高考化学一轮复习 第3章金属及其化合物 课时2 铝及其化合物课件.ppt

课时2铝及其化合物 1 了解铝的主要性质及其应用 2 了解铝的重要化合物的主要性质及其应用 最新考纲 考点一铝的性质及用途 1 结构和存在铝位于元素周期表 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 第3周期 a族 硅 化合 2 物理性质及用途3 化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 4 制备 探究思考1 金属铝是活泼的金属 能与酸反应 为什么能用铝槽储运浓h2so4或浓hno3 答案常温下浓h2so4 浓hno3能使铝钝化 在表面形成一层致密的氧化膜 阻止反应继续进行 2 铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸 非氧化性酸 反应又能与强碱溶液反应放出h2的金属 就铝的这一特殊性质回答下列问题 1 铝与酸 碱反应的实质是什么 氧化剂是什么 2 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 解析根据化学方程式 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 得al与h2的关系式均为2al 3h2 故只要参加反应的al相等 所得h2必相等 答案1 1 3 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的体积之比是 解析因为在反应中al过量 产生的h2由hcl和naoh的量决定 根据化学反应中的关系式 6hcl 3h2 2naoh 3h2 故当hcl naoh物质的量相等时 二者产生h2的体积比为1 3 答案1 3 4 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的物质的量浓度之比是 解析因为铝足量且产生h2相等 根据关系式n hcl n naoh 3 1 又因为两溶液体积相等 故物质的量浓度c hcl c naoh n hcl n naoh 3 1 答案3 1 示例1 2013 山东理综 9 足量下列物质与相同质量的铝反应 放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是 a 氢氧化钠溶液b 稀硫酸c 盐酸d 稀硝酸思维启迪 写出al与四种溶液反应的化学方程式 然后根据al进行分析和判断 解析本题考查金属铝的性质 意在考查考生运用元素化合物知识的能力 根据关系式 2al 2naoh 2al 3h2so4 2al 6hcl a项正确 b c项错误 al与稀硝酸反应不产生氢气 d项错误 答案a 示例2 高考题汇编 下列说法错误的是 a al箔插入稀hno3中 无现象 说明al箔表面被hno3氧化 形成致密的氧化膜 2011 安徽理综 10c b 工业上电解熔融状态的al2o3制备al 2012 广东理综 10b c 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 d 铝制容器可盛装浓h2so4 2010 重庆理综 8a 解析浓硝酸才能使al钝化形成致密的氧化膜 答案a 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 又能溶于强碱d 氧化铝只能与酸反应 不能与碱反应解析a项 铝在常温下能与o2反应 可形成氧化膜 b项 铝可与cl2反应生成alcl3 d项 al2o3是两性氧化物 既能与酸反应 又能与强碱反应 答案c 2 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 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 2014 成都调研 ag镁铝合金投入xml2mol l 1的盐酸中 金属完全溶解 再加入yml1mol l 1naoh溶液 沉淀达到最大值 质量为 a 1 7 g 则下列说法不正确的是 a 镁铝合金与盐酸反应转移电子数为0 1nab 沉淀为mg oh 2和al oh 3的混合物c x 2yd a的取值范围为0 9 a 1 2 解析mg al失去电子变为离子 离子再结合oh 生成沉淀 则镁铝合金与盐酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的oh 的物质的量 沉淀量最大时得到mg oh 2和al oh 3的混合物 则m oh a 1 7 g ag 1 7g n oh 0 1mol 电子转移总数是0 1na a b正确 沉淀量最大时 溶液中n na n cl 此时hcl和氢氧化钠的物质的量相等 即2x y c错 电子转移总数是0 1na 若金属全部是镁 则镁的质量是1 2g 若金属全部是铝 则铝的质量是0 9g d对 答案c 铝的两大特殊反应1 与碱的反应活泼金属与酸反应是金属的通性 而铝不但能与酸 h 反应 还能够与碱溶液反应 表现为特殊性 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 2 铝热反应铝和某些金属氧化物反应 将金属从氧化物中置换出来 同时放出大量的热 这种反应称为铝热反应 可用于焊接金属 冶炼高熔点贵重金属 考点二铝的重要化合物 1 氧化铝 1 物理性质 色固体 溶于水 有很高的 2 化学性质 白 难 熔点 1 物理性质 色胶状不溶于水的固体 有较强的 性 2 化学性质 用化学方程式表示 al oh 3的电离方程式为酸式电离碱式电离 2 氢氧化铝 吸附 白 受热分解 3 制备 向铝盐中加入氨水 离子方程式为 naalo2溶液中通入足量co2 离子方程式为 naalo2溶液与alcl3溶液混合 离子方程式为 3 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 al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh4 alo2 co2 2h2o al oh 3 hco3 3alo2 al3 6h2o 4al oh 3 2 明矾的化学式为 它是无色晶体 溶于水 水溶液ph 