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学案14铝及其重要化合物[考纲要求]了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。知识点一铝的化学性质1．铝与氧气反应用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至之熔化，会看到的现象是_______________________________________________________________________________________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________，反应的化学方程式是______________________________________________________。2．铝与酸的反应铝与稀硫酸反应的离子方程式为：___________________________________________。3．铝与强碱的反应铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：_______________________________________________________________________________________________________________。4．铝热反应Al与Fe2O3共热的化学方程式为：_________________________________________________________________________________________________________________。问题思考1．铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？2．铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？知识点二铝的重要化合物1．氧化铝和氢氧化铝的比较问题思考3．既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物，一定是两性氧化物吗？2．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)明矾的化学式为：________________，它是____色晶体，____溶于水，水溶液pH____7(填“”、“”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原因是：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。一、铝与酸、碱的反应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的体积之比是多少？为什么？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、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积关系是什么？为什么？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的物质的量浓度是什么关系？为什么？典例导悟1(2011·太原调研)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是()A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量D．甲中酸过量、乙中碱过量听课记录：变式演练甲、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()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g二、Al(OH)3沉淀生成的计算1．Al3＋与OH－反应生成Al(OH)3沉淀的定量计算规律可溶性铝盐与强碱溶液混合时，二者相对量的大小要影响产物的生成：强碱不足量时(反应①)：____________________________________________________；强碱足量时(反应②)：______________________________________________________；综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。设Al3＋、OH－的物质的量分别为n(Al3＋)、n(OH－)，最终生成Al(OH)3的质量为m[Al(OH)3]，借助数轴讨论如图所示：2．强酸与AlO－2反应的定量计算规律强酸不足量时(反应①)：___________________________________________________；强酸足量时(反应②)：_____________________________________________________；综合上述两式可得(反应③)：________________________________________________。结果如下：典例导悟2实验室用铝屑、烧碱和稀H2SO4为原料制取一定量的Al(OH)3。可分别用如下的转化关系表示两种方法：①Al――→H2SO4Al3＋――→NaOHAl(OH)3②Al――→NaOHAlO－2――→H2SO4Al(OH)3(1)上述哪一种方法比较节约试剂？(提示：试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量予以说明)(2)从操作难易的角度分析，上述两种方法存在的明显缺点是什么？若原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)。题组一Al及其化合物的性质1．判断正误(1)铝制容器可盛装浓H2SO4()(2010·重庆理综－8A)(2)用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O()(2010·江苏－3B)(3)用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋、Ag＋()(2010·天津理综－3A)(4)向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO－2＋2H2O()(2010·四川理综－9A)(5)Y(即Al)的最高价氧化物的水化物能溶于稀氨水()(2010·上海－20C)2．(2008·广东，6)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是()A．AlB．Al(OH)3C．AlCl3D．Al2O33．(2009·上海，15)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如上图。反应中镁和铝的()A．物质的量之比为3∶2B．质量之比为3∶2C．摩尔质量之比为2∶3D．反应速率之比为2∶34．(2009·四川理综，11)向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol·L－1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是()A．c＝1000b11.2VB．p＝m＋Vc125C．n＝m＋17VcD.53mp179m5．[2010·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的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是____________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________________________________________________________________________。6．(2009·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO2－3的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________。(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：________________________________________________________________________。(5)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12mol3·L－3，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。题组二Al3＋、AlO－2、Al(OH)3相互转化的图象7．(2010·南京模拟)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()ABCDXCO2HClNaOHAlCl3YCa(OH)2NaAlO2AlCl3NaOH题组一铝的性质1．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能大量共存的是()A．NH＋4NO－3CO2－3Na＋B．Na＋Ba2＋Mg2＋HCO－3C．NO－3Ca2＋K＋Cl－D．NO－3K＋AlO－2H＋2．(2011·合肥统考)将总物质的量为nmol的钠和铝(其中钠的物质的量分数为x)投入到一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体VL。下列关系式中正确的是()A．x＝V11.2nB．0x≤0.5C．V＝33.6n(1－x)D．11.2nV≤22.4n3．把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应；前后两种情况下生成的气体质量比是()A．1∶1B．9∶8C．3∶4D．4∶34．(2011·湖北黄冈模拟)两个烧杯中加入同体积浓度均为2mol·L－1的H2SO4，置于天平两端，调平天平后分别加入10.8g的Al和Mg，则反应完毕后，天平()A．可能加Mg的一端下倾B．可能加Al的一端下倾C．不可能保持平衡D．无法判断5．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()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．①⑥⑤③B．②③④③C．②③⑤③D．①③⑤③题组二铝的重要化合物6．(1)将350mL1mol·L－1NaOH溶液逐滴滴入100mL1mol·L－1AlCl3溶液中。(2)将100mL1mol·L－1AlCl3溶液逐滴滴入350mL1mol·L－1NaOH溶液中，结果是()A．现象相同，生成Al(OH)3的量相同B．现象不同，生成Al(OH)3的量相同C．现象相同，生成Al(OH)3的量不同D．现象不同，生成Al(OH)3的量不同7．(2009·江苏，5)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是()A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率C．MgO的熔点很高，可