2012届高考化学一轮复习学案课件（人教版）：第3章 金属及其化合物第2节铝及其重要化合物

第二节铝及其重要化合物 一 镁 铝的重要性质 1 物理性质比较镁和铝都是 色有 光泽的金属 质地都 密度都 都属于轻金属 熔沸点 Mg Al 硬度 Mg Al 密度 Mg Al 2 化学性质比较 反应用方程式表示 3 镁 铝的制备 工业制备均用电解法 化学方程式分别为 一 1 银白金属较软较小 2 2Mg O2 2MgO4Al 3O2 2Al2O3Mg Cl2 MgCl22Al 3Cl2 2AlCl3Mg S MgS 答案 2Al 3S Al2S3Mg 2H Mg2 H2 2Al 6H 2Al3 3H2 2Mg CO2 2MgO C2Al Fe2O3 Al2O3 2FeMg 2H2O Mg OH 2 H2 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 钝化3 MgCl2 熔融 Mg Cl2 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 答案 二 铝的重要化合物 1 氧化铝 1 化学性质 两性氧化物 与盐酸反应的离子方程式 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 2 用途 氧化铝是冶炼铝的原料 化学方程式为 氧化铝是较好的耐火材料 可用于制造 和耐高温的 等 2 氢氧化铝 1 两性氢氧化物 电离方程式为 与盐酸反应的离子方程式 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 2 受热分解 化学方程式为 3 明矾化学式为 其水解生成Al OH 3胶体 故可作 二 1 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O Al2O3 2OH 2AlO2 H2O 2 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 耐火坩埚耐火管实验仪器2 1 AlO2 H H2O Al OH 3 Al3 3OH Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH AlO2 2H2O 2 2Al OH 3 Al2O3 3H2O3 KAl SO4 2 12H2O净水剂 答案 铝的性质 例1 2009高考 上海卷 15 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 关系如下图 反应中镁和铝的 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 自主解答 A解析 由关系式 Mg H2 2Al 3H2 可知产生等量H2时 消耗Mg Al物质的量之比为3 2 故A正确 二者质量之比为4 3 摩尔质量之比为8 9 反应速率之比为3 2 铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 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 1 12 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应 产生氢气的体积比为 1 33 一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应 若产生氢气的体积比为 1 3 1 则必定是 1 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 2 铝与氢氧化钠反应时 铝不足而氢氧化钠过量 1 向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸 恰好完全反应生成标准状况下的气体bL 向反应后的溶液中加入cmol L氢氧化钾溶液VmL 使金属离子刚好沉淀完全 得到的沉淀质量为ng 再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止 得到固体pg 则下列关系不正确的是 A c 1000b 11 2VB p m Vc 125C n m 17VcD 5m 3 p 17m 9 C解析 此题考查的主要是转化中的元素守恒和电荷守恒关系 由题意易知 Mg H2SO4 MgSO4 H2 