1、高 考 总高 考 总 复 习 优 化 设 计复 习 优 化 设 计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JIGAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第第2 2节铝及其重要化合物节铝及其重要化合物第四单元第四单元 2022 备考要点 1.了解铝及其重要化合物的制备方法。 2.掌握铝单质及其重要化合物的主要性质及其应用。 素养要求 1.宏观辨识微观探析:认识铝及其化合物的两性,能从铝化合物的多样 性,理解铝及其化合物的性质。 2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关铝及其化合 物性质的探究方案,进行实验探究。 考点一考点二 考点一考
2、点一铝单质的性质及制备铝单质的性质及制备 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.铝的原子结构和在自然界中的存在 铝的原子结构示意图为。铝位于元素周期表 ,自然界中的铝全部以态存在。 第三周期第A族化合 考点一考点二 2.金属铝的物理性质 铝是色、具有金属光泽的固体,硬度,具有良好的 、导热性和延展性。 银白较小 导电性 考点一考点二 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式: 3.铝的化学性质 考点一考点二 Al形成致密的氧化膜, 离子方程式: 4Al+3O2=2Al2O3 Al+3Cl22AlCl3 2Al+6H+=2Al3+3H2 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2Al+
3、2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2 考点一考点二 微点拨(1)Al与MgO不能发生铝热反应,原因是Mg的活泼性强于Al。 (2)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。 考点一考点二 4.铝的制备 工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备铝单质: (写化学方程式)。 微点拨工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3的方法而不用AlCl3作原料的原因 是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。 2Al2O3(熔融)4Al+3O2 考点一考点二 5.铝热反应 (1)实验原理:高温下铝将较不活泼的金属从其氧化物中还原出来。 (2)实验
4、装置:铝粉还原氧化铁的实验装置如图所示。 考点一考点二 (3)引燃剂和铝热剂: a.引燃剂:镁条、氯酸钾。 b.铝热剂:铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 (4)铝热反应的应用: a.该反应为放热反应,铝在高温下还原出了金属单质。在冶金工业上常利 用这一原理制取熔点较高的金属,如3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn等。 b.该反应原理可以应用在生产上,如焊接钢轨等。 考点一考点二 自我诊断 1.在做铝的燃烧实验时,用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至其熔 化,看到的现象是铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝并不滴落。原因是什么? 2.铝与NaOH溶液反应的机理
5、是什么? 提示 铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜,使内部的铝被 Al2O3包裹着,所以熔化的铝不易滴下。 提示 2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2。铝先与强碱溶液中的水反应 生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAl(OH)4,反 应中铝是还原剂,水是氧化剂,NaOH不发生电子得失。 考点一考点二 3.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。() (2)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。() (3)常温下,铝与稀硝酸反应可以制取氢气。() (4)铝在空气中耐腐蚀,所以铝是
6、不活泼金属。() (5)冶炼铝时常用焦炭作还原剂。() 答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考点一考点二 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向铝的性质及用途铝的性质及用途 【典例】 下列有关铝的实验现象、用途解释正确的是() 选项实验现象解释 A 铝制成的槽车可以密封贮运浓硫 酸或浓硝酸 铝不能与浓硫酸或浓硝酸反 应 B 取一块铝箔,用酒精灯点燃,铝箔只 熔化成液体而没有脱落 铝不易被氧化 C 向氯化铵溶液中投入一铝片,铝片 上产生大量气泡 该气体是氨气 D 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱 性较强的液体食物 Al和Al2O3既可以与强酸反 应又可以与强碱反应 考点一考点二 答案D 解析
7、 常温下,铝遇浓硫酸、浓硝酸被钝化,并不是不反应,A项错误;铝箔用 酒精灯点燃,铝箔只熔化成液体而没有脱落,是因为铝箔表面被氧化产生一 层致密的Al2O3薄膜,由于Al2O3熔点高,将熔化的Al包裹在里面没有脱落,故 B项错误;氯化铵水溶液显酸性,加入铝发生反应产生H2,C项错误;铝制炊具 表面有一层氧化膜Al2O3,Al和Al2O3既可以与强酸反应又可以与强碱反应, 故不能盛放酸性或碱性较强的液体食物,D项正确。 考点一考点二 易错警示(1)能与铝反应生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶 液。 (2)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应,生成H2的量相同。 (3)等物质的量的酸和碱与足
8、量的铝反应,生成H2的量由酸和碱的物质的量 决定。 考点一考点二 对点演练 铝是中学化学学习阶段的一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能 与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题: (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 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H2的体积之比是。 考点一考点二 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶 液中,二者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是 。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3molL-1的盐酸和Na
