高考一輪復習鋁及其化合物

1、2015高考化學總復習高考化學總復習鋁及其化合物鋁及其化合物 合合 金金高中化學備課組 張海清考試說明課標解讀考試說明課標解讀 1.掌握鋁元素的結構及其單質(zhì)的性質(zhì)掌握鋁元素的結構及其單質(zhì)的性質(zhì) 2.掌握鋁的重要化合物的性質(zhì)及相互轉化掌握鋁的重要化合物的性質(zhì)及相互轉化 的關系的關系 3.了解金屬冶煉的一般原理和鋁的冶煉了解金屬冶煉的一般原理和鋁的冶煉 4.了解合金的概念了解合金的概念 5.熟悉應用守恒法解答化學計算問題的方熟悉應用守恒法解答化學計算問題的方法法你熟知嗎？你熟知嗎？鋁在自然界中全部以化合態(tài)存在！鋁在自然界中全部以化合態(tài)存在！鋁是地殼中含量最高的金屬元素，鋁是地殼中含量最高的金屬元素

2、，占地殼總質(zhì)量的占地殼總質(zhì)量的7.45%?。ㄤX土礦！（鋁土礦 、 剛玉、剛玉、寶石寶石 ）鋁是一種又軟又輕的有色金屬！鋁是一種又軟又輕的有色金屬！鋁是日常生活中常用的金屬！鋁是日常生活中常用的金屬！金屬活動性順序表金屬活動性順序表Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)(H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca 鋁的化學性質(zhì)：鋁的化學性質(zhì)： 性質(zhì)活潑的還原劑！性質(zhì)活潑的還原劑！鋁在周期表中的位置鋁在周期表中的位置： 第第3 3周期第周期第A A族族 金屬活動順序表有關金屬知識的規(guī)律金屬活動順序表有關金屬知識的規(guī)律金屬活動金屬活動性順序表性順序表KCaNaMg Al Zn Fe Sn

3、Pb HCu Hg Ag Pt Au金屬性金屬性Mn+氧化性氧化性與與O2反應反應與酸與酸中中H與堿反應與堿反應與水與水與鹽與鹽溶液溶液堿堿熱分解熱分解存在形式存在形式冶煉方法冶煉方法由強到弱由強到弱由弱到強由弱到強常溫易常溫易常溫、能常溫、能加熱、能加熱、能不能不能劇烈劇烈加熱、能加熱、能常溫能常溫能不能不能常溫、能常溫、能與氧化性酸與氧化性酸 與王水與王水與水反應與水反應鋁、鋅與強堿溶液反應鋁、鋅與強堿溶液反應與水反應與水反應 前面的金屬置換后面的金屬前面的金屬置換后面的金屬不分解不分解受熱分解受熱分解常溫或加熱分解常溫或加熱分解 化合態(tài)化合態(tài)化合、游離化合、游離游離游離電解法電解法熱還原

4、法熱還原法熱分解法熱分解法沉降沉降(1)與非金屬的反應：與非金屬的反應：氧氣氧氣、氯氣、硫、氯氣、硫(2)與酸反應：稀與酸反應：稀(濃濃)硫酸、濃硫酸、濃(稀稀)硝酸、濃硝酸、濃(稀稀)鹽酸鹽酸鋁的性質(zhì)：鋁的性質(zhì)：(3)與堿反應：與堿反應：強堿強堿溶液溶液(4)與氧化物反應：鋁與氧化物反應：鋁熱熱反應反應(5)與鹽反應：置換反應與鹽反應：置換反應鋁熱反應！三氯化鋁！兩性！偏鋁酸鈉！ 鎂、鋁的氧化物比較鎂、鋁的氧化物比較 氧化鎂氧化鎂 氧化鋁氧化鋁 物理性質(zhì)物理性質(zhì)所屬類別所屬類別典型反應典型反應制備方法制備方法用途用途白色粉末、熔點高硬度大、難溶于水白色粉末、熔點高硬度大、難溶于水 堿性氧化物

5、堿性氧化物 兩性氧化物兩性氧化物MgO+H2OMg(OH)2 不與水反應不與水反應MgO+HCl Al2O3+HCl Al2O3+NaOH MgCO3=MgO+CO2 鋁土礦的提純鋁土礦的提純耐火材料耐火材料 電解制鋁、電解制鋁、 耐高溫、耐磨材料耐高溫、耐磨材料思考：如何提純鋁土礦思考：如何提純鋁土礦Al2O3(Fe2O3、SiO2)？ Al(OH)3 的性質(zhì)：的性質(zhì)：1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色固體，氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色固體，在水溶液中新生成的氫氧化鋁呈膠狀。在水溶液中新生成的氫氧化鋁呈膠狀。2、化學性質(zhì)、化學性質(zhì)Al(OH)3的兩性的兩性:Al(OH)3+N

