高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案課件（人教版）第3章金屬及其化合物第2節(jié)鋁及其重要化合物

第二節(jié)鋁及其重要化合物

一、鎂、鋁的重要性質(zhì)1.物理性質(zhì)比較鎂和鋁都是______色有______光澤的金屬，質(zhì)地都______，密度都______，都屬于輕金屬。熔沸點：Mg____Al；硬度：Mg____Al；密度：Mg____Al。2.化學(xué)性質(zhì)比較(反應(yīng)用方程式表示)MgAl相同點與非金屬反應(yīng)與O2反應(yīng)與Cl2反應(yīng)與S反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)不同點與氧化物反應(yīng)與CO2反應(yīng)：______與Fe2O3反應(yīng)：____與水或強堿溶液反應(yīng)鎂與熱水反應(yīng)，不與強堿反應(yīng)：______________鋁不與熱水反應(yīng)，而與強堿溶液反應(yīng)：_________與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)常溫下，Mg劇烈反應(yīng)常溫下，鋁發(fā)生____，加熱時劇烈反應(yīng)3.鎂、鋁的制備工業(yè)制備均用電解法，化學(xué)方程式分別為__________________________、__________________________。一、1.銀白金屬較軟較?。迹迹?.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↑鈍化3.MgCl2(熔融)===Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)===4Al＋3O2↑答案：

二、鋁的重要化合物1.氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(兩性氧化物)①與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：______________________。②與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(2)用途：①氧化鋁是冶煉鋁的原料，化學(xué)方程式為______________________；②氧化鋁是較好的耐火材料，可用于制造__________、________和耐高溫的________等。2.氫氧化鋁(1)兩性氫氧化物：電離方程式為______________________。①與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：______________________。②與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(2)受熱分解：化學(xué)方程式為______________________。3.明礬化學(xué)式為______________________，其水解生成Al(OH)3膠體，故可作________。二、1.(1)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O②Al2O3＋2OH－===2AlO2-＋H2O(2)①2Al2O3(熔融)===4Al＋3O2↑②耐火坩堝耐火管實驗儀器2.(1)AlO2-＋H＋＋H2O

Al(OH)3

Al3＋＋3OH－①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O②Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O(2)2Al(OH)3===Al2O3＋3H2O3.KAl(SO4)2·12H2O凈水劑

答案：

鋁的性質(zhì)【例1】(2009高考·上海卷，15)鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時間(t)關(guān)系如下圖。反應(yīng)中鎂和鋁的()物質(zhì)的量之比為3∶2B.質(zhì)量之比為3∶2C.摩爾質(zhì)量之比為2∶3D.反應(yīng)速率之比為2∶3【自主解答】

A

解析：由關(guān)系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知產(chǎn)生等量H2時，消耗Mg、Al物質(zhì)的量之比為3∶2，故A正確。二者質(zhì)量之比為4∶3，摩爾質(zhì)量之比為8∶9，反應(yīng)速率之比為3∶2。鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑1.等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比＝1∶12.足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為＝1∶33.一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為(1/3，1)則必定是：(1)鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足。(2)鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。1.向mg鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標準狀況下的氣體bL。向反應(yīng)后的溶液中加入cmol/L氫氧化鉀溶液VmL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為ng。再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹梗玫焦腆wpg。則下列關(guān)系不正確的是()

A.c＝1000b/11.2VB.p＝m＋Vc/125C.n＝m＋17VcD.5m/3<p<17m/9

C解析：此題考查的主要是轉(zhuǎn)化中的元素守恒和電荷守恒關(guān)系。由題意易知：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑Mg和Al共mg，加入硫酸，恰好完全反應(yīng)，生成H2為bLMg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓加入cmol/L的KOHVmL，剛好沉淀，Mg(OH)2和Al(OH)3為ng。將沉淀灼燒，得到固體MgO和Al2O3為pg可以得到這樣幾個關(guān)系：①KOH中的OH－完全進入沉淀，所以，沉淀Mg(OH)2和Al(OH)3的質(zhì)量等于Mg和Al的質(zhì)量與OH－的質(zhì)量之和，即：n＝m＋17cV/1000，C錯誤(V的單位是mL)。②由第一步反應(yīng)知道，生成H2為bL，即b/22.4mol，即H元素化合價降低2b/22.4＝b/11.2。則金屬化合價升高b/11.2，也即OH－的量，得到cV/1000＝b/11.2，即：c＝1000b/11.2V，A正確。③沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變時，固體為MgO和Al2O3，最后的氧化物質(zhì)量等于金屬質(zhì)量與氧元素質(zhì)量之和，氧元素物質(zhì)的量＝(b/11.2)/2＝b/22.4即：p＝m＋16b/22.4代入A項關(guān)系式，可得：p＝m＋cV/125，B正確；當mg全為Al時，p＝17/9m，mg全為Mg時，p＝m，推知D正確。答案：

