1、第二讲铝及其化合物第二讲铝及其化合物 1了解铝的主要性质及应用。 2了解铝的重要化合物的主要性质及应用。 1依据铝等金属及其化合物的特征进行的无机推断(简答)题。 2有关Al单质及化合物性质的实验探究(简答)题。 一、铝 1铝的原子结构和存在铝位于元素周期表 ，原子结构示意图为_。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于 。自然界中的铝全部以 态存在。 2金属铝的物理性质 色有金属光泽的固体，有良好的 、 和传热性等，密度较小，质地柔软。第第3周期周期A族族硅硅化合化合延展性延展性银白银白导电性导电性 3金属铝的化学性质根据下列转化关系，完成相关化学方程式。2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2N
2、aOH2H2O=2NaAlO23H2 将铝箔在空气中用酒精灯加热能否燃烧？将铝粉撒向酒精灯火焰能否燃烧？为什么？提示铝箔在空气中用酒精灯加热，熔化但不燃烧，是因为铝箔在空气中加热表面被氧化为一层致密的氧化物薄膜，从而阻止了铝与氧气的反应。将铝粉撒向酒精灯火焰，铝粉燃烧，发出耀眼的点点星光，是因铝粉与空气的接触面增大，使反应更加剧烈。铝热反应发生的原因是什么？ 二、铝的重要化合物 1氧化铝和氢氧化铝氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3物理性质白色固体，熔点很高白色胶状物质，难溶于水化学性质与酸反应 与碱反应 Al(OH)3OH=Al(OH)2H2OAl2O36H=2Al33H2OAl2O3
3、2OH=2AlOH2OAl(OH)33H=Al33H2O不分解不分解KAl(SO4)212H2O 无无 可可 面积能吸附水中杂质形成沉淀而净水面积能吸附水中杂质形成沉淀而净水 一个实质铝与氢氧化钠溶液反应的实质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NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 三种方法 我的体会铝的学习我觉得主要抓住“铝三角”转化关系，如果转化关系清楚，化学方程式会书写，那就OK了。难点是几个化学方程式的书写，如铝与氢氧化钠反应，常常忘记补水，再如四羟基合铝酸钠溶液中通CO2，常涉及量多和量少的问题。
4、我的总结既能与酸反应又能与碱反应的物质：金属单质：Al等；两性氧化物：Al2O3等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等。 问题征解向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，铝元素的存在形式及对应的化学方程式是什么？ 必考点19 铝及其化合物的转化及相关计算 1“铝三角”之间的转化 【典例1】(2013秦皇岛模拟)将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量
5、的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。下列说法正确的是 ()。AV1V3V2 BV2V1V3CV1V2V3 DV1V3V2 答案A(1)金属与酸反应失去电子的物质的量产生氢原子的物质的量产生H2的物质的量的两倍。 (2)当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。 (3)相同物质的量的金属与足量的酸反应产生的氢气的物质的量之比等于反应后对应金属的化合价之比。 (4)相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去1 mol电子时质量的倒数比。 (5)若产生相同量的氢气，所需金属
6、的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比。 (6)若产生相同量的氢气，所需金属的质量比等于失去1 mol电子时金属的质量比。 (1)中反应的化学方程式为_；(2)化合物I的电子式为_；(3)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为_；(5)E在I中燃烧观察到的现象是_。 (3)图像 2根据AlCl3与Al(OH)3的量计算需要NaOH的量NaOH的量n(NaOH)当NaOH不足时n(NaOH)3nAl(OH)3当NaOH过量时n(N
7、aOH)3n(Al3)n(Al3)nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)3 3.根据NaAlO2与HCl计算生成Al(OH)3的量 4根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量 【典例2】将一定量Mg、Al合金溶于1 molL1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1 molL1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如图所示。下列分析的结论中正确的是 ()。解析根据图像和铝的有关性质知当加入的NaOH从80 mL到90 mL时Al(OH)3溶解，故可知Al的物质的量为n(Al)1 molL1(90 mL80 mL)103 LmL10
8、.01 mol，当沉淀达到最大值时溶液中的溶质只有NaCl，此时HCl和NaOH的物质的量相等，故盐酸的体积为80 mL； 答案D(1)看面：弄清纵、横坐标的含义。(2)看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。(3)看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。 【应用2】(2012湖南四市九校联考)下列四个图中，横坐标表示加入的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量，从AD中选择符合各题要求的序号填入表中溶液加入的物质答案序号AlCl3溶液通过量的NH3含少量NaOH的NaAlO2溶液通过量的CO2Na
9、AlO2溶液滴加稀H2SO4至过量MgCl2和AlCl3的混合液滴加NaOH溶液至过量解析AlCl3溶液中通过量的NH3，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以选C；向含少量NaOH的NaAlO2溶液中通过量的CO2，CO2先与NaOH溶液反应，但没有沉淀生成，然后CO2与NaAlO2溶液反应，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以选D；NaAlO2溶液中滴加稀H2SO4至过量，先生成Al(OH)3沉淀，然后沉淀溶解，且生成沉淀和溶解沉淀所用H2SO4的物质的量之比为1 3，所以选B；MgCl2和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液至过量，先生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，然后
