浙江省高考化学一轮复习导航 第2单元第7讲 从铝土矿到铝金属课件 新课标.ppt

第7讲从铝土矿到铝金属 一 铝的物理性质1 物理性质 铝是银白金属 熔点660 4 密度2 7g cm3 是电的良导体 2 主要用途 常用于制造轻质合金 用于飞机 汽车 轮船部件 做导线 炊具 建筑装饰材料等 二 铝的化学性质1 活泼金属单质的通性 1 与非金属单质 氧气 氯气 硫等 的反应 4al 3o2 2al2o3 2al 3cl2 2alcl3 2al 3s al2s3 高温 高温 加热 2 与水的反应 高温条件且反应缓慢 2al 6h2o 2al oh 3 3h2 3 与酸的反应 2al 6hcl 2alcl3 3h2 4 与盐溶液的反应 2al 3cuso4 al2 so4 3 3cu2 特性 1 与强碱溶液的反应 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2 常温下遇浓硫酸 浓硝酸钝化 3 铝热反应 2al fe2o3 2fe al2o3 2al cr2o3 2cr al2o3 高温 高温 高温 三 铝的氧化物1 物理性质 al2o3是白色的难溶于水的固体粉末 熔点高 2054 刚玉的硬度仅次于金刚石 红宝石是含铬元素的氧化铝晶体 蓝宝石是含铁 钛等元素的氧化铝晶体 2 化学性质 1 与酸反应al2o3 3h2so4 al2 so4 3 3h2o离子反应式 al2o3 6h 2al3 3h2o 2 与碱反应 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o离子反应式 al2o3 2oh 2 h2o 两性氧化物 既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物 3 制备 2al oh al2o3 3h2o4 氧化铝的用途 常用来做耐火材料 高温 四 氢氧化铝1 制备 1 铝盐与氨水的反应 al3 3nh3 h2o al oh 3 3 不可用强碱 2 偏铝酸盐与碳酸的反应 co2 2h2o al oh 3 不可用强酸 3 al3 与在溶液中的双水解反应 al3 3 6h2o 4al oh 3 2 物理性质白色的絮状沉淀 溶液中 具有很强的吸附能力 是很好的净水剂 3 化学性质 1 与酸反应al oh 3 3hcl alcl3 3h2o离子反应式 al oh 3 3h al3 3h2o 2 与碱反应al oh 3 naoh naalo2 h2o离子反应式 al oh 3 oh 2h2o 两性氢氧化物 既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物 3 受热分解 2al oh 3 al2o3 3h2o 五 硫酸铝钾 kal so4 21 十二水硫酸铝钾 kal so4 2 12h2o 俗名是明矾 2 电离方程式 kal so4 2 k al3 2so42 3 铝离子水解 al3 3h2o al oh 3 胶状 3h 4 用途 净水剂 考点一铝的氢氧化物的有关计算 例1向20ml1mol l 1的al2 so4 3溶液中加入30mlkoh溶液 充分反应得到0 78g沉淀 则koh溶液的物质的量浓度可能是 双选 a 1mol l 1b 3mol l 1c 5mol l 1d 7mol l 1 ac 解析 方法一 本题可从al3 的物质的量与沉淀al oh 3的物质的量比较可推测koh的两种情况 不足量时 n koh 3n al oh 3 koh过量时 n koh 4n al3 n al oh 3 解题过程可分以下两步进行 1 求al3 和al oh 3沉淀的物质的量n al3 2 0 02l 1mol l 1 0 04mol n al oh 3 0 01mol 2 当koh不足时 n koh 3n al oh 3 0 03molc 1mol l 1 当koh过量时n koh 4n al3 n al oh 3 0 16mol 0 01mol 0 15mol c 5mol l 1 方法二 本题也可用图象法求解 用纵坐标表示生成的al oh 3的物质的量 横坐标表示koh的物持的量 当生成沉淀0 01mol时 需koh0 03mol 是0 12的1 4 需koh0 15mol时 是 0 16 0 12 3 4 0 12 或是0 16 0 16 0 12 1 4 方法技巧点拨 本题有两种可能 1 只生成0 78gal oh 3沉淀 2 al2 so4 3先全部转化为al oh 3沉淀 然后将多余的al oh 3沉淀溶解 考点二铝有关图象题 例2将溶液 或气体 y逐滴加入 或通入 一定量的溶液x中 下表 产生沉淀的物质的量 用纵坐标表示 与加入y物质的量 用横坐标表示 的关系如图所示 则符合图中所示关系的一组物质是 解析 将bacl2溶液逐滴加入到一定量的al2 so4 3溶液中 生成baso4沉淀 但baso4沉淀不溶于bacl2溶液 