通用版高考化學(xué)微一輪復(fù)習(xí)鋁及其重要的化合物學(xué)案20180509175

1、第9講鋁及其重要的化合物考綱要求了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用?？键c(diǎn)一鋁的性質(zhì)及應(yīng)用1結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第三周期A族_，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。2物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，密度較小、質(zhì)地柔軟。3化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)4制備和用途(1)制備電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al3O2。(2)用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金制備汽車、飛機(jī)、生活用品等?！径嗑S思考】1常溫下為什么能用鋁制槽車儲運(yùn)濃硫酸或濃硝酸？提示：常溫下濃硫酸和濃硝酸能使鋁鈍化。2在鋁與燒堿溶液的反應(yīng)中氧化劑是什么

2、？提示：H2O。鋁與酸、強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)1鋁能與酸溶液反應(yīng)生成H2和鋁鹽(Al3)，但與稀HNO3反應(yīng)不生成H2，且常溫下在濃HNO3、濃H2SO4中鈍化。2鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成H2和偏鋁酸鹽(AlO)。3鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系有關(guān)離子方程式為2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H2(1)等量Al分別與足量酸(H)和堿(OH)溶液反應(yīng)，生成H2之比為11，消耗H和OH之比為31。(2)足量Al分別與含H和OH物質(zhì)的量相等的溶液反應(yīng)，生成H2之比為13。(3)若產(chǎn)生H2之比為<<，則必定是：與酸反應(yīng)時，Al過量、H不足；與堿反應(yīng)時，Al不足、OH過量

3、?？枷蛞讳X的性質(zhì)1下列有關(guān)鋁及其化合物的敘述正確的是()A鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂B足量鋁分別與含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反應(yīng)，產(chǎn)生相同量的氫氣C工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法冶煉鋁D在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸后，立即加入鋁片，鋁片表面發(fā)生鈍化解析：Mg比Al活潑，不能用鋁粉與MgO共熱制取Mg，A錯；據(jù)關(guān)系式2Al6HCl3H2,2Al2NaOH3H2，當(dāng)Al足量時，等物質(zhì)的量的HCl和NaOH產(chǎn)生H2的體積比為13，B錯；濃H2SO4溶于濃HNO3中，溶液體積增大，放出大量熱，促進(jìn)HNO3揮發(fā)，使兩種酸的濃度減小，Al片不鈍化，D錯。答案：C2鎂、鋁單質(zhì)的化學(xué)

4、性質(zhì)以相似為主，但也存在某些重大差異性，下列物質(zhì)能用于證明兩者存在較大差異性的是()CO2鹽酸NaOH溶液水ABC D解析：Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能；Mg能在CO2中燃燒而Al不能。答案：C考向二鋁與酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)及其計算3將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是()A3 mol·L1鹽酸B4 mol·L1硝酸C8 mol·L1氫氧化鈉 D18 mol·L1硫酸解析：18 mol·L1 H2SO4為濃硫酸，與Mg反應(yīng)不產(chǎn)生H2，使Al鈍化；Mg、Al與稀硝酸反應(yīng)生成NO而

5、不是H2；Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，而Mg與NaOH不反應(yīng)，等質(zhì)量的Al分別與足量的HCl和NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的量相等。故A項產(chǎn)生H2的量最多。答案：A4a g Mg、Al合金完全溶解在 c1 mol/L、V1L HCl溶液中，產(chǎn)生b g H2。再向反應(yīng)后的溶液中加入c2 mol/L、V2L NaOH溶液，恰好使沉淀達(dá)到最大值，且沉淀質(zhì)量為d g。下列關(guān)系錯誤的是()A與金屬反應(yīng)后剩余鹽酸中HCl為(c1V1b)molBc1C鋁失去電子的物質(zhì)的量為b molDda17b解析：反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)Cl原子守恒可得c1V1c2V2，即c1，B正確；根據(jù)題意可知與金屬反應(yīng)消耗的n

