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1、第2節(jié)鋁及其重要化合物,考綱要求:1.了解鋁及其重要化合物的制備方法。(宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想) 2.掌握鋁單質及其重要化合物的主要性質及其應用。(科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任),考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,鋁單質的性質及制備 1.鋁的原子結構和存在 鋁的原子結構示意圖為。鋁位于元素周期表,自然界中的鋁全部以態(tài)存在。 2.金屬鋁的物理性質 鋁是色、具有金屬光澤的固體,硬度,具有良好的、導熱性和延展性。,第3周期第A族,化合,銀白,較小,導電性,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.鋁的化學性質,考點一,考點二,必備知識自主預診

2、,關鍵能力考向突破,寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式: Al形成致密的氧化膜, 離子方程式: ,4Al+3O2==2Al2O3,2Al+6H+==2Al3++3H2,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,4.鋁的制備 工業(yè)上利用電解熔融氧化鋁的方法制備鋁單質: (寫化學方程式)。 5.鋁熱反應 實驗原理:高溫下鋁能將較不活潑的金屬從其氧化物中還原出來。 實驗裝置:鋁粉還原氧化鐵的實驗裝置如圖所示。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,引燃劑和鋁熱劑: a.引燃劑:鎂條、氯酸鉀。 b.鋁熱劑:鋁粉和某些金屬氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)組

3、成的混合物。 鋁熱反應的應用: a.該反應為放熱反應,鋁在高溫下還原出了金屬單質。在冶金工業(yè)上常用鋁熱反應制取熔點較高的金屬,如鉻、錳等,3MnO2+4Al 2Al2O3+3Mn。 b.該反應原理可以應用在生產上,如焊接鋼軌等。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,自主練習 1.在做鋁的燃燒實驗時,用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔,在酒精燈上加熱至熔化,會看到的現象是鋁箔熔化,失去光澤,但熔化的鋁并不滴落。原因是什么?,提示 鋁箔加熱時與O2發(fā)生反應生成熔點很高的Al2O3薄膜,使內部的鋁被Al2O3包裹著,所以熔化的鋁不易滴下。,2.鋁與NaOH溶液反應的機理是什么?,提示 2Al

4、+2OH-+6H2O==2Al(OH)4-+3H2。鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2,反應中鋁作還原劑,水作氧化劑,NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.下列關于鋁單質的敘述正確的是() A.由于鋁在空氣中不會銹蝕,所以鋁制品的使用壽命都很長 B.由于鋁具有強還原性,所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬 C.常溫下,鋁被濃硫酸鈍化,所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層 D.由于鋁的導電性能比銅強,所以常用鋁制造電線、電纜,解析銅在加熱的條件下才能與濃硫酸反應,加熱條件下濃硫酸

5、能與氧化鋁反應;銅的導電性能比鋁強。,B,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考向鋁的性質及用途 例(2019河北唐山月考)下列有關鋁的實驗現象、用途解釋正確的是(),答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,易錯警示(1)能與鋁反應生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是堿性溶液。 (2)等質量的鋁與足量的酸或堿溶液反應,生成H2的量相同。 (3)等物質的量的酸和堿與足量的鋁反應,生成H2的量由酸和堿的物質的量決定。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,歸納總結1.鋁能與酸溶液反應生成H2和鋁鹽(含Al3+),但與稀硝酸反應不生成H2,且

6、常溫下在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化。 2.鋁與強堿溶液反應生成H2和四羥基合鋁酸鹽含Al(OH)4-。 3.鋁與酸或堿溶液反應生成H2的量的計算及比較。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,對點演練 鋁是一種既能與酸反應又能與強堿溶液反應放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質回答下列問題: (1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,所得H2的體積之比是。 (2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產生H2的體積之比是。 (3)足量的兩份鋁分別投入到等體積的HCl、NaOH溶液中,二者產生

7、H2的物質的量相等,則HCl和NaOH的物質的量濃度之比是。 (4)甲、乙兩燒杯中分別盛有100 mL 3 molL-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)=12,則加入鋁粉的質量為。 A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g 答案 (1)11(2)13(3)31(4)A,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,解析 (1)根據化學方程式:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2,可得出Al與H2的關系式均為2Al3H2,故只要參加反應的Al的

