第四章-玩轉(zhuǎn)鋁及其化合物(附帶答案解析)

備戰(zhàn)2023高考《常見無機物及其應(yīng)用》第四章玩轉(zhuǎn)《鋁及其化合物》第一部分：復(fù)述——整合——凝練方程式：一、一表在手，融會貫通之鋁方程式：7用途6保存方法及理由7用途6保存方法及理由5制取8存在形態(tài)：8存在形態(tài)：4檢驗3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)4檢驗3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)1位置化性（方程、現(xiàn)象）90物性化性（方程、現(xiàn)象）90物性第周期第族區(qū)（1（1）與非金屬單質(zhì)[O2、X2（鹵素單質(zhì)）、S]反應(yīng)（2）與某些金屬氧化物反應(yīng)______色，有金屬光澤ρ(Al)較熔點660℃良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖核外電子排布式價電子排布式電子排布圖（原子軌道表示式）面心立方堆積，若晶胞參數(shù)為dnm，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，則晶胞密度的計算表達式為與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)①寫出與醋酸反應(yīng)的離子方程式：②與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式③常溫下遇到冷的濃硝酸、冷的濃硫酸與堿溶液反應(yīng)寫出與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式與鹽溶液反應(yīng)寫出與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式自評分：自評分：分【核心補充1】【重要的實驗】1、鋁熱反應(yīng)①在下面方框中畫出簡易裝置圖并指出所用試劑的用途②在下面方框中寫出實驗現(xiàn)象③鋁熱反應(yīng)的用途：注：Al和某些金屬氧化物在高溫下進行,反應(yīng)迅速并放出大量的熱,新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離重要的實驗】2、離子檢驗問題寫出檢驗Al3＋寫出檢驗AlOeq\o\al(－,2)【核心補充2】【Al的工業(yè)冶煉方法】從鋁土礦(主要成分是Al2O3、含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中冶煉鋁的兩種工藝:要求：1.補全主要微粒或添加的試劑的化學(xué)式2.寫出步驟1—5中含鋁物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟1：步驟2：步驟3：步驟4：步驟5：注：冶煉Al時只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共價化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。【核心補充3】【基本圖像問題】1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象圖像離子方程式2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象圖像離子方程式總結(jié)：Al3＋、Al(OH)、AlOeq\o\al(－,2)相互轉(zhuǎn)化的比例關(guān)系一圖在手融匯貫通之鋁及其化合物連線。用箭頭表示出價類二維圖中各物質(zhì)之間可能存在的轉(zhuǎn)化線，并標(biāo)清楚反應(yīng)條件。Al及其化合物易錯點全掌控結(jié)合必要的化學(xué)用語解釋明礬能凈水的原因：注意反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子H+、NH4+、Mg2+、Al3+存在時，向溶液中逐滴加入NaOH溶液，與NaOH反應(yīng)的微粒的先后順序是：。離子共存問題畫圖連線，標(biāo)記出微粒間不能大量共存的原因AlOeq\o\al(－AlOeq\o\al(－,2)Al3+Fe3+S2-、HS-、、、AlOeq\o\al(－,2)、、Fe3+、、Al3+4、從分類觀角度總結(jié)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)(1)無機物：①金屬如：Al等②兩性氧化物如：Al2O3等③兩性氫氧化物如：Al(OH)3等④多元弱酸的酸式鹽如：NaHCO3、KHS、KHSO3等⑤弱堿弱酸鹽如：CH3COONH4、(NH4)2CO3等。(2)有機物：氨基酸、蛋白質(zhì)。深度遷移——對接高考1、【高考小題重組】判斷下列說法的正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。（1）．（2022·浙江卷）氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料()（2）.（2022·廣東卷）勞動開創(chuàng)未來。下列勞動項目與所述的化學(xué)知識沒有關(guān)聯(lián)的是D技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜()(3).(2019·天津卷)鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強度的鋁合金，可用于航空工業(yè)()(4).(2021·重慶適應(yīng)性)向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量，先生成白色沉淀，后沉淀消失，說明Al(OH)3具有酸性()(5).(2017·天津卷)蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液，制備無水AlCl3()2.（2021·浙江）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖)，其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學(xué)組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金屬離子)。下列推測錯誤的是（

）A.

常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩

B.

若a=x/2，則M為二價陽離子

C.

調(diào)節(jié)y/x(硅鋁比)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性

D.

