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第2讲从铝土矿到铝合金-2-考纲要求:了解铝及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。-3-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破Al、Al2O3、Al(OH)3的性质导学诱思(1)铝为活泼金属,但铝合金门窗及餐具却比较耐腐蚀,为什么?。(2)怎样除去铁粉中的铝粉?。(3)怎样除去氧化铁中的氧化铝?。答案:(1)因为铝制品表面极易形成一层致密的氧化膜(Al2O3)(2)向混合物中加入过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,即可(3)向混合物中加入过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,即可-4-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.铝的重要性质-5-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:①②③④2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3O22Al2O32Al+3Cl22AlCl32Al+6H+2Al3++3H2↑-6-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.Al2O3(1)物理性质:Al2O3是高熔点的氧化物,常作为材料及冶炼金属铝的原料。(2)化学性质(用离子方程式表示):3.Al(OH)3(1)吸附性:Al(OH)3是难溶于水的白色胶状沉淀物质,它能水中的悬浮物,常用于水的净化,并能色素。(3)受热分解:化学方程式为。两性与强酸反应:。与强碱反应:。(2)两性与强酸反应:。(写离子方程式,下同)与强碱反应:。耐火Al2O3+6H+2Al3++3H2OAl2O3+2OH-2AlO2-+H2O吸附吸附Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O-7-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破4.铝热反应(1)实验装置。(2)实验现象及结论。剧烈燃烧,放出大量的热,导致混合物剧烈反应过后,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中;待熔融物冷却后,除去外层熔渣,可以发现落下的是铁珠。-8-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破易错辨析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)铝合金门窗及餐具坚固耐用,所以不易与氧气反应()(2)铝片放入氢氧化钠溶液中的离子方程式(3)用盐酸、氢氧化钠溶液均可除去镁、铝表面的氧化膜()(4)铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3()(5)三氧化二铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3()Al+2OH-AlO2-+H2↑()×××××-9-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度一铝的化学性质例1将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L-1的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。该溶液可能是()A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液D.HCl溶液答案解析解析关闭首先换算成物质的量,Al为0.2mol,溶液中的溶质为0.4mol。A选项中硝酸与铝反应不生成氢气;B选项中n(OH-)=0.8mol,与铝反应剩余OH-;C、D选项中n(H+)分别为0.8mol、0.4mol,根据反应2Al+6H+2Al3++3H2↑可知C选项中H+有剩余,D选项中铝有剩余。答案解析关闭D-10-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破互动探究(1)5.4gAl分别投入过量的Ba(OH)2、HCl溶液中,生成氢气的质量有何关系?溶液质量分别增加多少?(2)如果质量相等但过量的Al分别投入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2、HCl溶液中,生成氢气的质量有何关系?答案:(1)生成氢气的质量相同。溶液质量均增加4.8g。Al完全反应,转移的电子数相同,生成的H2的质量相同,溶液增加的质量也相同。(2)生成氢气的质量比为6∶1。由2OH-~3H2↑和2H+~H2↑的关系式可得。-11-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导Al是我们中学阶段学习的唯一既与H+反应也与OH-反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H+反应还是与OH-反应均生成3g(mol)H2。不同点:1molAl与H+反应消耗3molH+,而与OH-反应只消耗1molOH-,所以含有等物质的量溶质的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。32-12-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度二Al、Al2O3、Al(OH)3的共性例2除去下列物质中的杂质(括号中为杂质)选用的试剂正确的是()A.Fe2O3(Al2O3)用盐酸B.Fe(OH)3[Al(OH)3]用氨水C.Mg(Al)用纯碱溶液D.MgCl2(AlCl3)用氢氧化钠溶液和盐酸答案解析解析关闭A选项,Fe2O3、Al2O3均与盐酸反应,错误;B选项,Al(OH)3不与氨水反应,错误;C选项,Na2CO3不与Al反应,错误;D选项,先加入过量的氢氧化钠溶液,过滤、洗涤,然后再加入适量盐酸,正确。答案解析关闭D-13-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导(1)Al、Al2O3、Al(OH)3与酸、碱反应的共同点。Al、Al2O3、Al(OH)3既溶于强酸溶液又溶于强碱溶液,与强酸反应均生成Al3+,且每生成1molAl3+均耗3molH+;与强碱反应均生成,且每生成1mol均耗1molOH-,记住上述关系,书写有关离子方程式就比较容易。Al3+AlAl2O3Al(OH)3AlO2-AlO2-AlO2--14-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(2)注意酸碱性的强弱。Al2O3、Al(OH)3与强酸或强碱反应,但不溶于CO2水溶液或氨水。(3)其他既能与强酸反应又能与强碱反应的物质。既能与强酸反应又能与强碱反应的物质除Al、Al2O3、Al(OH)3外,还有弱酸酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3等)、弱酸铵盐[如(NH4)2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等]等。