高考化学复习学案——铝及其化合物

2012年民本高三学案系列1Al及其化合物一、铝的存在1.铝元素位于周期表、族，是较活泼的金属元素，在自然界中以态存在，在地壳中的含量占金属中的第位，铝元素在地壳中主要存在的物质是。二、铝的性质1.物理性质：铝是色、带有金属光泽的固体，硬度、较，具有良好的导电性、导热性和延展性。常温下，铝在空气中生成（现象），因此常温下铝制品具有抗腐蚀的性能，但若遇到含有的溶液，会受到破坏，不宜长期放置。2.铝的化学性质：铝与非金属O2SCl2与氧化物H2OFe2O3与酸反应氧化性的酸H+与强碱反应与盐溶液反应三.铝的制法:铝的制法:四．铝的用途:制成种类繁多的轻质铝合金,在汽车、船舶、飞机、宇宙飞船等领域以及日常生活里的用途佷广，用作装饰品；纯铝作导线和电缆,制成铝箔,银粉防锈漆等。五．铝的化合物1、氧化铝物理性质：色，溶于水，熔点，很。属于氧化物。化学性质：（1）与酸反应与HCl反应（离子方程式）与H2SO4反应（化学方程式）（2）与强碱反应（离子方程式）用途：冶炼金属铝的原料，是一种较好的耐火材料，可制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。2．氢氧化铝物理性质：色，溶于水，有较强的，可用作。化学性质（典型的氢氧化物）其电离方程式为____________________________；_______________________（1）热稳定性（2）与酸反应（3）与强碱反应（与少量氢氧化钠反应）（与过量氢氧化钠反应）实验室制法：实验室常用和反应制取氢氧化铝。2012年民本高三学案系列2思考：能否用可溶性的铝盐与强碱反应制取Al（OH）3？用途：医用的胃酸中和剂。3．铝盐性质：①铝盐溶液发生水解反应，使溶液呈酸性其离子方程式为思考：明矾的化学式为，在日常生活中明矾用于。②铝盐与碱溶液反应与强碱溶液发生反应离子方程式：适量强碱：过量强碱：与弱碱（氨水）发生反应离子方程式：思考：写出Al2(SO4)3溶液与Na2S、NaHCO3、Na2CO3溶液反应的离子方程式。4．偏铝酸钠化学式，与少量盐酸反应的离子方程式：与过量盐酸反应的离子方程式：六．铝氢氧化物沉淀的图象氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。[图中横坐标为加入试剂的体积](1)图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液反应离子方程式：A～B段：B～C段：(2)图为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液反应离子方程式：A～B段B～C段(3)图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A～B段：B～C段：C～D段：(4)图为向盐酸中加入NaAlO2溶液A～B段：B～C段：(5)图为向NaAlO2溶液中加入盐酸A～B段：B～C段：(6)图为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液（也可表示为Na[Al（OH）4]溶液）A～B段：关于KAl(SO4)2和Ba(OH)2反应的原理及图象:（1）沉淀物质的量变化图象（2）沉淀质量变化图象2012年民本高三学案系列3沉淀物质的量最大时反应的化学方程式沉淀质量最大时反应的化学方程式七．铝三角⑴⑵⑶⑷⑸⑹八．铝及其化合物的转化关系⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂⒃沉淀（mol）0V[Ba(OH)2]沉淀(g)0V[Ba(OH)2]2012年民本高三学案系列41.下列图象中，纵坐标为沉淀物的量，横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量，试按题意将相应的字母序号填入表中：溶液加入物质答案序号氯化铝溶液加入过量氨水饱和石灰水通入过量CO2气体含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液通入过量CO2气体含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液逐滴加入稀盐酸MgCl2、ALCl3的混合液逐滴加入NaOH溶液至过量例1在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系示意图中正确的是（C）A．B．C．D．例2：向50mLbmol/L的AlCl3溶液中加入50mLamol/L的NaOH溶液。⑴当a、b关系不同时，反应所生成沉淀的质量不同。填写下表：a与b的关系生成沉淀的质量（g）⑵若b=1mol/L时，要生成沉淀3.12g，则a值等于多少？（⑴a≤3b，1.3a；3b＜a＜4b，3.9（4b－a）；a≥4b，0。⑵a值为2.4mol·L－1或3.2mol·L－1）例3向含amoLAl2(SO4)3的溶液中加入含bmolBa(OH)2溶液，试求：（1）若b=3a，则所得沉淀的物质的量为____________________mol（2）若b=4a，则所得沉淀的物质的量为____________________mol（3）若3a＜b＜4a，则所得的沉淀的物质的量为__________mol例4：将镁铝的混合物0.2mol溶于100mL4mol/L硫酸溶液中，然后再滴加2mol/L氢氧化钠溶液。请回答：（1）滴加氢氧化钠溶液的过程中，沉淀质量随加入氢氧化钠溶液的体积V变化如图所示。当OOOOABCDOEXXXX沉淀质量OabV(NaOH)2012年民本高三学案系列5a=160mL时，则金属粉末中镁的物质的量为mol，b=mL。