8、質量相等,所得H2的量必相等。(2)因為在反應中Al過量,產生的H2由HCl和NaOH的物質的量決定。根據化學反應中的關系式:6HCl3H2、2NaOH3H2,故當HCl和NaOH的物質的量相等時,二者產生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產生H2的物質的量相等,根據關系式n(HCl)n(NaOH)= 31,又因為兩溶液體積相等,故物質的量濃度c(HCl)c(NaOH)= n(HCl)n(NaOH)=31。(4)其反應原理分別為2Al+6HCl== 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2。可見當參加反應的HCl和NaOH的物質的量一樣多時,產生H2的體

9、積比是13,而題設條件體積比為12,說明此時投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的,而對于NaOH來說是不足的。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2 6 mol3 mol 3 molL-10.1 L0.15 mol 則Al與NaOH溶液反應生成H2的物質的量為0.15 mol2=0.3 mol。 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2 227 g3 mol 5.4 g0.3 mol 即投入的鋁粉質量為5.4 g。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,鋁的重要化合物 1.Al2O3 (1)物理性質:Al2O3是高熔點

10、的氧化物,常作為 材料及冶煉的原料。 (2)化學性質(用離子方程式表示):,耐火,金屬鋁,Al2O3+6H+==2Al3++3H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,2.Al(OH)3 (1)物理性質:Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀沉淀,它能吸附水中的,常用于水的凈化,并能色素。 (2)化學性質。,受熱分解:化學方程式為。,懸浮物,吸附,Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,(3)制備(用離子方程式表示)。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.明礬凈水原理 明礬的化學式為,其凈水原理涉及的離

11、子方程式為。,KAl(SO4)212H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,4.Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4-之間的轉化關系 寫出上述轉化的離子方程式: (1); ; 。 (2)。 (3)。 (4)。 (5); 。 (6)。,Al3++3Al(OH)4-==4Al(OH)3,Al3++3OH-==Al(OH)3,Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O,Al3++4OH-==Al(OH)4-,Al(OH)4-+4H+==Al3++4H2O,Al(OH)4-+H+==Al(OH)3+H2O,Al(OH)3+OH-==Al(OH)4-,考點一,考點二,必備知識自

12、主預診,關鍵能力考向突破,自主練習 1.中學學習階段接觸到的既能與強酸反應又能與強堿反應的物質有哪些?,提示 金屬單質:Al;兩性氧化物:Al2O3;兩性氫氧化物: Al(OH)3;弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;弱酸的酸式鹽:NaHCO3、KHS、NaHSO3等;氨基酸等。,2.明礬可用于自來水的消毒嗎?,提示 不能。明礬能凈水,明礬凈水只是除去水中的懸浮雜質并使其沉降,不能殺菌消毒。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.(2019貴州貴陽月考)下列各組物質能相互反應得到Al(OH)3的是() A.Al跟NaOH溶液共熱 B.Al(N

13、O3)3跟過量的NaOH溶液反應 C.Al2O3和水共熱 D.Al2(SO4)3溶液和過量的氨水反應,解析Al跟NaOH溶液共熱生成NaAlO2,得不到氫氧化鋁,故A錯誤;氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于強酸和強堿,Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應生成NaAlO2,故B錯誤;氧化鋁不溶于水,不能與水反應生成氫氧化鋁,故C錯誤;Al2(SO4)3溶液和過量的氨水反應可以得到氫氧化鋁,氫氧化鋁不溶于弱堿溶液,故D正確。,D,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考向1鋁的重要化合物的性質和用途 例1(2019湖南株洲調研測試)下列說法不正確的是 (),答案,解析,必備知識自主預