10、Al(OH)3沉淀溶解，所以选A。答案CDBA 题的解题思路方法一：取少量固体试样溶于水配成溶液检测溶液中存在的阴、阳离子得出实验结论。方法二：取少量固体试样在氧气流等中反应检测所产生的物质(如气体)得出实验结论。方法三：取少量试样加酸(或碱)溶液使其气化检测气体的成分得出实验结论。实验拓展：参照探究一、探究二，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。(书写形式可以模仿探究一、二)_。探究二：(1)不需要除酸雾的装置，因为氯化氢气体易溶于水，不会影响氢气体积的测量 ；(2)调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，恢复到室温后再读数，读数时保证视线与凹液面的最低点相平，检查装
11、置的气密性，加入足量盐酸保证合金完全溶解等。探究三：(1)还需要测定灼烧后固体的质量，根据灼烧前后的质量，列二元一次方程组可解；(2)有影响，因为空气中有氮气，金属镁会与氮气反应，影响产物的质量。 失分提示 1不能准确利用方程式进行计算。 2没有掌握误差分析的方法。 3对实验中存在的问题没有按照实验目的去思考。 Hold住考向 名师揭秘铝及其化合物的知识点丰富，性质应用广泛，命题空间大。以实验为手段，以工业生产为背景，以图像分析和计算为重点，题型灵活、是高考的热点。2014年应持续关注！ 考向1铝及其化合物的性质及应用5年7考考向2铝及其化合物的图像及相关计算5年6考(4)明矾水解时产生具有吸
12、附性的胶体粒子，可作漂白剂() (2012天津化学，1C)(5)制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 () (2011山东理综，12C)(6)铝制容器可盛装浓H2SO4 () (2010重庆理综，8A)(7)日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 () (2009广东理基，23D)(8)复方氢氧化铝药片的有效成分是Al(OH)3可用作抗酸药 () (2012北京理综，6C) 2(2011上海综合，10)世界上一次性建成的最长高速铁路京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金 ()。A比纯铝熔点高B具有比较活泼的化学性
13、质C各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强解析A项，铝合金的熔点比纯铝低，错误；B项，作为制造车厢的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，铝的含量丰富，但却不容易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误。答案D 3(2010山东理综，29节选)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的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液
14、中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。 1(2012安徽理综，13)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是 ()。解析由题中信息可知滴入NaOH溶液，起始时形成Fe(OH)3沉淀，然后形成Al(OH)3沉淀，A、B项错误；当滴入一定体积的NaOH溶液使Al3全部沉淀后，再加入过量的NaOH，Al(OH)3
15、沉淀全部溶解，故可知C项正确；D项错误。答案C 2.(2009上海单科)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的 ()。A物质的量之比为3 2B质量之比为3 2C摩尔质量之比为2 3D反应速率之比为2 3 答案A 【常见考点】 铝是重要的轻金属，铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途。铝具有较强的还原性，特别是铝及其化合物的两性，在习题计算中的方法性和技巧性均较强，是金属及其化合物知识的重点与难点。 【探究方向】探究点一Al的化学性质及活泼性强弱的实验探究。探究点二Al、Al(OH)3制备方法的实验探究。探究点三铝热反应及产物
16、成分的实验探究。 【常考题型】 实验综合题 【样题1】 铝的置换反应某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验步骤实验现象将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为绿色设其主要成分为Cu2(OH)2CO3按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_；化合反应_。(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可
17、以观察到的现象是_。解释此现象的离子方程式是_。(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。 用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表示)_。MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2，该反应的离子方程式是_。解析(1)由CuCl2溶液中Cu2的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al6H=2Al33H2，也有2Al3Cu2=2Al33Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写出2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。答案答案(1)2Al6H=2Al33H2或或 2Al3Cu2=2Al33Cu2Cu
18、O2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3(2)有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO22H2O(3)3MnO24Al 高温高温,3Mn2Al2O3MnO2H2O22H=Mn2O22H2O 【样题2】 铝的制备工艺流程(2013潍坊模拟)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAlO22H2O=Na2Al2Si2O84NaOH回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_；_。(2)滤渣A的主要成分为_；滤渣A的用途是_(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是：_。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用_(填编号)。理由是_。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸(4)B铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染
