2017届高三化学总复习第3章第2节铝及其重要化合物课件

第二节铝及其重要化合物2013高考导航考纲要求1.了解铝的主要性质及应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用.命题热点1.铝的性质及Al2O3、Al(OH)3的两性考查。2．结合Al(OH)3的制备、计算及在生产生活中的应用进行综合考查。教材回扣夯实双基一、铝1．铝的物理性质铝是银白色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。2．铝的化学性质(1)与非金属单质反应氧化膜2Al＋3Cl22AlCl3=====点燃(2)与酸反应①与非氧化性酸离子方程式：_______________________________2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑②与氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生_____，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2生成。(3)与碱溶液反应离子方程式：______________________________________钝化2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(4)铝热反应如与Fe2O3反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe3．铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。=====高温二、铝的重要化合物1．氧化铝(1)化学性质(用化学方程式表示)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2OAl2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(2)用途熔点很高，是一种比较好的_________；还可制作各种宝石。2．氢氧化铝(1)化学性质(用化学方程式表示)耐火材料②受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O=====△(2)制备①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②向偏铝酸盐中通入CO2，离子方程式为：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3(3)明矾净水原理明矾的化学式为_________________,其净水原理涉及到的离子方程式表示为：____________________________________________________。KAl(SO4)2·12H2OAl3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋考点串讲深度剖析“铝三角”的转化关系及应用1．“铝三角”转化关系2．应用(1)制取Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3(2)离子共存问题Al3＋与OH－、AlO－2、CO2－3、S2－等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存；AlO－2与H＋、HCO－3以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。(3)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。②NaOH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。(4)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能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。特别提醒当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如含有H＋、NH＋4、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH＋4反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。即时应用1．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＋、AlO－2、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解析：选C。A项，NH3·H2O应写化学式；B项，Al3＋不能存在；D项，SiO2和Al2O3均可溶于NaOH溶液。有关Al(OH)3的图像分析操作图像实验现象及反应原理1.向铝盐溶液中逐滴滴加强碱溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。原理：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O－2操作图像实验现象及反应原理2.向强碱溶液中逐滴滴加铝盐溶液现象：开始溶液无明显变化，后来产生白色沉淀且沉淀不溶解。原理：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓－2－2操作图像实验现象及反应原理3.向Al3＋和Mg2＋的混合溶液中逐滴滴加强碱溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀部分溶解。原理：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O－2特别提醒解答有关Al(OH)3的图像和计算问题要遵循以下两点：(1)遵循“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。(2)分析图像时，首先要看清楚横、纵坐标的含义，其次要对图像进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点(起点、拐点、顶点、终点)的含义。即时应用2．(2012·邢台高三质检)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。试求：(1)原合金中铝的质量分数。(2)盐酸的物质的量浓度。解析：(1)由题知m[Al(OH)3]＝(19.4－11.6)g＝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%＝7.878×27g7.878×27g＋11.658×24g×100%＝36%。(2)由图示可知，完全沉淀时消耗NaOH溶液160mL，相当于中和剩余的盐酸和溶解Mg、Al所消耗盐酸的总量。HCl～NaOH110．800mol0.16L×5.00mol/Lc(HCl)＝nV＝0.800mol0.10L＝8.00mol·L－1。答案：(1)36%(2)8.00mol·L－1命题视角把脉高考视角1教材高频考点对铝及其化合物性质的考查是教材中的高频考点。例1(2011·高考山东卷)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al【解析】A项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿),故B错误;C项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2时，若直接蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C正确；D项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极上离子的放电顺序为Fe3＋Cu2＋H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D错误。【答案】C以化工工艺为背景考查铝及其化合物的性质是高考的命题热点。(2011·高考广东卷改编题)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法视角2追踪命题热点例2除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①____________________和②_______________________。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在________。(3)镀铝电解池中，金属铝为________极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl－4和Al2Cl－7形式存在，铝电极的主要电极反应式为________________________________________________________________________。(4)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是________________________________________________________________________。【解析】(1)坩埚表面的氧化铁和石英砂分别与铝发生置换反应：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3,3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3。=====高温=====高温(2)粗铝中含有H2，则与Cl2反应生成HCl，则气泡中含有HCl，同时Al与Cl2反应生成AlCl3，由于AlCl3在181℃升华，气泡中还含有AlCl3。有Na存在，其与Cl2反应生成NaCl，NaCl熔点高于700℃，存在于浮渣中。(3)在电镀池中，镀件作阴极，金属铝作阳极，电极反应式为Al＋4Cl－－3e－===AlCl－4，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl－7。(4)致密的氧化铝膜能防止钢材腐蚀是因为氧化铝膜能隔绝空气，阻止Fe与O2反应。【答案】(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O33SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3(2)HCl、AlCl3NaCl(3)阳Al＋4Cl－－3e－===AlCl，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl(4)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍钢铁被腐蚀=====高温=====高温－4－7将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL澄清溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变,则()视角3易错易误剖析例3A．最终得到7.8g沉淀B．最终得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)C．反应过程中得到6.72L气体(标准状况下)D．最终得到的溶液中c(NaCl)＝2mol/L【常见错误】选D。【错因分析】(1)常见错误分析错选D的原因是简单运用原子守恒，认为溶液中的Na元素全部以NaCl的形式存在，从而错误计算为c(NaCl)＝nNaClV溶液＝2nNa2O2V溶液＝0.4mol0.2L＝2mol/L，事实上溶液中的Na元素还有一部分以NaAlO2的形式存在。(2)其他错误分析错选择项错误原因错选B简单运用电荷守恒，而未进行计算判断溶液组成。误认为最终溶液的组成为NaOH和NaCl，运用电荷守恒错误得出c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)错选C对气体的成分判断不准，误认为气体只是Al与NaOH反应生成的H2，从而错误得出H2的物质的量为0.3mol，体积为6.72L【正确解答】加入的Na2O2的物质的量为15.6g78g·mol－1＝0.2mol，加入的Al的物质的量为5.4g27g·mol－1＝0.2mol。加入后发生反应如下：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由反应物量的关系可知，0.2molNa2O2～0.4molNaOH～0.1molO2,0.2molAl～0.2molNaOH～0.2molNaAlO2～0.3molH2，所以NaOH过量，剩余NaOH的物质的量为0.2mol。生成气体的物质的量为0.4mol,标准状况下体积为8.96L。通入标准状况下的HCl气体的物质的量为6.72L22.4L·mol－1＝0.3mol，通入后发生反应为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，根据反应物量的关系可知，剩余0