6、(HCl)×2 molb mol，故剩余的HCl的物質(zhì)的量為(c1V1b) mol，A正確；題中的沉淀為Al(OH)3、Mg(OH)2，故有n(OH)n(H)2n(H2)，沉淀質(zhì)量為(a17b) g，D正確；n(H2) mol，故Mg和Al共失去電子：×2 molb mol，C錯誤。答案：C考點(diǎn)二鋁的重要化合物1氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(用離子方程式表示) (2)用途：熔點(diǎn)很高，是一種比較好的耐火材料，氧化鋁也是冶煉鋁的原料。2氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：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)3的電離Al(OH)3Al33OH寫出下列反應(yīng)的離子方程式或化

7、學(xué)方程式：a與鹽酸反應(yīng)：Al(OH)33H=Al33H2O。b與NaOH溶液反應(yīng)：Al(OH)3OH=AlO2H2O。c加熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。3硫酸鋁鉀(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O_，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”“>”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水?！径嗑S思考】1僅用試管和膠頭滴管能否區(qū)分AlCl3溶液和NaOH溶液？提示：能，滴加順序不同，現(xiàn)象不

8、同。2如何分離Al2O3和Fe2O3的混合物？提示：“鋁三角”轉(zhuǎn)化及Al(OH)3沉淀的圖象分析1“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系由電荷守恒，Al、Al2O3、Al(OH)3與酸反應(yīng)時，每生成1 mol Al3均消耗3 mol H；與堿反應(yīng)時，每生成1 mol AlO均消耗1 mol OH。但由Al3AlO耗4 mol OH，由AlOAl3耗4 mol H。2“鋁三角”的應(yīng)用(1)鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象為：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為：開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，不溶解。(2)分離提純利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al

9、與其他金屬的混合物。利用Al2O3能與強(qiáng)堿反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。利用Al(OH)3的兩性，分離Al3與其他金屬陽離子。3有關(guān)Al(OH)3沉淀的四個基本圖象(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖象操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖象離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)3(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖象操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量稀

10、鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖象離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)34.拓展圖象(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖象如圖1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖象如圖2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量，圖象如圖3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中

11、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)，沉淀圖象如圖4所示?？枷蛞籄l2O3和Al(OH)3的兩性1下列除雜質(zhì)的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥BFeCl3溶液中混有少量AlCl3：加入過量的氨水，過濾、洗滌沉淀，再將沉淀用適量鹽酸溶解CFe2O3中混有少量Al2O3：加入過量NaOH溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥DAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向?yàn)V液中通入過量CO2后過濾解析：B項，加入過量氨水，F(xiàn)e3、Al3均沉淀且均不溶于氨水，無法除去雜質(zhì)。答案：B2(2019

12、83;山東濟(jì)南模擬)工業(yè)上用含F(xiàn)e2O3雜質(zhì)的鋁土礦為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是()A反應(yīng)中試劑X是氫氧化鈉溶液B試劑Y是HCl，它與AlO反應(yīng)生成氫氧化鋁C圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)中包含2個氧化還原反應(yīng)D將X與Y試劑進(jìn)行對換，最終可以達(dá)到相同結(jié)果解析：如果試劑Y是HCl，過量HCl與AlO反應(yīng)生成氯化鋁，不可能得到氫氧化鋁，B錯誤；只有電解熔融Al2O3屬于氧化還原反應(yīng)，C錯誤；因二氧化碳與氧化鐵、氧化鋁都不反應(yīng)，則將X與Y試劑進(jìn)行對換，不能對物質(zhì)進(jìn)行分離，D錯誤。答案：A考向二Al(OH)3的制備方法3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

