铝及其化合物.ppt

第二节,铝及其重要化合物,考纲,考情,三年,16,考高考指数：,1.,了解铝的主要性质及其用途。,2.,了解铝的重要化合物的主要性质及其用途。,【,知识梳理,】,一、铝的主要性质及用途,1.,物理性质：,颜色,导电、导热性,密度,硬度,_,色，有金属,光泽,导电、导热性,_,较小,质地,_,银白,良好,柔软,2.,化学性质：,写出的化学方程式：,_,。,_,。,_,。,_,。,=,4Al+3O,2,2Al,2,O,3,高温,=,2Al+Fe,2,O,3,2Fe+Al,2,O,3,2Al+6HCl=2AlCl,3,+3H,2,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,【,微点拨,】,(1),常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生,“,钝化,”,，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。,(2),铝与稀硝酸反应时生成的气体是,NO,而不是,H,2,。,(3),能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。,二、铝的重要化合物,1.,氧化铝：,(1),物理性质：,_,色固体，,_,溶于水，熔沸点,_,。,(2),化学性质,(,书写离子方程式,),(3),用途：是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。,白,难,高,Al,2,O,3,+6H,+,=2Al,3+,+3H,2,O,2.,氢氧化铝：,(1),化学性质。,写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：,_,；,_,；,_,。,2Al(OH),3,Al,2,O,3,+3H,2,O,=,Al(OH),3,+3H,+,=Al,3+,+3H,2,O,(2),制备。,向铝盐中加入,NH,3,H,2,O,，离子方程式为,_,；,向偏铝酸盐中通入足量,CO,2,，离子方程式为,_,。,3.,明矾：明矾的化学式为,_,，用离子方程式表示明,矾净水的原理是,_,。,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,Al,3+,+3H,2,O Al(OH),3,(,胶体,)+3H,+,【,微点拨,】,(1)Al(OH),3,具有两性，能溶于强酸,(,如盐酸,),、强碱,(,如,NaOH,溶液,),，但不溶于弱酸,(,如,H,2,CO,3,),、弱碱溶液,(,如氨水,),。,(2)Al,2,O,3,、,MgO,的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融,NaOH,固体。,(3),既能与盐酸反应又能与,NaOH,溶液反应的物质有,Al,、,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,，多元弱酸的酸式盐,(,如,NaHCO,3,、,KHS,、,KHSO,3,、,NaH,2,PO,4,等,),及弱碱弱酸盐,(,如,CH,3,COONH,4,等,),。,【,小题快练,】,1.,【,思考辨析,】,(1)(2014,福建高考,),铝罐可久盛食醋。,(),【,分析,】,铝罐的外层是氧化铝，内层是金属铝，都能与食醋发生反应，不能用于长期盛放食醋。,(2)(2014,福建高考,),常温下,Al(OH),3,既能与,NaOH,溶液反应又能与稀硫,酸反应。,(),【,分析,】,Al(OH),3,具有两性，既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液,反应。,(3)(2014,江苏高考,),氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂。,(),【,分析,】,Al(OH),3,具有弱碱性，能中和胃酸,(,主要成分为,HCl,),，可制作,胃酸中和剂。,(4)(2013,广东高考,),常温下将铝片放入浓硝酸中无明显现象，说明,Al,与浓硝酸不反应。,(),【,分析,】,铝片放入浓硝酸中，因浓硝酸具有强氧化性，与,Al,反应生成,一层致密的氧化物膜，阻碍反应继续进行。,(5)(2013,江苏高考,),氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝。,(,),【,分析,】,氯化铝是共价化合物，工业上用电解熔融的,Al,2,O,3,制铝。