备考2024届高考化学一轮复习讲义第三章金属及其化合物第4讲镁铝及其化合物考点2铝及其化合物

考点2铝及其化合物1.铝的性质及用途（1）铝的物理性质及用途银白色固体，具有良好的导热性、导电性和延展性，熔点为660.37℃。纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。（2）铝的化学性质与非金属单质反应4Al＋3O22Al2O32Al＋3Cl2点燃2AlCl3与酸反应遇冷的浓硫酸或浓硝酸[1]钝化；Al＋4HNO3（稀）Al（NO3）3＋NO↑＋2H2O与非氧化性强酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应：[2]2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑（填离子方程式）与强碱溶液反应[3]2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑（填离子方程式）铝热反应[4]2Al＋Fe2O3高温2Fe＋Al2O3注意铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金属进一步被氧化。2.Al2O3和Al（OH）3的性质及用途Al2O3Al（OH）3类别两性氧化物两性氢氧化物物理性质高熔点，高沸点，高硬度，不溶于水的白色固体不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性化学性质①与强酸反应：[5]Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O（填离子方程式，下同）②与强碱反应：[6]Al2O3＋2OH－＋3H2O2[①与强酸反应：[7]Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O②与强碱反应：[8]Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－③灼烧：[9]2Al（OH）3△Al2O3＋3H2O用途作耐火材料；炼铝原料可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸过多；可作制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料注意既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al（OH）3。3.从铝土矿中提取Al2O3的流程铝土矿的主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。方案一：碱溶法①中相关反应的离子方程式为[10]Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al（OH）4]－，SiO2＋2OH－SiO32－＋H2O③中相关反应的离子方程式为[11][Al（OH）4]－＋CO2Al（OH）3↓＋HCO3－，SiO32－＋2CO2＋2H2OH2SiO3↓＋2HC（实际生产中，硅元素转化为硅铝酸钠沉淀）方案二：酸溶法①中相关反应的离子方程式为[12]Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O。②中相关反应的离子方程式为[13]Al3＋＋4OH－[Al（OH）4]－Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓。1.易错辨析。（1）[江苏高考改编]铝的金属活动性强，故可用于制作铝金属制品。（✕）（2）铝粉和氧化铁组成的铝热剂可用于焊接钢轨。（√）（3）铝可用作包装材料和建筑材料。（√）（4）蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液，可制备无水AlCl3。（✕）（5）氢氧化铝受热易分解，故可用于中和过多的胃酸。（✕）（6）氧化铝熔点高，故可用作电解冶炼铝的原料。（✕）（7）明矾溶于水并水解形成胶体，故可用于净水。（√）（8）实验室可用氧化铝坩埚做熔化NaOH、Na2CO3固体的实验。（✕）2.写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式，分析反应的本质，指出该反应的氧化剂和还原剂，并用单线桥法标出该反应电子转移的方向与数目：+3H2↑铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al（OH）3，Al（OH）3再与NaOH反应生成Na[Al（OH）4]，反应中Al为还原剂，H2O为氧化剂。3.回答下列问题：（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（相同条件下）之比是1∶1。（2）足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积（相同条件下）之比是1∶3。（3）足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液中，二者产生的H2的体积（相同条件下）相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是3∶1。4.写出下列反应的离子方程式。（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量：Al3＋＋3OH－Al（OH）3↓，Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－。（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量：Al3＋＋4OH－[Al（OH）4]－Al3＋＋3[Al（OH）4]－4Al（OH）3↓。（3）向Na[Al（OH）4]溶液中滴加盐酸至过量：[Al（OH）4]－＋H＋Al（OH）3↓＋H2O，Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O。（4）向盐酸中滴加Na[Al（OH）4]溶液至过量：[Al（OH）4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O，Al3＋＋3[Al（OH）4]－4Al（OH）3↓。（5）向AlCl3溶液中逐滴滴加氨水：Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3NH4＋（6）向Na[Al（OH）4]溶液中通入过量CO2气体：[Al（OH）4]－＋CO2Al（OH）3↓＋HCO3－研透高考明确方向命题点1有关铝及其化合物的性质1.下列说法正确的是（D）A.[江苏高考改编]用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2：Al＋4OH－＋H2O[Al（OH）4]－＋H2↑B.[2022全国甲改编]明矾溶液与过量氨水混合：Al3＋＋4NH3＋4H2O[Al（OH）4]－＋4NH4C.[江苏高考]Al（s）NaOH（aq）Na[Al（OH）4]（aq）过量HCl（D.[江苏高考改编]室温下，在0.1mol·L－1NaOH溶液中，Na＋、K＋、CO32－、[Al（OH）4解析题给离子方程式不符合电荷守恒、原子守恒和得失电子守恒，A项错误；Al（OH）3不能溶于氨水中，故明矾溶液与过量氨水混合的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3NH4＋，B项错误；Al（OH）3（s）在HCl（aq）中不能存在，C项错误；室温下，题给四种离子在碱性条件下能大量共存，D命题拓展[素材拓展]按照要求写出明矾与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式。（1）Al3＋恰好完全沉淀：2Al3＋＋3SO42－＋3Ba2＋＋6OH－2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓（2）SO42－恰好完全沉淀：Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－[Al（OH）4]－＋技巧点拨Al3＋为弱碱阳离子，易水解生成的命题点2有关铝的制备工艺流程2.工业上用铝土矿（主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。下列叙述正确的是（A）A.试剂X可以是氢氧化钠溶液B.试剂Y可以是HCl，它与[Al（OH）4]－反应生成Al（OH）3C.图中涉及的反应中包含2个氧化还原反应D.将试剂X与Y进行互换，最终可以达到相同目的解析NaOH与Al2O3反应，与Fe2O3不反应，试剂X可以是氢氧化钠溶液，A项正确；若试剂Y是HCl，则过量HCl与[Al（OH）4]－反应生成Al3＋，得不到Al（OH）3沉淀，B项错误；题图中涉及的反应中，只有电解熔融Al2O3得到Al的反应为氧化还原反应，C项错误；试剂Y为CO2，若将试剂X与Y进行互换，CO2不与Al2O3反应，最终不能达到相同目的，D项错误。3.[海南高考改编]KAl（SO4）2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用d（填标号）。a.HCl溶液 b.H2SO4溶液c.氨水 d.NaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑。（3）沉淀B的化学式为Al（OH）3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大。（4）已知：Kw＝1.0×10－14，Al（OH）3＋H2O⇌[Al（OH）4]－＋H＋K＝2.0×10－13。Al（OH）3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于20。解析（1）试剂①的作用是除去废易拉罐中的Fe、Mg杂质，根据题意，应选择NaOH溶液，以溶解Al，过滤出Fe、Mg。（2）易拉罐溶解过程中，Al与NaOH溶液发生反应。（3）滤液A的主要成分为Na[Al（OH）4]，加入NH4HCO3得到的沉淀为Al（OH）3。明矾溶于水，溶液呈弱酸性，是由于Al3＋发生水解，使溶液中H＋浓度增大。（4）Al（OH）3＋H2O⇌[Al（OH）4]－＋H＋的K＝c（[Al（OH）4]－）·c（H＋）＝2.0×10－13。Al（OH）3溶于NaOH溶液发生反应Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，平衡常数K＝c([Al（OH）4]－命题拓展[变式拓展]实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如图所示：下列叙述错误的是（B）A.回收处理废易拉罐有利于保护环境