【化学】2021版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第11讲铝及其重要化合物讲义新人教版

1、精品word可编辑资料- - - - - - - - - - - - -笫三朮金屈及甘化含物第 11 讲铝及其重要化合物第 11 讲铝及其重要化合物第 50 页，共 41 页- - - - - - - - - - i学问梳理考点一铝、镁的性质及应用夯实基础突砸疑难考纲靈乘了瞬紀、镂及其產翌化合物的主奧性履和应用铝位于元素周期表第三周期川a1. 铝的结构和存在元素；自然界中的铝全部以化合态的形式存在；2. 金属铝的物理性质族，原子结构示意图为铝是地壳中含量最多的金属银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地松软；3. 金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离

2、子方程式:和诚 成致密的皱化腿匕土 4 旳 +36 注 eal/b2ai + 3c1 2 点燃=2alcl 3酸严空.遇冷的浓硫酸或浓硝酸锂北-1 + 611（： l（工十 ：*i3 f2ai + 2nao 片 2h2 o=2naai釧 3f f2ai + fezq 高温=ai 2q+ 2fe 铝热反应 14. 对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属占燃2mg+ c 2= =mgo能被 ci 2、q 氧化反应点燃3mg+ nb=mc|nb能与沸水反应与水反应反应很困难mg+ 2h 2o=mgoh+与碱反应能溶于强碱溶液不反应能与 fezq 、与某些氧能在 co 中燃烧： 2m 叶mno 、cr2q

3、等金属氧化物发生铝化物反应热反应占燃co= 2=mgof c5. 铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等；【深度摸索】依据 mg al 单质的性质，摸索回答以下问题：(1) 铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？答案 铝在常温下快速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，爱护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能；(2) ai 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“ai 既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？答案 不恰当；金属性是指元素的原子失电子的才能，非金属性是指元素的原子得电子的能力；铝不论是与酸反应仍是与碱

4、反应，都是失去3e ，化合价上升为 + 3 价，均是仍原剂，因而铝具有较强的金属性；(3) 铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案 铝与酸、碱反应的实质都是ai 失 a| 3+,2得皂 ha ，只不过碱中的 来源于水的 电离；氧化剂分别为酸和水；(4) ai 与 mgc 的混合物在高温下能发生铝热反应吗？为什么？答案 不能；缘由是铝的仍原性比镁弱；(5) 镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有哪些： 用化学式表示 ；2解题探究剖析题型思维建模答案 mgo mgnb 、c题组一 对比把握铝、镁的性质1. 镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不行少的原料；工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有

5、以下气体：空气、 co 2、 ar 、 h2 、 n2 , 其中可作为冷却气体的是（ ）a. 和 b. 和 c.和 d. 和 答案 c解析加热时 c2 、n 2、co 等都能与镁反应；2. 以下关于铝单质的表达中正确选项（）a. 由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长b. 由于铝具有强仍原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属c. 常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层d. 由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆答案 b解析 铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强；3. 镁、铝单质的化学性质以相像为主，但也存在某些重

6、大差异性；以下物质能用于证明二者存在较大差异性的是 （） co 盐酸 naoh 溶液水a. b. c. d. 答案 c3解析al 能与 naoh 溶液反应而mg 不能； mg 能在 co 中燃烧而 al 不能；题组二铝与酸或碱反应的特点4. 将等物质的量的镁和铝混合 ,取等质量该混合物四份，分别加到足量的以下溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是 1a.3 mol .lhcl1c.8 mol .lnaoh答案 ab.4 mol .l 1 hnq1d.18 mol .lh2 sq解析在镁、铝混合物中加入hno 和浓 h2 sq 都不产生 h2; 加入 naoh 溶液，只有 al 与之反应生成 h2

7、 , 而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成h2, 所以放出 h2 的量最多；5. 铝是中学化学学习阶段的唯独一种既能与酸（非氧化性酸 ）反应又能与强碱溶液反应放出h 2 的金属，就铝的这一特别性质回答以下问题：(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；(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和氢氧化钠溶液中，产生ha 的体积之比是；(3) 足量的两份铝分别投入到等体积、肯定物质的量浓度的hci 、naoh 溶液中，二者产生的h 2 相等，就 hci 和 naoh 勺物质的量浓度之比是 ； 甲、乙两烧杯中各盛有 100 ml 3