分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子3.(2021·廣州一模3月)高純超細氧化鋁是一種新型無機功能材料，以硫酸銨和硫酸鋁為原料制備復(fù)鹽硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2·12H2O]，經(jīng)硫酸鋁銨熱分解可制得高純超細氧化鋁，其流程如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作①需加入稀硫酸，其目的是_________________________________________________________________________________。(2)“純化”的方法為__________________。(3)實驗室用如下裝置利用熱分解法制備高純超細氧化鋁粉并對其分解氣成分進行探究：反應(yīng)一段時間后，取三份NaOH吸收液于三支試管中分別進行如下實驗，填寫下表：實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口試紙變藍分解氣中含有________②加入鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀分解氣中________③_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________分解氣中不含有SO2寫出硫酸鋁銨晶體高溫分解的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________。為了測定高純超細氧化鋁粉中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用EDTA(簡寫為H4Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。取mg氧化鋁粉溶于鹽酸，加入過量的V1mLc1mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分反應(yīng)后，再用c2mol/L的Zn2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA至終點，消耗Zn2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為V2mL。反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋Y4－=AlY－、Zn2＋＋Y4－=ZnYeq\o\al(2－,2)。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________________________。4.（2020·浙江卷）Ⅰ.化合物Ⅹ由四種短周期元素組成，加熱X，可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體Y，Y為純凈物；取3.01gX，用含的鹽酸完全溶解得溶液A，將溶液A分成和兩等份，完成如下實驗(白色沉淀C可溶于NaOH溶液)：請回答：（1）組成X的四種元素是N、H和_______(填元素符號)，X的化學(xué)式是_________________。（2）溶液B通入過量CO2得到白色沉淀C的離子方程式是______________________________________。（3）寫出一個化合反應(yīng)(用化學(xué)方程式或離子方程式表示)_____________________________。要求同時滿足：①其中一種反應(yīng)物的組成元素必須是X中除N、H外的兩種元素；②反應(yīng)原理與“”相同。Ⅱ.某興趣小組為驗證濃硫酸的性質(zhì)進行實驗，如圖。實驗中觀察到的現(xiàn)象有：錐形瓶內(nèi)有白霧，燒杯中出現(xiàn)白色沉淀。請回答：（1）將濃硫酸和濃鹽酸混合可產(chǎn)生HCl氣體的原因是____________________________________。（2）燒杯中出現(xiàn)白色沉淀的原因是________________________________________________。備戰(zhàn)2023高考《常見無機物及其應(yīng)用》第四章玩轉(zhuǎn)《鋁及其化合物》第一部分：復(fù)述——整合——凝練參考答案制造合金，最常見的是鎂鋁合金，鎂鋁合金比純鋁更堅硬，航空航天等高科技領(lǐng)域制造合金，最常見的是鎂鋁合金，鎂鋁合金比純鋁更堅硬，航空航天等高科技領(lǐng)域，被稱為“國防金屬”。制造照明彈、燃燒彈；攝影上用于閃光燈。不需要密封保存，在空氣中能形成致密不需要密封保存，在空氣中能形成致密氧化膜。方程式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑7用途6保存方法及理由7用途6保存方法及理由5制取8存在形態(tài)：化合態(tài)：鋁硅酸鹽礦石，鋁土礦和冰晶石8存在形態(tài)：化合態(tài)：鋁硅酸鹽礦石，鋁土礦和冰晶石4檢驗3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)4檢驗3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)1位置可以溶于強堿溶液化性（方程、現(xiàn)象）90可以溶于強堿溶液化性（方程、現(xiàn)象）90物性第三周期第IIIA族p區(qū)銀白色銀白色，有金屬光澤ρ(Al)2.7g/cm3屬于輕金屬熔點660℃良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性與非金屬單質(zhì)[O2、X2（鹵素單質(zhì)）、S]反應(yīng)常溫下，與空氣中的氧氣形成致密的氧化膜；鋁粉：4Al＋3O22Al2O3，2Al＋3X2eq\o(=,\s\up7(△))2AlX3，2Al＋3Seq\o(=,\s\up7(△))Al2S3（無水）與某些金屬氧化物反應(yīng)(冶煉活潑性小于Al的金屬)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3（鋁熱反應(yīng)）原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖核外電子排布式1s22s22p63s23p1價電子排布式3S23P1電子排布圖（原子軌道表示式）面心立方堆積的晶體鐵，若晶胞參數(shù)為dnm，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，晶胞密度的計算表達式ρ與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)①寫出與醋酸反應(yīng)的離子方程式：6CH3COOH+2Al=6CH3COO-+2Al3++3H2↑②與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式一般：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+2H2O+NO↑③常溫下遇到冷的濃硝酸、冷的濃硫酸鈍化與堿溶液反應(yīng)寫出與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑或2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑與鹽溶液反應(yīng)寫出與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式Al+3Ag+=Al3++3Ag自評分：自評分：分【核心補充1】【重要的實驗】1、鋁熱反應(yīng)①在下面方框中畫出簡易裝置圖并指出所用試劑的用途②在下面方框中寫出實驗現(xiàn)象：①鎂帶劇烈燃燒,放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)①鎂帶劇烈燃燒,放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中③鋁熱反應(yīng)的用途：a.可制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬,如鐵、鉻、錳、鎢等b.常用于金屬焊接,如野外焊接鋼軌等注：Al和某些金屬氧化物在高溫下進行,反應(yīng)迅速并放出大量的熱,新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離【重要的實驗】2、離子檢驗問題寫出檢驗Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)的方法了解：向含有Zn2+了解：向含有Zn2+的溶液中逐滴加入NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解Zn2+→Zn(OH)2↓→ZnO2-，向含有Zn2+的溶液中逐滴加入氨水，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解Zn2+→Zn(OH)2↓→Zn(NH3)42+【核心補充2】【Al的工業(yè)冶煉方法】從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中冶煉鋁的兩種工藝:要求：1、補全主要微?；蛱砑拥脑噭┑幕瘜W(xué)式2、寫出步驟1—5中含鋁物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟1：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O步驟:2：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O步驟3：AlOeq\o\al(－,2)＋4H+=Al3＋＋2H2O步驟4：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)步驟5：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。注：冶煉Al時只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共價化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度?！竞诵难a充3】【基本圖像問題】1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量向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→沉淀不消失圖像離子方程式Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量向稀鹽酸中逐滴加入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→沉淀不消失圖像離子方程式AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al（OH）3↓Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓總結(jié)Al3＋、Al(OH)、AlOeq\o\al(－,2)相互轉(zhuǎn)化的比例關(guān)系二、一圖在手融匯貫通之鋁及其化合物1、連線。用箭頭表示出價類二維圖中各物質(zhì)之間可能存在的轉(zhuǎn)化線，并標(biāo)清楚反應(yīng)條件。用鋁箔包裝物品、盛裝、運輸濃硫酸、濃硝酸、用于焊接鋼軌MgO、Al2O3熔點高，做耐高溫材料中和胃酸，用作抗酸藥利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅銹，明礬作凈水劑(混凝劑)，小蘇打溶液和硫酸鋁溶液反應(yīng)生成CO2，作泡沫滅火器2、、融合高中內(nèi)容，畫出Al及其化合物的轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)圖。（概括關(guān)聯(lián)，檢驗知識系統(tǒng)化程度）三、Al及其化合物易錯點全掌控1、結(jié)合必要的化學(xué)用語解釋明礬能凈水的原因：KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3++3H2O?Al(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中懸浮物或雜質(zhì)形成沉淀而凈水2、注意反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子H+、NH4+、Mg2+、Al3+存在時，向溶液中逐滴加入NaOH溶液，與NaOH反應(yīng)的微粒的先后順序是：H+、Al3+、Mg2+、NH4+、Al(OH)3。3、離子共存問題連線，并寫出不能大量共存的原因AlOeq\o\al(－,AlOeq\o\al(－,2)Fe3+Al3+SS2-、HS-、、、AlOeq\o\al(－,2)、Fe3+、、Al3+雙水解氧化還原反應(yīng)雙水解電離與水解互促雙水解氧化還原反應(yīng)雙水解電離與水解互促4、從分類觀角度總結(jié)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)(1)無機物：①金屬如：Al等②兩性氧化物如：Al2O3等③兩性氫氧化物如：Al(OH)3等④多元弱酸的酸式鹽如：NaHCO3、KHS、KHSO3等⑤弱堿弱酸鹽如：CH3COONH4、(NH4)2CO3等。(2)有機物：氨基酸、蛋白質(zhì)。第二部分：深度遷移——對接高考（1）×（2）√（3）√（4）√（5）×2.【答案】A【解析】【解答】A．偏鋁酸鈉在強酸性溶液中不能穩(wěn)定存在容易形成Al3+，不可以利用偏鋁酸鈉在強酸性溶液中制備分子篩，A符合題意；B．設(shè)M的化合價為m，則根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為0計算，m×x2C．調(diào)節(jié)硅鋁比可以改變分子篩的空間結(jié)構(gòu)，從而改變分子篩的穩(wěn)定性，C不符合題意；D．調(diào)節(jié)硅鋁比可以調(diào)節(jié)分子篩的孔徑，根據(jù)分子篩孔徑的大小可以篩分不同大小的分子，D不符合題意；故答案為：A?！痉治觥緼.根據(jù)化學(xué)式中，存在偏鋁酸根，但是偏鋁酸鈉在強酸的作用下不能穩(wěn)定存在，因此反應(yīng)應(yīng)該是弱酸性