,2.,【,教材研习,】,(1)(RJ,必修,1,P48),日常生活中有一些铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是,(,),A.,铝很不活泼，不易与其他物质反应,B.,铝虽然很活泼，但是在高温下才能反应,C.,铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用,D.,铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝,【,解析,】,选,C,。铝尽管很活泼，但由于表面能形成致密的氧化物薄膜，故可用于制作铝制炊具。,(2)(RJ,必修,1,P62),下列物质组合中既能和酸反应又能和碱反应的化合物是,(,),Al Al,2,O,3,Al(OH),3,NaHCO,3,A.,B.,C.D.,【,解析,】,选,B,。本题中给出的,4,种物质均是既能和酸反应，又能和碱反应的物质，但,Al,是单质，不是化合物。,(3)(LK,必修,1,P132),下列离子方程式中，书写正确的是,(,),A.,铝与盐酸反应：,Al+H,+,=Al,3+,+H,2,B.,氢氧化铝与,NaOH,溶液反应：,Al(OH),3,+OH,-,=+2H,2,O,C.,氯化铝溶液与过量,NaOH,溶液反应：,Al,3+,+3OH,-,=Al(OH),3,D.,铝与氢氧化钠溶液反应：,Al+2OH,-,=+H,2,【,解析,】,选,B,。,A,、,D,两项中离子方程式电荷不守恒，正确的离子方程,式分别为,2Al+6H,+,=2Al,3+,+3H,2,；,2Al+2OH,-,+2H,2,O=2 +3H,2,。,C,项中,AlCl,3,与过量,NaOH,溶液反应生成,NaAlO,2,而不是,Al(OH),3,。,(4)(RJ,必修,1,P63),向下列物质的水溶液中滴加少量,MgCl,2,溶液或,AlCl,3,溶液，均有白色沉淀生成的是,(,),A.BaCl,2,B.FeCl,3,C.Na,2,CO,3,D.NaOH,【,解析,】,选,C,。,BaCl,2,、,FeCl,3,均与,Mg,2+,、,Al,3+,不反应；,Na,2,CO,3,溶液呈碱,性，能生成,Mg(OH),2,和,Al(OH),3,白色沉淀；,NaOH,溶液过量时，,Mg,2+,能生,成沉淀，,Al,3+,会转化成,，不产生沉淀。,【,速记卡片,】,1.,牢记,1,种地壳中含量最多的金属元素：,Al,。,2.,熟记,2,种两性化合物：,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,。,3.,掌握,3,种制备,Al(OH),3,的方法：,Al,3+,+3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,+3,；,+CO,2,(,足量,)+2H,2,O,=,Al(OH),3,+,；,Al,3+,+3 +6H,2,O,=,4Al(OH),3,。,4.,掌握,6,个离子方程式：,2Al+6H,+,=,2Al,3+,+3H,2,2Al+2OH,-,+2H,2,O,=,2 +3H,2,Al(OH),3,+OH,-,=,+2H,2,O,Al(OH),3,+3H,+,=,Al,3+,+3H,2,O,Al,3+,+3OH,-,=,Al(OH),3,Al,3+,+4OH,-,=+2H,2,O,考点一,铝及其化合物的转化关系及应用,【,自主训练,】,A,、,B,、,C,、,D,、,E,五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中,A,为澄清溶液，,C,为难溶的白色固体，,E,易溶于水。若取,A,溶液灼烧，焰色反应为紫色,(,透过蓝色钴玻璃片,),。,(1),写出化学式：,A_,，,B_,，,C_,，,D_,，,E_,。,(2),写出下列反应的离子方程式：,AB,：,_,。,AD,：,_,。,【,解析,】,本题的突破口应在,B,、,C,两种物质上。在短周期元素形成的化,合物中，既能与盐酸反应，又能与,NaOH,溶液反应的必为两性物质，又,因为,B C,，故可知,C,为,Al,2,O,3,，,B,为,Al(OH),3,，依次推出,D,是,AlCl,3,，,A,与过量,CO,2,反应生成,Al(OH),3,，且,A,溶液的焰色反应为紫色,(,透过蓝色,钴玻璃片,),，则,A,为,KAlO,2,，,E,为,NaAlO,2,。,答案：,(1)KAlO,2,Al(OH),3,Al,2,O,3,AlCl,3,NaAlO,2,(2)+CO,2,+2H,2,O=Al(OH),3,+,+4H,+,=Al,3+,+2H,2,O,【,归纳总结,】,铝及其化合物的转化关系及应用,1.Al,3+,、,、,Al(OH),3,的转化关系：,2.,可溶性铝盐与强碱,(,如,NaOH,溶液,),反应，铝元素的存在形式：,3.,应用：,(1),制备,Al(OH),3,。