高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 第2節(jié) 鋁及其重要化合物知識(shí)研習(xí)課件 新人教版.ppt

第三章 金屬及其化合物 第二節(jié)鋁及其重要化合物 知識(shí)研讀 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)p28 課程解讀 知識(shí)梳理 一 鋁1 物理性質(zhì) 色固體 密度 2 70g cm3 硬度 熔點(diǎn) 660 4 有較強(qiáng)的 和 良好的 2 化學(xué)性質(zhì) 1 與氧氣反應(yīng)常溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)生成堅(jiān)固的氧化物保護(hù)膜 故在空氣中鋁有良好的抗腐蝕性 化學(xué)方程式為 銀白 較大 較高 較高 延展性 柔韌性 導(dǎo)熱性 導(dǎo)電性 純氧中點(diǎn)燃 劇烈燃燒且產(chǎn)生耀眼白光 2 與其他非金屬單質(zhì) 如cl2 s等 反應(yīng) 化學(xué)方程式分別為 與cl2反應(yīng) 與s反應(yīng) 3 與酸反應(yīng)與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式為 在常溫下可被 鈍化 4 與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)方程式為 濃h2so4 濃硝酸 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 想一想1 鋁跟堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么 試標(biāo)出鋁與naoh溶液反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況 提示 鋁和強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 不是鋁直接和強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 而是鋁先和強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成al oh 3 然后al oh 3再和強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽 即鋁與naoh溶液反應(yīng)分兩步進(jìn)行 2al 6h2o2al oh 3 3h2 al oh 3 naohnaalo2 2h2o電子轉(zhuǎn)移情況應(yīng)為 該反應(yīng)的氧化劑為h2o 化學(xué)方程式應(yīng)簡(jiǎn)寫(xiě)為 2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 5 鋁熱反應(yīng)化學(xué)方程式為 冶煉稀有金屬 焊接鐵軌等 6 與某些鹽 如cuso4 溶液反應(yīng)化學(xué)方程式為 3 自然界中鋁的存在鋁元素是地殼中含量 的金屬元素 占地殼總量的7 45 主要以 存在于鋁土礦中 2al 3cuso4 al2 so4 3 3cu 最高 al2o3 4 工業(yè)冶煉化學(xué)反應(yīng)原理可用方程式表示為 二 鋁的氧化物和氫氧化物1 氧化鋁白色粉末狀固體或無(wú)色透明晶體 剛玉 不溶于水 剛玉硬度大 是典型的兩性氧化物 1 與酸反應(yīng) 離子方程式為 2 與強(qiáng)堿反應(yīng) 離子方程式為 al2o3 6h 2al3 3h2o al2o3 2oh 2 氫氧化鋁 兩性氫氧化物 1 與強(qiáng)酸溶液反應(yīng) 離子方程式為 2 與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 離子方程式為 3 受熱易分解 化學(xué)方程式為 4 制法 可溶于鋁鹽溶液中 加過(guò)量氨水 想一想2 1 制備al oh 3時(shí)為什么用氨水而不用naoh溶液 al oh 3 3h al3 3h2o al oh 3 oh al3 3nh3 h2o al oh 3 2 在日常生產(chǎn)和生活中常用明礬凈水是物理變化還是化學(xué)變化 提示 1 以鋁鹽為原料制備al oh 3 通常用氨水而不用naoh溶液 因?yàn)檫^(guò)量的氨水不能溶解al oh 3 而過(guò)量的naoh可溶解al oh 3使反應(yīng)物的量不易控制 2 明礬在溶液中可發(fā)生電離 kal so4 2 k al3 電離出的al3 可發(fā)生反應(yīng) al3 3h2o al oh 3 膠體 3h 類(lèi)似于fe oh 3膠體的生成 生成的膠狀al oh 3吸附能力強(qiáng) 凝聚水中懸浮物一同沉淀 