B.根據(jù)元素的化合價即可計算

C.偏鋁酸根不穩(wěn)定，當(dāng)改變比值時，可以改變其穩(wěn)定性

D.分子篩中有孔道和空穴，通過改變比率調(diào)節(jié)孔道和空穴的大小即可進行分子的篩分3.(1)抑制Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)的水解(2)重結(jié)晶(3)①NH3②含有SO3③滴加幾滴高錳酸鉀溶液溶液不褪色2NH4Al(SO4)2·12H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))2NH3↑＋4SO3↑＋Al2O3＋25H2O(4)eq\f(0.051c1V1－c2V2,m)【解析】(1)NH4Al(SO4)2溶液中電離出來的NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋會發(fā)生水解反應(yīng)，加入稀硫酸可抑制其水解；(2)用重結(jié)晶的方法可以提純NH4Al(SO4)2·12H2O晶體；(3)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣，加入鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀說明吸收液中含有硫酸根離子，則分解氣中含有SO3；檢驗亞硫酸鈉可用高錳酸鉀溶液，若不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可說明吸收液中不含亞硫酸鈉，則說明分解氣中不含SO2，則NH4Al(SO4)2·12H2O分解的產(chǎn)物為NH3、SO3、Al2O3；(4)n總(EDTA)＝n(Al3＋)＋n(Zn2＋)n(Al