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 Mg和Al共mg 加入硫酸 恰好完全反应 生成H2为bLMg2 2OH Mg OH 2 Al3 3OH Al OH 3 加入cmol L的KOHVmL 刚好沉淀 Mg OH 2和Al OH 3为ng 将沉淀灼烧 得到固体MgO和Al2O3为pg可以得到这样几个关系 KOH中的OH 完全进入沉淀 所以 沉淀Mg OH 2和Al OH 3的质量等于Mg和Al的质量与OH 的质量之和 即 n m 17cV 1000 C错误 V的单位是mL 由第一步反应知道 生成H2为bL 即b 22 4mol 即H元素化合价降低2b 22 4 b 11 2 则金属化合价升高b 11 2 也即OH 的量 得到cV 1000 b 11 2 即 c 1000b 11 2V A正确 沉淀灼烧至质量不再改变时 固体为MgO和Al2O3 最后的氧化物质量等于金属质量与氧元素质量之和 氧元素物质的量 b 11 2 2 b 22 4即 p m 16b 22 4代入A项关系式 可得 p m cV 125 B正确 当mg全为Al时 p 17 9m mg全为Mg时 p m 推知D正确 答案 铝的重要化合物 例2 2010高考 上海卷 21 甲 乙两烧杯中分别装有相同体积 相同pH的氨水和NaOH溶液 各加入10mL0 1mol L 1AlCl3溶液 两烧杯中都有沉淀生成 下列判断正确的是 A 甲中沉淀一定比乙中的多B 甲中沉淀可能比乙中的多C 甲中沉淀一定比乙中的少D 甲中和乙中的沉淀可能一样多 自主解答 BD解析 氢氧化铝能溶于氢氧化钠但不溶于氨水 故向两烧杯中各加入AlCl3溶液时 生成的沉淀都是氢氧化铝 体积相同 pH相同时 氨水的物质的量远大于氢氧化钠 当两者均不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠恰好时 生成的沉淀一样多 氨水和氢氧化钠都过量时 生成的沉淀氨水多 可知BD正确 1 既能与NaOH溶液反应又能与盐酸反应的无机物有 1 两性物质 Al Al2O3 Al OH 3 2 弱酸的铵盐 NH4 2CO3 CH3COONH4 NH4 2S等 3 弱酸的酸式盐 NaHCO3 NaHSO3等 2 Al2O3与Al OH 3的性质 1 Al2O3 Al OH 3虽然具有两性 但它们只能溶于强酸或强碱 而不能溶于弱酸 如碳酸 或弱碱 如氨水 2 氢氧化铝能与强酸 强碱反应 所以在用可溶性铝盐与碱反应制备Al OH 3时 一般用氨水而不用其他强碱 在用偏铝酸盐与酸反应时 一般用弱酸而不用强酸 另外 还可以用可溶性铝盐与偏铝酸盐的水溶液反应 离子方程式为 Al3 3AlO2 6H2O 4Al OH 3 3 要注意在不同条件下铝元素的存在形式 强酸性条件下 Al3 可以大量存在 强碱性条件下 AlO2 可以大量存在 3 物质作用过程中的 先沉淀后溶解 主要有如下几种情况 1 可溶性铝盐中滴加强碱至过量Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 2 可溶性偏铝酸盐中滴加强酸至过量AlO2 H H2O Al OH 3 Al OH 3 3H Al3 3H2O 3 澄清石灰水 或Ba OH 2 通入CO2 或SO2 至过量Ca2 2OH CO2 CaCO3 H2OCaCO3 CO2 H2O Ca2 2HCO3 4 Fe OH 3胶体 或Al OH 3胶体 滴加强酸至过量 胶体先聚沉 后溶解 2 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应 至体系中均无固体物质 消耗碱量最多的是 A AlB Al OH 3C AlCl3D Al2O3 A解析 根据化学反应物质的量关系 A 1molAl 1molNaOH B 1molAl OH 3 1molNaOH C 1molAlCl3 4molNaOH D 1molAl2O3 2molNaOH 若消耗4molNaOH 需要m Al 4mol 27g mol 1 108g 需要m Al OH 3 78g mol 1 4mol 312g 需要m AlCl3 1mol 133 5g mol 1 133 5g 需要m Al2O3 2mol 102g mol 1 204g 由上判断可知 相同质量时Al消耗NaOH最多 答案 Al OH 3的图像分析及计算 例3 2011 山西太原五中高三期中 在200mL只含Mg2 Al3 NH4 H Cl 等离子的溶液中 