7 填 或 明矾可以净水 其净水的原理是 探究思考1 在做铝的燃烧实验时 用坩埚钳夹住一小块铝箔 在酒精灯上加热至其熔化 会看到的现象是铝箔熔化 失去光泽 但熔化的铝并不滴落 原因是 答案铝箔加热时与o2发生反应生成熔点很高的al2o3薄膜 使内部熔化的铝被al2o3包裹着 所以熔化的铝不易滴下 kal so4 2 12h2o 可 al oh 3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 2 完成下列三角转化关系中的代表反应 答案 al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh4 或al3 3oh al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o al oh 3 oh alo2 2h2o alo2 2h2o co2 al oh 3 hco3 或2alo2 3h2o co2 2al oh 3 co32 alo2 4h al3 2h2o al3 4oh alo2 2h2o al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 水解相互促进 3 下列物质中既能跟稀硫酸反应 又能跟氢氧化钠溶液反应的是 nahco3 nh4 2so3 al2o3 al oh 3 al答案 a 氯化铝是一种电解质 可用于电解法制铝 2013 江苏 4d b 明矾化学式 al2 so4 3 12h2o 2013 海南 2c d 新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为 al2o3 2oh alo2 h2o 2012 海南 12d改编 示例3 高考题汇编 下列说法正确的是 解析氯化铝是共价化合物 加热熔融时不导电 a错误 明矾的化学式为kal so4 2 12h2o b错误 d选项离子方程式中原子及电荷都不守恒 d错误 答案c 示例4 2013 大纲理综 29 铝是一种应用广泛的金属 工业上用al2o3和冰晶石 na3alf6 混合熔融电解制得 铝土矿的主要成分是al2o3和sio2等 从铝土矿中提炼al2o3的流程如下 以萤石 caf2 和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下 回答下列问题 1 写出反应1的化学方程式 2 滤液 中加入cao生成的沉淀是 反应2的离子方程式为 3 e可作为建筑材料 化合物c是 写出由d制备冰晶石的化学方程式 4 电解制铝的化学方程式是 以石墨为电极 阳极产生的混合气体的成分是 思维启迪认真分析流程示意图确定每步可能发生的反应及产物的成分 解析本题主要考查硅 铝及其化合物的性质等 意在考查考生的分析推理能力 1 因为铝土矿的主要成分为二氧化硅 氧化铝 前者与naoh反应生成硅酸钠 后者与naoh反应生成偏铝酸钠 naalo2 2 cao与水反应生成氢氧化钙 氢氧化钙电离出的ca2 与sio32 反应生成casio3 反应2为偏铝酸钠与co2反应生成氢氧化铝 3 浓硫酸与萤石反应生成hf和硫酸钙 故c为浓硫酸 d为hf e为硫酸钙 结合制备冰晶石的反应物hf 碳酸钠和氢氧化铝及生成物na3alf6 由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水 4 工业上通过电解熔融的氧化铝可制得单质铝 并有氧气生成 阳极生成物氧气可与石墨反应 生成碳的氧化物 答案 1 2naoh sio2 na2sio3 h2o 2naoh al2o3 2naalo2 h2o 2 casio32alo2 co2 3h2o 2al oh 3 co32 3 浓h2so412hf 3na2co3 2al oh 3 2na3alf6 3co2 9h2o 1 化学在工农业生产和日常生活中有着重要的应用 下列说法中不正确的是 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b 日用铝制品表面覆盖着氧化膜 对内部金属起保护作用c 用al oh 3治疗胃酸过多d 电解alcl3饱和溶液 可制得金属铝解析由于h 的放电能力大于al3 故电解饱和alcl3溶液 得到的是al oh 3 h2和cl2 无法得到金属铝 答案d 2 2014 重庆四县联考 向30ml1mol l 1的alcl3溶液中逐渐加入浓度为4mol l 1的naoh溶液 若产生0 78g白色沉淀 则加入的naoh溶液的体积可能为 a 3ml 7 5mlc 15mld 17 5ml答案b 3 2014 成都名校联考 由熔盐电解法获得的粗铝含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于钢材镀铝 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 在用废碱液处理气体a的过程中 所发生反应的离子方程式为 4 镀铝电解池中 金属铝为 极 熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以alcl4 和al2cl7 形式存在 铝电极的主要电极反应式为 5 钢材镀铝后 表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀 其原因是 程中 所发生反应的离子方程式为cl2 2oh cl clo h2o和h oh h2o 4 既然是镀铝 所以铝必须作阳极 由于熔融盐中铝元素和氯元素主要以alcl4 和al2cl7 形式存在 所以阳极的电极反应式为al 4cl 3e alcl4 2al 7cl 6e al2cl7 5 铝在空气中易形成一层致密而坚固的氧化膜 它能阻止内部的金属继续被氧化 起到防腐蚀保护作用 2 hcl和alcl3nacl 3 cl2 2oh cl clo h2o h oh h2o 4 阳al 4cl 3e alcl4 2al 7cl 6e al2cl7 5 氧化膜能隔绝空气 阻碍铜铁被腐蚀 1 常见的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 氨基酸等 特别提醒两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物 