第4章 第2讲 铝及其化合物

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第4章一举双得的课前预案一气贯通的课堂学案一卷冲关的课后练案第2讲返回返回一、铝1.物理性质颜色状态硬度导电、热性延展性银白、金属光泽固体较小良良返回2.化学性质返回3.冶炼原理。2Al2O3(熔融)=====通电4Al+3O2↑返回[思考·感悟]1.Al既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,那么Al是两性元素吗?[提示]元素分金属元素和非金属元素,Al是金属元素。返回二、铝的重要化合物1.氧化铝(1)物理性质:通常为白色固体,溶于水,有很高的熔点。(2)化学性质:不返回2.氢氧化铝(1)物理性质:色状不溶于水的物质。(2)化学性质:白胶返回(3)制备(用离子方程式填空):①向铝盐溶液中滴加氨水:;②向四羟基铝酸盐溶液中通入足量CO2:。Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO-3返回3.明矾(1)化学式:KAl(SO4)2·12H2O;(2)净水原理:(离子方程式)。Al3++3H2OAl(OH)3+3H+返回[思考·感悟]2.净水剂和处理水的杀菌、消毒剂原理相同吗?[提示]不相同。前者主要是吸附水中的悬浮物;后者利用强氧化性,使水中的细菌、病毒等微生物变性。返回1.下列关于铝的叙述中正确的是()A.由于铝具有强还原性,所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属B.由于铝在空气中容易锈蚀,所以铝制品的使用寿命都很短C.常温下,由于铝与浓硫酸钝化时不反应,所以可用铝制槽车运送浓硫酸D.由于铝的导电性比铜、银都强,所以常用其制造电线、电缆返回解析:本题考查铝的性质及应用。铝的还原性很强,可用于冶炼金属;铝在空气中易生成氧化膜,从而对内部金属起保护作用;钝化并非不反应,而是反应形成了氧化膜;导电性Al没有Cu、Ag强,但是铝比铜、银价格低,用其制造电线、电缆是为了节约成本。答案:A返回2.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B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠解析:钝化的实质是Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3时,在Fe、Al的表面形成一层致密的氧化物保护膜。Al2O3是一种两性氧化物,既可与强酸反应,又可与强碱反应。答案:C返回3.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A.铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应C.铝既能溶于酸,又能溶于强碱溶液D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应返回解析:铝为活泼金属,常温下能与O2反应生成致密的氧化膜;加热条件下Al能与Cl2反应,Al、Al2O2既能与酸反应,又能与强碱溶液反应。答案:C返回4.(2011·南阳质检)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.Al2O3B.Al(OH)3C.AlCl3D.Al解析:四个选项中各种物质与NaOH溶液反应最终均生成Na[Al(OH)4],相同质量的四种物质中Al的物质的量最多,消耗碱量最多。答案:D返回5.下列离子方程式正确的是()A.铝与NaOH溶液反应:Al+6OH-===[Al(OH)4]-+H2↑B.向AlCl3溶液中滴入过量氨水:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH+4C.Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-D.Ba(OH)2溶液与明矾溶液反应至Al3+完全沉淀:Ba2++3OH-+Al3++SO2-4===Al(OH)3↓+BaSO4↓返回解析:A中铝与NaOH溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑;B中AlCl3溶液与氨水反应后生成的Al(OH)3不会再与氨水反应;D中物质配比不正确,Ba2+与OH-应为1∶2,Al3+与SO2-4应为2∶3。答案:C返回6.将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的100mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.00mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。(1)原合金中铝的质量分数是__________。(2)盐酸的物质的量浓度____________mol·L-1。返回解析:(1)由图知m[Al(OH)3]=19.4g-11.6g=7.8g,m[Mg(OH)2]=11.6g。则铝的质量分数为:w(Al)=mAlmAl+mMg×100%=2778×7.8g2778×7.8g+2458×11.6g×100%=36%。返回(2)向所得溶液中滴加NaOH溶液至沉淀达最大值(加NaOH溶液160mL时),所发生反应为HCl+NaOH===NaCl+H2O,MgCl2+2NaOH===2NaCl+Mg(OH)2↓,AlCl3+3NaOH===3NaCl+Al(OH)3↓。NaCl中Cl-与Na+物质的量相等,所以HCl~NaOH1mol1mol返回0.800mol0.16L×5.00mol·L-1c(HCl)=nHClV盐酸=0.800mol0.10L=8.00mol·L-1。答案:(1)36%(2)8.00返回返回考纲展示考点关注了解铝及其重要化合物的主要性质和应用(1)Al、Al2O3、Al(OH)3、Al3+、[Al(OH)4]-之间的转化关系(2)铝及其重要化合物在生活中的应用、实验、与图像有关的计算返回返回1.“铝三角”转化关系返回2.铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算反应关系如下:(1)Al3++3OH-===Al(OH)3↓(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-(生成沉淀,又恰好完全溶解)返回分析以上三个反应关系式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为:当nOH-nAl3+≤3时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=13n(OH-);当nOH-nAl3+≥4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=0;返回当3nOH-nAl3+4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)。