将co2通入一定量的ca oh 2溶液 生成caco3沉淀 然后caco3沉淀溶解 但生成沉淀和溶解沉淀所用co2的物质的量之比为1 1 将naoh溶液逐滴加入到一定量的alcl3溶液中 生成al oh 3沉淀 然后al oh 3沉淀溶解 但生成沉淀和溶解沉淀所用naoh的物质的量之比为3 1 将hcl溶液逐滴加入到一定量的naalo2溶液中 生成al oh 3沉淀 然后al oh 3沉淀溶解 生成沉淀和溶解沉淀所用hcl的物质的量之比为1 3 方法技巧点拨 本题考查元素及其化合物的有关性质 图象型计算等 向铝盐溶液中加入强碱溶液时 应注意沉淀的质量先增大后减小至消失 解答这类问题应弄清纵坐标 横坐标的含义及图象的起始点和拐点等 特别要注意图象的最高点 这一点是沉淀最多点 上题中能求出盐酸的量就是利用该点求出的 答案 d 例3使溶液中ba2 mg2 al3 ag cu2 分步逐一沉淀析出 加入下列试剂的顺序正确的是 a nacl na2s na2so4 naoh hno3b h2so4 hcl h2s naoh co2c hcl h2so4 h2s naoh co2d na2s na2so4 nacl naoh hcl 考点三mg2 al3 的分离 c 解析 so42 能同时除去ba2 和ag s2 能同时除去ag 和cu2 所以不能放在第一位 排除bd ac相比 在加入前四种试剂后 al3 以形式存在 加酸可使以al oh 3形式沉淀 但hno3量不好控制 所以最好的选项为c 方法技巧点拨 解除杂题应注意 除杂试剂的选择 本题要求将离子分步逐一除去 所以试剂要一一对应 ba2 mg2 oh ag cl cu2 s2 除杂的顺序 为了将杂质除干净 除杂试剂一般是过量的 这样势必引入新杂质 所以后续的除杂试剂在除去对应杂质的同时 还要有将前一过量除杂试剂清除的作用 考点四氢氧化铝的制取例4明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料 明矾石的组成和明矾相似 此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质 具体实验步骤如下图所示 78 100 取滤液少许 加入naoh 加热 生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 al oh 3al2o3fe2o3 根据上述图示 完成下列填空 1 明矾石焙烧后用稀氨水浸出 配制500ml稀氨水 每升含有39 20g氨 需要取浓氨水 每升含有251 28g氨 ml 用规格为 ml量筒量取 2 氨水浸出后得到固体混合体系 过滤 滤液中除k 外 还有大量的 检验的方法是 3 写出沉淀物中所有物质的化学式 4 滤液 的成分是水和 5 为测定混合肥料k2so4 nh4 2so4中钾的含量 请完善下列步骤 称取钾氮肥试样并溶于水 加入足量 溶液 产生白色沉淀 依次填写实验操作名称 冷却 称重 6 若试样为mg 沉淀的物质的量为nmol 则试样中k2so4的物质的量为 mol 用含有m n的代数式表示 k2so4 nh4 2so4 bacl2 过滤 洗涤 干燥 解析 1 根据稀释前后溶质的质量不变得 0 5l 39 2g l v 251 28g l v 0 078l 78ml 为了减少误差 最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可 2 的检验方法是 先将中加入强碱 使之转化为nh3 然后检验nh3即可 3 al3 3nh3 h2o al oh 3 3 根据题意明矾石中含有al2o3 fe2o3 所以沉淀物为al oh 3 al2o3和fe2o3 4 由于明矾石的组成与明矾相似 所以滤液的成分中含有k2so4和反应后生成的 nh4 2so4以及水 5 混合肥料中含有k2so4和 nh4 2so4 要产生白色沉淀 加入的溶液为bacl2或ba no3 2溶液 以后的操作为 先将混合液过滤 然后洗涤 最后干燥 冷却后称量 6 根据题意有 174n k2so4 132n nh4 2so4 mg 再由守恒得 n k2so4 n nh4 2so4 nmol n k2so4 mol 方法技巧点拨 铝有两性 但此两性不是既显酸性又显碱性 而是既显金属性又显非金属性 从铝与稀酸反应放出h2 说明铝具有金属性 从铝与强碱溶液反应生成含氧酸盐 说明铝显非金属性 解题的关键是铝及其化合物与一般活泼金属元素及其化合物性质的差异 即铝及其氧化物 氢氧化物具有两性 可溶于氢氧化钠溶液 不溶于氨水 1 在al2 so4 3和mgso4的混合溶液中 滴加naoh溶液 生成沉淀的量与滴入naoh溶液的体积关系如下图所示 则原混合液中al2 so4 3与mgso4的物质的量浓度之比为 d a 6 1b 3 1c 2 1d 1 2 解析 由50 60ml时 可知10mlnaoh溶液刚好溶解了al oh 3 故产生这些al oh 