2014高考化学一轮复习第四章 第二讲 铝及其化合物

第二讲铝及其化合物 1 了解铝的主要性质及应用 2 了解铝的重要化合物的主要性质及应用 1 依据铝等金属及其化合物的特征进行的无机推断 简答 题 2 有关Al单质及化合物性质的实验探究 简答 题 铝位于元素周期表 原子结构示意图为 铝元素在地壳中含量丰富 仅次于 自然界中的铝全部以 态存在 色有金属光泽的固体 有良好的 和传热性等 密度较小 质地柔软 一 铝1 铝的结构和存在 2 金属铝的物理性质 第3周期 A族 硅 化合 银白 延展性 导电性 根据下列转化关系 完成化学方程式 3 金属铝的化学性质 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 4 铝的冶炼 2 将铝箔在空气中用酒精灯加热能否燃烧 将铝粉撒向酒精灯火焰能否燃烧 为什么 提示铝箔在空气中用酒精灯加热 熔化但不燃烧 是因为铝箔在空气中加热表面被氧化为一层致密的氧化物薄膜 从而阻止了铝与氧气的反应 将铝粉撒向酒精灯火焰 铝粉燃烧 发出耀眼的点点星光 是因铝粉与空气的接触面增大 使反应更加剧烈 铝热反应发生的原因是什么 二 铝的重要化合物1 氧化铝和氢氧化铝的比较 Al2O3 6H Al OH 3 3H Al2O3 2OH 不分解 2Al3 3H2O Al3 3H2O 3H2O 2 Al OH 4 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 2 常见的铝盐 KAl SO4 2 12H2O 无 可 铝与氢氧化钠溶液反应的实质铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al OH 3然后Al OH 3再与NaOH反应生成H2O和Na Al OH 4 反应中铝作还原剂 水作氧化剂 NaOH无电子得失 一个实质 三种方法 氢氧化铝两性的重要应用 1 用过量NaOH溶液检验Al3 的存在 2 用过量NaOH溶液鉴别Al3 和Mg2 3 用互滴法鉴别Al3 与OH Al OH 4 与H 4 用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3 与Mg2 Fe3 等离子或分离MgO Al2O3 四种应用 铝的学习我觉得主要抓住 铝三角 转化关系 如果转化关系清楚 化学方程式会书写 那就OK了 难点是几个化学方程式的书写 如铝与氢氧化钠反应 常常忘记补水 再如四羟基合铝酸钠溶液中通CO2 常涉及量多和量少的问题 我的体会 既能与酸反应又能与碱反应的物质 金属单质 Al等 两性氧化物 Al2O3等 两性氢氧化物 Al OH 3等 弱酸的铵盐 NH4 2CO3 CH3COONH4 NH4 2S等 弱酸的酸式盐 NaHCO3 KHS NaHSO3等 我的总结 向明矾溶液中逐滴加入Ba OH 2溶液时 铝元素的存在形式及对应的化学方程式是什么 提示 1 当n KAl SO4 2 n Ba OH 2 2 3时 铝元素的存在形式是Al OH 3 2KAl SO4 2 3Ba OH 2 2Al OH 3 3BaSO4 K2SO4 2 当n KAl SO4 2 n Ba OH 2 1 2时 铝元素的存在形式是 Al OH 4 KAl SO4 2 2Ba OH 2 K Al OH 4 2BaSO4 问题征解 1 铝三角 之间的转化 必考点32铝及其化合物及相关计算 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 或Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH Al OH 4 Al OH 4 CO2 Al OH 3 HCO3 或2 Al OH 4 CO2 2Al OH 3 CO32 H2O或 Al OH 4 H Al OH 3 H2O Al OH 4 4H Al3 4H2O Al3 4OH Al OH 4 Al3 3 Al OH 4 4Al OH 3 水解相互促进 Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH Al OH 4 由 得 Al3 4OH Al OH 4 2 有关Al OH 3沉淀的计算 2013 秦皇岛模拟 将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂 分成三等份 一份直接放入足量的烧碱溶液中 充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1 一份在高温下恰好反应完全 反应后的混合物与足量的盐酸反应后 放出的气体在标准状况下的体积为V2 一份直接放入足量的盐酸中 充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3 下列说法正确的是 A V1 V3 V2B V2 V1 V3C V1 V2 V3D V1 V3 V2 典例1 答案A 1 金属与酸反应失去电子的物质的量 产生氢原子的物质的量 产生H2的物质的量的两倍 2 当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时 则反应后两溶液增加的质量相等 3 相同物质的量的金属与足量的酸反应产生的氢气的物质的量之比等于反应后对应金属的化合价之比 4 相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去1mol电子时质量的倒数比 5 若产生相同量的氢气 所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比 6 若产生相同量的氢气 