广东省雷州市2020年高三化学一轮复习 元素化合物 专题三 铝及其化合物

专题三 铝及其化合物【考纲要求】了解Al及其重要化合物的主要性质及重要应用【教学重难点】铝及其化合物的化学性质及综合应用【教学内容】【重点知识部分】一、铝的结构和存在 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 存在。二、铝及其化合物的物理性质 1.铝：是一种 的金属，密度 ，有较强的韧性、延展性和良好的 、 。2.氧化铝：白色固体， 溶于水，有 的熔点 3氢氧化铝：白色 状 溶于水，有较强 性Al2S3三、铝及其化合物的化学性质-铝及其重要化合物的转化关系【问题讨论与解决部分】1.根据上面物质的转化关系掌握相关物质的化学性质（用方程式或离子方程式表示）2.打磨过的铝在空气中燃烧有什么现象？3.铝既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说：“铝既有金属性，又有非金属性”你认为这样说法是否恰当，为什么？4.铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？而铝制餐具为何不能蒸煮或长期盛放酸碱咸物质？5.铝分别与氧化性酸（浓H2SO4或HNO3）及非氧化性酸（HCl）反应的本质是什么？什么物质充当氧化剂？6. Al2O3属于典型的_化合物， Al(OH)3属于典型的_化合物。如何体现？7.如何理解Al(OH)3的两性。8.AlO2-不能与_共存，Al3+不能与_离子共存；AlO2-只存在于_性溶液中，Al3+只存在于_性溶液中。【习题部分】【题型一】铝及其化合物基本知识部分1.下列有关金属及其化合物说法不正确的是（）AAl2O3熔点很高，可用作熔融NaOH的坩埚材料B明矾能水解生成Al（OH）3胶体，可用作净水剂C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用2.下列物质中，既能与盐酸反应，又能跟NaOH溶液反应的是（ ）NaHCO3 Al Al2O3 Al（OH）3 NaAlO2 A全部 B C D3.下列除杂的方法不正确的是（ ） A.镁粉中混有少量的铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥。 B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量的Al3+ C.Al(OH)3中混有少量的Mg(OH)2：加足量的烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量的CO2后过滤。 D.MgO中混有少量的Al2O3 ：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，洗涤，干燥得到MgO.4.下列化学实验操作，能得到相应的纯净物的是（ ） A将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应完毕时，再将生成溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2。 B向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3。 C将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3。 D向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水份，可得到纯净的Al2O3。5.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42-全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（ ） AAl3+ BAl(OH)3 CAlO2 DAl3+和Al(OH)36.通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一下列由实验现象得出正确结论的是（）A 把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化 由此得出：铝的金属性比镁强B 取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落 由此得出：铝不易燃烧C 向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡 由此得出：该气体是氨气D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失 由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液7.铝、铍（Be）及其化合物具有相似的化学性质，如其氯化物分子内键型相同，故其氯化物晶体的熔点都较低已知反应：BeCl2+Na2BeO2+2H2O=2NaCl+2Be（OH）2能完全进行，则下列推断正确的是( )ANa2BeO2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeOBBeCl2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2CBe（OH）2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液DBeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物【题型二】铝热反应8.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”查阅化学手册知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/660205415351462沸点/246729802750（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金你认为他的解释是否合理？ （填“合理”或“不合理”）（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝该实验所用试剂 ，反应的离子方程式为 （3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是 （填序号）A浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 D氢氧化钠溶液（4）如图是铝热反应(2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe)的实验装置,有关该反应的下列说法中正确的是()A.a为镁条 B.b为氧化铁与铝粉混合物C.2 mol氧化剂参与反应转移电子6NA个D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为12【题型三】铝与硝酸在酸碱环境中的反应9.一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。（1）加入铝粉产生H2，说明铝具有_（填“氧化性”或“还原性”）。（2）该同学分析：若H+大量存在，则NO3-就不能大量存在。设计实验证实如下：装 置现 象. 实验初始，未见明显现象. 过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色. 试管变热，溶液沸腾 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_。 根据现象，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：实验内容现象实验1将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝实验2用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a. 浅棕色气体是_。 b. 实验1的目的是_。 c. 实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：（3）再假设：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下：装 置现 象. 