起到凈水作用 故明礬常用作凈水劑 生成al oh 3 膠體 為化學(xué)變化 膠體吸附懸浮物為物理變化 考點(diǎn)一金屬與酸或堿反應(yīng)生成h2的量的關(guān)系1 金屬與酸反應(yīng)的計(jì)算 1 m nh mn 2 規(guī)律 金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量等于金屬失去電子的物質(zhì)的量 相同物質(zhì)的量的不同金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生h2的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對(duì)應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)之比 3 常用方法 考點(diǎn)整合 即時(shí)鞏固解析為教師用書(shū)獨(dú)有 守恒法 守恒法是化學(xué)計(jì)算中常用的方法 包括原子守恒 電荷守恒 電子得失守恒等 平均值法 平均值法是混合物組分含量求解的常用方法 可設(shè)平均摩爾質(zhì)量 要注意結(jié)合化合價(jià)進(jìn)行轉(zhuǎn)化 2 鋁與酸或堿反應(yīng)生成h2的量的關(guān)系鋁分別與鹽酸 氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 案例1 2009 上海化學(xué) 鎂和鋁分別與等濃度 等體積的過(guò)量稀硫酸反應(yīng) 產(chǎn)生氣體的體積 v 與時(shí)間 t 關(guān)系如右圖 反應(yīng)中鎂和鋁的 a 物質(zhì)的量之比為3 2b 質(zhì)量之比為3 2c 摩爾質(zhì)量之比為2 3d 反應(yīng)速率之比為2 3 解析 鎂 鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式分別為 mg 2h mg2 h2 2al 6h 2al3 3h2 假定生成的h2的物質(zhì)的量均為1mol 由上述方程式可得消耗兩種金屬的物質(zhì)的量分別為1mol mol 質(zhì)量分別為24g 18g 鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為3 2 質(zhì)量之比為4 3 因此a正確 b錯(cuò)誤 鎂和鋁的摩爾質(zhì)量之比為24g mol 27g mol 8 9 故c錯(cuò)誤 由于生成相同體積的氣體時(shí) 所需要的時(shí)間之比為2 3 故反應(yīng)速率之比為3 2 d錯(cuò)誤 答案 a 規(guī)律方法 物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算是從定量的角度研究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律性 解題的關(guān)鍵是在掌握化學(xué)反應(yīng)基本原理的同時(shí) 熟悉各物理量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比的關(guān)系 要注意分析題中給定條件是什么 求什么 涉及哪些反應(yīng) 用什么方法求解最簡(jiǎn)單 規(guī)范的格式應(yīng)怎樣書(shū)寫(xiě)等 并注意法定單位符號(hào)的準(zhǔn)確應(yīng)用 即時(shí)鞏固1 甲 乙兩燒杯中各盛有100ml3mol l的鹽酸和naoh溶液 向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉 反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為v 甲 v 乙 1 2 則加入鋁粉的質(zhì)量為 a 5 4gb 3 6gc 2 7gd 1 8g 解析 其反應(yīng)原理為 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 可見(jiàn)當(dāng)參加反應(yīng)的hcl和naoh的物質(zhì)的量一樣多時(shí) 產(chǎn)生h2的體積之比為1 3 而題設(shè)條件體積之比為1 2 說(shuō)明此題加入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的 而對(duì)于naoh來(lái)說(shuō)是不足的 2al 6hcl 2alcl3 3h2 6mol3mol3mol l 1 0 1l0 15mol 則al與naoh反應(yīng)生成的h2為0 15mol 2 0 3mol 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2 27g3mol5 4g0 3mol即加入的鋁粉為5 4g 答案 a 