8、mol.l1 的盐酸和 naoh 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉， 反应终止后，测得生成的气体体积比为v甲 ： v乙 =1 :2, 就加入铝粉的质量为；a.5.4 g b.3.6 g c.2.7 g d.1.8 g答案 11 ：121 ：333 ：14a解析 依据化学方程式：2al + 6hci=2aici3 + f、2al + 2naohb 2fo=2naaio+3h 2 f,得 al 与 h 2 的关系式均为 2ai . 3, 故只要参与反应的ai 的量相等，所得hb 的量必 相等；(2) 由于在反应中 ai 过量，产生的 h2 由 hci 和 naoh 勺量打算；依据化学反应中的关

9、系式：6hci . 3 耳、2nao . 3h2 ，故当 hci 、naoh 物质的量相等时，二者产生耳的体积比为 1 :3；由于铝足量且产生h 2 相等，依据关系式n hci ： nnaoh = 3 :1，又由于两溶液体积相等，故物质的量浓度chci :c naoh = nhci :nnaoh = 3： 1； 其反应原理分别为2ai + 6hci=2aicl 3 +f, 2ai + 2naohf 2h 2 o=2naai釧f；可见当参与反应的hci 和 naoh 的物质的量一样多时，产生 h 2 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

10、对于naoh 来说是不足的；2ai + 6hci = 2aici3+ 3hz f6 mol3 mol13 mol .l x0.1 l0.15 mol4就 al 与 naoh 反应生成的 h2 为 0.15 mol x2= 0.3 mol ；2ai + 2naohf 2fo=2naaio+f2x27 g3 mol5.4 g0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g ；, - 思维建模 -,1. 铝与酸、碱反应生成h2 的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2ai + 6hci=2aicl 3 + 3hf、2ai + 2naoh+失 3e 2h 2o=2naai釧 3h 2 f；从化学方程式可以

11、看出ai 与酸、碱反应时生成 h2 的实质都是 ai 5al 3 十，所以无论与酸仍是与碱反应，al 与 ha 的关系都是 2ai . 3ha ；6等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比v2 hci 1v 2 naoh 1(2) 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比v打 2 hcivh 2naoh13；(3) 肯定量的铝分别与肯定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比11 v 2 hci3 v 2 naoh 酸式电离碱式电离与反应,f- -alhj+3ha 氮氧与反应- akohh 十 naoh受热分解： 2aioh 3=ai2c 3+ 3h

12、 2q制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为ai3+ +3nh .h2 o=aioh 3 j+ 3nh f； naaiq 溶液中通入足量 co , 离子方程式为 aio 】+ cq + 2ho=aiohu+ hco ；7一3 + naaiq 溶液与 aici 3 溶液混合： 3aio 2 + al + 6fo=4aioh4；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； 明矶的化学式为 kaiso 4 2 . 12h 2o, 它是无色晶体，可溶于水，水溶液ph7 填“ al 3+均转 化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的；题组二制备 aioh 3 的正确途径mgo3.用含

13、少量镁粉的铝粉制取纯洁的氢氧化铝，以下操作步骤中最恰当的组合是加盐酸溶解加烧碱溶液溶解加入盐过滤通入过量co 生成aioh 3 沉淀酸生成 aioh 3 沉淀加入过量烧碱溶液a. b. c. d. 答案 b解析 如先用盐酸溶解， mg ai 均溶解，制取 aioh 3 的步骤较多；从 naaiq 制备 aioh 3, 如加盐酸不简洁掌握量的多少；故b 项操作步骤为正确次序；4.如甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备aioh3o规定必用的药品如下：350 g 70%h 2 so溶液， naoh 固体 240 g ，足量铝屑、水 不能用其他药品 ；甲、乙、丙用各自设计的方案制得aioh 3 的质量分

14、别是 w/ 、w、w；三种试验方案如下： 甲：铝 t 加 naoh 溶液 t 加 h 2sq 溶液宀 wg aioh 3乙：铝 t 加 hb sq 溶液 t 加 naoh 溶液 t wg aioh 3丙：铝. hso 溶液 t w g aioh3铝 t 加 naol 溶液试回答：1 从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，试验方案最合理的是三位同学制得的aioh 3,ww 、w 其质量由大到小的次序是 制得 aioh 3 的最大质量是 _o答案 1丙 2 www 3520 g3+题组三 有关 ai 、aio 】的离子反应5. 常温下，以下各组离子在指定溶液中能大量共存的是a. 中性溶液中