14、診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,歸納總結1.Al3+、Al(OH)4-、Al(OH)3的轉化關系,2.可溶性鋁鹽與強堿(如NaOH)溶液反應,鋁元素的存在形式,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,3.含鋁化合物轉化關系的應用 (1)判斷離子共存問題:,(2)鑒別物質(利用滴加試劑順序不同,現象不同): 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先產生白色沉淀,后沉淀溶解。 向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始無明顯現象,后產生白色沉淀,沉淀不溶解。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,4.含鋁元素雜質的除雜方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于

15、強堿溶液的特性,可除去許多物質中的含鋁雜質,如(括號中物質為雜質): (1)Mg(Al):加足量NaOH溶液,過濾; (2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,過濾; (3)Mg(OH)2Al(OH)3:加足量NaOH溶液,過濾; (4)Mg2+(Al3+):加過量NaOH溶液,過濾,再加酸充分溶解得到的沉淀。,對點演練 下列除去雜質的方法不正確的是() A.鎂粉中混有少量鋁粉:加入過量燒堿溶液充分反應,過濾、洗滌、干燥 B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+ C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾,向濾液中通入過量CO2后過濾 D.Mg

16、O中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾、洗滌、干燥得到MgO,解析氨水與Fe3+和Al3+均能反應生成氫氧化物沉淀,B項不符合除雜的要求。,B,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,考向2有關Al(OH)3的制備及沉淀量計算 例230 mL 1 molL-1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 molL-1的NaOH溶液,若產生1.56 g白色沉淀,則加入NaOH溶液的體積可能為() A.3 mLB.7.5 mL C.15 mLD.17.5 mL,答案,解析,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,歸納總結Al3+與強堿溶液反應的計算規(guī)律 (1)求產物

17、Al(OH)3的量。 當n(OH-)3n(Al3+)時, nAl(OH)3= n(OH-); 當3n(Al3+)

18、元素的主要存在形式是() A.Al3+和Al(OH)3 B.Al(OH)3 C.Al(OH)3和Al(OH)4- D.Al(OH)4-,D,解析若1 mol明礬KAl(SO4)212H2O和氫氧化鋇溶液反應,當硫酸根離子恰好沉淀完全時,需要2 mol氫氧化鋇,OH-的物質的量是4 mol,鋁離子的物質的量是1 mol,此時二者恰好完全反應生成 ,故D項正確。,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考點一,考點二,2,3,1,4,1,2,3,4,1.將NaOH溶液逐滴加入用鹽酸酸化過的AlCl3溶液中,若用y軸表示Al(OH)3沉淀的量,x軸表示NaOH溶液的體積,下列圖像正確的是(),答案,解

19、析,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,3.(2019江蘇徐州高三診斷)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料,提取時操作過程如圖所示,圖中操作錯誤的是 () A.B.C.D.,答案,解析,1,2,3,4,4.鹵水中含有豐富的鎂離子,可制取多種含鎂產品。請回答下列問題: (1)向鹵水中加入Ca(OH)2可制取Mg(OH)2,其離子方程式是。 (2)Mg(OH)2可用來制取MgO,進而制取金屬鎂。 灼燒Mg(OH)2得到MgO的化學方程式是。 1 200 時,真空條件下用硅鐵(硅的質量分數為95%99%)將MgO還原為鎂蒸

20、氣(鐵不參與反應),用化學方程式表示其原理: 。 (3)Mg(OH)2也可用來制取無水MgCl2。 從MgCl2溶液得到MgCl26H2O的操作是。 MgCl26H2O與SOCl2混合后加熱,可獲得無水MgCl2(已知SOCl2與水接觸時迅速形成白霧,生成SO2)。則得到無水MgCl2的化學方程式為。,1,2,3,解析 (1)Mg2+與Ca(OH)2發(fā)生反應生成Mg(OH)2。 (2)Mg(OH)2受熱分解生成MgO和H2O。1 200 時、真空條件下,Si將MgO還原為鎂蒸氣,同時生成SiO2。(3)MgCl2的溶解度隨溫度變化較小,且Mg2+易水解,故可使MgCl2溶液在氯化氫氛圍中蒸發(fā)、結晶得到MgCl26H2O。根據題中信息可知,SOCl2與MgCl26H2O反應生成SO2、HCl和MgCl2。,4,