,以盐为原料,Al,3+,+3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,+3,；,+CO,2,+2H,2,O=Al(OH),3,+,。,以铝为原料,方法一：,Al Al,3+,Al(OH),3,；,方法二：,Al Al(OH),3,；,方法三：,(2),判断离子共存。,Al,3+,只能存在于强酸性溶液中，不能与显碱性的物质大量共存；,只能存在于强碱性溶液中，不能与显酸性的物质大量共存，,所以,Al,3+,与,不能大量共存；,加入铝粉放出氢气的溶液显酸性或碱性，与,H,+,、,OH,-,反应的离子一,定不能大量共存。,(3),鉴别,(,利用滴加顺序不同，现象不同,),。,AlCl,3,溶液中滴加,NaOH,溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶解。,NaOH,溶液中滴加,AlCl,3,溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。,(4),分离提纯。,利用,Al,能溶于强碱溶液，分离,Al,与其他金属的混合物。,利用,Al,2,O,3,能与强碱反应，分离,Al,2,O,3,与其他金属氧化物的混合物。,【,高考警示,】,(1),制取,Al(OH),3,，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解,生成的,Al(OH),3,，而又无法控制酸碱的用量，一般使用氨水或,CO,2,制取。,(2),与,不能大量共存，原因是,能与,电离出的,H,+,发生反应：,+H,2,O=Al(OH),3,+,。,(3),往,NaAlO,2,溶液中通入少量,CO,2,得正盐,(),，通入足量,CO,2,得酸式,盐,(),。,(4),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,+,、,、,Al,3+,的混合溶液中逐滴加入,NaOH,溶液，反应的先后顺序为,【,针对训练,】,下列各组物质，不能按,(,“,”,表示反应一步完成,),关系转化,的是,(,),选项,a,b,c,A,Al,2,O,3,NaAlO,2,Al(OH),3,B,AlCl,3,Al(OH),3,NaAlO,2,C,Al,Al(OH),3,Al,2,O,3,D,MgCl,2,Mg(OH),2,MgO,【,解析,】,选,C,。,A,、,B,、,D,三项中的转化关系分别为,C,项中,Al,不能经一步反应转化为,Al(OH),3,。,【,加固训练,】,1.(,双选,)(2014,上海高考改编,),已知：,2NaAlO,2,+CO,2,+,3H,2,O=2Al(OH),3,+Na,2,CO,3,。向含,2 mol,NaOH,、,1 mol Ba(OH),2,、,2 mol NaAlO,2,的混合溶液中慢慢通入,CO,2,，则通入,CO,2,的量和生成沉淀,的量关系正确的是,(,),选项,A,B,C,D,n(CO,2,)(mol),2,3,4,6,n(,沉淀,)(mol),1,2,3,3,【,解析,】,选,A,、,C,。原溶液中含有,4 mol OH,-,、,1 mol Ba,2+,、,2 mol,，,1 mol CO,2,消耗,2 mol OH,-,生成,1 mol,，同时与,1 mol,Ba,2+,恰好反应生成,1 mol BaCO,3,，再通入,1 mol CO,2,又消耗,2 mol OH,-,生,成,1 mol,，此时没有沉淀，,A,正确；再通入,1 mol CO,2,与,2 mol,反应生成,2 mol Al(OH),3,，此时沉淀共,3 mol,，,B,错误；再通入,1 mol,CO,2,与,1 mol,生成,2 mol,，没有继续生成沉淀，,C,正确；再通,入,1 mol CO,2,与,1 mol BaCO,3,反应，沉淀物质的量变为,2 mol,，再通入,1 mol CO,2,时，,CO,2,会与水发生反应，但沉淀质量不会发生变化，,D,错误。,2.,用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是,(,),加盐酸溶解；加烧碱溶液溶解；过滤；通入过量,CO,2,生成,Al(OH),3,沉淀；加入盐酸生成,Al(OH),3,沉淀；加入过量烧碱溶液,A.B.,C.,D.,【,解析,】,选,B,。由镁粉和铝粉制取纯净,Al(OH),3,的过程为,考点二,氢氧化铝沉淀的图象分析,1.,四个基本图象：,(1),可溶性铝盐溶液与,NaOH,溶液反应的图象。