上述物质中只有al2o3 al oh 3 氨基酸是两性物质 2 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 alo2 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 3 al oh 3的三种制备方法 考点三铝及其化合物转化的图像分析 1 把强碱溶液逐滴加入到铝盐 al3 溶液中至过量 1 现象 2 有关反应 a b b d 3 图像 先有白色沉淀产生 然后沉淀逐渐溶解 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o 2 把铝盐 al3 溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 1 现象 2 有关反应 a b b c 3 图像 先无明显现象 然后逐渐产生大量的白色沉淀 al3 4oh alo2 2h2o al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 3 在alo2 溶液中逐滴加入强酸至过量 1 现象 2 有关反应 a b b d 3 图像 先生成白色沉淀 随后沉淀逐渐溶解 alo2 h h2o al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o 4 在强酸溶液中逐滴加入alo2 溶液至过量 1 现象 2 有关反应 a b b c 3 图像 4h alo2 al3 2h2o al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 先无明显现象 反应一段时间后逐渐产生白色 沉淀 1 现象 2 反应o a a b b c 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 无明显现象 出现沉淀 渐多 最多 减少 不变 h oh h2o al3 3oh al oh 3 mg2 2oh mg oh 2 al oh 3 oh alo2 2h2o 探究思考1 如图表示alcl3溶液与naoh溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线 判断下列说法是否正确 1 a线表示al3 的物质的量的变化 2 x表示alcl3的物质的量 3 c线表示al oh 3的物质的量的变化 4 d线表示alo2 的物质的量的变化 解析alcl3溶液与naoh溶液混合有两种方式 向alcl3溶液中缓慢滴加naoh溶液 开始有沉淀生成后沉淀溶解 且生成沉淀与沉淀溶解消耗的naoh的物质的量之比为3 1 对比本题中图像 则x表示naoh的物质的量 2 项错误 另一种方式是向naoh溶液中缓慢滴加alcl3溶液 开始没有沉淀 后有沉淀生成 与本题图示情况不符 答案 1 2 3 4 2 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溶液的体积关系如右图所示 则原混合液中al2 so4 3与mgso4的物质的量浓度之比为 解析溶解al oh 3耗碱10ml 则生成al oh 3耗碱为30ml 生成mg oh 2耗碱 50 30 ml 故al3 与mg2 浓度之比1 1 则al2 so4 3与mgso4的物质的量浓度之比为1 2 答案1 2 示例5 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 思维启迪写出随着naoh的加入依次所发生的离子反应方程式 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 fe3 3oh fe oh 3 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o 示例6 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 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 答案a 1 某溶液中可能含有大量的mg2 al3 h cl 和少量oh 向该溶液中逐滴加入0 5mol l 1naoh溶液 生成沉淀的质量和加入naoh溶液的体积之间的关系如下图所示 则可判断原溶液中 a 有mg2 没有al3 b 有al3 没有mg2 c 有mg2 和al3 d 有大量的h mg2 和al3 解析由图可以看出 当加入naoh溶液时 马上就有沉淀产生 由原点开始 可确定溶液中无大量h 产生的沉淀有部分可以溶解 可证明溶液中一定有mg2 和al3 答案c 2 2013 绵阳诊断 某同学设计了如下两种制备氢氧化铝的方案 naoh溶液和盐酸的浓度均是3mol l 1 如图是向x溶液和y溶液中分别加入naoh溶液或盐酸时 产生沉淀的物质的量与加入盐酸或氢氧化钠溶液体积之间的关系 下列说法不正确的是 a y溶液的溶质为naalo2b b曲线表示的是向y溶液中加入盐酸c a曲线表示的是向x溶液中加入naoh溶液d 在o点时两方案所得溶液浓度相等由al 3h 0 1mol0 3mol知方案 中x为alcl3 向其中加入naoh溶液立即生成沉淀 在图像中为曲线a c项正确 由al 2oh 0 1mol0 3mol知方案 中y为naoh和naalo2的混合物 向其中加入盐酸 先发生反应h oh h2o 开始无现象 后来产生沉淀 在图像中为曲线b b项正确 o点时al3 完全沉淀 溶质只有nacl 由于开始时n hcl n naoh 故两方案o点溶液中n nacl 相等 c nacl 相等 d项正确 y溶液为naoh和naalo2的混合溶液 a项错误 答案a 3 2014 成都一诊 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 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naalo2溶液中通过量的co2 co2先与naoh溶液反应 开始没有沉淀生成 然后co2与naalo2溶液反应 生成al oh 3沉淀 且沉淀不溶解 所以选d naal