高考化学一轮复习专题二-第二单元-从铝土矿到铝合金.pptx

考基梳理 助学提升,考点通解 能力对接,考向集训 名师揭秘,第二单元从铝土矿到铝合金,1,了解并能应用常见金属活动次序。,2,了解,Al,及其主要化合物主要性质和主要应用。,3,了解金属材料在生产和生活中主要应用。,1/59,1,以铝土矿为原料提取铝工业流程。,2,铝三角之间转化关系。,3,相关铝及其化合物图像分析。,2/59,一、铝性质及制备,1,物理性质,铝是,_,轻金属，熔点,_,，硬度,_,，含有良好导电、导热、延展性。,2,化学性质,银白色,低,小,3/59,3,从铝土矿中提取铝,4/59,反应原理：,_,_,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,NaAlO,2,CO,2,2H,2,O=Al(OH),3,NaHCO,3,5/59,铝为活泼金属，为何在生活中用途广泛？,提醒,铝制品表面有一层致密氧化膜，可保护内层金属不被氧化，抗腐蚀性很强，铝密度小，强度大，塑性好，易于加工，所以在生活中用途广泛。,6/59,二、铝主要化合物,1,氧化铝和氢氧化铝性质,氧化铝,(Al,2,O,3,),氢氧化铝,Al(OH),3,物理性质,白色固体，难溶于水，熔点很高,白色胶状物质，难溶于水，有较强吸附性,化学性质,与盐酸,反应,_,_,_,_,与强碱,反应,_,_,_ _,加热,不分解,制备方法,Al(OH),3,受热分解,可溶性铝盐与氨水,主要用途,做耐火材料、冶炼铝原料,制药、净水,Al,2,O,3,6HCl=2AlCl,3,3H,2,O,Al(OH),3,NaOH=,NaAlO,2,2H,2,O,Al(OH),3,3HCl=,AlCl,3,3H,2,O,2NaAlO,2,H,2,O,Al,2,O,3,2NaOH=,7/59,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,8/59,试验室中用可溶性铝盐,(Al,3,),制取,Al(OH),3,加入氨水至沉淀完全，普通不用,NaOH,等强碱，为何？,提醒,氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，所以试验室制备氢氧化铝时普通不用氢氧化钠等强碱代替氨水，因强碱用量极难控制，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀。,9/59,10/59,1,既能与强酸又能与强碱反应物质,(1),金属单质：,Al,等；,(2),两性氧化物：,Al,2,O,3,等；,(3),两性氢氧化物：,Al(OH),3,等；,(4),弱酸铵盐：,(NH,4,),2,CO,3,、,CH,3,COONH,4,、,(NH,4,),2,S,等；,(5),弱酸酸式盐：,NaHCO,3,、,KHS,、,NaHSO,3,等；,(6),氨基酸。,2,“铝三角,”,应用规律,(1),判别,(,利用滴加次序不一样，现象不一样,),：,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。,两个规律,11/59,NaOH,溶液中滴加,AlCl,3,溶液现象为：开始无显著现象，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。,(2),分离提纯：,利用,Al,能溶于强碱溶液，分离,Al,与其它金属混合物。如,Mg,与,Al,混合物。,利用,Al,2,O,3,能与强碱反应，分离,Al,2,O,3,与其它金属氧化物混合物。如,Al,2,O,3,与,MgO,混合物。,利用,Al(OH),3,两性，分离,Al,3,与其它金属阳离子混合物。如,MgCl,2,与,AlCl,3,混合物。,12/59,三种方法,13/59,离子反应次序问题,当溶液中有各种离子存在时要考虑离子之间反应次序，如向含有,H,、,NH,4,、,Mg,2,、,Al,3,混合溶液中逐滴加入,NaOH,溶液时，,NaOH,先与,H,反应，再与,Mg,2,、,Al,3,反应生成沉淀，再与,NH,4,反应，最终溶解,Al(OH),3,沉淀。,一个注意,14/59,铝学习我以为主要抓住,“,铝三角,”,转化关系，假如转化清楚，化学方程式会书写，那就,OK,了。难点是几个化学方程式书写，如铝与氢氧化钠反应，经常忘记补水，再如偏铝酸钠溶液中通,CO,2,，常包括量多和量少问题。,我体会,15/59,Na,、,Mg,冶炼均是电解熔融氯化物，,Al,冶炼为何不电解,AlCl,3,，而电解熔融,Al,2,O,3,，电解,Al,2,O,3,时为何加冰晶石？,提醒,AlCl,3,是共价化合物，熔融时不能电离出阴、阳离子；加冰晶石降低,Al,2,O,3,熔融温度，从而降低了冶炼过程中能量消耗。