCl NaOH110 800mol0 16L 5 00mol Lc HCl 8 00mol L 1 答案 1 36 2 8 00mol L 1 既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些 提示 金属单质 等 两性氧化物 等 两性氢氧化物 等 弱酸的铵盐 等 弱酸的酸式盐 等 Al Al2O3 Al OH 3 NH4 2CO3 CH3COONH4 NH4 2S NaHCO3 KHS NaHSO3 铝土矿的提纯近年高考围绕Al2O3的两性命题较多 通过Al2O3的提纯考查实验设计 反应原理及实验评价 解决此类问题注意抓住Al2O3 Al OH 3的两性和实验分离提纯的操作 选择试剂时要考虑过量试剂对实验的影响 从铝土矿 主要成分是Al2O3 含SiO2 Fe2O3 MgO等杂质 中提取氧化铝的两种工艺流程如下 请回答下列问题 1 流程甲加入盐酸后生成Al3 的离子方程式为 2 流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为 3 验证滤液B含Fe3 可取少量滤 填试剂名称 2 3 4 滤液E K中溶质的主要成分是 填化学式 写出该溶质的一种用途 5 已知298K时 Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 取适量的滤液B 加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡 测得pH 13 00 则此温度下残留在溶液中的c Mg2 解析 流程甲为 则滤液E K中溶质主要成分是NaHCO3 该物质可用于作发酵粉 制纯碱等 5 由Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 c2 OH c Mg2 可推知 c Mg2 mol L 1 5 6 10 10mol L 1 答案 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O 2 SiO2 2OH H2O 3 硫氰化钾 4 NaHCO3制纯碱 或作发酵粉等 5 5 6 10 10mol L 1 随堂巩固 1 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是 A 铝在常温下不能与氧气反应B 铝不能与氯气反应C 铝既能溶于酸 又能溶于碱D 氧化铝只能与酸反应 不能与碱反应 解析 铝在常温下能与O2反应生成致密的氧化膜 铝与Cl2反应生成AlCl3 Al2O3与碱反应生成NaAlO2 答案 C 2 2009 平顶山模拟 下列操作所得物质为纯净物的是 A 将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后 取澄清溶液将其蒸干 得纯净的NaAlO2固体B 向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液 将所得沉淀过滤洗涤 加热灼烧去掉水分 可得纯净的Al OH 3固体C 把铝块与适量的稀盐酸完全反应 将所得溶液蒸干 可得AlCl3固体D 把AlCl3溶液与足量氨水反应 将沉淀过滤 洗涤 灼烧去掉水分可得Al2O3固体 解析 A项NaOH过量蒸干得到的不是纯NaAlO2 B项Al OH 3灼烧会分解生成Al2O3 C项Al3 水解生成Al OH 3 答案 D 3 镁和铝分别与等浓度 等体积的过量稀硫酸反应 产生气体的体积 V 与时间 t 关系如右图 反应中镁和铝的 A 物质的量之比为3 2B 质量之比为3 2C 摩尔质量之比为2 3D 反应速率之比为2 3 解析 由关系式 Mg H2 2Al 3H2 可知产生等量H2时 消耗Mg Al物质的量之比为3 2 故A项正确 二者质量之比为4 3 摩尔质量之比为8 9 反应速率之比为3 2 答案 A 4 2010 芜湖模拟 用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝 下述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 D 解析 由镁粉和铝粉制取纯净Al OH 3的过程为 答案 B 5 把由NaOH AlCl3 MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中 有0 58g白色难溶物析出 向所得溶液中逐滴加入0 5mol L的盐酸 加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如图所示 1 混合物中NaOH的质量是 g AlCl3的质量是 g MgCl2的质量为 g 2 C点表示盐酸加入的体积为 mL 解析 分析图象中A B C D点的意义 D A点表示先加10mLHCl是中和原来过量的NaOH A B表示加入20mL盐酸与NaAlO2反应 使之全部转化成Al OH 3沉淀 B点表示沉淀达最大值 且为Mg OH 2和Al OH 3沉淀的混合物 B C表示加入盐酸使两沉淀完全溶解 再进行计算 1 由图象可知n Mg2 0 01mol由AlO H H2O Al OH 3 11 30 10 10 3L 0 5mol Ln Al OH 3 可得n Al3 n Al OH 3 30 10 10 3L 0 5mol L 0 01mol混合物中n NaOH n Mg2 2 n Al3 4 10 10 3L 0 5mol L 0 01mol 2 0 01mol 4 0 005mol 0 065mol故NaOH的质量为0 065mol 40g mol 2 6gMgCl2的质量为0 01mol 95g mol 0 95gAlCl3的质量为0 01mol 133 5g mol 1 335g 2 2 C点加入盐酸的体积为30Ml 103mL L 130mL 答案 1 2 60 951 335 2 130 6 2010 南京模拟 电解法冶炼铝的原料是Al2O3 可由自然界中铝土矿获得 其生产过程可表示为 铝土矿 主要成分Al2O3 杂质SiO2 Fe2O3 Al OH 3 Al2O3 Al 从铝土矿到Al OH 3的转化有两种方案 1 过滤 的滤渣成分分别是 填字母代号 下同 过滤 的滤渣成分分别是 A A