13、酸溶解加NaOH溶液過濾通入過量CO2生成 Al(OH)3加鹽酸生成Al(OH)3加過量氨水生成Al(OH)3ABC D解析：若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；從NaAlO2制備Al(OH)3，若加鹽酸不容易控制量的多少，故C項操作步驟為最佳順序。答案：C4用稀H2SO4、NaOH溶液和金屬鋁為原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三位學(xué)生的制備途徑分別是甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3乙：AlNaAlO2Al(OH)3丙：Al(OH)3若要得到等量的Al(OH)3，則()A三者消耗的原料相同B甲消耗的原料的總物質(zhì)的量最多C乙消耗的原料的總物質(zhì)的量最少D丙消耗

14、的原料的總物質(zhì)的量最多解析：從量的關(guān)系看，假定有1 mol鋁，則甲耗1.5 mol H2SO4和3 mol NaOH，乙耗1 mol NaOH和0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份與H2SO4反應(yīng)，耗H2SO4 0.375 mol，三份 與NaOH反應(yīng)，耗NaOH 0.75 mol，故甲耗料最多，丙耗料最少。答案：B【技法歸納】Al(OH)3的三種制備方法(1)可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應(yīng)反應(yīng)原理：Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH(2)向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2反應(yīng)原理：AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(3)鋁鹽溶液與偏鋁酸鹽溶液混合法反應(yīng)原理

15、：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3考點(diǎn)三Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)l3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系寫出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式：(1)Al33NH3·H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO或2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO2AlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O【感悟測評】1某無色溶液中，已知含有H

16、、Mg2、Al3等陽離子，逐滴加入NaOH溶液，則消耗NaOH溶液體積(x軸)和生成沉淀量(y軸)之間的函數(shù)關(guān)系，可用下圖表示，則下圖中正確的是()答案：B2將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入250 mL 2.0 mol/L 稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()A當(dāng)加入氫氧化鈉溶液的體積為20 mL時，溶液的pH等于7B當(dāng)加入氫氧化鈉溶液的體積為20 mL時，溶液中的溶質(zhì)只有硫酸鎂和硫酸鋁CNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol/LD生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L

17、答案：C1Al3與強(qiáng)堿反應(yīng)的計算規(guī)律(1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量當(dāng)n(OH)3n(Al3)時，nAl(OH)3n(OH)；當(dāng)3n(Al3)<n(OH)<4n(Al3)時，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)；當(dāng)n(OH)4n(Al3)時，nAl(OH)30，無沉淀。(2)求反應(yīng)物堿的量若堿不足(Al3未完全沉淀)，n(OH)3nAl(OH)3；若堿使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。2有關(guān)Al(OH)3的6個基本圖象(1)為向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液(2)為向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液(3)為向含H的AlCl3溶液中滴入Na

18、OH溶液(4)為向鹽酸中滴入NaAlO2溶液(5)為向NaAlO2溶液中加入鹽酸(6)為向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液考向一Al3形成Al(OH)3的簡單計算1向30 mL 1 mol·L1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為 4 mol·L1 的NaOH溶液，若產(chǎn)生1.56 g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為()A3 mLB.7.5 mLC15 mL D17.5 mL解析：已知n(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH)30.02 mol，由沉淀的物質(zhì)的量小于AlCl3的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個答案：一是NaOH不足，二是NaOH過量。當(dāng)堿的量不足時

19、，則V(NaOH溶液)×1 000 mL15 mL；當(dāng)堿過量時，則V(NaOH溶液)×1 000 mL25 mL。答案：C2向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量可能是()a molb mol mol mol0 mol(4ab) molABC D解析：當(dāng)<3時，生成Al(OH)3 mol，也可能生成 mol; 當(dāng)3時，生成Al(OH)3 mol或a mol；當(dāng)4時，Al(OH)3完全溶解沉淀的物質(zhì)的量為0 mol，當(dāng)3<<4時生成的Al(OH)3部分溶解，由AlCl33KOH=Al(OH)33KCl和a mo