6、aOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2O兩性氫氧化物兩性氫氧化物：既能跟酸反應生成鹽和水，又能跟：既能跟酸反應生成鹽和水，又能跟堿反應生成鹽和水的氫氧化物。堿反應生成鹽和水的氫氧化物。 Al(OH)3的不穩(wěn)定性的不穩(wěn)定性: 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O氫氧化鋁的用途：氫氧化鋁的用途：氫氧化鋁膠體可作凈水劑、色素吸附劑、氫氧化鋁膠體可作凈水劑、色素吸附劑、醫(yī)用胃酸中和劑。醫(yī)用胃酸中和劑。（2）化學性質(zhì)）化學性質(zhì)兩性兩性既能跟酸反應，又能跟強堿反應。既能跟酸反應，又能跟

7、強堿反應。Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O想一想：想一想： 制取制取Al(OH)3時用時用NaOH溶液好還是用氨水好？為溶液好還是用氨水好？為什么？什么？加熱分解加熱分解2Al(OH)3=Al2O3+3H2O用于治療胃酸過多用于治療胃酸過多考考你？考考你？下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應又能與下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應的是（溶液反應的是（ ）NaHCO3 Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 CuOA. B. C. D.全部全部C觀看實驗氫氧化鋁的制取氫氧化鋁的制取:Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al

8、(OH)3 +3(NH4)2SO4離子方程式：離子方程式：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3 +3NH4+現(xiàn)象：現(xiàn)象：有白色膠狀沉淀生成。有白色膠狀沉淀生成。 繼續(xù)加氨水至過量，沉淀不溶，繼續(xù)加氨水至過量，沉淀不溶，說明說明Al(OH)3不溶于氨水。不溶于氨水。實驗步驟實驗步驟現(xiàn)現(xiàn) 象象原原 理理往往AlCl3溶液溶液中滴加中滴加NaOH溶液至過量溶液至過量在在 AlCl3溶液溶液中滴加氨水中滴加氨水至過量至過量先出現(xiàn)白色沉先出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀逐淀，后沉淀逐漸溶解。漸溶解。生成白色膠生成白色膠狀沉淀狀沉淀 AlCl3+3 NaOH= Al(OH)3 +3NaClAl3+3 OH-= Al

9、(OH)3Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3 + 3NH4ClAl3+3NH3H2O=Al(OH)3 + 3NH4+結論：結論：實驗室中一般用可溶性鋁鹽與氨水反應制取實驗室中一般用可溶性鋁鹽與氨水反應制取Al(OH)3Al(OH)3的制備和性質(zhì)的制備和性質(zhì)思考？思考？明礬為什么能夠凈水？明礬為什么能夠凈水？ 明礬溶于水與水反應，生成的明礬溶于水與水反應，生成的Al(OH)3膠體可以吸附水中懸浮的物質(zhì)，并形成沉淀膠體可以吸附水中懸浮的物質(zhì)，并形成沉淀沉降下來，從而使水澄清，因此可用明礬凈沉降下來，

10、從而使水澄清，因此可用明礬凈水。水。鋁鹽的凈水作用鋁鹽的凈水作用 Al3+、AlO2- 有關問題討論有關問題討論 a、通常狀況下加熱通常狀況下加熱AlCl3（或（或MgCl2）溶液最后得到什么）溶液最后得到什么物質(zhì)？物質(zhì)？ 如想通過蒸發(fā)溶劑的方法得到上述溶質(zhì)如想通過蒸發(fā)溶劑的方法得到上述溶質(zhì), 采用什么措施采用什么措施?b、AlCl3與與NaOH用什么方法可以鑒別，現(xiàn)象如何？其它用什么方法可以鑒別，現(xiàn)象如何？其它的哪些組試劑也可以用類似的鑒別方法，總結一下。的哪些組試劑也可以用類似的鑒別方法，總結一下。 c、不能與、不能與Al3+共存的離子共存的離子 OH-、 AlO2-、CO32-、HCO3

11、-、S2-、HS-、SO32-、HSO3- d、不能與、不能與AlO2-共存的離子共存的離子 H+、 Al3+、NH4+、Fe3+、Cu2+、HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4- （上述（上述 c、d 大多考慮到大多考慮到Al3+、AlO2-的雙水解）的雙水解）鋁三角鋁三角 合金合金1、合金：兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金、合金：兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)2、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能。械性能。 硬度大于硬度大于各成分金屬各成分金屬 熔點低于熔點低于各成分金屬各成分