用数轴可表示如下:返回3.图像分析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)→较多→最多→沉淀不消失图像返回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离子方程式Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-Al3++4OH-===[Al(OH)4]-3[Al(OH)4]-+Al3+===4Al(OH)3↓返回操作四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加入盐酸至过量盐酸中逐滴加入四羟基合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(有但即溶)→出现沉淀→较多→最多→沉淀不消失图像返回操作四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加入盐酸至过量盐酸中逐滴加入四羟基合铝酸盐溶液至过量离子方程式[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2OAl(OH)3+3H+===Al3++3H2O[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2OAl3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓返回[例1]把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物,溶于足量水中后有0.58g白色沉淀生成,在所得的浑浊液中,逐滴加入0.5mol/L盐酸,加入盐酸的体积(V)与生成沉淀的质量(m)关系如图所示:(1)混合物中NaOH的质量为____________,混合物中AlCl3的质量为______,混合物中MgCl2的质量为________。(2)P点表示盐酸的体积是________。返回[解析](1)由图可知,当向所得溶液中加入10mL盐酸时,沉淀质量不变,说明混合物中NaOH过量,0.58g沉淀是Mg(OH)2。由镁原子守恒可知:n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]=0.58g÷58g/mol=0.01mol,m(MgCl2)=0.95g。从10mL开始到沉淀最大值时反应的离子方程式为:[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O,消耗盐酸的体积为20mL-10mL=10mL,返回由铝原子守恒可知:n(AlCl3)=n([Al(OH)4]-)=n(H+)=0.01mol×0.5mol/L=0.005mol,m(AlCl3)=0.6675g。沉淀量最大处,溶液中的溶质只有NaCl,由钠、氯元素原子守恒可知:n(NaOH)=n(Cl-)=n(HCl)+2n(MgCl2)+3n(AlCl3)=0.02L×0.5mol/L+2×0.01mol+3×0.005mol=0.045mol,故m(NaOH)=0.045mol×40g/mol=1.8g。返回(2)P点时溶液中的溶质为NaCl、MgCl2、AlCl3,整个过程前后MgCl2、AlCl3的量不变,可看作加入的盐酸中和了原混合物中的NaOH,故有V(HCl)=0.045mol÷0.5mol/L=0.09L=90mL。[答案](1)1.8g0.6675g0.95g(2)90mL返回归纳拓展“铝三角”的应用(1)鉴别(利用滴加顺序不同,现象不同):向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为:先生成白色沉淀,后沉淀又溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为:开始无明显现象,后产生白色沉淀,不溶解。(2)分离提纯:①利用Al能溶于强碱溶液,分离Al与其他金属的混合物。②利用Al2O3能与强碱反应,分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。③利用Al(OH)3的两性,分离Al3+与其他金属阳离子的混合溶液。返回1-1.(2011·蚌埠质检)下列图像表示Al3+与[Al(OH)4]-物质的量变化的曲线,实线表示Al3+,虚线表示[Al(OH)4]-,其中正确的是()返回解析:A、B两图表示向Al3+溶液中逐渐加入NaOH溶液的情况,此时发生反应为Al3+3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-,故A错误,B正确;C、D两图表示向[Al(OH)4]-溶液中逐渐加入盐酸的情况,此时发生的反应为[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,故C、D均错误。答案:B返回1-2.下列说法正确的是()A.向氯化铝溶液中加入氨水,反应的离子方程式为:Al3++3OH-===Al(OH)3↓B.在Na2CO3溶液中:Al3+、[Al(OH)4]-、OH-、Na+能大量共存C.可以用互滴法鉴别NaOH溶液与AlCl3溶液D.除去SiO2中少量的Al2O3,加入过量氢氧化钠溶液并过滤返回解析:A项,氨水是弱碱,不能写成离子的形式;B项,Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓,Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al3+与CO2-3也会发生水解相互促进的反应;C项,AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为:先产生白色沉淀,后沉淀溶解;NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为:开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解;D项,SiO2+2OH-===SiO2-3+H2O,Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-,两者都能与强碱反应。答案:C返回1-3.1L某混合溶液中,溶质X、Y的浓度都为0.1mol·L-1,向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液或硫酸溶液),所得沉淀的物质的量如图所示,则X、Y、Z分别是()A.氯化铝、氯化铁、氢氧化钠B.氯化铝、氯化镁、氢氧化钠C.四羟基铝酸钠、氢氧化钡、硫酸D.四羟基铝酸钠、氯化钡、硫酸返回解析:本题图像可以分成两部分,以加入Z溶液1L为界。加入1L之后的图像,应为在Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入酸,所以可以排除A、B两项。然后分析图像

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