,问题征解,16/59,必考点,16,铝和酸、碱反应分析,17/59,18/59,(,宿迁模拟,),将,5.4 g Al,投入,200.0 mL 2.0 molL,1,某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩下。该溶液可能为,(,),。,A,HNO,3,溶液,B,Ba(OH),2,溶液,C,H,2,SO,4,溶液,D,HCl,溶液,【,典例,1】,思维引入,Al,能与,H,、,OH,反应，结合化学方程式注意量关系，注意,HNO,3,特殊性。,19/59,解析,Al,为,0.2 mol,溶液中溶质为,0.4 mol,。,A,项中硝酸不会与铝反应生成氢气；,B,项中，,n,(OH,),0.8 mol,，与铝反应,OH,有剩下；,C,、,D,两项中,n,(H,),分别为,0.8 mol,、,0.4 mol,，,2Al,6H,=2Al,3,3H,2,，所以,C,项中,H,有剩下，,D,项中铝有剩下。,答案,D,20/59,21/59,甲、乙两烧杯中各盛有,100 mL 3 molL,1,盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量铝粉，反应结束后测得生成气体体积比为甲,乙,12,，则加入铝粉质量为,(,),。,A,5.4 g B,3.6 g,C,2.7 g D,1.8 g,解析,若甲、乙两烧杯中,Al,完全反应，产生,H,2,体积比为,11,。,据：,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,【,应用,1】,22/59,若甲、乙两烧杯中各,0.3 mol,HCl,和,NaOH,完全反应，产生,H,2,体积比为,13,。,现甲、乙两烧杯中放出,H,2,体积比为,12,，则甲烧杯,(HCl),中,Al,过量而乙烧杯,(NaOH),中,Al,不足，碱过量。,2Al,6HCl=AlCl,3,3H,2,0.3 mol,0.15 mol,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,5,4 g,0.15 mol2,答案,A,23/59,1,可溶性铝盐与强碱,(,如,NaOH,溶液,),反应，,Al,元素存在形态分析,必考点,17,铝转化中数形结合思想,24/59,2,偏铝酸盐与强酸,(,如盐酸,),反应，,Al,元素存在形态分析,25/59,3,Al(OH),3,沉淀图像分析,(1),向,AlCl,3,溶液中滴入,NaOH,溶液,现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐步溶解。,相关反应：,26/59,(2),向,NaOH,溶液中滴入,AlCl,3,溶液,现象：先无显著现象，然后逐步产生大量白色沉淀。,相关反应：,27/59,(3),在,AlO,2,溶液中逐滴加入强酸至过量,现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐步溶解,相关反应：,A,B,：,AlO,2,H,H,2,O=Al(OH),3,B,D,：,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,(4),在强酸溶液中逐滴加入,AlO,2,溶液至过量,现象：开始无显著现象，反应一段时间后逐步产生白色沉淀,相关反应：,A,B,：,4H,AlO,2,=Al,3,2H,2,O,B,C,：,Al,3,3AlO,2,6H,2,O=4Al(OH),3,28/59,(,启东中学模拟,),某同学研究铝及其化合物性质时设计了以下两个试验方案。,【,典例,2,】,29/59,NaOH,溶液和盐酸浓度均是,3 molL,1,，如图是向,X,溶液和,Y,溶液中分别加入,NaOH,和,HCl,时产生沉淀物质量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间关系。以下说,法不正确是,(,),。,A,b,曲线表示是向,X,溶液中加入,NaOH,溶液,B,在,O,点时两方案中所得溶液浓度不相等,C,a,、,b,曲线表示反应都是非氧化还原反应,D,X,溶液显酸性，,Y,溶液显碱性,思维引入,注意铝与酸、碱反应量关系，注意图像可能表示含义。