（人教通用版）2015屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)講義 第二節(jié) 鋁及其化合物

第二節(jié)鋁及其化合物明考綱要求理主干脈絡(luò)1.了解鋁的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。鋁的性質(zhì)及應(yīng)用1鋁的物理性質(zhì)及用途物理性質(zhì)狀態(tài)色澤密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性固態(tài)銀白色2.7 gcm3660.42 467較小很好良好用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制備汽車(chē)、飛機(jī)、生活用品等2鋁的原子結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表中第三周期第A，原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。鋁在地殼中含量豐富，僅次于氧，自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。3鋁的化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2Al3Cl22AlCl32Al2OH2H2O=2AlO3H22AlFe2O32FeAl2O31.判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)鋁制餐具可長(zhǎng)時(shí)間存放兩性或堿性食物。()(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al2OH=AlOH2。()(3)鋁的還原性強(qiáng)，易在空氣中銹蝕，所以鋁制品的使用時(shí)間很短。()(4)鋁的導(dǎo)電性強(qiáng)，且價(jià)格低廉，常用于制造電線、電纜。()(5)用鋁粉和氧化鎂的粉末混合共熱可冶煉出鎂。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2將下列物質(zhì)及其用途用“”連接起來(lái)。AlA治療胃酸過(guò)多明礬 B門(mén)窗合金、飛機(jī)材料Al(OH)3 C耐火材料Al2O3 D凈水劑答案：BDAC3金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，能與酸反應(yīng)，常溫下為什么能用鋁制槽車(chē)來(lái)儲(chǔ)運(yùn)濃硫酸？提示：常溫下，濃H2SO4能使鋁“鈍化”，故可用鋁制品盛裝濃H2SO4。4鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么鋁制品有較好的抗腐蝕性能？提示：鋁在常溫下易被空氣中的O2氧化，表面形成一層致密的氧化物薄膜，起保護(hù)作用。5相同質(zhì)量的鋁分別與足量的稀鹽酸、NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生H2的量相同嗎？提示：相同。原因是Al失去電子數(shù)相同，產(chǎn)生H2的量也相同。鋁與酸、堿反應(yīng)的計(jì)算方法鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2從化學(xué)方程式可以看出，Al與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)是：AlA，所以不論是Al與酸還是與堿反應(yīng)，Al與產(chǎn)生H2的關(guān)系均是：2Al3H2。(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為。(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為<<，則必定是：鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。1.鋁是中學(xué)化學(xué)階段常見(jiàn)既能與酸、又能與堿反應(yīng)放出H2的金屬，依據(jù)這一特殊性質(zhì)，回答下列問(wèn)題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是_。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是_。2甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol/L的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則加入鋁粉的質(zhì)量為()A5.4 gB3.6 gC2.7 g D1.8 g答案專(zhuān)區(qū)1.解析：(1)等質(zhì)量的兩份鋁，分別與足量的HCl、NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的量相等。(2)等物質(zhì)的量的HCl和NaOH(均設(shè)為6 mol)，與足量的Al反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，生成H2.解析：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，由化學(xué)方程式可知，若在等物質(zhì)的量的鹽酸和NaOH溶液中分別加入足量鋁，反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為：3 mol3 mol313。(3)足量的Al分別與一定量的鹽酸，NaOH溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生H2的量相等(均設(shè)為3 mol)，則消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為6 mol2 mol31答案：(1)11(2)13(3)312的體積之比為13，現(xiàn)在產(chǎn)生H2的體積之比為12，說(shuō)明鋁粉的量相對(duì)于鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，相對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)是不足量的，所以與鹽酸反應(yīng)的鋁粉質(zhì)量為2.7 g，與NaOH反應(yīng)的鋁粉質(zhì)量為5.4 g。答案：A鋁的重要化合物1氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)：屬于兩性氧化物，寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：(2)用途：熔點(diǎn)很高，是一種較好的耐火材料，天然產(chǎn)剛玉的成分是Al2O3，還可制作各種寶石。2氫氧化鋁(1)白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3OH=AlO2H2O；2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制備：向鋁鹽溶液中加入氨水，離子方程式為：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。