安徽省蚌埠铁中2014届高中化学《铝及其重要化合物》全册复习导学案

1 铝及其重要化合物铝及其重要化合物 考纲要求 了解铝及其重要化合物的主要性质和应用 知识点一 铝的化学性质 1 铝与氧气反应 用坩埚钳夹住一小块铝箔 在酒精灯上加热至之熔化 会看到的现象是 原因是 反应的化学方程式是 2 铝与酸的反应 铝与稀硫酸反应的离子方程式为 3 铝与强碱的反应 铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 4 铝热反应 Al 与 Fe2O3共热的化学方程式为 问题思考 1 铝是活泼金属 为什么铝制品常用来作为各种材料 具有一定的防腐蚀能力 2 铝与酸 碱反应的实质是什么 氧化剂是什么 知识点二 铝的重要化合物 1 氧化铝和氢氧化铝的比较 2 问题思考 3 既能与酸反应 又能与碱反应的氧化物 一定是两性氧化物吗 2 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 色晶体 溶于水 水溶液 pH 7 填 或 明矾可以净水 其净水的原因是 一 铝与酸 碱的反应 1 等质量的两份铝分别与足量的盐酸 氢氧化钠溶液反应 所得 H2的体积之比是多少 为什么 2 足量的两份铝分别投入到等体积 等物质的量浓度的盐酸 氢氧化钠溶液中 产生 H2 的体积关系是什么 为什么 3 3 足量的两份铝分别投入到等体积 一定物质的量浓度的 HCl NaOH 溶液中 二者产 生的 H2相等 则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度是什么关系 为什么 典例导悟 1 2013 无锡调研 等体积 等物质的量浓度的硫酸 氢氧化钠溶液分别放 在甲 乙两烧杯中 各加等质量的铝 生成氢气的体积比为 5 6 则甲 乙两烧杯中的反应 情况可能分别是 A 甲 乙中都是铝过量 B 甲中铝过量 乙中碱过量 C 甲中酸过量 乙中铝过量 D 甲中酸过量 乙中碱过量 听课记录 变式演练 甲 乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol 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 4 g B 3 6 g C 2 7 g D 1 8 g 二 Al OH 3沉淀生成的计算 1 Al3 与 OH 反应生成 Al OH 3沉淀的定量计算规律 可溶性铝盐与强碱溶液混合时 二者相对量的大小要影响产物的生成 强碱不足量时 反应 强碱足量时 反应 综合上述两式可得 反应 设 Al3 OH 的物质的量分别为n Al3 n OH 最终生成 Al OH 3的质量为m Al OH 3 借助数轴讨论如图所示 2 强酸与 AlO反应的定量计算规律 2 强酸不足量时 反应 强酸足量时 反应 综合上述两式可得 反应 结果如下 4 典例导悟 2 实验室用铝屑 烧碱和稀 H2SO4为原料制取一定量的 Al OH 3 可分别用如 下的转化关系表示两种方法 Al Al3 Al OH 3 24H SO NaOH AlAlO Al OH 3 NaOH 2 24H SO 1 上述哪一种方法比较节约试剂 提示 试从每生产 2 mol Al OH 3所耗费的试剂用 量予以说明 2 从操作难易的角度分析 上述两种方法存在的明显缺点是什么 若原料相同 请设 计一种更为节约试剂的方法 以方程式表示 并说明其可以最节约试剂的根据 题组一 Al 及其化合物的性质 1 判断正误 1 铝制容器可盛装浓 H2SO4 2013 重庆理综 8A 2 用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜 Al2O3 2OH 2AlO H2O 2 2013 江苏 3B 3 用氨水鉴别 Al3 Mg2 Ag 2013 天津理综 3A 4 向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液 Al3 2SO 2Ba2 4OH 2BaSO4 AlO 2H2O 2 4 2 2013 四川理综 9A 5 Y 即 Al 的最高价氧化物的水化物能溶于稀氨水 2013 上海 20C 2 2008 广东 6 相同质量的下列物质分别与等浓度的 NaOH 溶液反应 至体系中均 无固体物质 消耗碱量最多的是 A Al B Al OH 3 C AlCl3 D Al2O3 3 2013 上海 15 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 关系如下图 反应中镁和铝的 A 物质的量之比为 3 2 B 质量之比为 3 2 C 摩尔质量之比为 2 3 5 D 反应速率之比为 2 3 4 2013 四川理综 11 向m g 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸 恰好完全反应 生成标准状况下的气体b L 向反应后的溶液中加入c mol L 1氢氧化钾溶液V mL 使金属 离子刚好沉淀完全 得到的沉淀质量为n g 再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止 得 到固体 p g 则下列关系不正确的是 A c B p m 1 000 b 11 2 V Vc 125 C n m 17Vc D m p m 5 3 17 9 5 2013 山东理综 29 1 对金属制品进行抗腐蚀处理 可延长其使用寿命 以下为 铝材表面处理的一种方法 碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜 碱洗时常有气泡冒出 其原因是 用离子方程式表示 为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收 最好向 槽液中加入下列试剂中的 a NH3 b CO2 c NaOH d HNO3 以铝材为阳极 在 H2SO4溶液中电解 铝材表面形成氧化膜 阳极电极反应式为 取少量废电解液 加入 NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀 产生沉淀的原因是 6 2013 福建理综 24 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 2 3 3 验证滤液 B 中含 Fe3 可取少量滤液并加入 填试剂名称 4 滤液 E K 中溶质的主要成分是 填化学式 写出该溶液的一种用途 5 已知 298 K 时 Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 mol3 L 3 取适量的滤液 B 加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡 测得 pH 13 00 则此温度下残留在溶液中的 c Mg2 题组二 Al3 AlO Al OH 3相互转化的图象 2 7 2013 南京模拟 将物质 X 逐渐加入 或通入 Y 溶液中 生成沉淀的量与加入 X 的物 质的量关系如图所示 符合图示情况的是 6 ABCD XCO2HClNaOHAlCl3 YCa OH 2NaAlO2AlCl3NaOH 题组一 铝的性质 1 若在加入铝粉能放出氢气的溶液中 分别加入下列各组离子 可能大量共存的是 A NH NO CO Na 4 32 3 B Na Ba2 Mg2 HCO 3 C NO Ca2 K Cl 3 D NO K Cl Na 3 2 2013 合肥统考 将总物质的量为n mol 的钠和铝 其中钠的物质的量分数为x 投 入到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V L 下列关系式 中正确的是 A x B 0 x 0 5 V 11 2n C V 33 6n 1 x D 11 2n V 22 4n 3 把铝粉和 Fe3O4粉末配成铝热剂 分成两等份 一份在高温下恰好完全反应后 再与 足量盐酸反应 另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应 前后两种情况下生成的气体质 量比是 A 1 1 B 9 8 C 3 4 D 4 3 4 2013 湖北黄冈模拟 两个烧杯中加入同体积浓度均为 2 mol L 1的 H2SO4 置于天 平两端 调平天平后分别加入 10 8 g 的 Al 和 Mg 则反应完毕后 天平 双选 A 可能加 Mg 的一端下倾 B 可能加 Al 的一端下倾 C 可能保持平衡 D 无法判断 5 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 题组二 铝的重要化合物 6 1 将 350 mL 1 mol L 1 NaOH 溶液逐滴滴入 100 mL 1 mol L 1 AlCl3溶液中 2 将 100 mL 1 mol L 1 AlCl3溶液逐滴滴入 350 mL 1 mol L 1 NaOH 溶液中 结果 是 A 现象相同 生成 Al OH 3的量相同 B 现象不同 生成 Al OH 3的量相同 C 现象相同 生成 Al OH 3的量不同 D 现象不同 生成 Al OH 3的量不同 7 2013 江苏 5 化学在生产和日常生活中有着重要的应用 下列说法不正确的是 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 7 B 在海轮外壳上镶入锌块 可减缓船体的腐蚀速率 C MgO 的熔点很高 可用于制作耐高温材料 D 电解 MgCl2饱和溶液 可制得金属镁 8 下列各反应的离子方程式中 错误的是 A 硫酸铝溶液中加入过量的氨水 Al3 3 OH Al OH 3 B 铁片放入过量的稀硝酸中 3Fe 8H 2NO 3Fe2 2NO2 4H2O 3 C 将铝片放入过量 NaOH 溶液中 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 2 D 偏铝酸钠与过量盐酸反应 AlO 4H Al3 2H2O 2 9 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 10 A B C D E 五种化合物均含有某种短周期常见元素 它们的转化关系如图所示 其中 A 为澄清溶液 C 为难溶于水的白色固体 E 则易溶于水 若取 A 溶液灼烧 焰色反应 为紫色 透过蓝色钴玻璃 1 写出化学式 A B C D E 2 写出下列反应的离子方程式 A B A D 题组三 实验探究 11 2013 江门模拟 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 方案 1 铝土矿 过量HCl 过滤 滤液 过量NaOH 过滤 滤液 CO2 过滤 Al OH 3 方案 2 铝土矿 过量NaOH 过滤 滤液 HCl 过滤滤液 氨水 过滤Al OH 3 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 Al2O3 B SiO2 C Fe2O3 D Al OH 3 E H2SiO3 F Fe OH 3 2 Al OH 3 Al 的一般的生产方法是 填字母代号 A 蒸发 B 灼烧 C 热还原 D 溶解 E 过滤 F 电解 答案 课前准备区 知识点一 1 铝箔熔化 失去光泽 但熔化的铝并不滴落 铝箔加热时与 O2发生反应生成氧化膜 使内部的铝被 Al2O3包裹着 所以熔化的铝不易滴下 4Al 3O22Al2O3 8 2 2Al 6H 2Al3 3H2 3 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 2 4 2Al Fe2O3Al2O3 2Fe 高温 知识点二 1 与酸 反应 Al2O3 6H 2Al3 3H2OAl OH 3 3H Al3 3H2O 与碱 反应 Al2O3 2OH 2AlO H2O 2 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 化 学 性 质 加热不分解 2Al OH 3Al2O3 3H2O 