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2022届高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第2节 铝及其化合物教案 鲁科版2022届高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第2节 铝及其化合物教案 鲁科版年级：姓名：- 15 -第2节铝及其化合物考纲定位要点网络1.掌握铝的主要性质及其应用。2.掌握铝的重要化合物的主要性质及其应用。3.了解铝及其重要化合物的制备方法。铝单质的性质及制备知识梳理1铝的结构和存在铝位于元素周期表第3周期A族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2铝单质的主要化学性质(写出有关方程式)2Al3Cl22AlCl32Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2Fe2O32Al2FeAl2O32Al3CuSO4=3CuAl2(SO4)33铝热反应实验探究(1)铝热反应的实验装置及试剂作用：(2)原理：利用Al的还原性较强，高温下把金属氧化物中的金属置换出来。(3)现象镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。(4)应用冶炼难熔金属，如Cr、Mn、V、W、Cu、Fe等；金属焊接，如野外焊接钢轨等。注意：引发铝热反应的操作是加少量KClO3，插上镁条并点燃。4工业电解熔融Al2O3制备Al(1)电极反应(2)总反应方程式2Al2O3(熔融)4Al3O2。注意：电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。辨易错(1)除去氧化膜的铝箔在空气中加热，铝箔熔化但不滴落，说明铝易氧化形成氧化膜保护铝。()(2)铝制容器可以用于盛装浓硫酸和浓硝酸，说明铝不与二者反应。()(3)能与Al反应生成H2的溶液一定是酸性溶液。()(4)Al在高温下与MgO发生铝热反应制备Mg。()(5)加入Al粉能产生H2的溶液中，可能存在Al3、NO。()答案(1)(2)(3)(4)(5)命题点1铝的性质及应用1镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是()铝镁A.与非金属反应能被Cl2、O2氧化能与N2、O2反应B.与水反应能与沸水反应反应很困难C.与碱反应能溶于强碱溶液不反应D.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B铝与沸水不反应，Mg与沸水反应，B错误。2根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去) ()A生成等质量H2时，和反应消耗n(HCl)n(NaOH)B反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为23C反应和消耗等量的Al时，生成的n(Cu) n(Fe)32D反应的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3C根据得失电子守恒，生成氢气的质量相等则消耗铝的物质的量相等，根据铝守恒，设1 mol铝参加反应，则生成四羟基合铝酸钠1 mol，则需氢氧化钠1 mol，铝与盐酸反应生成氯化铝1 mol，则需盐酸3 mol，所以和反应消耗n(HCl)3n(NaOH)，A项错误；铝与硫酸铜反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒，可知：硫酸铜与铝的物质的量之比为32，B项错误；反应和消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol铝参加反应，由得失电子守恒可知：生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n(Cu)n(Fe)32，C项正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时用化学式，D项错误。命题点2铝与酸、碱反应的有关计算3(1)足量的两份铝分别投入等体积、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_。(2)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的HCl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)12，则甲烧杯中剩余的反应物是_，加入铝粉质量为_g。解析因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度之比为c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(2)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的。故甲中生成的H2为0.15 mol，乙中生成的H2为0.30 mol，故n(Al)0.2 mol，m(Al)5.4 g。答案(1)31(2)Al5.4铝的重要化合物的性质及应用知识梳理1铝的氧化物(Al2O3)两性氧化物(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔、沸点很高，可用作耐火材料。(2)化学性质(写离子方程式) (3)用途：耐火材料，工业冶炼铝。2铝的氢氧化物Al(OH)3两性氢氧化物(1)主要性质白色胶状固体，难溶于水，有较强的吸附性。写出上图标号中有关反应的离子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3OH=Al(OH)4；2Al(OH)3Al2O33H2O。提醒：Al(OH)3两性的电离酸式电离：Al(OH)3H2OHAl(OH)4碱式电离：Al(OH)3Al33OHAl(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H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。(2)制备Al(OH)3三种方法及原理向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；向四羟基合铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO；NaAl(OH)4与AlCl3的溶液混合，离子方程式为3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3。3两种盐铝盐和四羟基合铝酸盐(1)铝盐明矾化学式为KAl(SO4)212H2O，为复盐。电离方程式为KAl(SO4)2=KAl32SO。应用：净水，净水原理为明矾电离出的Al3在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H。(2)四羟基合铝酸盐四羟基合铝酸钠向NaAl(OH)4溶液中滴加盐酸至过量，反应现象为先生成白色沉淀，然后沉淀又逐渐溶解至消失，反应的有关离子方程式为Al(OH)4H=Al(OH)3H2O，Al(OH)33H=Al33H2O。