15、： cl 、mgs al 3*、k9b. 1.0 moi .l的 naaiq 溶液中： ci 、hco 、k、ca1c. 在强碱性环境中：aio 八 sio 3 _、na 、kd. 0.1 moi .l_1 明矶溶液中： n 才、 aio _、hco 、na +答案 c解析 a 项， ai 3 +易水解，在中性溶液中水解生成aioh 3 沉淀； b 项， hco + aio _ + h 2o=aioh 3 j+ co ； d 项， al 3+与 aio ；、hco 因发生双水解反应不能大量共存；6. 以下变化中的离子方程式书写正确选项+a. 向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4nh 72 0+ al

16、 3 =aio t + 4nh f + 2h2ob. nhaiso 4 2 溶液中滴加少量 naoh 溶液： al 3+ nh f + 4oh =aioh 3 + nh 3 . hoc. 向明矶溶液中加入过量的baoh 2 溶液： ai 3+ +2sct + 2ba 2+ +4oh t=2basoj + aio ； + 2h 2od. 向 naaiq 溶液中通入足量 cq :2aio ； + co + 3h 2o=2aioh 3 j+ co 答案 c解析 a 项，氨水不能溶解aioh 3 ； b 项， nh t、ai3+中 ai3+与 oh 先反应； d 项，通足量 co 时，应生成 hco

17、；i练后反思归纳总结 1. 含铝杂质的提纯方法归类利用 ai、aho 、aioh 3 可溶于强碱的特性，可除去很多物质中的含铝杂质，如：(1) mgai : 加足量 naoh 溶液；(2) fe 2qai 2q : 加足量 naoh 溶液；(3) mgoh 2aioh 3: 加足量 naoh 溶液；(4) mg 2+ ai 3+: 加过量 naoh 溶液，过滤，再加酸充分溶解；22. 离子共存问题(1) ai3+水解呈酸性，与oh 、aio 八 cohcq 、s等不能大量共存；(2) aio ；水解呈碱性，与1、hco 、al3. 含 ai 3+的溶液与碱反应的先后次序3+ fe3+等不能大量

18、共存；当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应次序，如向含有h+ nhl mgs al 3+的混合溶液中逐滴加入 naoh 溶液， naoh 先与屮反应，再与 mgs al 3+反应生成沉淀，再与nht 反应，最终才溶解 aioh 3 沉淀；4. 明矶溶液与 baoh 2 溶液反应分析(1) 沉淀的物质的量最大 此时 ai 3+完全沉淀 2ai 3+ +3so + 3ba 2+ +6oh =2aioh 3 j+ 3basq j；(2) 沉淀的质量最大 此时 so ；完全沉淀 10al 3 + + 2so ； + 2ba 2+ +4oh=aio ；+2baso j +2fo ；考点三用数形结合

19、思想懂得“铝三角”学问梳理夯实基础突破疑难1. ai 3+、aioh 3、aio ；之间的转化关系11写出实现上述各步转化的离子方程式；3+答案 al+3nh3 .h2 0=ai0hj+ 3nh t3+ al+ 3ai0 ； + 6h2o=4aioh 3 j al + 30h =ai0h 3 j+3 +2ai0h 3 + 3h =ai+ 3h 203ai 3 + +40h _ =aic _ +2f0-l3 丰4ai0 2 + 4h =ai + 2h 205ai0 +c0 + 2h20=ai0h 3 j +hc ai0 + h+ + hb0=ai0h 3 j6ai0h 3+ oh =aiq+ 2

20、h02. 与 ai0h 3 沉淀生成有关的图像分析(1) 可溶性铝盐溶液与 na0h 溶液反应的图像 从上述转化关系中挑选符合图像变化的离子方程式，下同 可溶性铝盐溶液中逐滴加入na0h 溶 液操作至过量立刻产生白色沉淀 t 渐多 t 最多 t现象渐少 t 消逝na0h 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量无沉淀 有但即溶 t 显现沉淀t 渐多 t 最多 t 沉淀不消逝.nlarohldzrlakolb1图像ba+方程ab: 1 式bd: 6l序号ab: 您bc: 1 (2) 偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至操作过量立刻产生白色沉淀 t 渐多 t 最多 t现象渐少 t