20、l 3a mol a molAl(OH)3KOH=KAlO22H2O知：(b3a) mol (b3a) molnAl(OH)3a(b3a mol(4ab)mol。答案：B考向二Al3、AlO形成Al(OH)3的圖象分析3某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01 mol，向其中逐滴加入 1 mol/L的NaOH溶液至過量，下列關(guān)系圖正確的是()解析：AlCl3和MgCl2各0.01 mol，當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時，應(yīng)生成0.02 mol沉淀，消耗NaOH 0.05 mol，為50 mL；而Al(OH)3沉淀溶解時，消耗NaOH溶液10 mL。答案：C4(2019·河北衡水模擬)常溫下，將

21、一定量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 mol/L的鹽酸滴定，測得生成沉淀的質(zhì)量與消耗鹽酸的體積關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是()A原合金質(zhì)量為0.92 gB產(chǎn)生氫氣的體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)C圖中m的值為1.56D圖中V2的值為60解析：pH14，則c(OH)1 mol/L，即n(NaOH)1 mol/L×0.02 L0.02 mol，V10.02 L20 mL，則n(NaAlO2)1 mol/L×0.02 L0.02 mol。根據(jù)元素守恒，m(合金)(0.020.02)mol×23 g/mol0.02 mol

22、×27 g/mol1.46 g，A錯誤；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成H2×22.4 L/mol1.12 L，B錯誤；mAl(OH)30.02 mol×78 g/mol1.56 g，C正確；V2(40V1)×340100，D錯誤。答案：C 1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)(2019·高考天津卷，1)用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物()(2)(2019·高考天津卷，4B)制備無水AlCl3可以蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液()(3)(2019·高考江蘇卷，3D)Al2O3熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料()(4)(201

23、9·高考全國卷，13B)由MgCl2溶液制備無水MgCl2，可以將MgCl2溶液加熱蒸干()(5)(2019·高考全國卷，7A改編)根據(jù)Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)，在實(shí)際應(yīng)用中可用作泡沫滅火器()(6)(2019·高考全國卷，10C)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，發(fā)現(xiàn)熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，所以金屬鋁的熔點(diǎn)較低()(7)(2019·高考全國卷，13B)把用砂紙打磨過的鋁條放入濃硝酸中，產(chǎn)生紅棕色氣體()(8)(2019·高考全國卷，13C)把氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀()(9)(2019

24、83;高考江蘇卷，13A)制備Al(OH)3懸濁液；向1 mol·L1AlCl3溶液中加過量的6 mol·L1NaOH溶液()答案：(1)(2)×(3)(4)×(5)(6)×(7)×(8)×(9)×2(2019·高考江蘇卷)在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是()A元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體BMg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2)>r(Mg)C在該反應(yīng)條件下，Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性D該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能解析：A項，C元素的單質(zhì)除金剛石和石墨外，還有

25、C60、C70等單質(zhì)，錯誤；B項，Mg2比Mg少一層電子，二者半徑：r(Mg2)<r(Mg)，錯誤；C項，Mg將CO2中的C置換出來，Mg的化合價升高，C的化合價降低，所以Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性，正確；D項，該反應(yīng)中化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為熱能外還轉(zhuǎn)化為光能，錯誤。答案選C。答案：C3(2019·高考海南卷)KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應(yīng)選用_(填標(biāo)號)。aHCl溶液BH2SO4溶液c氨水dNaOH

26、溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)沉淀B的化學(xué)式為_；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。解析：(1)根據(jù)鋁能溶解在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性溶液，而鐵和鎂只能溶解在強(qiáng)酸性溶液中的性質(zhì)差異，可選擇NaOH溶液溶解易拉罐，可除去含有的鐵、鎂等雜質(zhì)；(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2；(3)濾液中加入NH4HCO3溶液后，電離出的NH能促進(jìn)AlO水解，反應(yīng)方程式為NHAlO2H2O=Al(OH)3NH3·H2O，生成Al(OH)3沉淀而HCO會與AlO發(fā)生下列反應(yīng)：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，也生成Al(OH)3沉淀；因Al33H2OAl(OH)33H，