高考化学一轮复习专题二-第二单元-从铝土矿到铝合金省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第二单元从铝土矿到铝合金1．了解并能应用常见金属活动次序。2．了解Al及其主要化合物主要性质和主要应用。3．了解金属材料在生产和生活中主要应用。1/591．以铝土矿为原料提取铝工业流程。2．铝三角之间转化关系。3．相关铝及其化合物图像分析。2/59一、铝性质及制备1．物理性质

铝是_______轻金属，熔点__，硬度__，含有良好导电、导热、延展性。2．化学性质银白色低小3/593．从铝土矿中提取铝4/59反应原理：①________________________________②_________________________________________Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO35/59

铝为活泼金属，为何在生活中用途广泛？提醒铝制品表面有一层致密氧化膜，可保护内层金属不被氧化，抗腐蚀性很强，铝密度小，强度大，塑性好，易于加工，所以在生活中用途广泛。6/59二、铝主要化合物1．氧化铝和氢氧化铝性质氧化铝(Al2O3)氢氧化铝[Al(OH)3]物理性质白色固体，难溶于水，熔点很高白色胶状物质，难溶于水，有较强吸附性化学性质与盐酸反应_____________________________________________________________与强碱反应______________________________________________________________________加热不分解制备方法Al(OH)3受热分解可溶性铝盐与氨水主要用途做耐火材料、冶炼铝原料制药、净水Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O2NaAlO2＋H2OAl2O3＋2NaOH===7/59KAl(SO4)2·12H2O<8/59

试验室中用可溶性铝盐(Al3＋)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，普通不用NaOH等强碱，为何？提醒氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，所以试验室制备氢氧化铝时普通不用氢氧化钠等强碱代替氨水，因强碱用量极难控制，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀。9/5910/591．既能与强酸又能与强碱反应物质

(1)金属单质：Al等；(2)两性氧化物：Al2O3等；(3)两性氢氧化物：Al(OH)3等；(4)弱酸铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；(5)弱酸酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；(6)氨基酸。2．“铝三角”应用规律

(1)判别(利用滴加次序不一样，现象不一样)：

AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶解。两个规律…………………………11/59NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无显著现象，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。(2)分离提纯：①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其它金属混合物。如Mg与Al混合物。②利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其它金属氧化物混合物。如Al2O3与MgO混合物。③利用Al(OH)3两性，分离Al3＋与其它金属阳离子混合物。如MgCl2与AlCl3混合物。12/59三种方法…………………………13/59离子反应次序问题当溶液中有各种离子存在时要考虑离子之间反应次序，如向含有H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH4＋反应，最终溶解Al(OH)3沉淀。一个注意…………………………14/59铝学习我以为主要抓住“铝三角”转化关系，假如转化清楚，化学方程式会书写，那就OK了。难点是几个化学方程式书写，如铝与氢氧化钠反应，经常忘记补水，再如偏铝酸钠溶液中通CO2，常包括量多和量少问题。我体会………………………15/59Na、Mg冶炼均是电解熔融氯化物，Al冶炼为何不电解AlCl3，而电解熔融Al2O3，电解Al2O3时为何加冰晶石？提醒

AlCl3是共价化合物，熔融时不能电离出阴、阳离子；加冰晶石降低Al2O3熔融温度，从而降低了冶炼过程中能量消耗。问题征解………………………16/59必考点16

铝和酸、碱反应分析17/5918/59(·宿迁模拟)将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L－1某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩下。该溶液可能为 (

)。A．HNO3溶液

B．Ba(OH)2溶液C．H2SO4溶液

D．HCl溶液【典例1】思维引入

Al能与H＋、OH－反应，结合化学方程式注意量关系，注意HNO3特殊性。19/59解析

Al为0.2mol，溶液中溶质为0.4mol。A项中硝酸不会与铝反应生成氢气；B项中，n(OH－)＝0.8mol，与铝反应OH－有剩下；C、D两项中n(H＋)分别为0.8mol、0.4mol，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，所以C项中H＋有剩下，D项中铝有剩下。答案

D20/5921/59甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量铝粉，反应结束后测得生成气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉质量为 (

)。A．5.4g B．3.6gC．2.7g D．1.8g解析若甲、乙两烧杯中Al完全反应，产生H2体积比为1∶1。据：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑【应用1】22/59若甲、乙两烧杯中各0.3molHCl和NaOH完全反应，产生H2体积比为1∶3。现甲、乙两烧杯中放出H2体积比为1∶2，则甲烧杯(HCl)中Al过量而乙烧杯(NaOH)中Al不足，碱过量。2Al＋6HCl===AlCl3＋3H2↑

