2018届一轮复习人教版铝及其重要化合物学案

2018届一轮复习人教版铝及其重要化合物学案

铝及其重要化合物 考点一　铝、镁的性质及应用 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．铝的结构和存在 铝位于元素周期表________________，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。‎ ‎2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。‎ ‎3．金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________；‎ ‎④________________________________________________________________________。‎ ‎4．铝的用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。‎ ‎5．对比记忆镁的化学性质 铝 镁 与非金属反应 能被Cl2、O2氧化 ‎2Mg＋O22MgO ‎3Mg＋N2Mg3N2‎ 与水反应 反应很困难 能与沸水反应 Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式(　　)‎ ‎(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)‎ ‎(3)Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3(　　)‎ ‎(4)冶炼铝时常用焦炭作还原剂(　　)‎ ‎(5)1molAl与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同(　　)‎ ‎(6)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐(　　)‎ ‎2．镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有________(用化学式表示)。‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　对比掌握铝、镁的性质 ‎1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是(　　)‎ A．①和② B．②和③‎ C．③和④ D．④和⑤‎ ‎2．下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　)‎ A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长 B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属 C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层 D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆 题组二　铝与酸或碱反应的计算 ‎3．(2016·河北衡水中学高三模拟)将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)‎ A．3mol·L－1HCl B．4mol·L－1HNO3‎ C．8mol·L－1NaOH D．18mol·L－1H2SO4‎ ‎4．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：‎ ‎(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。‎ ‎(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是____________________________________________________________________。‎ ‎(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。‎ ‎(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。‎ A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g ‎【归纳总结】‎ 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：‎ ‎①产生H2的物质的量相等。‎ ‎②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。‎ ‎(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：‎ ‎①消耗Al的物质的量之比为1∶3。‎ ‎②生成H2的物质的量之比为1∶3。‎ ‎(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：‎ 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ‎①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。‎ ‎②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。‎ 考点二　铝的重要化合物 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．氧化铝 ‎(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。‎ ‎(2)化学性质 ‎2．氢氧化铝 ‎(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的________性。‎ ‎(2)化学性质(用化学方程式表示)‎ Al(OH)3的电离方程式为 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(3)制备 ‎①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。‎ ‎③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ ‎3．常见的铝盐 ‎(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。‎ ‎(2)明矾的化学式_______________________________________________________________，‎ 它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH______7(填“＜”、“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。‎ ‎(3)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：‎ ‎①Al3＋恰好完全沉淀 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎②SO恰好完全沉淀 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 深度思考 ‎1．在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎2．中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【归纳总结】‎ 两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、‎ Al(OH)3、氨基酸是两性物质。‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　Al2O3和Al(OH)3的两性 ‎1．(2016·日照调研)将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　)‎ A．稀硝酸 ．稀盐酸 C．硝酸铜 ．氢氧化钠 ‎2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)‎ A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋‎ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO ‎【归纳总结】‎ 含铝杂质的提纯方法归类 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：‎ ‎(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。‎ ‎(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。‎ ‎(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。‎ ‎(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。‎ 题组二　制备Al(OH)3的最佳途径 ‎3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)‎ ‎①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液 A．①⑥⑤③ ．②③④③‎ C．②③⑤③ ．①③⑤③‎ ‎4．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。‎ 甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：‎ 甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl(OH)3‎ 乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3‎ 丙：→W3gAl(OH)3‎ 试回答：‎ ‎(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是____________。‎ ‎(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是 ‎________________________。‎ ‎(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。‎ ‎【归纳总结】‎ Al(OH)3的三种制备方法 方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2‎ 反应原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促进水解法 题组三　有关Al3＋、AlO的离子反应 ‎5．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)‎ A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋‎ B．1.0mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋‎ C．在强碱性环境中：AlO、SiO、Na＋、K＋‎ D．0.1mol·L－1明矾溶液中：NH、AlO、HCO、Na＋‎ ‎6．(2016·济宁期中)下列反应中的离子方程式书写正确的是(　　)‎ A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NH＋OH－===NH3·H2O C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ‎【解题指导】‎ ‎1．离子共存问题 ‎(1)Al3＋水解呈酸性，与OH－、AlO、CO(HCO)、S2－等不能大量共存。‎ ‎(2)AlO水解呈碱性，与H＋、HCO、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。‎ ‎2．含Al3＋的溶液与碱反应的先后顺序 当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。‎ 考点三　用数形结合思想理解“铝三角”‎ ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系 写出实现上述各步转化的离子方程式。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 ‎(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)‎ 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 方程式 序号 AB：________‎ BD：________‎ AB：________ ‎ BC：________‎ ‎(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 方程式序号 AB：________‎ BC：________‎ AB：________ ‎ BC：________‎ 深度思考 按要求画出图像。‎ ‎(1)向MgCl2、AlCl3溶液中(假设各1mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(2)向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(3)向NaOH、NaAlO2溶液中(假设各1mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(4)向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(5)向NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2溶液中(假设各1mol)，通入CO2气体，画出沉淀的物质的量随CO2通入的变化图像。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　Al3＋、AlO形成Al(OH)3图像的综合分析 ‎1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是(　　)‎ A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量 C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示AlO的物质的量的变化 ‎2.‎ 某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)溶液中一定含有的溶质是________________(填化学式，下同)，一定不含有的溶质是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)溶液中可能含有的溶质是________(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是 ‎________________________________________________________________________，‎ 现象是__________________________________________________________________。‎ ‎(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：‎ ‎①AB段为________________________________________________________________；‎ ‎②BC段为_______________________________________________________________。‎ 题组二　Al3＋形成Al(OH)3的简单计算 ‎3．(2016·贵州高三模拟)向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为(　　)‎ A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL ‎4．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶3B．2∶3C．6∶1D．3∶1‎ ‎【反思归纳】‎ 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 ‎(1)求产物Al(OH)3的量 ‎①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)；‎ ‎②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时，‎ n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；‎ ‎③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。‎ ‎(2)求反应物碱的量 ‎①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：‎ n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；‎ ‎②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：‎ n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。‎ 答案精析 考点一 基础知识梳理 ‎1．第三周期ⅢA族 ‎3．①4Al＋3O22Al2O3‎ ‎②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3‎ ‎③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×‎ ‎2．MgO、Mg3N2、C 解题探究 ‎1．C　2.B　3.A ‎4．(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A 考点二 基础知识梳理 ‎1．(2)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O ‎2．(1)吸附　(2)①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O ‎3．(2)KAl(SO4)2·12H2O　＜‎ ‎①2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓‎ ‎②Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O 深度思考 ‎1．铝箔与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下 ‎2．①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。‎ 解题探究 ‎1．C ‎2．B　[Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。]‎ ‎3．B　[若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAlO2制备Al(OH)3，加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。]‎ ‎4．(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520g ‎5．C　[A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；D项，Al3＋与AlO、HCO因发生双水解反应不能大量共存。]‎ ‎6．C　[A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。]‎ 考点三 基础知识梳理 ‎1．(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ‎②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ ‎(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ‎(4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O ‎(5)①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓‎ ‎(6)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎2．(1)(从左到右)(1)③　(6)　(3)　(1)②　(2)(从左到右)(5)②　(2)　(4)　(1)②‎ 深度思考 ‎(1)　(2)‎ ‎(3)　(4)‎ ‎(5)‎ 解题探究 ‎1．B ‎2．(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3‎ ‎(2)氯化钾　焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色　(3)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②NH＋OH－===NH3·H2O 解析　首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl与Na2CO3不能大量共存，所以一定无Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。‎ ‎3．B ‎4．C　[OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3L，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液0.1L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。]‎