-15-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度三铝热反应例3下列说法中错误的是。A.利用铝热反应制备金属铝B.铝可用于冶炼某些熔点较高的金属C.铁轨焊接时常用到铝热反应,铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化D.铝热反应是炼铁最常用的方法E.Al和MgO组成铝热剂,反应后生成单质镁答案解析解析关闭A选项,铝热反应是铝单质与金属氧化物反应生成Al2O3,错误;D选项,铝的价格比铁高得多,错误;E选项,Al的金属活动性比Mg的小,错误。答案解析关闭ADE-16-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破1.下列说法正确的是。A.Al2(SO4)3和小苏打反应是泡沫灭火器的灭火原理B.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应D.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,是因为铝的熔点较低E.将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,会产生红棕色气体F.将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,会产生大量白色沉淀G.铝与Fe2O3发生铝热反应,反应后固体质量增加H.制备Al(OH)3悬浊液:向1mol·L-1AlCl3溶液中加过量的6mol·L-1NaOH溶液I.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA答案解析解析关闭泡沫灭火器的原理是Al3+与HCO3-发生相互促进水解反应,产生大量泡沫,A项正确;Al2O3熔点高,可用作耐高温材料,B项正确;MgO与NaOH溶液不反应,C项错误;熔化后的铝不能滴落下来,D项错误;常温下,浓硝酸能够使铝发生钝化,E项错误;氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液,发生反应为Al3++4OH-AlO2-+2H2O,不能立即产生大量白色沉淀,F项错误;铝热反应前后固体质量不变,G项错误;Al(OH)3是两性氢氧化物,可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故不能制备氢氧化铝悬浊液,H项错误;2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.2NA,I项错误。答案解析关闭AB-17-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.(2019江苏镇江模拟)下列关于铝单质的叙述正确的是()。A.由于铝在空气中不会被氧化,所以铝制品的使用寿命都很长B.由于铝具有较强的还原性,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C.常温下,可用铝制容器盛装浓硫酸,说明铝与浓硫酸不反应D.Al有良好的导热性,可制成铝箔包装物品答案解析解析关闭铝的化学性质活泼,在空气中与氧气反应生成致密的氧化膜,能保护内部金属,所以铝制品的使用寿命都很长,A错误;常温下浓硫酸与铝发生钝化反应,C错误;Al有良好的延展性,可制成铝箔包装物品,D错误。答案解析关闭B-18-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸答案解析解析关闭铝与稀硝酸反应但不产生H2,与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,可知2molAl可消耗2molNaOH,生成3molH2;与稀硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,可知2molAl消耗3molH2SO4,生成3molH2;与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,可知2molAl消耗6molHCl,生成3molH2;故等量Al与足量上述物质反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是氢氧化钠溶液。答案解析关闭A-19-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破4.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答案解析解析关闭2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,由化学方程式可知,若在等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝,反应时产生H2的体积之比为1∶3,现在产生H2的体积之比为1∶2,说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的,相对于NaOH溶液来说是不足量的,所以与盐酸反应的铝粉质量为2.7g,与NaOH溶液反应的铝粉质量为5.4g。答案解析关闭A-20-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破5.(2019江苏苏州一模)利用铝热反应可以焊接铁轨。下列说法正确的是()。A.铝、氧化铝中铝元素微粒半径:Al3+AlB.工业上可用铝热反应提取镁C.在铝热反应中化学能全部转化为光能D.在铝热反应中铁的还原性强于铝的还原性答案解析解析关闭Al原子比Al3+多一个电子层,故半径AlAl3+,A正确;铝热反应制得的金属的活泼性小于Al,而活泼性MgAl,故无法用铝热反应提取镁,B错误;铝热反应中一部分化学能转化为热能和光能,C错误;铝热反应发生的根本原因是铝的还原性强于铁的还原性,D错误。答案解析关闭A-21-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破Al3+、Al(OH)3、之间的转化导学诱思Al2(SO4)3与NaOH溶液、氨水反应均可生成Al(OH)3沉淀,那么在实验室中我们通常用氨水与Al2(SO4)3反应来制取Al(OH)3,为什么一般不用NaOH溶液?。AlO2-答案:因为Al(OH)3与过量的NaOH反应-22-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.Al(OH)3的制备(1)向铝盐溶液中加入氨水:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+。(2)向偏铝酸盐溶液中通入过量CO2:。(3)NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合:3AlO2-+Al3++6H2O4Al(OH)3↓。AlO2-+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HCO3--23-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.Al3+的水解(1)明矾净水。明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,其净水的原理用离子方程式表示为。(2)加热铝盐溶液。加热蒸干灼烧AlCl3溶液最终得到