0.3mol

0.15mol2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑5．4g

0.15mol×2答案

A23/591．可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素存在形态分析必考点17

铝转化中数形结合思想24/592．偏铝酸盐与强酸(如盐酸)反应，Al元素存在形态分析25/593．Al(OH)3沉淀图像分析 (1)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液

①现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐步溶解。

②相关反应：26/59(2)向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液①现象：先无显著现象，然后逐步产生大量白色沉淀。②相关反应：27/59(3)在AlO2－溶液中逐滴加入强酸至过量①现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐步溶解②相关反应：A→B：AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：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：开始无显著现象，反应一段时间后逐步产生白色沉淀②相关反应：A→B：4H＋＋AlO2－===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓28/59(·启东中学模拟)某同学研究铝及其化合物性质时设计了以下两个试验方案。【典例2】29/59NaOH溶液和盐酸浓度均是3mol·L－1，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH和HCl时产生沉淀物质量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间关系。以下说法不正确是 (

)。A．b曲线表示是向X溶液中加入NaOH溶液B．在O点时两方案中所得溶液浓度不相等C．a、b曲线表示反应都是非氧化还原反应D．X溶液显酸性，Y溶液显碱性思维引入注意铝与酸、碱反应量关系，注意图像可能表示含义。30/59解析方案①中，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，0.1molAl与0.3molHCl恰好完全反应，X为AlCl3，溶液显酸性，向X溶液中加入NaOH溶液，开始就有沉淀生成，故a曲线表示此过程；方案②中，0.1molAl与0.3molNaOH反应，NaOH过量，Y为NaOH和NaAlO2混合物，溶液呈碱性，Y中加入盐酸，先发生H＋＋OH－===H2O，后发生AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，故b曲线表示此过程，O点表示两曲线沉淀量相同时，沉淀量也最大，溶质只有NaCl，总而言之A、B错误。答案

AB31/59明确铝转化关系Al3＋→Al(OH)3→AlO2－→Al(OH)3

→Al3＋，Al3＋生成1份Al(OH)3需要3份OH－，而溶解只需1份，由溶解OH－，可推算出生成Al(OH)3所需OH－，从而计算出Al3＋量，同理AlO2－生成1份Al(OH)3需要1份H＋，溶解需要3份。——相关铝化合物图像分析思绪32/59以下图像正确是 (

)。【应用2】33/59解析

H＋与Al3＋不反应，A错；H＋与AlO2－能反应，当Al(OH)3最多时，AlO2－最少，D错；OH－能与Al3＋反应，当Al3＋最少时，Al(OH)3最多，当Al(OH)3最少时，AlO2－最多，且Al3＋、Al(OH)3、AlO2－物质量最大值相等，B符合上述量值特点而C不符合。答案

B34/59解化学计算题，最关键是要搞清各个改变化学过程，其次才是分析其中定量关系。分析综合问题时，要用次序法把化学反应按先后排列出来，便于思索，不然思维易混乱。用假设法分析多个反应哪个优先发生(最少能够这么思索问题，不影响解题结果)，优先发生反应产物必不与溶液中其它成份反应，不然不能共存。如，在有氢氧化镁沉淀偏铝酸钠溶液中滴加盐酸，在加入盐酸时，因为偏铝酸钠存在于溶液中，而氢氧化镁是沉淀，所以在加入时，盐酸应先与溶液中AlO2－反应，只有当过量时才与沉淀中氢氧化镁反应。应用35/59在50mLbmol·L－1AlCl3溶液中加入50mLamol·L－1NaOH溶液。(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀物质量为________。(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质量为________g。解析

(1)依题意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有以下两反应发生：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl

①AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O ②当场指导36/5937/59方法二：守恒法。此种条件下，溶液中离子有Na＋、Cl－、AlO2－。n(AlO2－)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05amol－0.05×3bmoln[Al(OH)3]＝n(Al3＋)总－n(AlO2－)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)molm[Al(OH)3]＝78g·mol－1×0.05(4b－a)mol＝3.9(4b－a)g38/5939/59考向1对铝化学性质考查5年2考考向2对铝化合物考查5年4考Hold住考向名师揭秘铝考查重点是Al3＋、AlO2－、Al(OH)3相互转化，Al单质性质(尤其是铝热反应)、Al3＋判别等。以铝土矿提取铝为材料工艺流程题成为高考新热点。40/591．(·四川，11)向mg镁和铝混合物中加入适量稀硫酸，恰好完全反应生成标准情况下气体bL。向反应后溶液中加入cmol·L－1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到沉淀质量为ng。再将得到沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则以下关系不正确是 (