向偏鋁酸鹽溶液中通入足量CO2，離子方程式為：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。3明礬凈水原理明礬的化學(xué)式為：KAl(SO4)212H2O，其凈水的原理涉及到的離子方程式表示為：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H。1.判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)(2013江蘇高考)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體的離子方程式：Al33H2O=Al(OH)33H。()(2)(2013全國(guó)大綱卷)明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀的離子方程式：2Ba23OHAl32SO=2BaSO4Al(OH)3。()(3)(2012江蘇高考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3。()(4)(2011江蘇高考)向NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2的離子方程式：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO。()(5)用可溶性鋁鹽制取Al(OH)3最好選用NaOH溶液而不選用氨水。()(6)Al(OH)3具有兩性，能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，但不溶于弱酸(如碳酸)、弱堿(如氨水)。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2有下列物質(zhì)：AlAl(OH)3Na2CO3NaHCO3Al2O3(NH4)2CO3既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的有：_。答案：、3實(shí)驗(yàn)室常用Al2(SO4)3與氨水反應(yīng)制備Al(OH)3，為什么不使用NaOH溶液？提示：Al(OH)3能溶于過(guò)量NaOH溶液而不溶于過(guò)量氨水，故不使用NaOH溶液。利用“含鋁化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系”解答問(wèn)題的策略1Al3、AlO、Al(OH)3的轉(zhuǎn)化關(guān)系2應(yīng)用(1)制取Al(OH)3：Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(2)判斷離子共存問(wèn)題：Al3與OH及AlO、CO、S2等弱酸根陰離子或AlO與H、HCO以及弱堿陽(yáng)離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。(3)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同)：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。(4)分離提純：利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。利用Al2O3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。利用Al(OH)3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al3與其他金屬陽(yáng)離子。1.用含有少量Mg的Al片制取純凈的Al(OH)3，下列操作中最恰當(dāng)?shù)慕M合是()加鹽酸溶解加NaOH溶液過(guò)濾通入過(guò)量CO2生成Al(OH)3加鹽酸生成Al(OH)3加過(guò)量氨水生成Al(OH)3ABC D2(2013鄭州模擬)下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥B用過(guò)量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥得到MgO3甲、乙、丙三位同學(xué)用鋁屑、稀H2SO4、NaOH溶液設(shè)計(jì)了制取Al(OH)3的三種實(shí)驗(yàn)方案：甲同學(xué)：AlAl2(SO4)3Al(OH)3乙同學(xué)：AlNaAlO2Al(OH)3丙同學(xué)：從節(jié)省原料的角度分析，上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中哪種為最佳方案？并指明理由。答案專(zhuān)區(qū)1.解析：2Al2OH2H2O=2AlO3H2，Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，過(guò)濾后向NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2生成Al(OH)3沉淀，再過(guò)濾就可得到Al(OH)3。答案：C2.解析：Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入過(guò)量氨水時(shí)，F(xiàn)e3、Al3均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。答案：B3.答案：丙同學(xué)的方案為最佳方案。理由是制取相同量的Al(OH)3如2 mol Al(OH)3。甲同學(xué)需用2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH；乙同學(xué)需用：2 mol Al、2 mol NaOH、1 mol H2SO4；丙同學(xué)需用：2 mol Al、1.5 mol NaOH、0.75 mol H2SO4。數(shù)形結(jié)合解答Al(OH)3的圖像題1四個(gè)基本圖像(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)3(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O Al33AlO6H2O=4Al(OH)32.拓展圖像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過(guò)量，圖像如圖1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過(guò)量，圖像如圖2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過(guò)量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過(guò)量，圖像如圖3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)，沉淀圖像如圖4所示。1(2012安徽高考)已知室溫下，Al(OH)3的Ksp或溶解度遠(yuǎn)大于Fe(OH)3。