实验初始，未见明显现象. 过一会儿，出现气泡，有刺激性气味为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。 刺激性气味的气体是_。 产生该气体的离子方程式是_。（4）在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是_。（5）实验结果证实：NO3在酸、碱性环境中都有一定的氧化性，能氧化铝单质，产生含氮化合物。习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-。【题型四】铝化合物的图像10.Zn（OH）2是两性氢氧化物，和强酸反应时生成Zn2+，跟强碱反应时生成ZnO22现有三份等物质的量浓度、等体积的MgCl2、ZnCl2、AlCl3溶液（配制时均加入少量盐酸），现将一定浓度的NaOH溶液，分别滴入三种溶液中至过量，NaOH溶液的体积x（mL）与生成沉淀的物质的量y（mol）的关系如下图所示，则与MgCl2、ZnCl2、AlCl3三种溶液一一对应的正确图象是（）A B C D11.有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8：9加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如图，其中正确的是( )ABCD12.向100mL0.1molL1的AlCl3溶液中，加入1molL1的NaOH溶液VmL后，再滴加1molL1盐酸滴加盐酸的体积（横坐标）与生成沉淀的质量（纵坐标）如下图所示的关系，则加入的NaOH溶液的体积为（）A 10mL B 30mL C 40mL D 50mL13.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL 1molL1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是Aa曲线表示的离子方程式为：AlO2+H+H2OAl（OH）3B b和c曲线表示的离子反应是相同的C M点时，溶液中沉淀的质量为3.9gD 原混合溶液中的CO32与AlO2的物质的量之比为1：1【题型五】铝土矿提取铝的工艺流程14.工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，Fe2O3等）提取Al2O3做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中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图所示： （已知：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华）（1）钢材镀铝后，抗腐蚀性能会大大增强，其原因是 。（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而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）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，则铝和氧化铁反应的化学方程式为 （4）对上述流程中的判断正确的是（）A.通入过量的CO2可以变为加过量的盐酸或醋酸。B通入过量的CO2生成Al（OH）3的反应为：CO2+Al（OH）4+2H2OAl（OH）3+HCO3C.结合质子（H+）的能力由强到弱的顺序是OHAl（OH）4CD.Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3的方法冶炼Al（5）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4形式存在，则阳极的电极反应式为 【题型五】氯化铝的制备15.铝氢化钠( NaAIH4)是有机合成的重要还原剂，其合成线路如下图所示。(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应，其反应的化学方程式为 。(2)实验室利用下图装置制取无水AlC13。 A中所盛装的试剂的名称 点燃D处酒精灯之前需排除装置中的空气，其的理由是 。其操作是 。 (3)改变A、B试管中和D中的试剂就可以用该装置制取NaH。最好将B试管中原来的 改为 ，如果操作不当，制得的NaH中可能含有_杂质。16.无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为 。(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为 。(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是 。(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32 g。写出上述除杂过程中涉及的离子方程式：_、_。AlCl3产品的纯度为_。(5)工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl3的工艺中，最后一步是由AlCl36H2O脱水制备无水AlCl3，实现这一步的方法是_。17.硼与铝的性质相似，能与氧气、氢氧化钠溶液等物质反应。硼与氯气反应生成三氯化硼(BCl3)，生成的三氯化硼遇水水解产生白雾（已知：BCl3的熔点为-107.3，沸点为12.5），且三氯化硼用于制取乙硼烷（B2H6）。某兴趣小组设计如图所示装置制备三氯化硼。回答下列问题：（1）盛浓盐酸的装置名称为_。（2）装置B的作用是_，装置E的作用是_。（3）装置D中发生反应的化学方程式为_。（4）装置F的作用是_，可以用一个盛装_（填试剂名称）的干燥管代替装置F和G，使实验更简便。（5）为了顺利完成实验，点燃酒精灯的正确操作是_(填字母)，其理由是_。A先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯 B 先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯C同时点燃A、D两处酒精灯8.(1)合理(2) NaOH溶液；2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2(3)B (4)A9.（1）还原性（2） 6H+ Al2O3= 2Al3+ 3H2O a.NO2b. 对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能c. 1，1，4H+，1，1，2H2O（3） NH3 8Al +3NO3-+ 5OH-+ 2H2O = 3NH3+ 8AlO2-（4）2Al +2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+ 3H214.（1）表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀或致密的氧化铝膜将环境中的电解质溶液与内层金属隔离(2)H2、HCl、AlCl3；NaCl（3）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe （4）BC （5）Al3e+4Cl=AlCl415.（1）NaAlH4+2H2O =NaAlO2 + H2（2）高锰酸钾（或氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙）防止金属铝与氧气反应生成氧化铝使产品不纯；打开分液漏斗活塞使A中发生反应，待D中充满黄绿色气体时点燃酒精灯（3）饱和食盐水 NaOH溶液 Na Na2O216.(1)Al2O33Cl23C2AlCl33CO(2)SOCl2H2O=SO2Cl2H(3)除去FeCl3(4)Fe33OH=Fe(OH)3Al34OH=AlO2H2O96%(5)在HCl气流中加热脱去结晶水17.（1）分液漏斗（1分）；（2）除去Cl2中的HCl（1分）；冷却和收集三氯化硼（2分）；（3）2B+3Cl22BCl3（2分）；（4）防止水蒸气进入装置E（1分）；碱石灰（1分）；（5）a（1分）；先用Cl2排尽装置