3需30mlnaoh 则在50mlnaoh溶液中有20ml与mg2 反应 所以n al3 n mg2 1 1 则al2 so4 3与mgso4的物质的量浓度之比为1 2 2 将质量为w1g的钠 铝混合物投入一定量的水中充分反应 金属没有剩余 共收集到标准状况下的气体v1l 向溶液中逐滴加入浓度为amol l的hcl溶液 过程中有白色沉淀生成后又逐渐溶解 当沉淀恰好消失时所加hcl溶液体积为v2l 将溶液蒸干灼烧得固体w2g 下列所列关系式中不正确的是 a 35 5av2 w2 w1b 23n na 27n al w1c n na 3n al 2v1 22 4d av2 v1 22 4 a 解析 本题关键是最后溶液蒸干灼烧得到的固体应是氧化铝 则a错误 b 由质量守恒知正确 c 由电子守恒可知 生成氢气所转移的电子数目等于反应的钠和铝所转移的电子数目 d 由电子守恒可知 av2 2v1 22 4 v1 11 2 3 2010 吉林一中冲刺训练 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的盐酸溶液滴定 至沉淀质量最大时消耗盐酸40ml 原合金中钠的质量为 a 0 92gb 0 69gc 0 46gd 0 23g a 解析 合金在水中发生的反应为2na 2h2o 2naoh h2 和2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 得到的20mlph 14的溶液中含有naoh为0 02mol 加入盐酸后naoh消耗20ml盐酸 而反应alo2 h h2o al oh 3 中又消耗20ml盐酸 即0 02mol 根据naoh naalo2 hcl求得与al反应的naoh为0 02mol 则na和水反应共生成naoh为0 04mol 即原来合金中含有0 04mol 23g mol 0 92g 所以本题答案是a 4 将一定质量的mg al合金投入到250ml4mol l 1的hcl中 金属完全溶解后 在加入2mol l 1naoh溶液 若要生成的沉淀最多 加入的naoh体积为 a 250mlb 40mlc 500mld 750ml 解析 若使沉淀最多时 则mg2 al3 全部转化为mg oh 2 al oh 3沉淀 此时溶液中的溶质只有nacl 即n na n cl 则有关系式 0 25l 4mol l 1 2mol l 1 v naoh 得v naoh 0 5l 500ml 故选c c 5 用类推的方法可能会得出错误结论 因此推出的结论要经过实践的检验才能确定其正确与否 下列类推结论中正确的是 a na失火不能用co2灭火 k失火不能用co2灭火b 工业上电解熔融mgcl2制取金属镁 也用电解熔融alcl3的方法制取金属铝c al与s直接化合可以得到al2s3 fe与s直接化合也可以得到fe2s3d fe3o4可以写成feo fe2o3 pb3o4也可写成pbo pb2o3 a 解析 alcl3为共价化合物 熔融状态不导电 故不能用电解熔解alcl3的方法制取金属铝 fe与s直接化合只能生成fes pb3o4中铅的化合价分别为 4价和 2价 故pb3o4应写成2pbo pbo2的形式 6 2011 福建 下表各选项中 不能利用置换反应通过y得到w的一组化合物是 d 解析 a项中是mg与co2反应 方程式为2mg 2co2 2mgo c b项中al与fe2o3发生铝热反应 方程式为fe2o3 2al 2fe al2o3 c项中是金属na与c2h5oh反应 方程式为2na 2ch3ch2oh 2ch3ch2ona h2 这三个反应都是置换反应 d项中是发生cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 不是置换反应 但学生可能将此反应记错 认为生成了铁单质 此题难度不大 但素材来自教学一线 考查学生平时学习的错误 对实际教学有一定的指导作用 点燃 高温 7 2011 广东 由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气 这些杂质可采用吹气精炼法除去 产生的尾气经处理后可用钢材镀铝 工艺流程如下 注 nacl熔点为801 alcl3在181 升华 1 精炼前 需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂 防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质 相关的化学方程式为 和 2 将cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体 杂质随气泡上浮除去 气泡的主要成分除cl2外还含有 固态杂质粘附于气泡上 在熔体表面形成浮渣 浮渣中肯定存在 3 在用废碱液处理a的过程中 所发生反应的离子方程式为 2al fe2o3 al2o3 2fe 4al 3sio