向NaAl(OH)4溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3COH2O。深思考通过小组讨论，总结所有符合下面转化关系的物质，把铝及化合物的化学式写在横线上。(1)a_、e_、b_、d_。(2)a_、e_、b_、d_。答案(1)NaAl(OH)4HClAlCl3Al(OH)3(2)AlCl3NaOHNaAl(OH)4Al(OH)3(合理即可)知识应用铝及其化合物广泛应用于生产、生活中。从铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)提取Al2O3的两种方案：方案1： (1)方案1中沉淀A、B分别是_、_。(2)方案1中的步转化的离子方程式分别为_，_。(3)方案2中的沉淀A、B分别是_、_。(4)方案2中的步转化的离子方程式分别为_，_。答案(1)SiO2Fe(OH)3(2)Fe33OH=Fe(OH)3、Al34OH=Al(OH)4Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO(3)Fe2O3H2SiO3(4)SiO2H=H2SiO3、Al(OH)44H=Al34H2OAl33NH33H2O=Al(OH)33NH命题点1铝及其重要化合物的性质和应用1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Al3CAl(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DMgO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MgOB加入氨水Fe3、Al3均生成沉淀，B项不正确。2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abcAAl2O3NaAl(OH)4Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAl(OH)4CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgOCAlAl(OH)3不能一步转化，C符合题意。3下列各组溶液，不用外加试剂无法鉴别的是()AAl2(SO4)3与KOHBNa2CO3与HNO3CMgCl2、AlCl3DFeCl3与AlCl3CA、B可利用顺序滴加法鉴别，D中的FeCl3为黄色，AlCl3为无色，观察可鉴别。4铝盐是工农业生产中的重要原料，回答下列相关问题：(1)AlCl3溶液的配制方法：取AlCl3固体少许，_。(2)由AlCl3溶液制取AlCl36H2O的方法：_。(3)泡沫灭火器工作时反应的离子方程式为_。外筒(铁筒)中所盛试剂为_。(4)Al(OH)4与HCO在溶液中不能共存，二者反应的离子方程式为_。(5)明矾的净水原理为_。(用离子方程式表示)。如果溶液pH过低，净水效果_(填“提高”或“降低”)。答案(1)溶于盛有浓盐酸的烧杯中(2)加入盐酸后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3)Al33HCO=Al(OH)33CO2NaHCO3溶液(4)Al(OH)4HCO=Al(OH)3COH2O(5)Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H降低(1)Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化关系(2)“铝三角”转化的应用判断离子共存问题：Al3与OH以及弱酸根阴离子Al(OH)4、CO、S2等，Al(OH)4与H、HCO以及弱碱阳离子Al3、Fe3等因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)a向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。b向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。命题点2Al(OH)3的制备方案5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()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2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 BCDB若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAl(OH)4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。6用稀硫酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别是若要得到等量的Al(OH)3，则()A三者消耗的原料相同B甲消耗的原料的总物质的量最多C乙消耗的原料的总物质的量最少D丙消耗的原料的总物质的量最多B要制备1 mol Al(OH)3，三方案所需物质的量关系甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3；乙：AlNaAl(OH)4Al(OH)3；以铝、酸、碱为原料制Al(OH)3的最佳方案命题点3Al(OH)3沉淀图像的分析与应用7向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图像的一组是()甲乙AAlCl3、Mg(NO3)2、HNO3NaOHBNa2CO3、NH4HCO3、Na2SO4Ba(OH)2CNH4NO3、Al(NO3)3、Fe(NO3)3、HClNaOHDNaAl(OH)4、氨水、NaOHH2SO4CA项，向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图像中间一段沉淀质量不变的反应不存在，错误；B项，向甲溶液中缓慢滴加Ba(OH)2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，错误；C项，向甲溶液中加入NaOH溶液时，NaOH先与盐酸反应，没有沉淀生成，随后Al3、Fe3开始沉淀，当两种离子沉淀完全后，OH和NH反应，此时沉淀质量不变，最后OH与Al(OH)3反应，沉淀部分溶解与图像变化相符，正确；D项，向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，错误。8.