9、OH溶液,向两烧杯 中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为 V(甲) V(乙)=1 2,则加入铝粉的质量为(填字母)。 A.5.4g B.3.6gC.2.7gD.1.8g 考点一考点二 答案 (1)1 1(2)1 3(3)3 1(4)A 解析 (1)根据化学方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2可知,Al与H2的关系式均为 2Al3H2,故只要参加反应的Al的量相等,所得H2的量必相等。 (2)因为在反应中Al过量,产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反 应中的关系式:6HCl3H2、2NaOH
10、3H2,故当HCl、NaOH物质的量相等时, 二者产生H2的物质的量之比是1 3,即产生H2的体积之比为1 3。 (3)因为铝足量且产生H2的量相等,根据关系式可得 n(HCl) n(NaOH)=3 1,又因为两溶液体积相等,故物质的量浓度 c(HCl) c(NaOH)=n(HCl) n(NaOH)=3 1。 考点一考点二 (4)其反应原理分别为 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2。可见 当参加反应的HCl和NaOH的物质的量相同时,产生H2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,而对于
11、 NaOH来说是不足的。 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 6mol3mol 3molL-10.1L0.15mol 考点一考点二 则Al与NaOH溶液反应生成的H2为0.15mol2=0.3mol。 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2 227g3mol 5.4g0.3mol 即投入的铝粉的质量为5.4g。 考点一考点二 深度指津 1.铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(含Al3+),但与稀硝酸反应不 生成H2,且常温下在浓硝酸、浓硫酸中发生钝化。 2.铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(含Al(OH)4-)。 3.铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算及比较。 Al与酸
12、、碱反应,实质上都是,2,故Al与酸、碱溶 液反应时,Al与H2的物质的量均可利用关系式2Al3H2进行计算,也可以直 接利用电子得失守恒进行计算。 考点一考点二 (1)等质量的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 (2)足量的铝分别与含等物质的量HCl和NaOH的溶液反应,产生氢气的体积 (3)一定量的铝分别一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产 考点一考点二 铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠溶液过量。 考点一考点二 考点二考点二铝的重要化合物铝的重要化合物 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.Al2O3 (1)物理性
13、质:Al2O3是高熔点的氧化物,常作为材料及冶炼 的原料。 (2)化学性质(用离子方程式表示): 耐火 金属铝 Al2O3+6H+=2Al3+3H2O Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4- 考点一考点二 (1)物理性质:Al(OH)3是难溶于水的白色胶状沉淀,它能吸附水中的 ,常用于水的净化,并能色素。 (2)化学性质。 受热分解:化学方程式为 。 悬浮物 吸附 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 2.Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=Al(OH)4- 考点一考点二 (3)制备(用离子方程式表示)。 Al3+3Al(OH)4-=4
14、Al(OH)3 考点一考点二 微点拨(1)Al(OH)3具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱溶液(如NaOH溶 液),但不溶于弱酸溶液(如H2CO3溶液)、弱碱溶液(如氨水)。 (2)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al(OH)3, 多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸 盐(如CH3COONH4等)。 考点一考点二 3.明矾净水原理 明矾的化学式为, 其净水原理涉及的 离子方程式为。 KAl(SO4)212H2O Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ 考点一考点二 4.Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4
15、-之间的转化关系 写出上述转化的离子方程式: (1); ; 。 Al3+3Al(OH)4-=4Al(OH)3 Al3+3OH-=Al(OH)3 考点一考点二 (2)。 (3)。 (4)。 (5); 。 (6)。 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Al3+4OH-=Al(OH)4- Al(OH)4-+4H+=Al3+4H2O Al(OH)4-+H+=Al(OH)3+H2O Al(OH)3+OH-=Al(OH)4- 考点一考点二 5.从铝土矿中提取Al2O3的两大工艺流程 由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两 大工艺流程(括号中为主要成分
16、): 考点一考点二 自我诊断 1.明矾可用于自来水的消毒吗? 提示 不能。明矾能净水,净水只是除去水中的悬浮杂质并使其沉降,不能 杀菌消毒。 考点一考点二 2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)向1molL-1AlCl3溶液中加过量的6molL-1NaOH溶液制备Al(OH)3悬浊 液。() (2)氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂。() (3)Al2O3熔点高,可用作耐高温材料。() (4)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程 式:Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3N。() (5)将氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中,产生大量白色沉淀。() 答案 (1)(2)