（2）在滴加氢氧化钠溶液的过程中，Mg2+、Al3+正好完全沉淀时加入的氢氧化钠溶液的体积为mL。（3）若上述混合物中镁的物质的量分数（以镁的物质的量除以混合物的总物质的量）为x，在加入100mL4mol/L硫酸溶液溶解后，然后又加入了2mol/L氢氧化钠溶液450mL，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的x的取值范围是。例5现有AlCl3和FeCl3的混和溶液,其中Al3+和Fe3+的物质的量之和为0.1mol。在此溶液中加入90mL4mol/L的NaOH溶液,使其充分反应;设Al3+的物质的量与总物质的量的比值为x;(1)根据反应的化学方程式计算x=0.4时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量是多少?(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3时的x的取值范围．请在图中画出沉淀总量(mol)随x(01)变化的曲线．(3)若Al3+和Fe3+的物质的量之和为Amol(A为合理数值),其它条件不变时,求沉淀中同时有Al(OH)3、Fe(OH)3时的x取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示)（(1)按反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓0.1mol-0.4×0.1mol3×0.06=0.06mol=0.18mol0.06molAl3++4OH-=AlO2-+2H2O0.4×0.14×0.04剩余n(OH-)=0.09L×4mol/L-0.18mol-0.16mol=0.02mol0因此有0．06molFe(OH)3沉淀。⑵要使沉淀中无Al(OH)3，至少需n(OH-)=4×0.1mol×xx的最大取值为:0.1mol(1-x)×3+0.4molx=0.09×4mol,x=0．6因此，在0≤x≤0.6时,沉淀只有Fe(OH)3;x=0时,Fe(OH)3沉淀量为0.1mol,x=0.4时,Fe(OH)3沉淀量为0.06mol,x=0.6时,Fe(OH)3沉淀量为0.04mol,在0．6≤x≤1内,总沉淀量:n(总)=0.1mol(1-x)+0.1molx=0.04mol）例6：在标准状况下进行下列实验：甲、乙、丙各取30mL同浓度的盐酸，加入同一镁铝合金产生气体。有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量（mg）255385459气体体积（mL）280336336⑴盐酸的物质的量浓度为mol·L－1，表中可作为计算依据的是。（填序号）⑵据表中（填序号）的数据，可计算出此镁与铝合金中镁与铝的物质的量之比为。⑶在丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00mol·L－1的NaOH溶液能使合金的Al粉恰好溶解，再过滤出不溶性固体，请填下表：2012年民本高三学案系列6溶液中的溶质（填化学式）溶液中对应溶质的物质的量所加入NaOH溶液的体积⑴1mol·L－1，乙、丙。⑵甲，1∶1。⑶溶液中的溶质为NaCl0.03mol，NaAlO20.009mol，所加入NaOH溶液的体积为39mL。）例7：将Na2O2溶于足量水完全反应后，再加入铝粉反应后溶液中无固体残留，先后共收集到气体1.008L（标准），这些气体置于密闭容器中用电火花引爆恰好完全反应。求：⑴加入的Na2O2和铝粉的物质的量。⑵上述反应后的溶液中需加入1mol/L的盐酸多少亳升，理论上才能析出最多的沉淀物。（解析：⑴由题意知：生成的气体为H2和O2，且两气体的体积比为2∶1，则n(H2)=L4.22L008.1×32=0.03moln(O2)=L4.22L008.1×31=0.015mol2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2mol4mol1moln(Na2O2)n(NaOH)0.015mol可得:原固体中Na2O2的物质的量为：n(Na2O2)=0.03mol，同时反应生成NaOH的物质的量为：n(NaOH)=0.06mol。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2mol2mol2mol3moln(Al)n(NaOH)n(NaAlO2)0.03mol可得：消耗Al的物质的量为：n(Al)=0.02mol消耗NaOH的物质的量为：n(NaOH)=0.02mol生成NaAlO2的物质的量为：n(NaAlO2)=0.02mol因此原混合固体中Na2O2和Al的物质的量分别为0.03mol、0.02mol。⑵由上述可知，反应后的混合液中含有NaOH和NaAlO2。且：n(NaOH)=0.06mol-0.02mol=0.04mol，n(NaAlO2)=0.02mol。欲使生成沉淀量最多，所加入的盐酸不仅先要中和余下的NaOH，还要刚与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀。则：AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓1mol1mol0.02moln(H+)n(H+)=0.02mol则消耗盐酸的物质的量为n(HCl)=0.04mol+0.02mol=0.06mol,V(HCl)=L/mol1mol06.0=0.06L=60mL。