所需金属的质量比等于失去1mol电子时金属的质量比 金属生成H2的规律 应用1 回答问题 1 中反应的化学方程式为 2 化合物I的电子式为 3 1 6gG溶于盐酸 得到的溶液与铜粉完全反应 计算至少所需铜粉的质量 写出离子方程式和计算过程 4 C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为 反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为 5 E在I中燃烧观察到的现象是 解析根据题干信息 确定C为金属铝 A为氧气 B为铁 G为三氧化二铁 由信息 确定I为二氧化碳 D为碳 E为金属镁 F为氧化镁 1 铝与三氧化二铁在高温条件下发生铝热反应放出大量的热 2 二氧化碳的电子式为 3 三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁 铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子 4 金属铝与氢氧化钠溶液反应得到四羟基合铝酸钠溶液和氢气 过量二氧化碳通入到四羟基合铝酸钠溶液中 得到氢氧化铝沉淀和NaHCO3溶液 2 铜粉的质量 64g mol 1 0 010mol 0 64g 4 2Al 2OH 6H2O 2 Al OH 4 3H2 Al OH 4 CO2 Al OH 3 HCO3 注 不要求写OH CO2 HCO3 5 镁条剧烈燃烧 生成白色粉末 反应器内壁附着有黑色的固体 1 现象 先有白色沉淀产生 然后沉淀逐渐溶解 2 有关反应 A B Al3 3OH Al OH 3 B D Al OH 3 OH Al OH 4 3 图像 必考点33有关铝及其化合物的反应图像 1 把强碱溶液逐滴加入到铝盐 Al3 溶液中至过量 1 现象 先无明显现象 然后逐渐产生大量的白色沉淀 2 有关反应 A B Al3 4OH Al OH 4 B C Al3 3 Al OH 4 4Al OH 3 3 图像 2 把铝盐 Al3 溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 1 现象 先生成白色沉淀 随后沉淀逐渐溶解 2 有关反应 A B Al OH 4 H Al OH 3 H2OB D Al OH 3 3H Al3 3H2O 3 图像 3 在 Al OH 4 溶液中逐滴加入强酸至过量 1 现象 先无明显现象 反应一段时间后逐渐产生白色沉淀 2 有关反应 A B 4H Al OH 4 Al3 4H2OB C Al3 3 Al OH 4 4Al OH 3 3 图像 4 在强酸溶液中逐滴加入 Al OH 4 溶液至过量 1 现象 无明显现象 出现沉淀 渐多 最多 减少 不变 2 反应O A H OH H2OA B Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 B C Al OH 3 OH Al OH 4 3 图像 c Mg2 c Al3 5 向Mg2 与Al3 的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液 将一定量Mg Al合金溶于1mol L 1的HCl溶液中 进而向所得溶液中滴加1mol L 1的NaOH溶液 产生沉淀的物质的量 n 与滴加的NaOH溶液 mL 体积的关系如图所示 下列分析的结论中正确的是 典例2 答案D 1 看面 弄清纵 横坐标的含义 2 看线 弄清线的变化趋势 每条线都代表着一定的化学反应过程 3 看点 弄清曲线上拐点的含义 如与坐标轴的交点 曲线的交点 折点 最高点与最低点等 曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始 关于图像题的答题技巧 2012 湖南四市九校联考 下列四个图中 横坐标表示加入的物质的量 纵坐标表示生成沉淀的量 从A D中选择符合各题要求的序号填入表中 应用2 解析AlCl3溶液中通过量的NH3 生成Al OH 3沉淀 且沉淀不溶解 所以选C 向含少量NaOH的Na Al OH 4 溶液中通过量的CO2 CO2先与NaOH溶液反应 但没有沉淀生成 然后CO2与Na Al OH 4 溶液反应 生成Al OH 3沉淀 且沉淀不溶解 所以选D Na Al OH 4 溶液中滴加稀H2SO4至过量 先生成Al OH 3沉淀 然后沉淀溶解 且生成沉淀和溶解沉淀所用H2SO4的物质的量之比为1 3 所以选B MgCl2和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液至过量 先生成Al OH 3和Mg OH 2沉淀 然后Al OH 3沉淀溶解 所以选A 答案CDBA 题的解题思路 方法一 取少量固体试样 溶于水配成溶液 检测溶液中存在的阴 阳离子 得出实验结论 方法二 取少量固体试样 在氧气流等中反应 检测所产生的物质 如气体 得出实验结论 方法三 取少量试样 加酸 或碱 溶液使其气化 检测气体的成分 得出实验结论 14分 铝镁合金已成为轮船制造 化工生产等行业的重要材料 研究性学习小组的三位同学 为测定某含镁3 5 的铝镁合金 不含其他元素 中镁的质量分数 设计下列三种不同实验方案进行探究 填写下列空白 试卷采样 探究二 1 不需要除酸雾的装置 因为氯化氢气体易溶于水 不会影响氢气体积的测量 2 调整量气管C的高度 使C中液面与B中液面相平 恢复到室温后再读数 读数时保证视线与凹液面的最低点相平 检查装置的气密性 加入足量盐酸保证合金完全溶解等 当场指导 探究三 1 还需要测定灼烧后固体的质量 根据灼烧前后的质量 列二元一次方程组可解 2 有影响 因为空气中有氮气 金属镁会与氮气反应 影响产物的质量 失分提示1 