)。对铝化学性质考查41/59解析向mgMg、Al混合物中加入适量稀H2SO4，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2＋与Al3＋质量和为mg；向反应后溶液中加入cmol·L－1KOH溶液VmL，使金属离子恰好完全沉淀，发生反应是：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，则得到沉淀质量是Mg2＋、Al3＋质量与KOH溶液中OH－质量质量和，所以n＝m＋V×10－3×c×17＝m＋1.7×10－2Vc，C项错误。答案

C42/592．(·上海综合，10)世界上一次性建成最长高速铁路——京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采取铝合金材料制造，这是因为铝合金 (

)。 A．比纯铝熔点高 B．含有比较活泼化学性质 C．各种成份在自然界中含量丰富，轻易获取 D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强

解析

A项，铝合金熔点比纯铝低，错误；B项，作为制造车厢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，铝含量丰富，但却不轻易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误。

答案

D43/593．(·山东理综，29(1))对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

以下为铝材表面处理一个方法：①碱洗目标是除去铝材表面自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是________________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入以下试剂中________。a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO344/59②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________。取少许废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀原因是______________________________________。解析碱洗时，部分除去了氧化膜Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中AlO2－转化为Al(OH)3沉淀，应向溶液中通入CO2，加HNO3，如若过量会造成沉淀溶解。铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H＋浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。答案

①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋HCO3－与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al(OH)3沉淀45/59(1)向NaAlO2溶液中通入过量CO22AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－

(

) (·江苏，6D)(2)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂(

) (·江苏，5A)(3)用氨水判别Al3＋、Mg2＋和Ag＋

(

) (·天津理综，3A)(4)新制氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O (

) (·海南，12D)对铝化合物考查1．判断正误46/59(5)向明矾溶液中加入过量氢氧化钡溶液：Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO2－＋2H2O (

) (·四川，9A)(6)Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ (

) (·纲领，7A)(7)向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入NaHSO4溶液，沉淀消失 (

) (·北京卷，8C)47/59解析

(1)通入过量CO2应生成HCO3－。(3)氨水使Al3＋、Mg2＋生成沉淀，不过氨水均不能使沉淀溶解，无法区分。(6)氨水是弱碱，Al(OH)3不溶于弱碱，正确为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。(7)Al3＋与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，加入NaHSO4呈强酸性，使Al(OH)3溶解。答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×

(7)√48/592．(·上海，21)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH氨水和NaOH溶液，各加入10mL0.1mol·L－1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。以下判断正确是(

)。 A．甲中沉淀一定比乙中多 B．甲中沉淀可能比乙中多 C．甲中沉淀一定比乙中少 D．甲中和乙中沉淀可能一样多

解析若碱少许，Al3＋生成Al(OH)3一样多；若碱过量，过量NaOH把Al(OH)3溶解一部分，而过量NH3·H2O不会溶解Al(OH)3；所以B、D项正确。

答案

BD49/593．(·山东理综，30)试验室采取MgCl2、AlCl3混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程以下：(1)为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物。(2)以下列图所表示，过滤操作中一处错误是________。50/59(3)判断流程中沉淀是否洗净所用试剂是________。高温焙烧时，用于盛放固体仪器名称是________。(4)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，试验室可用以下装置制备。51/59装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置主要作用是__________________________________________________________。F中试剂作用是___________________________________，用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G作用，所装填试剂为________。52/59解析本题考查化学试验、装置图识别、基本操作等知识。(1)Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，则先加入氨水。(2)过滤时漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁。(3)检验沉淀是否洗净可向洗涤液中加入AgNO3溶液，观察是否有沉淀产生。高温焙烧在坩埚中进行。(4)装置B中饱和NaCl溶液用于除去氯气中HCl，F盛装浓硫酸，预防水蒸气进入E。用干燥管盛装碱石灰能够起到F和G作用。答案

(1)B

(2)漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化AgNO3溶液)坩埚(4)除去氯气中HCl预防水蒸气进入E碱石灰(或NaOH与CaO混合物)53/59【常见考点】①Al