,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,无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失,图象,离子方程式,Al,3+,+3OH,-,=,Al(OH),3,Al(OH),3,+OH,-,=,+2H,2,O,Al,3+,+4OH,-,=,+2H,2,O,3 +Al,3+,+6H,2,O,=,4Al(OH),3,操作,偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量,稀盐酸中逐滴加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,图象,(2),偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象。,离子,方程式,+H,+,+H,2,O=,Al(OH),3,Al(OH),3,+3H,+,=,Al,3+,+3H,2,O,+4H,+,=,Al,3+,+2H,2,O,Al,3+,+3 +6H,2,O=,4Al(OH),3,2.,四个拓展图象：,(1),向,AlCl,3,溶液中逐滴加入氨水或,NaAlO,2,溶液至过量，图象如图,1,所示。,(2),向,NaAlO,2,溶液中逐滴加入,AlCl,3,溶液或通入,CO,2,至过量，图象如图,2,所示。,(3),向,MgCl,2,、,AlCl,3,和盐酸的混合溶液,(,即将,Mg,、,Al,溶于过量盐酸所得的溶液,),中逐滴滴入,NaOH,溶液至过量，图象如图,3,所示。,(4),向,MgCl,2,、,AlCl,3,混合溶液中先加入,NaOH,溶液，后加入盐酸,(,NaOH,与盐酸的物质的量浓度相等,),，沉淀图象如图,4,所示。,【,高考警示,】,(1),分析图象时要注意加入酸或碱的强弱。,因为强酸、强碱会使,Al(OH),3,溶解，而弱酸、弱碱不能使,Al(OH),3,溶解。,(2),强酸、强碱使,Al(OH),3,溶解的图象中要注意加入的量和加入的顺序，因为滴加顺序不同可能产生的现象不同。,(3),若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中。,【,典题,】,已知室温下，,Al(OH),3,的,K,sp,或溶解度远大于,Fe(OH),3,。向,浓度均为,0.1,mol,L,1,的,Fe(NO,3,),3,和,Al(NO,3,),3,混合溶液中，,逐滴加入,NaOH,溶液。下列示意图表示生成,Al(OH),3,的物质的量与加入,NaOH,溶液的体积的关系，合理的是,(),【,典题剖析,】,抽丝剥茧溯本求源,关键信息,信息分析与迁移,信息,滴加氢氧化钠溶液首先生成,Fe(OH),3,沉淀,信息,生成,Fe(OH),3,沉淀和,Al(OH),3,沉淀消耗的氢氧化钠溶液的体积相同,信息,沉淀的物质的量是逐渐变化的,【,解析,】,选,C,。由题中信息可知滴入,NaOH,溶液，起始时形成,Fe(OH),3,沉淀，因此起始时不会形成,Al(OH),3,沉淀，,A,、,B,、,D,项错；当滴入一定体积的,NaOH,溶液后才能形成,Al(OH),3,沉淀，当,Al,3+,全部沉淀后，加入过量的,NaOH,，,Al(OH),3,沉淀全部溶解，故可知,C,项正确。,【,方法规律,】,图象题的解答要领,(1),转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系。,(2),看清纵横坐标的含义，对图象进行全面分析。,(3),对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图象的叠加工作；只有抓住一些关键点,(,最高点、最低点、转折点等,),和变化趋势，才能顺利地解决图象问题。,【,针对训练,】,(2014,安徽高考,),室温下，在,0.2 mol,L,-1,Al,2,(SO,4,),3,溶液中，逐滴加入,1.0 mol,L,-1,NaOH,溶液，实验测得溶液,pH,随,NaOH,溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是,(,),A.a,点时，溶液呈酸性的原因是,Al,3+,水解，离子方程式为,Al,3+,+3OH,-,Al(OH),3,B.ab,段，溶液,pH,增大，,Al,3+,浓度不变,C.bc,段，加入的,OH,-,主要用于生成,Al(OH),3,沉淀,D.d,点时，,Al(OH),3,沉淀开始溶解,【,解析,】,选,C,。,Al,3+,的水解反应为,Al,3+,+3H,2,O Al(OH),3,+3H,+,，,A,错,误；,ab,段，部分,Al,3+,转化为,Al(OH),3,，,Al,3+,浓度减小，,B,错误；据图,可知,bc,段的,pH10,，即,d,点之前氢氧化铝已经溶解，,D,错误。,【,加固训练,】,1.