不能准确利用方程式进行计算 2 没有掌握误差分析的方法 3 对实验中存在的问题没有按照实验目的去思考 探究一 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 2分 97 2分 偏高 1分 探究二 1 不需要 1分 2 调整量气管C的高度 使C中液面与B中液面相平 恢复到室温后再读数 或其他合理答案 2分 探究三 1 灼烧后固体的质量 2分 2 是 1分 实验拓展 评分细则 Hold住考向 名师揭秘 铝及其化合物的知识点丰富 性质应用广泛 命题空间大 以实验为手段 以工业生产为背景 以图像分析和计算为重点 题型灵活 是高考的热点 2014年应持续关注 1 判断正误 铝及其化合物的性质及应用 2012 江苏化学 71 2 工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al 2012 广东理综 10B 3 明矾能水解生成Al OH 3胶体 可用作净水剂 2012 江苏化学 5A 4 明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子 可作漂白剂 2012 天津化学 1C 5 制备AlCl3 FeCl3 CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 2011 山东理综 12C 6 铝制容器可盛装浓H2SO4 2010 重庆理综 8A 7 日用铝制品表面覆盖着氧化膜 对内部金属起保护作用 2009 广东理基 23D 8 复方氢氧化铝药片的有效成分是Al OH 3可用作抗酸药 2012 北京理综 6C A 比纯铝熔点高B 具有比较活泼的化学性质C 各种成分在自然界中含量丰富 容易获取D 质量轻 强度大 抗腐蚀能力比较强 2 2011 上海综合 10 世界上一次性建成的最长高速铁路 京沪高铁 列车时速高达380公里 车厢大部分采用铝合金材料制造 这是因为铝合金 解析A项 铝合金的熔点比纯铝低 错误 B项 作为制造车厢的材料铝合金抗腐蚀能力应该较强 即化学性质应该较稳定 错误 C项 铝的含量丰富 但却不容易获取 制取金属铝需消耗很多能量 错误 答案D 3 2010 山东理综 29节选 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 NH3b CO2c NaOHd 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 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 Al OH 4 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 答案 2Al 2OH 6H2O 2 Al OH 4 3H2 b 2Al 3H2O 6e Al2O3 6H HCO3 与H 反应使H 浓度降低 产生Al OH 3沉淀 1 2012 安徽理综 13 已知室温下 Al OH 3的Ksp或溶解度远大于Fe OH 3 向浓度均为0 1mol L 1的Fe NO3 3和Al NO3 3混合溶液中 逐滴加入NaOH溶液 下列示意图表示生成Al OH 3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系 合理的是 铝及其化合物的图像及相关计算 解析由题中信息可知滴入NaOH溶液 起始时形成Fe OH 3沉淀 然后形成Al OH 3沉淀 A B项错误 当滴入一定体积的NaOH溶液使Al3 全部沉淀后 再加入过量的NaOH Al OH 3沉淀全部溶解 故可知C项正确 D项错误 答案C 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 2 2009 上海单科 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 关系如图 反应中镁和铝的 答案A 常见考点 铝是重要的轻金属 铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途 铝具有较强的还原性 特别是铝及其化合物的两性 在习题计算中的方法性和技巧性均较强 是金属及其化合物知识的重点与难点 探究方向 探究点一Al的化学性质及活泼性强弱的实验探究 探究点二Al Al OH 3制备方法的实验探究 探究点三铝热反应及产物成分的实验探究 常考题型 实验综合题 某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究 1 下表为 铝与氯化铜溶液反应 实验报告的一部分 样题1 铝的置换反应 按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个 是离子反应的只写离子方程式 置换反应 化合反应 2 用石墨作电极 电解上述实验分离出的溶液 两极产生气泡 持续电解 在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是 解释此现象的离子方程式是 3 工业上可用铝与软锰矿 主要成分为MnO2 反应来冶炼金属锰 用铝与软锰矿炼锰的原理是 用化学方程式来表示 MnO2在H2O2分解反应中作催化剂 若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中 MnO2溶解产生Mn2 该反应的离子方程式是 持续电解 电解水 阴极 2H2O 2e H2 2OH 从而使阴极区OH 浓度增大 所以会看到有白色沉淀生成 后沉淀逐渐溶解至消失 3 类似于铝热反应 根据题意可写出离子方程式 MnO2 H2O2 2H Mn2