向濃度均為0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系，合理的是()解析：選C由題中信息可知，滴入NaOH溶液，起始時(shí)生成Fe(OH)3沉淀，因此起始時(shí)不會(huì)生成Al(OH)3沉淀，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)?shù)稳胍欢w積的NaOH溶液后才能生成Al(OH)3沉淀，當(dāng)Al3全部沉淀后，加入過(guò)量的NaOH，Al(OH)3沉淀全部溶解，C項(xiàng)正確。2A、B、C三種不同的物質(zhì)，都含有同一種元素，它們能發(fā)生如下轉(zhuǎn)變：ABC已知：A是一種難熔的金屬氧化物，試回答下列問(wèn)題：(1)AB反應(yīng)的離子方程式是_。(2)向B的溶液中通入CO2時(shí)，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量隨通入CO2的體積的變化關(guān)系是_。解析：金屬氧化物中只有Al2O3能夠和NaOH溶液反應(yīng)，所以A是Al2O3，B是NaAlO2，C是Al(OH)3。向NaAlO2溶液中通入CO2時(shí)，先發(fā)生反應(yīng)：2NaAlO23H2OCO2=2Al(OH)3Na2CO3，先產(chǎn)生白色沉淀，后發(fā)生：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，由于Al(OH)3不溶于碳酸，所以沉淀量不發(fā)生任何變化，圖像符合要求。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)3下面六個(gè)圖中，橫坐標(biāo)為某溶液中加入某物質(zhì)的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)為生成沉淀的物質(zhì)的量，將圖中的字母代號(hào)填入下表。溶液加入的物質(zhì)字母代號(hào)飽和石灰水通入過(guò)量CO2AlCl3溶液通入過(guò)量NH3MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量含少量HCl的AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量FeCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量解析：發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，故其沉淀生成與消失時(shí)消耗的CO2的物質(zhì)的量是相同的，其圖像應(yīng)為B。AlCl3溶液中通入NH3只發(fā)生反應(yīng)：3H2OAlCl33NH3=3NH4ClAl(OH)3，生成的Al(OH)3不能溶于弱堿溶液中，其對(duì)應(yīng)圖像應(yīng)為C。發(fā)生如下反應(yīng)：MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl，AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，故先生成沉淀，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)又發(fā)生如下反應(yīng)而使沉淀部分溶解：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，因Mg(OH)2與堿不反應(yīng)，所以沉淀不能完全消失，因此其對(duì)應(yīng)圖像為A。發(fā)生如下反應(yīng)：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。其反應(yīng)現(xiàn)象為先生成白色沉淀，再逐漸溶解且前后消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為31，故其對(duì)應(yīng)圖像為E。反應(yīng)如下：HClNaOH=NaClH2O，AlCl33NaOH=3NaClAl(OH)3，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。此時(shí)優(yōu)先發(fā)生的是酸堿中和反應(yīng)，故開(kāi)始時(shí)應(yīng)無(wú)沉淀產(chǎn)生，后續(xù)反應(yīng)與上述中相同，故其圖像應(yīng)為F。FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量，只發(fā)生如下反應(yīng)：FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl(生成紅褐色沉淀且不消失)，其對(duì)應(yīng)圖像應(yīng)為C。答案：BCAEFC以“鋁土礦中提取鋁”為載體串聯(lián)鋁元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)高考載體(2009福建高考T24)從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：知識(shí)串聯(lián)設(shè)計(jì)(1)流程甲中加入鹽酸后生成Al3的離子方程式為_(kāi)。(2)流程乙中加入燒堿后生成AlO的離子方程_。 (3)鋁在生產(chǎn)生活中的用途非常廣泛，請(qǐng)列舉一例并說(shuō)明利用了鋁的何種性質(zhì)？_。 (4)電解氧化鋁制鋁的化學(xué)方程式為_(kāi)。電解時(shí)為什么要加入冰晶石？_。(5)鋁鍋不宜長(zhǎng)時(shí)間存放酸性或堿性食物的原因是什么？_。試分別寫(xiě)出Al與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：_，_。(6)流程甲中濾液B的成分是什么？往濾液B中加入過(guò)量燒堿的目的是什么？能否用氨水代替NaOH溶液？_。(7)流程乙中濾液Y的主要成分是什么？能否將CO2更換為鹽酸？_。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)Al2O32OH=2AlOH2O(3)鋁的用途廣泛，如：用鋁合金可以制造飛機(jī)、汽車(chē)等(利用鋁的密度小)；可以制導(dǎo)線(利用鋁的導(dǎo)電性)；可以制炊具(利用鋁的導(dǎo)熱性)；可以冶煉難熔金屬(利用鋁的還原性)等。(4)2Al2O34Al3O2由于Al2O3的熔點(diǎn)很高，直接加熱使其熔化需要消耗大量能量，在氧化鋁中添加冰晶石(Na3AlF6)，能使氧化鋁熔化溫度降低，從而減少了電解過(guò)程中能量的消耗。(5)鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應(yīng)而被腐蝕。2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H2(6)濾液B的成分是AlCl3、FeCl3及過(guò)量的HCl；加入過(guò)量NaOH溶液的目的是分離Al3和Fe3，反應(yīng)的離子方程式分別為：Al34OH=AlO2H2O，F(xiàn)e33OH=Fe(OH)3。不能用氨水代替NaOH溶液，原因是Al(OH)3不溶于氨水不能分離Al3和Fe3。(7)濾液Y的主要成分是NaAlO2和過(guò)量的NaOH，不能用鹽酸替換CO2，原因是Al(OH)3能溶于過(guò)量鹽酸中。 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！