■2011化学高考3-2第二节__铝及其化合物

1.了解铝的物理性质。2掌握铝的化学性质及其应用。3了解氧化铝、氢氧化铝的性质及应用。4了解铝及其化合物之间的相互转化关系，会进行有关简单计算。,第二节铝及其化合物,1物理性质金属铝呈色，硬度，密度，熔点，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线；制铝热剂。,银白,小,小,较高,常温下，铝表面可形成致密的，故金属铝有一定的抗腐蚀性。点燃或加热时与O2反应的化学方程式为：。(2)与酸反应常温下铝遇、发生钝化。与盐酸反应的化学方程式为：。(3)与强碱(如NaOH)溶液反应的化学方程式为：。,氧化膜,浓H2SO4,浓HNO3,2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,2化学性质(1)与O2反应,(4)用镁条引燃铝粉和Fe2O3的混合物：，这一反应也被称作反应。延伸：在空气中，活泼金属铝易与O2反应，在表面生成一层稳定的氧化膜，阻止内部的铝继续被氧化，因而使铝具有抗腐蚀性。当将铝在酒精灯上加热熔化后，熔化的铝并不滴落，好像被一层膜包着，说明Al2O3的熔点比铝的熔点高。,铝热,1氧化铝氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。氧化铝属于典型的氧化物，与都能反应，请写出下列反应的化学方程式：氧化铝溶于盐酸：。氧化铝与烧碱溶液反应：。电解熔融的氧化铝：。,两性,强酸、强碱,Al2O36HCl=2AlCl33H2O,Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,2氢氧化铝可溶性铝盐和氨水反应可制得Al(OH)3，它是一种难溶于水的色状物质，具有较强的吸附能力离子方程式：。Al(OH)3受热分解，是一种典型的两性氢氧化物。,白,胶,易,不稳定,Al(OH)3与盐酸反应：；Al(OH)3与NaOH溶液反应：；Al(OH)3受热分解的化学方程式：。,Al(OH)33H=Al33H2O,3常见铝盐(1)铝盐可与弱碱溶液(如氨水)反应制备Al(OH)3(2)明矾：KAl(SO4)212H2O明矾易溶于水，完全电离：KAl(SO4)2=KAl3其水溶液因Al3水解而显性，离子方程式为：。,酸,【记忆提示】铝及其化合物转化关系图,1铝三角关系,2体现“铝三角”关系的图象(1)往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量(见图1)OA：Al33OH=Al(OH)3，AB：Al(OH)3OH=2H2O现象：开始产生白色沉淀并逐渐增多白色沉淀开始溶解白色沉淀全部溶解,(2)往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量(见图2)OA：Al34OH=2H2O，AB：3Al36H2O=4Al(OH)3现象：开始无现象出现白色沉淀，且沉淀不溶解,(3)往NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至过量(见图3)OA：AlOHH2O=Al(OH)3，AB：Al(OH)33H=Al33H2O现象：开始出现白色沉淀白色沉淀又全部溶解,(4)往盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液至过量(见图4)OA：4H=Al32H2O，AB：Al336H2O=4Al(OH)3现象：开始无现象后出现白色沉淀且沉淀不溶解,(5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量(见图5)OA：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB：Al(OH)3OH=2H2O现象：开始出现白色沉淀后沉淀量增多沉淀部分溶解,【例1】向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2molL1NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀的质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：,(1)图中A点表示的意义是_。(2)图中B点表示的意义是_。(3)上述两步用总的离子方程式可表示为：_。(4)假定溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。,解析：把NaOH溶液滴入AlCl3溶液，先产生Al(OH)3沉淀，其质量最大值为A点，然后全部溶解消失(B点)。其总反应的离子方程式为：Al34OH=2H2O。当有0.39gAl(OH)3沉淀生成时，AlCl3过量，加入NaOH使Al3部分产生沉淀为0.39g，通过Al33OH=Al(OH)3可知用NaOH7.5mL。当NaOH过量时，Al3全部参加反应生成Al(OH)3沉淀后又部分溶解，用NaOH17.5mL。,答案：(1)表示滴入15mLNaOH溶液时AlCl3完全能转化为Al(OH)3沉淀的质量为0.78g(2)表示滴入20mLNaOH溶液生成的Al(OH)3沉淀完全溶解(3)Al34OH=2H2O(4)17.5mL或7.5mL,1(2010模拟精选，浙江海宁模拟)已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是()Aab时沉淀的物质的量：Al(OH)3比BaSO4多Bcd时溶液中离子的物质的量：AlO比Ba2少Cad时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于Al(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：Ba2可能等于OH,解析：向Al2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液，开始阶段Al3与OH、与Ba2形成沉淀：2Al333Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4，当Al2(SO4)3与Ba(OH)2的物质的量之比为13时，所有离子恰好完全沉淀，沉淀的物质的量和质量均达到最大，此时对应的点为b点。在Ob范围内，BaSO4的物质的量均比Al(OH)3多；在b点后继续加入Ba(OH)2，Al(OH)3沉淀开始溶解：2Al(OH)3Ba(OH)2=Ba(AlO2)24H2O，至d点时Al(OH)3完全溶解，那么在bd范围内BaSO4比Al(OH)3多，AlO比Ba2多溶质是Ba(AlO2)2；de时沉淀只有BaSO4，溶质是Ba(AlO2)2和加入的Ba(OH)2，所以n(Ba2)可能等于n(OH)。,答案：D,因为AlCl3与NaOH反应生成的Al(OH)3能和NaOH继续反应，故计算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应，其计算规律如下：1求产物Al(OH)3的物质的量当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3n(OH)当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)当n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)3)0，无沉淀,2求反应物强碱的物质的量若碱不足：n(OH)3nAl(OH)3若碱过量：n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3,【例2】在50mLbmolL1的AlCl3溶液中加入50mLamolL1NaOH溶液。