21、消逝稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量无沉淀 t 显现沉淀 t 渐多 t 最多 t沉淀不消逝12图像r iaz1t234elar niaiotfd1方程式ab: 5 ab: 虫序号bc: 2_bc: 1 【深度摸索】1. 以下各项操作中，能显现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_；向饱和碳酸钠溶液中通入过量的co 向 naaiq 溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向aici 3 溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸答案解析 中 nco 与 cq 、ho 反应生成 nahcq 由于 nco 的溶解度比 nahco 勺大，因而只 会产生沉淀； naaio 2 溶液中加入稀盐

22、酸，开头时产生白色沉淀aioh 3, 当盐酸过量时， aiqh 3 又溶于盐酸；向aici 3 溶液中加入 naoh 溶液，开头时产生白色沉淀aioh 3, 当naoh 过量时， aioh 3 又溶于 naoh 只会生成 hsio s 沉淀；2. 以下各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是 ； naoh aici3 nahco hsq naaiq 、nahso na zco 、hci na zco 、nahco caoh 2 答案解析 都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象；3+ 向含 ai 的溶液中滴加 naoh 溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐步溶解；向naoh 溶液中 滴加含ai

23、3+的溶液：开头无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解；两次现象不同，可以鉴别； 不论是 nahco 溶液滴入 hsq 溶液中仍是 h 2sc 4 溶液滴入 nahco 液中都会立刻产愤怒泡， 现象相同，无法鉴别； nahso=na+ h+ s*, 溶液显强酸性；向naaiq 溶液中滴加 nahso 开头显现白色沉淀后沉淀逐步溶解；向nahso 溶液中滴加 naaiq 溶液：开头无现象，后显现白色沉淀；现象不同，可以鉴别； 向 nq co 溶液中滴加盐酸：开头无现象，后产愤怒泡；向盐酸中滴加nq co 溶液：立刻产愤怒泡；现象不同，可以鉴别； 无论是 nahc 昭液仍是 na zco 溶液，

24、加入到 caoh 2 溶液中都会产生白色沉淀，无法鉴别；3. 按要求画出图像；1向 mgcb 、aici 3 溶液中 假设各 1 mol , 逐滴加入 naoh 溶液，画出沉淀的物质的量随naoh 溶液体积变化的图像；13答案n沉淀）向 hci 、mgcb 、aici 3、nhci 溶液中（假设各 1 mol ），逐滴加入 naoh 溶液，画出沉淀的物质的量随 naoh 溶液体积变化的图像；答案向 naoh naaio 2 溶液中 （假设各 1 mol ），逐滴加入 hci 溶液，画出沉淀的物质的量随hci答案hci 溶液，画出沉淀的物质的量随 hci 溶液体积变化的图像；溶液体积变化的图像；

25、答案向 naoh ca （oh ）2、naaio 2 溶液中 （假设各 1 moi ），通入 co 气体，画出沉淀的物质的量随 co 通入的变化图像；答案14解析反应次序为caoh 2+ co=caco x +h 2o151 mol 1 mol 1 mol2nao wcq=naco + hbo1 mol 0.5 mol 0.5 mol2naalo 2 +cq + 3h bo=2aioh s j +nazco1 mol 0.5 mol 1 mol 0.5 molne 2co +co +h2 o=2nahco1 mol 1 molcaco co + h2o=cahc 3o2解题探究剖析题型思维建模

26、3+题组一 a|、aio ； 形成 al（ oh ） 3 图像的综合分析1. 如图表示 alcl 3 溶液与 naoh 溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线；以下判定错误选项 （ ）a. 线表示 al3+的物质的量的变化b. x 表示 alcl 3 的物质的量c. 线表示 al（ oh ） 3 的物质的量的变化d. 线表示 aio 】的物质的量的变化答案 b解析 alcl 3 溶液与 naoh 溶液混合有两种方式：向 alcl 3 溶液中缓慢滴加 naoh 溶液，开头有1 mol 1 mol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, 明显符合题意，就