2 2 KAl SO4 2 12H2O 白 易 5 6 故甲中铝过量 乙中铝不足 即碱过量 2 3 5 7 5 2 1 法比 法节约试剂 每制备 2 mol Al OH 3 法消耗 2 mol Al 3 mol H2SO4 6 mol NaOH 法消耗 2 mol Al 2 mol NaOH 1 mol H2SO4 所以 法比较节约试剂 2 由于 Al OH 3既能与 H2SO4反应又能与 NaOH 反应所以在上述两种方法中第二步骤操作 的用量都难以控制 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 Al2 SO4 3 6NaAlO2 12H2O 8Al OH 3 3Na2SO4 故每生成 2 mol Al OH 3 需要 2 mol Al 0 75 mol H2SO4 1 5 mol NaOH 可见比 两法更节约试剂 9 解析 1 反应过程中所涉及的化学方程式为 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 Al2 SO4 3 6NaOH 2Al OH 3 3Na2SO4 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2NaAlO2 2H2O H2SO4 2Al OH 3 Na2SO4 由化学方程式可分别得出两种方法的关系式 法 2Al 3H2SO4 6NaOH 2Al OH 3 法 2Al 2NaOH H2SO4 2Al OH 3 所以制备 2 mol Al OH 3 法消耗 2 mol Al 3 mol H2SO4 6mol NaOH 法消耗 2 mol Al 2 mol NaOH 1mol H2SO4 故 法比较节约试剂 2 根据 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 可采用以下转化关系 Error 2 mol Al OH 3 变式演练 A 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 6 mol 3 mol 3 mol L 1 0 1 L 0 15 mol 则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0 15 mol 2 0 3 mol 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 27 g 3 mol 5 4 g 0 3 mol 即投入的铝粉为 5 4 g 课后练习区 高考集训 1 1 2 3 4 5 2 A 3 A 4 C 5 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 b 2 2Al 3H2O 6e Al2O3 6H HCO与 H 反应使 H 浓度降低 产生 Al OH 3沉淀 3 解析 碱洗时 部分除去了氧化膜的 Al 与 NaOH 溶液反应放出了 H2 若将溶液中 AlO 转化为 Al OH 3沉淀应向溶液中通入 CO2 加 HNO3 如若过量会造成沉淀溶解 铝作阳极失 2 去电子最终形成 Al2O3 所以阳极电极反应式为 2Al 3H2O 6e Al2O3 6H 在废电解 液中加入 NaHCO3 会使溶液中 H 浓度降低而生成 Al OH 3沉淀 6 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O 2 SiO2 2OH SiO H2O 2 3 3 硫氰化钾 或苯酚溶液等合理答案均可 4 NaHCO3 制纯碱 或做发酵粉等合理答案均可 5 5 6 10 10 mol L 1 解析 铝土矿中的成分能与 HCl 反应的有 Al2O3 Fe2O3 MgO 不反应的是 SiO2 所以固 体 A 为 SiO2 滤液 B 中有 Al3 Fe3 Mg2 再加入过量烧碱 Al3 4OH AlO 2H2O Fe3 3OH Fe OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 沉淀 C 2 为 Fe OH 3 Mg OH 2混合物 滤液 D 为 NaAlO2 NaOH 过量 NaAlO2能与 CO2反应 NaAlO2 2H2O CO2 Al OH 3 NaHCO3 滤液 E 为 NaHCO3 沉淀 F 为 Al OH 3 Al OH 3灼 烧得到 Al2O3 铝土矿中能与 NaOH 溶液反应的有 Al2O3 SiO2 其余均不反应 所以固体 X 为 Fe2O3 MgO Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 5 题中应用Ksp 的有关计算 Ksp c Mg2 c2 OH c OH 1 0 10 1 mol L 1 所以c Mg2 10 mol L 1 5 6 10 10 mol L 1 Ksp c2 OH 5 6 10 12 1 0 10 1 2 7 C A 项 由 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2可知 其 图象应为图 1 B 项 由 HCl NaAlO2 H2O Al OH 3 NaCl Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O 可知其图象应为图 2 D 项 由 AlCl3 4NaOH NaAlO2 3NaCl 2H2O 3NaAlO2 AlCl3 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 可知 其 图象应为图 3 图 1 图 2 图 3 考点集训 1 CD 2 D 该题中涉及的化学方程式为 2Na 2H2O 2NaOH H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 由题意 金属没有剩余可 知x必大于或等于 0 5 即 0 5 x 1 根据电子得失守恒得 22 4 V H2 当x 0 5 时 V H