(1)当a3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为_。(2)当a、b满足_条件时，无沉淀产生。(3)当a、b满足_条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为_g。,解析：依题意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaClAlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O根据以上两个反应可以看出：当a3b时只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。nAl(OH)3n(NaOH)。所以答案为：mol。(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO形式存在。n(AlCl3)n(NaOH)14，即ab41，所以答案为：a4b。,(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和AlO两种形式存在。符合关系：整理：求沉淀的量的方法很多。解法一：联立方程法。设反应中，AlCl3物质的量为x，则Al(OH)3的物质的量为x，NaOH的物质的量为3x。反应中AlCl3物质的量为y，NaOH的物质的量为4y。,解得x(0.2b0.05a)mol0.05(4ba)molmAl(OH)378gmol10.05(4ba)mol3.9(4ba)g。解法二：守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na、Cl、。n()n(Na)n(Cl)0.05amol0.053bmolnAl(OH)3n(Al3)总n()0.05bmol(0.05amol0.15bmol)(0.2b0.05a)mol0.05(4ba)molmAl(OH)378gmol10.05(4ba)mol3.9(4ba)g。,解化学计算题，最关键的是要搞清各个变化的化学过程，其次才是分析其中的定量关系。分析综合问题时，要用顺序法把化学反应按先后排列出来，便于思考，否则思维易混乱。用假设法分析多个反应中哪个优先发生(至少可以这样思考问题，不影响解题结果)，优先发生反应的产物必须不与溶液中其他成分反应，否则不能共存。,2向20mL2molL1的AlCl3溶液中，加入30mL烧碱溶液，充分以应后，得0.78g沉淀，求烧碱溶液的物质的量浓度是多少？解析：Al3与OH反应生成Al(OH)3的计算有三种类型：Al33OH=Al(OH)3ab？知Al3和OH，求Al(OH)3a？b知Al3和Al(OH)3，求OH？ba知OH和Al(OH)3，求Al3,本题属于第二种类型，解法如下：(1)设Al3过量(一般先求容易的Al3过量的情况)Al33OH=Al(OH)33mol78g30mL103LmL1c0.78g解得：c1molL1。(2)设OH过量，按反应历程求解设Al3完全反应时消耗xmolNaOH，生成yg沉淀。则,Al33OH=Al(OH)31mol3mol78g004molxy解得：x0.12mol，y3.12g设溶解(3.120.78)gAl(OH)3消耗nmolNaOHAl(OH)3OH=2H2O78g1mol(3.120.78)gn,解得：n0.03mol，则NaOH溶液的浓度为答案：1molL1或5molL1,【例1】把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1molL1HCl溶液，加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示，试回答：(1)A点沉淀物的化学式为_；B点沉淀物的化学式为_。(2)原混合物中的MgCl2的物质的量为_，AlCl3的物质的量为_，NaOH的物质的量为_。(3)HCl溶液在C点的体积是_。,解析：(1)加入盐酸010mL时，沉淀的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀物为Mg(OH)2，溶液为NaAlO2和NaOH的混合液，加盐酸是中和剩余的NaOH，A处的悬浊液为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，则原混合物中n(MgCl2)1.16g/58gmol10.02mol。(2)加入盐酸1030mL过程时，发生反应为：H2OH=Al(OH)3，B沉淀的化学式为Mg(OH)2、Al(OH)3，原溶液中n(AlCl3)(3010)103L1mol/L0.02mol，B点沉淀量达到最大值，其溶液为NaCl溶液。,所以n(NaOH)n(HCl)30103L1mol/L0.03mol。(3)设Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解时，所消耗盐酸的体积为V，V103L/mL1mol/L0.02mol20.02mol3，V100mL，C点表示加入了130mL的盐酸。答案：(1)Mg(OH)2Mg(OH)2、Al(OH)3(2)0.02mol0.02mol0.03mol(3)130mL,高分策略以Al为核心的图象丰富多彩。析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，因滴加顺序不同产生的现象不同。若产生沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系。要特别关注沉淀是否同步，沉淀物是否完全溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵坐标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图象的叠加工作。抓住一些关键点(如最高点、最低点、转折点)和变化趋势，才能较顺利地解决图象反映的问题。对于以图象为情景的有关铝盐与强碱反应的计算问题，在理解图象的基础上要掌握以下定量关系：,(1)铝盐与强碱的反应n(Al3)n(OH)13时：mAl(OH)378gmol1n(OH)n(Al3)n(OH)14时：mAl(OH)3014n(Al3)n(OH)13时：mAl(OH)378gmol14n(Al3)n(OH)(2)偏铝酸盐与强酸的反应：n(AlO)n(H)11时：mAl(OH)378gmol1n(H)n(AlO)n(H)14时：mAl(OH)3014n(AlO)n(H)11时：mAl(OH)378gmol14n(AlO)n(H),【例2】(2010试题调研，青岛期末测试)Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3方案二：AlNaAlO2Al(OH)3,(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？_。方案一和方案二共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_。,解析：(1)设同样制备1molAl(OH)3，根据所设计的方案中涉及