27、x 表示 naoh 的物质的量， b 项错误；另一种方式是向naoh 溶液中缓慢滴加alcl 3溶液，开头没有沉淀，后有沉淀生成，与此题图示情形不符；2. 以下曲线图 （纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量）与对应的选项相符合的是 （ aioh 3、aio - 三者之间的转化比例：4ohi 30h-oh- ial 3+ - al oh4h+ 明晰 al3+溶液中加碱 oh 的几种常见变形图像，如：./lo 0.2 0.4 o.b o 02 0.4 16 o 0.2 il4 0.6 0.8abci3 i图 a 中， n h :n al = 2 ： 1；图 b 中，如已知原溶液中含有mg ；就可

28、推出：12i3in mg :nal = 1 ： 1；图 c 中，如已知原溶液中含有h 和 mg , 就可推导出： nh ： n al 3111 :n mg 2 = 2 ：+1 ： 1；2.可溶性铝盐与强碱反应的运算规律1求产物 aloh 3 的量-3 +1 当 noh w3al 时， naloh 3 = -noh ;3 当 3n al 3+ noh 4 nal 时， naloh 3 = 0, 无沉淀；2求反应物碱的量 如碱不足 ai 3+未完全沉淀 ：n oh = 3naloh 3 ; 如碱使生成的 aloh 3 部分溶解：一3 +n oh = 4nal naloh 3 ；考点四化工生产中镁、

29、铝及其化合物的转化关系学问梳理夯实基础突破疑难1.从海水中提取镁的流程1 流程：贝壳輕*60 旦石灰乳海术 -jmgoh. 皿心过吃竽, . mgcp. 阳 0或苦茵魁. 一一遽 ej1 7 说肚临体f 3h+h+ |20(2) 主要化学反应 :制石灰乳：21高温cacg=.a3 cof、ca3 h 2o=caoh;2 i2 _l2 i 沉淀 mg :mg + caoh 2=mgoh 2j+ ca ; 制备 mgc b:mgoha+ 2hcl=mgc 2+ 2h2 q一 电解 电解 mgc b:mgcl 2熔融 =mg+ ch f；2. 工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要

30、以化合态的形式存在于氧化铝中；铝土矿的 主要成分是 ai 2q,此外仍含有少量sio 2 、fe 2q 等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是al 2c3 的提纯；由于 ai 2o 是两性氧化物，而杂质sio 2 是酸性氧化物， fe 2q 是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案；方案一：碱溶法争论回答以下问题：电解. 1 冰晶石由曲】精町七i 较纯前阳偽厂| 沉淀: 川心両1- 滤液(1) 写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式；_2 答案 ai2q + 2oh =2aio _ + hko, sq 2+ 20h =siq + h2oaio + co + 2h2o=aioh b j +h

31、co , sio 3 _ + 2co + 2ho=bsio 3 j +2hco厂蹿隹(2) 步骤中不用盐酸或 h2sq 酸化的理由是答案 由于 aio _与酸反应生成的 aioh 3 具有两性，可溶于强酸，不易掌握酸的量；co 廉价而且生成的副产物nahco 用途广泛，经济效益好(3) 步骤中得到较纯的ai 2q，可能含有杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：；答案 sio 2 由于 sio 2 的熔点很高，在加热到1 000 c左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法22争论回答以下问题 :(1) 写出、中可能发生反应的离子方程式；23+3 +3+答案 al 203 + 6h =2

32、al+ 3h2 o, fe 2q+ 6h =2fe+ 3foal3+ + 4oh=aiq+2h 2 o, fe 3+ + 3oh =feohpj(2) 步骤中不用氨水沉淀fe 3+的缘由：解题探究剖析题型思维建模答案 aioh 3 只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将feoh 3 和 aioh 3 分别题组一铝的提炼过程maoh | -1. 铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过以下工艺可以冶炼金属铝以下说法中错误选项 a. 中除加试剂外，仍需要进行过滤操作b. a、b 中铝元素的化合价相同c. 中需要通入过量的氨气d. 进行的操作是加热，而且d 肯定是氧化铝答案 c解析 反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，a 正确； a、b 中 al 元素分别以 aici 3 和 naaiq 形式存在，其中铝的化