17、(3)(4)(5) 考点一考点二 3.通过小组讨论,总结和铝有关的符合下面转化关系的物质,并把与铝相关 的物质的化学式写在横线上。 (1)aebd (2)aebd 答案 (1)NaAl(OH)4HClAlCl3Al(OH)3 (2)AlCl3NaOHNaAl(OH)4Al(OH)3 考点一考点二 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1铝的重要化合物的性质用途铝的重要化合物的性质用途 【典例1】 (2020河北唐山调研)下列有关铝的化合物的说法正确且存在因 果关系的是() A.Al2O3的熔点很高,可用作耐火材料 B.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝 C.明矾是净水剂,可用于饮用水的
18、杀菌消毒 D.Al(OH)3具有两性,可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 考点一考点二 答案A 解析 氧化铝熔点很高,所以可以作耐火材料,A项正确;电解冶炼铝,只能说 明熔融氧化铝能导电,是离子晶体,但与Al2O3的两性无关,B项错误;明矾溶 于水后,铝离子水解形成氢氧化铝胶体,可用于净水,以除去水中的悬浮物, 明矾并不能杀死水中的细菌和病毒,C项错误;Al(OH)3具有两性,但不能中 和太弱的酸,D项错误。 考点一考点二 对点演练1下列除去杂质的方法不正确的是() A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥 B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+
19、C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液 中通入过量CO2后过滤、洗涤、干燥 D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥 得到MgO 答案B 解析 氨水与Fe3+和Al3+均能反应生成氢氧化物沉淀,不符合除杂的要求。 考点一考点二 考向考向2用铝土矿提取铝及其化合物的工艺流程题用铝土矿提取铝及其化合物的工艺流程题 【典例2】 (2020山西太原诊断)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3xH2O、 Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料,提取时操作过程如图所示,图 中操作错误的是() A. B. C.
20、D. 考点一考点二 答案A 解析 由流程图可知,反应得到的滤液为NaAl(OH)4溶液,加入过量盐酸 后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀,中应通入过量CO2使Al(OH)4-转化为 Al(OH)3,操作错误;Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解,故操作 需要加热使Al(OH)3在较高温度下发生分解,错误。 考点一考点二 对点演练2(2020甘肃武威第十八中学诊断考试)工业上用铝土矿(主要成分 为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下: 考点一考点二 下列叙述正确的是() A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸 B.反应过滤后所得沉淀为氢氧化铁 C.图中所示转化
21、反应都不是氧化还原反应 D.反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3 考点一考点二 答案D 解析 由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠可知,溶液乙中 含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳,故试剂X可以是氢氧化钠溶液,不可能 为盐酸,故A错误;氧化铁与氢氧化钠不反应,反应后过滤所得沉淀为氧化 铁,故B错误;电解熔融氧化铝生成铝,属于氧化还原反应,故C错误;反应 为过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠,该反应 的化学方程式为NaAl(OH)4+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3,故D正确。 考点一考点二 深度指津含铝化合物的转
22、化关系及其应用 1.Al3+、Al(OH)4-、Al(OH)3的转化关系 2.可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应,铝元素的存在形式 考点一考点二 考点一考点二 4.含铝元素杂质的除杂方法归类 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱溶液的特性,可除去许多物质中的含 铝杂质,如(括号中物质为杂质): (1)Mg(Al):加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥; (2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥; (3)Mg(OH)2Al(OH)3:加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥; (4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤、洗涤,再加酸充分溶解得到的沉
23、淀。 考点一考点二 网络构建 考点一考点二 核心速记 1.掌握两种两性化合物的性质 (1)Al2O3(2)Al(OH)3 2.掌握3种制备氢氧化铝的方法 (1)向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3N。 (2)NaAl(OH)4溶液中通入足量CO2,离子方程式为Al(OH)4-+CO2 =Al(OH)3+HC。 (3)NaAl(OH)4溶液与AlCl3溶液混合:3Al(OH)4-+Al3+=4Al(OH)3。 考点一考点二 核心速记 3.必记的与铝有关的化学方程式 (1)2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2 (2)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 (3)Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4 更多精彩内容请登录志鸿优化网志鸿优化网 http:/www.zhyh.org/ 本本 课课 结结 束束