考點(diǎn)二可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律al3 與oh 隨著相對(duì)量的不同發(fā)生下列有關(guān)反應(yīng) al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh 2h2o 由 得 al3 4oh alo 2h2o 由于al3 與oh 反應(yīng)的產(chǎn)物能與反應(yīng)物之一的oh 反應(yīng) 所以計(jì)算的思路與co2和ca oh 2反應(yīng)的計(jì)算思路相似 規(guī)律如下 1 求al oh 3的量 n al oh 3 4n al3 n oh 2 求反應(yīng)物堿的量n al oh 3 n al3 時(shí) 發(fā)生反應(yīng) 則n oh 3n al3 n al oh 3 n al3 時(shí) 分兩種情況 堿不足時(shí) 發(fā)生反應(yīng) 則 n oh 3n al oh 3 堿過(guò)量時(shí) 發(fā)生反應(yīng) 則n oh 4n al3 n al oh 3 靈犀一點(diǎn) al3 只能在酸性溶液中大量存在 如alcl3 al2 so4 3溶液 鋁元素在堿性溶液中以alo形式大量存在 所以alo與h al3 與oh 不能大量共存 al3 溶液中加入過(guò)量的氨水 alo溶液中通入足量的co2 也都只能使反應(yīng)進(jìn)行到al oh 3沉淀為止 試劑的滴加順序不同 產(chǎn)生的現(xiàn)象不同的組合 naoh溶液和alcl3溶液 naalo2溶液和hcl溶液等 案例2 alcl3溶液中加入50mlamol l 1naoh溶液 1 當(dāng)a 3b時(shí) 生成al oh 3沉淀的物質(zhì)的量為 2 當(dāng)a b滿(mǎn)足 條件時(shí) 無(wú)沉淀產(chǎn)生 3 當(dāng)a b滿(mǎn)足 條件時(shí) 先有沉淀生成 后又有部分沉淀溶解 此時(shí)al oh 3的質(zhì)量為 g 解析 1 依題意知 在alcl3溶液中加入naoh溶液有如下兩個(gè)反應(yīng)發(fā)生 alcl3 3naoh al oh 3 3nacl alcl3 4naoh naalo2 2h2o 3nacl 根據(jù)以上兩個(gè)反應(yīng)可以看出 當(dāng)a 3b時(shí)只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng) 此時(shí)naoh不足量 產(chǎn)生沉淀的量取決于naoh n al oh 3 n naoh 所以答案為mol 2 如果無(wú)沉淀生成 al元素全部以alo形式存在 n alcl3 n naoh 1 4 即a b 4 1 所以答案為a 4b 3 此種情況應(yīng)當(dāng)是兩個(gè)反應(yīng)均發(fā)生 鋁元素以al oh 3和兩種形式存在 符合關(guān)系 即 整理得3b a 4b或 求沉淀的量方法很多 方法一 聯(lián)立方程法 設(shè)反應(yīng) 中 alcl3物質(zhì)的量為x 則al oh 3為x naoh為3x 反應(yīng) 中alcl3物質(zhì)的量為y naoh為4y 解得x 0 2b 0 05a mol 0 05 4b a molm al oh 3 78g mol 1 0 05 4b a mol 3 9 4b a g 方法二 守恒法 此種條件下 溶液中的離子有na cl n n na n cl 0 05amol 0 05 3bmoln al oh 3 n al3 總 n 0 05bmol 0 05amol 0 15bmol 0 2b 0 05a mol 0 05 4b a molm al oh 3 78g mol 1 0 05 4b a mol 3 9 4b a g 答案 1 mol 2 a 4b 3 3b a 4b3 9 4b a 規(guī)律技巧 解化學(xué)計(jì)算題最關(guān)鍵的是需理解其中的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 其次才是分析其中的定量關(guān)系 分析綜合問(wèn)題時(shí) 要用順序法把化學(xué)反應(yīng)按先后排列出來(lái) 便于思考 否則思維易混亂 用假設(shè)法分析多個(gè)反應(yīng)哪個(gè)優(yōu)先發(fā)生 至少可以這樣思考問(wèn)題 不影響解題結(jié)果 優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物必不與溶液中其他成分反應(yīng) 否則不能共存 如在氫氧化鎂和偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸 在加入鹽酸時(shí) 由于偏鋁酸鈉存在于溶液中 而氫氧化鎂是沉淀 所以在加入時(shí) 