鋁的重要化合物【例2】(2010高考·上海卷，21)甲、乙兩燒杯中分別裝有相同體積、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL0.1mol·L－1AlCl3溶液，兩燒杯中都有沉淀生成。下列判斷正確的是()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樣多【自主解答】

BD

解析：氫氧化鋁能溶于氫氧化鈉但不溶于氨水，故向兩燒杯中各加入AlCl3溶液時，生成的沉淀都是氫氧化鋁；體積相同、pH相同時，氨水的物質(zhì)的量遠大于氫氧化鈉，當兩者均不足量時，生成的沉淀氨水多；氨水過量，氫氧化鈉不足量時，生成的沉淀氨水多；氨水過量，氫氧化鈉恰好時，生成的沉淀一樣多；氨水和氫氧化鈉都過量時，生成的沉淀氨水多；可知BD正確。1.既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與鹽酸反應(yīng)的無機物有：(1)兩性物質(zhì)：Al、Al2O3、Al(OH)3。(2)弱酸的銨鹽：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等。(3)弱酸的酸式鹽：NaHCO3、NaHSO3等。2.Al2O3與Al(OH)3的性質(zhì)(1)Al2O3、Al(OH)3雖然具有兩性，但它們只能溶于強酸或強堿，而不能溶于弱酸(如碳酸)或弱堿(如氨水)。(2)氫氧化鋁能與強酸、強堿反應(yīng)，所以在用可溶性鋁鹽與堿反應(yīng)制備Al(OH)3時，一般用氨水而不用其他強堿；在用偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)時，一般用弱酸而不用強酸；另外，還可以用可溶性鋁鹽與偏鋁酸鹽的水溶液反應(yīng)，離子方程式為：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)要注意在不同條件下鋁元素的存在形式：強酸性條件下，Al3＋可以大量存在；強堿性條件下，AlO2－可以大量存在。3.物質(zhì)作用過程中的“先沉淀后溶解”，主要有如下幾種情況(1)可溶性鋁鹽中滴加強堿至過量Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O(2)可溶性偏鋁酸鹽中滴加強酸至過量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)至過量Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2OCaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO3－(4)Fe(OH)3膠體[或Al(OH)3膠體]滴加強酸至過量，膠體先聚沉，后溶解2.相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是()A.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D．Al2O3

A

解析：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的量關(guān)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。由上判斷可知，相同質(zhì)量時Al消耗NaOH最多。答案：

Al(OH)3的圖像分析及計算A.x與y的差值為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：由圖像知，0～a過程發(fā)生的反應(yīng)為：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錯誤。a～b過程發(fā)生的反應(yīng)為：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；b～c過程發(fā)生的反應(yīng)為：NH4+＋OH－===NH3·H2O，n(NH4+)＝5mol·L－1×(0.033L－0.030L)＝0.015mol；c～d過程發(fā)生的反應(yīng)為：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過程中生成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錯誤。x－y＝n[Al(OH)3]＝0.01mol，A正確。根據(jù)溶液中電荷守恒，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錯誤。1.“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系2.鋁鹽與強堿溶液作用生成Al(OH)3沉淀的計算及反應(yīng)關(guān)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)分析以上三個反應(yīng)關(guān)系式，所得Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量與n(Al3＋)[b]、n(OH－)[a]的關(guān)系為：當a/b≤3時，所得沉淀的物質(zhì)的量：n[Al(OH)3]＝n(OH－)；當a/b≥4時，所得沉淀的物質(zhì)的量：n[Al(OH)3]＝0；當3<a/b<4時，所得沉淀的物質(zhì)的量：n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)－[n(OH－)－3n(Al3＋)]＝4n(Al3＋)－n(OH－)3.圖像分析操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失圖像離子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2OAlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O操作NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像離子方程式Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓3.將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入1mol·L－1500mL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溶液的體積的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()A.Mg和Al的物質(zhì)的量之比為1∶1B.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol·L－1C.生成的H2在標準狀況下的體積為11.2LD.Mg和Al與硫酸恰好完全反應(yīng)答案：B2.(2010·上海閔行模擬)下列關(guān)于鋁熱劑的說法，不正確的是()A.鋁熱劑的反應(yīng)原理是利用鋁的強還原性