高考化学一轮复习考点过关金属元素及其化合物专题2铝及其化合物

1金属元素及其化合物专题2铝及其化合物【复习目标】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。【考点过关】1.金属铝原子结构铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态的形式存在物理性质铝是银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软化学性质与O2反应常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应铝在空气中强热：4Al＋3O22Al2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等）与Cl2反应2Al＋3Cl2=====△2AlCl3与酸溶液反应与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应：2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑2Al＋6H+＝2Al3+＋3H2↑常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O铝与稀硝酸反应不产生H2与强碱溶液反应2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O，上述两个反应叠加得：2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe,这个反应称为铝热反应,铝粉2铝热反应和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂.铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属，如10Al＋3V2O55Al2O3＋6V，8Al＋3Co3O44Al2O3＋9Co，8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe等制备电解熔融Al2O3：2Al2O3=====电解4Al＋3O2↑用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等【巩固演练】下列说法正确的是。①铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼②由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆③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④铝既能溶于酸，又能溶于碱⑤将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体⑥两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多⑦不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化⑧常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完⑨与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NO－3、SO2－4⑩浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体⑪用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低⑫用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑解析：铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜，①错误；铝的导电性比铜、银都弱，②错误；钝化是形成致密的氧化膜阻碍反应进行，不是不反应，③错误；铝既能溶于酸，又能溶于碱，且均反应放出氢气，④正确；铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，蒸干得到的不是纯NaAlO2，⑤错误；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等，⑥正确；铝只与浓硝酸之间有钝化作用，稀硝酸没有钝化作用，不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝片与HNO3反应生成污染环境的NO等气体，同时由于铝不纯，制备的硝酸铝不纯，⑦错误；常温下铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化不可能完全溶解，⑧错误；与Al能放出氢气的，同业可能显酸性也可能显碱性，若是碱性，则Fe2＋和OH－不共存，若酸性，NO3－在酸性条件下具有强氧化性，不产生H2，⑨错误；常温3下铝在浓硝酸中钝化，观察不到红棕色NO2气体，⑩错误；铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，⑪错误；铝能够与氢氧化钠反应而镁不能，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，⑫正确。答案：④⑥⑫2.铝的化合物（1）氧化铝物理性质白色固体，高熔点(2045℃)，难溶于水化学性质氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氧化物，反应的离子方程式分别为：Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O，Al2O3＋2OH＝2AlO2－+2H2O用途利用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等（2）氢氧化铝物理性质氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化化学性质氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氢氧化物，反应的离子方程式分别为：AlOH3＋3H+＝Al3+＋3H2O，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O受热分解：2AlOH3Al2O3＋3H2O制备铝盐与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋偏铝酸盐与二氧化碳反应：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－铝盐与偏铝酸盐反应：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓（3）氢氧化铝两性的应用：氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：H++AlO2——+H2OAl（OH）3Al3++3OH－（酸式电离）（碱式电离）其电离程度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量的H+(或OH－)才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或四羟基合铝酸盐)，所以氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应.当加入弱酸4或弱碱时，因H+或OH－浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。判断离子共存问题Al3+与OH－会发生复分解反应而不能共存；AlO2－与H＋会发生AlO2－+H＋+H2O==Al(OH)3↓反应而不能共存；Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等；AlO2－与AI3+、NH4+、Fe3+等会发生双水解反应而不能共存Al3+、AlO2－和Al（OH）3的相互转化在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：向可溶性铝盐溶液中滴加氨水至过量：向偏铝酸盐溶液中缓慢通入二氧化碳至过量：利用滴加顺序不同鉴别物质向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失；向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失；向盐酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀碱溶法：5铝土矿冶炼金属铝酸溶法：3.铝盐通性水解性：Al3＋容易水解，Al3+＋3H2OAlOH3＋3H+，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清双水解：Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等会发生双水解反应，如硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合发生离子反应的方程式为：2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑明矾明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐,化学式KAl(SO4)2·12H2O，明矾是一种较好的净水剂【巩固演练】下列说法正确的是。①泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应②Al2O3熔点高，可用作耐高温材料③向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4④氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀⑤明矾作净水剂时起还原作用⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦制备Al(OH)3的方法是：向1mol·L－1AlCl3溶液中加入过量的6mol·L－1NaOH溶液⑧氢氧化铝可作胃酸的中和剂⑨用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋⑩铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重⑪将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生6⑫明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂解析：硫酸铝和碳酸氢钠发生反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳，能灭火，①正确；Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，②正确；氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，则向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，③正确；氢氧化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化钠完全消耗后，再滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝，④错误；明矾净水是因为Al3+水解成Al(OH)3胶体吸附，⑤错误；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，⑥错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，⑦错误；氢氧化铝属于两性氢氧化物能与酸反应，可作胃酸的中和剂，⑧正确；氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求，⑨错误；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，⑩错误；Al3＋与HCO－3发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，⑪正确；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，⑫错误。答案：①②③⑧⑪3.镁的性质及应用原子结构镁位于元素周期表第三周期ⅡA族物理性质镁是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低化学性质与O2反应镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为2Mg＋O2=====点燃2MgO与N2反应镁条能与N2反应，化学方程式为3Mg＋N2=====点燃Mg3N2与水反应镁不易与冷水反应，能与沸水反应Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑与酸反应镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑与某些氧化物反应镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C7制备工艺流程基本步骤及主要反应制熟石灰：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O脱水：在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解：电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑用途镁制造信号弹和焰火；镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；氧化镁用于制耐高温材料【巩固演练】下列说法正确的是。①工业上制造镁粉是将镁蒸气在CO2气体中冷却②Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)r(Mg)③把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中，铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化，说明铝的金属性比镁强④使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离氧化镁中混有氧化铝⑤镁和铝原子的最外层电子数都为3⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦加入过量的氢氧化钠溶液,将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来⑧海水中提取镁的过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型⑨将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁⑩将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性解析：加热时O2、N2、CO2等都能与镁反应，①错误；Mg的电子层数比Mg2＋的多，所以半径r(Mg)r(Mg2＋)，8②错误；比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度，③错误；MgO是碱性氧化物，与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产