鹽酸應(yīng)先與溶液中的反應(yīng) 只有過(guò)量時(shí)才與沉淀中的氫氧化鎂反應(yīng) 即時(shí)鞏固2 向50ml1mol l 1的al2 so4 3溶液中加入100mlkoh溶液 充分反應(yīng)得到3 9g沉淀 則koh溶液的物質(zhì)的量濃度可能是 1 5mol l 1 3mol l 1 2mol l 1 3 5mol l 1a b c d 解析 根據(jù)al3 的物質(zhì)的量與沉淀al oh 3的物質(zhì)的量比較可推測(cè)koh溶液的兩種情況 加入氫氧化鉀不足量時(shí) n koh 3n al oh 3 3 0 15mol 故c koh 1 5mol l 1 當(dāng)koh過(guò)量時(shí) n koh 4n al3 n al oh 3 0 4mol 0 05mol 0 35mol 故c koh 3 5mol l 1 答案 d 考點(diǎn)三含鋁化合物相互轉(zhuǎn)化的典型圖象1 可溶性鋁鹽溶液與naoh溶液反應(yīng)的圖象 2 偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖象 3 向h 和al3 oh 和alo混合溶液中分別滴加naoh溶液 鹽酸的反應(yīng)圖象 靈犀一點(diǎn) 做相關(guān)習(xí)題時(shí) 應(yīng)首先弄清楚什么試劑加入什么試劑中 然后確定發(fā)生的反應(yīng) 再由反應(yīng)物 生成物相對(duì)量的關(guān)系畫(huà)出圖象 并進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 案例3 把naoh mgcl2 alcl3三種固體組成的混合物溶于足量水后 產(chǎn)生1 16g白色沉淀 再向所得濁液中逐滴加入1 00mol l 1hcl溶液 加入hcl溶液的體積與生成沉淀的關(guān)系如圖所示 1 a點(diǎn)的沉淀物的化學(xué)式 理由是 2 寫(xiě)出a點(diǎn)至b點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 3 原混合物中mgcl2的質(zhì)量是 g alcl3的質(zhì)量是 g naoh的質(zhì)量是 g 4 c點(diǎn)hcl溶液的體積為 ml 解析 1 加入10 0mlhcl后沉淀才增加 說(shuō)明加入10 0mlhcl正好把過(guò)量的naoh中和掉 故a點(diǎn)的沉淀物只有mg oh 2 2 a b 剛好生成al oh 3 反應(yīng)為 h h2o al oh 3 3 n mgcl2 n mg oh 2 0 02mol m mgcl2 0 02mol 95g mol 1 1 90g n alcl3 n n hcl 10 0 30 0 1 00mol l 1 30 0ml 10 0ml 10 3l ml 1 0 02mol m alcl3 0 02mol 133 5g mol 1 2 67g n naoh 2n mgcl2 4n alcl3 1 00mol l 1 0 01l 0 13mol m naoh 0 13mol 40 0g mol 1 5 20g 4 從b c 加入的hcl剛好把mg oh 2 al oh 3溶解掉 n hcl 30 0ml 10 3l ml 1 1 00mol l 1 2n mg oh 2 3n al oh 3 0 13mol v hcl 0 13l 130ml 答案 1 mg oh 2加入10 0mlhcl恰好中和過(guò)量naoh 再加hcl沉淀增多 說(shuō)明轉(zhuǎn)化為al oh 3 故a點(diǎn)沉淀物為mg oh 2 2 h2o h al oh 3 3 1 902 675 20 4 130 思維深化 1 解答圖象計(jì)算題 必須抓住有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的原理和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì) 結(jié)合圖象的特點(diǎn) 綜合分析逐步計(jì)算求解 其關(guān)鍵是抓住圖象的四點(diǎn) 原點(diǎn) 交點(diǎn) 轉(zhuǎn)折點(diǎn) 終點(diǎn) 數(shù)形結(jié)合 分析計(jì)算 2 在鋁鹽和強(qiáng)堿溶液及偏鋁酸鹽和強(qiáng)酸溶液反應(yīng)的圖象中 只要沉淀的量不是最大值 則產(chǎn)生的沉淀對(duì)應(yīng)的堿或酸的量都有不足和過(guò)量?jī)煞N情況 計(jì)算時(shí)要注意討論 即時(shí)鞏固3 將一定質(zhì)量的鎂 鋁合金投入一定濃度的100ml鹽酸中 使合金全部溶解 向所得溶液中滴加5 00mol l 1的naoh溶液至過(guò)量 生成沉淀的質(zhì)量與加入naoh溶液的體積的關(guān)系如圖所示 試求 1 原合金中鋁