12、金屬名稱名稱組成組成主要性質(zhì)主要性質(zhì)主要用途主要用途鋁合金鋁合金 含有含有10%30%的鎂的鎂硬度和強度都硬度和強度都比純鋁和純鎂比純鋁和純鎂大大火箭、飛機、輪火箭、飛機、輪船等制造業(yè)船等制造業(yè)硬鋁硬鋁含銅含銅4%、鎂、鎂0.5%、錳、錳0.5%、硅、硅0.7%硬度和強度都硬度和強度都比純鋁和純鎂比純鋁和純鎂大大火箭、飛機、輪火箭、飛機、輪船等制造業(yè)船等制造業(yè)鈦合金鈦合金 含鋁含鋁6%、釩、釩4%耐高溫、耐腐耐高溫、耐腐蝕、高強度蝕、高強度用于飛機、宇航、用于飛機、宇航、化學工業(yè)化學工業(yè)金合金金合金 加入銀、銅、加入銀、銅、稀土元素等稀土元素等有光澤、易加有光澤、易加工、耐磨耐腐工、耐磨耐腐蝕

13、蝕金飾品、電子元金飾品、電子元件、錢幣、筆尖件、錢幣、筆尖幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途金屬冶煉方法的選擇：金屬冶煉方法的選擇：簡單，實用，節(jié)省的原則簡單，實用，節(jié)省的原則1 1、熱分解法、熱分解法有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。在金屬活動性順序表中，位于氫后面的某在金屬活動性順序表中，位于氫后面的某些金屬的氧化物受熱就能分解。些金屬的氧化物受熱就能分解。2HgO = 2Hg + O22Ag2O = 4Ag + O22 2熱還原法熱還原法多數(shù)金屬的冶煉過程屬于熱還原法。多數(shù)金屬的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧

14、化碳、氫氣常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等。和活潑金屬等。高溫高溫高溫高溫高溫高溫 Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2WO3+ 3 H2 = W+3H2OCr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O32Al2O3 （熔融）（熔融） =4Al+3O22NaCl （熔融）（熔融） =2Na+Cl23 3電解法電解法在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用合物中

15、還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽通電分解其熔融鹽或氧化物或氧化物的方法來冶煉。的方法來冶煉。通電通電通電通電K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法金屬冶煉方法的選擇：金屬冶煉方法的選擇：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag鋁及其化合物相互轉化的關系：鋁及其化合物相互轉化的關系： 用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁管外壁(如圖如圖)，將試管浸入硝酸汞溶液中，片，將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出刻取

16、出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛白毛”，紅墨水柱右端上升。根據(jù)實驗現(xiàn)象，紅墨水柱右端上升。根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷下列說法錯誤的是判斷下列說法錯誤的是( )(A)實驗中發(fā)生的反應都是實驗中發(fā)生的反應都是 氧化還原反應氧化還原反應(B)鋁是一種較活潑的金屬鋁是一種較活潑的金屬(C)鋁與氧氣反應放出大量的熱量鋁與氧氣反應放出大量的熱量(D)鋁片上生成的白毛是氧化鋁和鋁片上生成的白毛是氧化鋁和 氧化汞的混合物氧化汞的混合物鏈接高考：鏈接高考：鋁箔鋁箔紅墨水紅墨水D 3.下列有關金屬鋁及其化合物的敘述正確下列有關金屬鋁及其化合物的敘述正確的是的是( ) (A)鋁在常溫下不能與氧氣反應鋁在常溫下不能與

17、氧氣反應 (B)鋁不能與氯氣反應鋁不能與氯氣反應 (C)鋁既能溶于酸，又能溶于堿鋁既能溶于酸，又能溶于堿 (D)氧化鋁只能與酸反應，不能與堿反應氧化鋁只能與酸反應，不能與堿反應鏈接高考：鏈接高考：C 5.在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊部分被氧化的在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除去氧化膜、并用針刺一些小孔的鋁箔鈉塊用一張已除去氧化膜、并用針刺一些小孔的鋁箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi)。待包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內(nèi)。待鈉塊反應完全后，在容器中僅收集到鈉塊反應完全后，在容器中僅收集到1.12 L氫氣氫氣(標準標準狀況狀況)，此時測得鋁箔質(zhì)量比

18、反應前減少了，此時測得鋁箔質(zhì)量比反應前減少了0.27 g，水，水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0 L，溶液中，溶液中NaOH的物的物質(zhì)的量濃度為質(zhì)的量濃度為0.050 molL1(忽略溶液中離子的水解和忽略溶液中離子的水解和溶解的氫氣的量溶解的氫氣的量)。 (1)寫出該實驗中發(fā)生反應的化學方程式。寫出該實驗中發(fā)生反應的化學方程式。 (2)試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)。試通過計算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分數(shù)。鏈接高考：鏈接高考：答案答案 (1)Na2OH2O = 2NaOH， 2Na2H2O = 2NaOHH2， 2Al2NaOH2H2O = 2NaAlO23H2。(2)n(NaOH余余) = 2.0 L0.05 molL1 = 0.1 mol， n(H2) 0.05 mol，n(Al) =