浙江专版2019版高考化学大一轮复习专题四从矿物到基础材料课时1从铝土矿到铝合金学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时 1 从铝土矿到铝合金 考纲导航 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 2015 2016 2017 9月 10月 4月 10月 4月 (1)地壳中铝的含量及存在形式，铝合金 a (2)从铝土矿中获得铝的方法 b (3)两性氧化物、两性氢氧化物的概念， Al2O3、 Al(OH)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系 c 31 (4)铝的重要性质 (跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象 ) b (5)明矾的组成及净水原理 b 考点一 铝的性质和制法 主干精讲 1铝的存在和物理性质 (1)存在：在地壳中含量前四位的元素依次是 O、 Si、 Al、 Fe，铝元素

2、全部以 化合态 的形式存在。 (2)银白色有金属光泽的固体，有良好的 传热性 、 导电性 和延展性，密度较小，质地柔软，在空气中具有抗腐蚀能力，原因是 与氧气反应形成致密的氧化物保护膜 。 2铝的化学性质 【 精品教育资源文库 】 3从铝土矿中获得铝的方法 (1)从铝土矿制备铝的工艺流程： Al2O3(含杂质 ) NaOH溶液 NaAlO2 通 CO2 Al(OH)3 灼烧 Al2O3 电解 Al (2)从铝土矿中获得铝涉及的反应化学方程式 溶解： Al2O3 2NaOH=2NaAlO2 H2O。 酸化： NaAlO2 CO2 2H2O=Al(OH)3 NaHCO3。 灼烧： 2Al(OH)

3、3= Al2O3 3H2O。 电解： 2Al2O3=通电 4Al 3O2 。 典例剖析 【例 1】 下列关于铝单质 的叙述中正确的是 ( ) 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由于铝具有强还原性，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 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【 精品教育资源文库 】 比铝强。 答案 B 【例 2】 2017 金华市义乌中学高三 (上 )月考 A、 B、 C是单质，其中 A 是金属，各种物质间的转

4、化关系如图： 根据图示转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式 A_， B_，乙 _，丁 _。 (2)写出下列变化的化学方程式 A 与 NaOH溶液反应的化学方程式 _。 甲与 NaOH溶液反应的离子方程式 _。 (3)将一定量的 A加入到 NaOH溶液中，产生的 C在 标准状况下的体积为 3.36 L，则消耗的 A的物质的量为 _，转移电子的物质的量为 _。 解析 常见金属单质中能与 NaOH溶液反应产生气体的只有 Al，所以 A是 Al，乙是 NaAlO2，C是 H2；甲是 Al 的化合物，可和 NaOH溶液反应产生 NaAlO2，可甲能是 Al2O3，则丙是 H2O，B即是 O2，根据

5、 NaAlO2 CO2 2H2O=NaHCO3 Al(OH)3 得丁是 Al(OH)3，验证符合转化关系。 (1)由上述分析可知， A 为 Al， B为 O2，乙是 NaAlO2，丁 是 Al(OH)3； (2)Al 与 NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为： 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 ； Al 2O3与 NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为： Al2O3 2OH =2AlO2 H2O； (3)产生的 H2在标准状况下的体积为 3.36 L，物质的量为 3.36 L22.4 L/mol 0.15mol，根据 2Al 2NaOH2H2O=2N

6、aAlO2 3H2 可知，消耗的 Al的物质的量为 0.15mol 23 0.1 mol，转移电子物质的量为 0.1 mol3 0.3 mol。 答案 (1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3 (2)2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 Al 2O3 2OH =2AlO2 H2O (3)0.1 mol 0.3 mol 【 精品教育资源文库 】 【例 3】 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 _ _。

7、(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、称量，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： _、_。 AlCl 3产品的纯度为 _。 解析 (4)由题意： 0.32 g 为 Fe2O3， n(FeCl3) 0.32 g160 gmol 12 0.004 mo

8、l， w(AlCl3)16.25 g 0.004162.5 g16.25 g 100% 96%。 答案 (1)Al2O3 3Cl2 3C= 2AlCl3 3CO (2)SO23 Cl2 H2O=SO24 2Cl 2H (3)除去 FeCl3 (4)Fe 3 3OH =Fe(OH)3 Al3 4OH =AlO2 2H2O 96% 考点精练 1下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是 ( ) A K B Na C Fe D Al 【 精品教育资源文库 】 解析 金属铝 在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化， D正确。 K、 Na、 Fe表面形