在200 mL 含Mg2、Al3、NH、H、Cl的溶液中，逐滴加入5 molL1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是()Axy0.01 molB原溶液中c(Cl)0.75 molL1C原溶液的pH1D原溶液中n(Mg2)n(Al3)51B分析图示可知xy的值即为氢氧化铝的物质的量，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL33 mL2 mL，xy5 molL12103 L0.01 mol，A正确；加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl，原溶液中n(Cl)5 molL133103 L0.165 mol，c(Cl)0.825 molL1，B错误；由图知04 mL时发生反应HOH=H2O，则H的物质的量为4 mL0.001 L5 molL10.02 mol，H的物质的量浓度为0.1 molL1，则pH1，C正确；由4 mL30 mL Mg2、Al3结合OH生成沉淀的反应知，n(OH)5 molL126103 L0.13 mol，则根据Al33OH=Al(OH)3，与0.01 mol Al3反应的OH的物质的量为0.03 mol，与Mg2反应的OH的物质的量为0.1 mol，由Mg22OH=Mg(OH)2知，n(Mg2)0.05 mol，则原溶液中n(Mg2)n(Al3)0.050.0151，D正确。Al(OH)3沉淀的两个基本图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量图像注意：沉淀Al3所需n(OH)与Al(OH)3溶解所需n(OH)的比为31；沉淀Al(OH)4所需n(H)与Al(OH)3溶解所需n(H)的比为13。两性金属(Zn、Be、Ga)根据两性金属Al的性质推导其他两性金属的性质，进而理解应用。很好地考查了学生的科学探究与创新意识，证据推理与模型认知的化学核心素养。1Zn、Be、Ga与H、OH的反应(1)(2)2ZnO、BeO、Ga2O3与H、OH的反应(1)(2)3Zn(OH)2、Be(OH)2、Ga(OH)3与H、OH的反应(1)(2)注意：Al(OH)4也可以表示为AlO，故其他两性金属也可类似表示。1铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，已知反应：BeCl2Na2BeO22H2O=2NaCl2Be(OH)2能完全进行，则下列推断正确的是 ()ABe(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液B因BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物C常温下Na2BeO2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeOD常温下BeCl2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2A铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，Be(OH)2与Al(OH)3性质相似，Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；某些共价化合物水溶液的导电性也较强，B错误；Na2BeO2溶液蒸干灼烧后得到Na2BeO2，C错误；常温下BeCl2溶液的pH7，蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO，D错误。2锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成Zn(NH3)42。下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是_(填序号)。Al2(SO4)3和NaOH Al2(SO4)3和氨水ZnSO4和NaOHZnSO4和氨水答案真题验收1(2020江苏卷，T3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水D铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活泼性无关，A项错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电，与熔点高无关，B项错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关，C项错误；明矾中的Al3可以水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D项正确。2下列说法正确的是_(填序号)。(2020江苏高考)室温下，Al与4.0 molL1NaOH溶液反应生成NaAlO2(20207月浙江选考)Cl会破坏铝表面的氧化膜(2018全国卷)氢氧化铝可用于中和过多胃酸(2015全国卷)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低(2015全国卷)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条上，产生红棕色气体(2015全国卷)氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀答案新题预测铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl，主要用于鞣制皮革。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂的一种工艺流程如图所示：请回答下列问题： (1)气体A、气体C的分子式为_、_。(2)产生气体B的化学方程式为_。(3)氧化时，发生反应的离子方程式为 _。(4)废渣的主要成分为_(填化学式)。(5)某同学设计如下方案测定铝鞣剂样品中Al(OH)2Cl的质量分数。操作：准确称取所制备的铝鞣剂样品m g放入烧杯中。操作：加入_(填试剂名称)，并用玻璃棒搅拌至固体全部溶解。操作：加入足量_(填化学式)溶液，充分反应，过滤、_、_，得固体n g。则样品中Al(OH)2Cl的质量分数为_(用含m、n的代数式表示)。 解析(1)铝灰的主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等，能水解的只有AlN，AlN水解生成Al(OH)3和NH3，则气体A为NH3。在“酸溶”过程中Al、Al2O3、Al(OH)3和FeO转化为Al3、Fe2；“氧化”过程中H2O2将Fe2氧化为Fe3；“除杂”过程中加入纯碱，则“酸溶”过程中加入的稀酸与纯碱反应可生成CO2，气体C为CO2。(2)“酸溶”过程中，Al、Al2O3、Al(OH)3和FeO与稀酸反应， 其中生成气体B的反应是Al与稀酸的反应，结合Al(OH)2Cl中含有氯元素可知，所用稀酸为稀盐酸，则生成气体B的反应是Al与HCl反应生成H2和AlCl3。(3)“酸溶”时，FeO溶于盐酸生成Fe2，则“氧化”过程中，在酸性条件下，Fe2被H2O2氧化为Fe3。(4)“除杂”过程中，加入纯碱，调节溶液pH，使Fe3转化为Fe(OH)3，以除去Fe3，故废渣的主要成分是Fe(OH)3。(5)可通过测定铝鞣剂样品中Cl的含量测定铝鞣剂样品中Al(OH)2Cl的质量分数，加入酸溶解Al(OH)2Cl，因此操作应加入稀硝酸溶解铝鞣剂样品，操作应加入足量AgNO3溶液沉淀Cl，充分反应后，通过过滤、洗涤、干燥得到AgCl。nAl(OH)2Cln(Cl)n(AgCl)，Al(OH)2Cl的质量分数为96.5 gmol1m g100%100%。答案(1)NH3CO2(2)2Al6HCl=2AlCl33H2(3)2Fe22HH2O2=2Fe32H2O(4)Fe(OH)3(5)稀硝酸AgNO3洗涤干燥100%