,30/59,解析,方案,中，,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,，,0.1 mol Al,与,0.3 mol HCl,恰好完全反应，,X,为,AlCl,3,，溶液显酸性，向,X,溶液中加入,NaOH,溶液，开始就有沉淀生成，故,a,曲线表示此过程；方案,中，,0.1 mol Al,与,0.3 mol NaOH,反应，,NaOH,过量，,Y,为,NaOH,和,NaAlO,2,混合物，溶液呈碱性，,Y,中加入盐酸，先发生,H,OH,=H,2,O,，后发生,AlO,2,H,H,2,O=Al(OH),3,，故,b,曲线表示此过程，,O,点表示两曲线沉淀量相同时，沉淀量也最大，溶质只有,NaCl,，总而言之,A,、,B,错误。,答案,AB,31/59,明确铝转化关系,Al,3,Al(OH),3,AlO,2,Al(OH),3,Al,3,，,Al,3,生成,1,份,Al(OH),3,需要,3,份,OH,，而溶解只,需,1,份，由溶解,OH,，可推算出生成,Al(OH),3,所需,OH,，从而计算出,Al,3,量，同理,AlO,2,生成,1,份,Al(OH),3,需要,1,份,H,，溶解需要,3,份。,相关铝化合物图像分析思绪,32/59,以下图像正确是,(,),。,【,应用,2,】,33/59,解析,H,与,Al,3,不反应，,A,错；,H,与,AlO,2,能反应，当,Al(OH),3,最多时，,AlO,2,最少，,D,错；,OH,能与,Al,3,反应，当,Al,3,最少时，,Al(OH),3,最多，当,Al(OH),3,最少时，,AlO,2,最多，且,Al,3,、,Al(OH),3,、,AlO,2,物质量最大值相等，,B符合上述量值特点而,C,不符合。,答案,B,34/59,解化学计算题，最关键是要搞清各个改变化学过程，其次才是分析其中定量关系。,分析综合问题时，要用次序法把化学反应按先后排列出来，便于思索，不然思维易混乱。用假设法分析多个反应哪个优先发生,(,最少能够这么思索问题，不影响解题结果,),，优先发生反应产物必不与溶液中其它成份反应，不然不能共存。如，在有氢氧化镁沉淀偏铝酸钠溶液中滴加盐酸，在加入盐酸时，因为偏铝酸钠存在于溶液中，而氢氧化镁是沉淀，所以在加入时，盐酸应先与溶液中,AlO,2,反应，只有当过量时才与沉淀中氢氧化镁反应。,应用,35/59,在,50 mL,b,molL,1,AlCl,3,溶液中加入,50 mL,a,molL,1,NaOH,溶液。,(1),当,a,3,b,时，生成,Al(OH),3,沉淀物质量为,_,。,(2),当,a,、,b,满足,_,条件时，无沉淀产生。,(3),当,a,、,b,满足,_,条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时,Al(OH),3,质量为,_g,。,解析,(1),依题意知，在,AlCl,3,溶液中加入,NaOH,溶液有以下两反应发生：,AlCl,3,3NaOH=Al(OH),3,3NaCl,AlCl,3,4NaOH=NaAlO,2,3NaCl,2H,2,O,当场指导,36/59,37/59,方法二：守恒法。此种条件下，溶液中离子有,Na,、,Cl,、,AlO,2,。,n,(AlO,2,),n,(Na,),n,(Cl,),0.05,a,mol,0.053,b,mol,n,Al(OH),3,n,(Al,3,),总,n,(AlO,2,),0.05,b,mol,(0.05,a,mol,0.15,b,mol),(0.2,b,0.05,a,)mol,0.05(4,b,a,)mol,m,Al(OH),3,78 gmol,1,0.05(4,b,a,)mol,3.9(4,b,a,)g,38/59,39/59,考向,1,对铝化学性质考查,5,年,2,考,考向,2,对铝化合物考查,5,年,4,考,Hold,住考向,名师揭秘,铝考查重点是,Al3,、,AlO,2,、,Al(OH),3,相互转化，,Al,单质性质,(,尤其是铝热反应,),、,Al,3,判别等。以铝土矿提取铝为材料工艺流程题成为高考新热点。,40/59,1,(,四川,，,11),向,m,g,镁和铝混合物中加入适量稀硫酸，恰好完全反应生成标准情况下气体,b,L,。向反应后溶液中加入,c,molL,1,氢氧化钾溶液,V,mL,，使金属离子刚好沉淀完全，得到沉淀质量为,n,g,。再将得到沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体,p,g,。则以下关系不正确是,(,),。,对铝化学性质考查,41/59,解析,向,m,g Mg,、,Al,混合物中加入适量稀,H,2,SO,4,，恰好完全反应，溶液中只有,MgSO,4,、,Al,2,(SO,4,),3,两种物质，且,Mg,2,与,Al,3,质量和为,m,g,；向反应后溶液中加入,c,molL,1,KOH,溶液,V,mL,，使金属离子恰好完全沉淀，发生反应是：,Mg,2,2OH,=Mg(OH),2,，,Al,3,3OH,=Al(OH),3,，则得到沉淀质量是,Mg,2,、,Al,3,质量与,KOH,溶液中,OH,质量质量和，所以,n,m,V,10,3,c,17,m,1.710,2,Vc,，,C,项错误。