(2015,合肥模拟,),将物质,X,逐渐加入,(,或通入,)Y,溶液中，生成沉淀的量与加入,X,的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是,(,),A,B,C,D,X,CO,2,HCl,NaOH,AlCl,3,Y,Ca(OH),2,NaAlO,2,AlCl,3,NaOH,【,解析,】,选,C,。,A,项，由,Ca(OH),2,+CO,2,=CaCO,3,+H,2,O,，,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,=Ca(HCO,3,),2,可知，其图象应为图,(1),；,B,项，由,HCl+NaAlO,2,+H,2,O,=Al(OH),3,+NaCl,，,Al(OH),3,+3HCl=AlCl,3,+3H,2,O,可知其图象应为,图,(2),；,D,项，由,AlCl,3,+4NaOH=NaAlO,2,+3NaCl+2H,2,O,，,3NaAlO,2,+AlCl,3,+6H,2,O=4Al(OH),3,+3NaCl,可知，其图象应为图,(3),。,2.,向,0.1 L,浓度均为,0.1 mol,L,-1,的,NaOH,和,NaAlO,2,混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸。下列图象正确的是,(,),【,解析,】,选,B,。往混合溶液中滴加盐酸，,NaOH,首先反应，然后,NaAlO,2,再与,HCl,反应产生,Al(OH),3,，最终,Al(OH),3,与,HCl,反应转化为,AlCl,3,，符合上述转化的为,B,图象。,资源平台,氢氧化铝沉淀的图象分析,【,自主训练,】,(2013,山东高考,),足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是,(,),A.,氢氧化钠溶液,B.,稀硫酸,C.,盐酸,D.,稀硝酸,【,解析,】,选,A,。稀硝酸与铝反应不会产生氢气，可排除,D,项；,NaOH,溶液、稀硫酸、盐酸均可与,Al,反应产生氢气，其对应关系分别为,2NaOH,2Al,，,3H,2,SO,4,2Al,，,6HCl,2Al,，故相同质量的铝发生反应，消耗,NaOH,的物质的量最少，故本题答案选,A,。,【,归纳总结,】,1.,原理。,2Al+6H,+,=2Al,3+,+3H,2,，,2Al+2OH,-,+2H,2,O=2 +3H,2,。,2.,规律：,(1),等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比,为 ,11,。,(2),足量的铝与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的,体积比为 ,13,。,(3),一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢,气的体积比为,则必定为,铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。,铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠溶液过量。,【,高考警示,】,(1),铝与硝酸反应时生成的是,NO,x,而不是,H,2,。,(2)1 mol Al,不论和,H,+,还是和,OH,-,完全反应均生成,3 g(1.5 mol)H,2,。,(3)1 mol Al,和,H,+,完全反应消耗,3 mol H,+,，而,1 mol Al,和,OH,-,完全反应消耗,1 mol OH,-,。,【,针对训练,】,将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量,NaOH,溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体,6.72 L,；另一份加入足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体,11.2 L,。则原合金样品中镁的质量为,(,),A.4.8 gB.6 g,C.9.6 gD.12 g,【,解析,】,选,C,。将合金加入足量,NaOH,溶液中，只有,Al,参与反应，加入,足量稀盐酸中，两种金属均反应，由电子守恒可知，,Al,与足量,NaOH,溶,液反应和与足量稀盐酸反应得到的气体的量相同，均为,6.72 L,，故,Mg,与稀盐酸反应产生的气体为,11.2 L-6.72 L,4.48 L,，结合关系式,Mg,H,2,知，,n(Mg,),0.2 mol,，,m(Mg,),n(Mg,),24 g,mol,-1,4.8 g,，此处计算的质量为原来的一半，故原有质量为,9.6 g,。,