9、成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属， A、 B、 C错误。 答案 D 2足量下列物质与相同质量的铝反应，放 出氢气且消耗溶质物质的量最少的是 ( ) A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸 解析 A 项， 2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO2 3H2 ， 1 mol Al 消耗 1 mol NaOH； B 项， 2Al 3H2SO4=Al2(SO4)3 3H2 ， 1 mol Al消耗 1.5 mol H2SO4； C项， 2Al 6HCl=2AlCl3 3H2 ，1 mol Al消耗 3 mol HCl； D项， Al和稀硝酸反应不放 H2。综上所述，符合题意的是 A项。 答案

10、 A 3 2017 金华市十校联考高三 (上 )期末 化合物甲是由短周期元素组成的陶瓷材料，是一种以共价键相连的物质，具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质。乙是制备这种材料的起始原料，也是铝土矿的主要成分。制备时采取碳热还原氮化法，即把乙与炭粉按一定比例混合，在流动 N2 气氛中加热到一定温度即可得到甲和可燃性气体丙，二 者原子个数之比均为 11 。 8.2 g甲与足量的氢氧化钠溶液混合可以得到无色溶液丁，并产生标准状况下 4.48 L气体戊。 (1) 甲的晶体类型为 _ ， 写 出 碳 热 还 原 氮 化 法 制 甲 的 化 学 方 程 式_。 (2)工业制备甲的过程中可能含有的杂质有 _

11、。 (3)气体戊 的结构式为 _，写出甲与足量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，验 证溶液丁中产物阴离子的实验方法为 _ _。 解析 乙是制备这种材料的起始原料，也是铝土矿的主要成分，则乙为 Al2O3；制备时采取碳热还原氮化法，即把乙与炭粉按一定比例混合，在流动 N2 气氛中加热到一定温度即可得到甲和可燃性气体丙，二者原子个数之比均为 11 ，发生 Al2O3 N2 3C= 2AlN 3CO，则甲为 AlN，丙为 CO， 8.2 g 甲 (AlN)与足量的氢氧化钠溶液混合可以得到无色溶液丁，并产生标准状况下 4.48 L气体戊，戊为氨气。 (1)甲为 AlN，以共价键相连的物质，具有耐高温

12、、抗冲击、导热性好等优良性质，则为原子晶体，碳热还原氮化法制甲的化学方程式为 Al2O3【 精品教育资源文库 】 3C N2= 2AlN 3CO； (2)由 Al2O3 3C N2= 2AlN 3CO可知，反应物中固体可能剩余，还可生成 Al4C3，制备甲的过程中可能含有的杂质 有 Al2O3、 C、 Al4C3 等； (3)戊的结构式为，甲与足量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 AlN NaOH H2O=NaAlO2 NH3 ，验证溶液丁中溶质的实验方法为取少量溶液丁于试管中，逐滴加入稀盐酸，若先产生白色沉淀后消失，说明为 NaAlO2。 答案 (1)原子晶体 Al2O3 3C N2= 2

13、AlN 3CO (2)Al2O3、 C、 Al4C3等 (3) AlN NaOH H2O=NaAlO2 NH3 取少量溶液丁于 试管中，逐滴加入稀盐酸，若 先产生白色沉淀后消失，说明为 NaAlO2 【易错警示】 1活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层氧化膜，有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁等；有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝在常温下，表面生成致密的氧化膜保护层，使得活泼的镁、铝在空气中能稳定存在，具有很强的抗氧化性。 2 (1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生 “ 钝化 ” ，而不是铝与浓 硫酸、浓硝酸不反应。 (2)铝与氢氧化钠

14、溶液反应，还原剂是 Al，氧化剂是 H2O而不是 NaOH。 【规律方法】 铝与非氧 化性酸或碱溶液反应生成 H2的量的计算 Al与酸、碱溶液反应实质上都是 0Al 失去 3e +3Al， 2H 得 2eH2， Al与酸、碱溶液反应时存在的重要关系： 2Al 6H 3H2； 2Al 2OH 3H2，也可以利用电子得失守恒灵活计算。 1等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为 V（ H2） HClV（ H2） NaOH 11 。 2足量的铝分别与含等物质的量的 HCl和 NaOH的溶液反应，产生氢气的体 积比为 V（ H2） HClV（ H2） NaoH 13 。 【 精品教育资源文库 】 3一定量的铝分别与含等物