逐滴加入5mol L 1的氢氧化钠溶液 所加氢氧化钠溶液的体积 mL 与产生沉淀的物质的量 mol 的关系如下图所示 下列叙述正确的是 A x与y的差值为0 01molB 原溶液中c Cl 0 75mol L 1C 原溶液的pH 2D 原溶液中n Mg2 n Al3 5 2 自主解答 A解析 由图像知 0 a过程发生的反应为 H OH H2O 故原溶液的n H 5mol L 1 0 004L 0 02mol c H 0 02mol 0 2L 0 1mol L 1 pH 1 C错误 a b过程发生的反应为 Mg2 2OH Mg OH 2 Al3 3OH Al OH 3 b c过程发生的反应为 NH4 OH NH3 H2O n NH4 5mol L 1 0 033L 0 030L 0 015mol c d过程发生的反应为 Al OH 3 OH AlO2 2H2O n Al3 n AlO2 n Al OH 3 5mol L 1 0 035L 0 033L 0 01mol 自主解答 在a b过程中生成Mg OH 2消耗V NaOH 0 030L 0 004L 3 0 035L 0 033L 0 02L n Mg2 n Mg OH 2 5mol L 1 0 02L 2 0 05mol 故原溶液中n Mg2 n Al3 0 05mol 0 01mol 5 1 D错误 x y n Al OH 3 0 01mol A正确 根据溶液中电荷守恒 n Cl 2n Mg2 3n Al3 n NH4 n H 2 0 05mol 3 0 01mol 0 015mol 0 02mol 0 165mol c Cl 0 165mol 0 2L 0 825mol L 1 B错误 1 铝三角 转化关系 2 铝盐与强碱溶液作用生成Al OH 3沉淀的计算及反应关系如下 1 Al3 3OH Al OH 3 生成白色沉淀 2 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 沉淀溶解 3 Al3 4OH AlO2 2H2O 生成沉淀 又恰好完全溶解 分析以上三个反应关系式 所得Al OH 3沉淀的物质的量与n Al3 b n OH a 的关系为 当a b 3时 所得沉淀的物质的量 n Al OH 3 n OH 当a b 4时 所得沉淀的物质的量 n Al OH 3 0 当3 a b 4时 所得沉淀的物质的量 n Al OH 3 n Al3 n OH 3n Al3 4n Al3 n OH 3 图像分析 3 将一定质量的Mg和Al的混合物投入1mol L 1500mL稀硫酸中 固体全部溶解并产生气体 待反应完全后 向所得溶液中加入NaOH溶液 生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示 则下列说法正确的是 A Mg和Al的物质的量之比为1 1B NaOH溶液的物质的量浓度为5mol L 1C 生成的H2在标准状况下的体积为11 2LD Mg和Al与硫酸恰好完全反应 答案 B 1 2010 安徽蚌埠二中模拟 铝是重要的金属材料之一 主要用于制造铝合金 下列有关厨房铝制品的使用中 你认为合理的是 A 盛放食醋B 烧煮开水C 用金属丝擦洗表面的污垢D 用碱液洗涤污垢 2 2010 上海闵行模拟 下列关于铝热剂的说法 不正确的是 A 铝热剂的反应原理是利用铝的强还原性B 铝热剂的反应常用于冶炼难熔金属C 铝热剂发生的铝热反应需要镁带和氯酸钾引燃 所以是一个吸热反应D 铝热剂不只是指铝和氧化铁混合后的物质 答案 1 B2 C 3 2010 吉林通化一中月考 镁 铝 铜三种金属粉末混合物 加入过量盐酸充分反应 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液 再过滤 滤液中存在的离子有 A AlO2 B Cu2 C Al3 D Mg2 4 2011 山西大学附中高三期中 下图表示在某溶液中滴加Ba OH 2溶液时 沉淀的物质的量随Ba OH 2的物质的量的变化关系 该溶液的成分可能是 A MgSO4B KAl SO4 2C Al2 SO4 3D NaAlO2 答案 3 A4 C 5 电解法冶炼铝的原料是Al2O3 可由自然界中铝土矿获得 其生产过程可表示为 铝土矿 主要成分Al2O3 杂质SiO2 Fe2O3 Al OH 3 Al2O3 Al 从铝土矿到Al OH 3的转化有两种方案 1 过滤 的滤渣成分分别是 填字母代号 下同 过滤 的滤渣成分分别是 A Al2O3B SiO2C