,答案,C,42/59,2,(,上海综合,，,10),世界上一次性建成最长高速铁路,京沪高铁，列车时速高达,380,公里，车厢大部分采取铝合金材料制造，这是因为铝合金,(,),。,A,比纯铝熔点高,B,含有比较活泼化学性质,C,各种成份在自然界中含量丰富，轻易获取,D,质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强,解析,A,项，铝合金熔点比纯铝低，错误；,B,项，作为制造车厢材料铝合金抗腐蚀能力应该较强，即化学性质应该较稳定，错误；,C,项，铝含量丰富，但却不轻易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误。,答案,D,43/59,3,(,山东理综,，,29(1),对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。,以下为铝材表面处理一个方法：,碱洗目标是除去铝材表面自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是,_(,用离子方程式表示,),。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入以下试剂中,_,。,a,NH,3,b,CO,2,c,NaOH d,HNO,3,44/59,以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为,_,。取少许废电解液，加入,NaHCO,3,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀原因是,_,。,解析,碱洗时，部分除去了氧化膜,Al,与,NaOH,溶液反应放出了,H,2,，若将溶液中,AlO,2,转化为,Al(OH),3,沉淀，应向溶液中通入,CO,2,，加,HNO,3,，如若过量会造成沉淀溶解。铝作阳极失去电子最终形成,Al,2,O,3,，所以阳极电极反应式为,2Al,3H,2O,6e,=Al,2,O,3,6H,，在废电解液中加入,NaHCO,3,，会使溶液中,H,浓度降低而生成,Al(OH),3,沉淀。,答案,2Al,2OH,2H,2,O=2AlO,2,3H,2,b,2Al,3H,2,O,6e,=Al,2,O,3,6H,HCO,3,与,H,反应使,H,浓度降低，产生,Al(OH),3,沉淀,45/59,(1),向,NaAlO,2,溶液中通入过量,CO,2,2AlO,2,CO,2,3H,2,O=2Al(OH),3,CO,3,2,(,),(,江苏,，,6D),(2),明矾能水解生成,Al(OH),3,胶体，可用作净水剂,(,),(,江苏,，,5A),(3),用氨水判别,Al,3,、,Mg,2,和,Ag,(,),(,天津理综,，,3A),(4),新制氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：,Al,2,O,3,2OH,=2AlO,2,H,2,O (,),(,海南,，,12D),对铝化合物考查,1,判断正误,46/59,(5),向明矾溶液中加入过量氢氧化钡溶液：,Al,3,2SO,4,2,2Ba,2,4OH,=2BaSO,4,AlO,2,2H,2,O (,),(,四川,，,9A),(6)Al,2,(SO,4,),3,溶液中加入过量氨水：,Al,3,3OH,=Al(OH),3,(,),(,纲领,，,7A),(7),向,AlCl,3,溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入,NaHSO,4,溶液，沉淀消失,(,),(,北京卷,，,8C),47/59,解析,(1),通入过量,CO,2,应生成,HCO,3,。,(3),氨水使,Al,3,、,Mg,2,生成沉淀，不过氨水均不能使沉淀溶解，无法区分。,(6),氨水是弱碱，,Al(OH),3,不溶于弱碱，正确为,Al,3,3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,3NH,4,。,(7)Al,3,与,NH,3,H,2,O,反应生成,Al(OH),3,沉淀，加入,NaHSO,4,呈强酸性，使,Al(OH),3,溶解。,答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),48/59,2,(,上海,，,21),甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同,pH,氨水和,NaOH,溶液，各加入,10 mL 0.1 molL,1,AlCl,3,溶液，两烧杯中都有沉淀生成。以下判断正确是,(,),。,A,甲中沉淀一定比乙中多,B,甲中沉淀可能比乙中多,C,甲中沉淀一定比乙中少,D,甲中和乙中沉淀可能一样多,解析,若碱少许，,Al,3,生成,Al(OH),3,一样多；若碱过量，过量,NaOH,把,Al(OH),3,溶解一部分，而过量,NH,3,H,2,O,不会溶解,Al(OH),3,；所以,B,、,D,项正确。,答案,BD,49/59,3,(,山东理综,，,30),试验室采取,MgCl,2,、,AlCl,3,混合溶液与过量氨水反应制备,MgAl,2,O,4,，主要流程以下：,(1),为使,Mg,2,、,Al,3,同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入,_(,填,“,A”,或,“,B”),，再滴加另一反应物。,(2),以下列图所表示，过滤操作中一处错误是,_,。,50/59,(3),判断流程中沉淀是否洗净所用试剂是,_,。高温焙烧时，用于盛放固体仪器名称是,_,。,(4),无水,AlCl,3,(183,升华,),遇潮湿空气即产生大量白雾，试验室可用以下装置制备。,51/59,装置,B,中盛放饱和,NaCl,溶液，该装置主要作用是,_,_,。,F,中试剂作用是,_,，,用一件仪器装填适当试剂后也可起到,F,和,G,作用，所装填试剂为,_,。,52/59,解析,本题考查化学试验、装置图识别、基本操作等知识。,(1)Mg,2,、,Al,3,同时生成沉淀，则先加入氨水。,(2),过滤时漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁。,(3),检验沉淀是否洗净可向洗涤液中加入,AgNO,3,溶液，观察是否有沉淀产生。高温焙烧在坩埚中进行。,(4),装置,B,中饱和,NaCl,溶液用于除去氯气中,HCl,，,F,盛装浓硫酸，预防水蒸气进入,E,。用干燥管盛装碱石灰能够起到,F,和,G,作用。,答案,(1)B,(2),漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁,(3)AgNO,3,溶液,(,或硝酸酸化,AgNO,3,溶液,),坩埚,(4),除去氯气中,HCl预防水蒸气进入,E,碱石灰,(,或,NaOH,与,CaO,混合物,),53/59,【,常见考点,】Al,2,O,3,两性,铝转化关系,物质提纯与除杂,【,常考题型,】,非选择题,54/59,【,样题,】,从铝土矿,(,主要成份是,Al,2,O,3,，含,SiO,2,、,Fe,2,O,3,、,MgO,等杂质,),中提取氧化铝并冶炼铝两种工艺流程以下：,55/59,请回答以下问题：,(1),流程甲加入盐酸后生成,Al,3,离子方程式为,_,_,。,(2),流程乙加入烧碱后生成,SiO,3,2,离子方程式为,_,_,。,(3),验证滤液,B,含,Fe,3,，可取少许滤液并加入,_(,填试剂名称,)4),滤液,E,、,K,中溶质主要成份是,_(,填化学,式,),，写出该溶质一个用途：,_,。,(5),已知,298 K,时，,Mg(OH),2,溶度积常数,K,sp,5.610,12,，取适量滤液,B,加入一定量烧碱至到达沉淀溶解平衡，测得,pH,13.00,，则此温度下残留在溶液中,c,(Mg,2,),_,。,56/59,57/59,答案,(1)Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,(2)SiO,2,2OH,=SiO,3,2,H,2,O,(3),硫氰化钾,(,或苯酚溶液等合理答案均可,),(4)NaHCO,3,制纯碱,(,或做发酵粉等合理答案均可,),(5)5.61010,molL,1,58/59,近几年高考经常围绕,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,两性，结合物质分离、提纯及化工工艺考查试验设计、试验评价及反应原理，处理这类问题注意抓住,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,两性和试验分离、提纯操作，选择试剂时要考虑过量试剂对试验影响。,对于以提纯某一物质为试验目标流程题，其实就是考查混合物除杂、分离、提纯相关知识。当碰到这一类题时，普通思绪是认真地在流程中找出得到主要物质是什么，混有杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样方法才能将杂质除去。只有这么才能明白每一步所加试剂或操作目标。,59/59,