《金新學(xué)案》高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第2講 鋁及其重要化合物 魯科

第2講鋁及其重要化合物最新展示了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。熱點(diǎn)定位1.Al2O3和Al(OH)3的兩性。2.Al3＋、[Al(OH)4]－、Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化。3.Al3＋、[Al(OH)4]－的水解。一、鋁1．鋁在自然界中的存在鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。2．化學(xué)性質(zhì)1．通過鋁的物理性質(zhì)，列舉其重要用途?！咎崾尽夸X由其優(yōu)良的物理性質(zhì)而決定的重要用途，主要有：①延展性——制作鋁線、鋁箔、多種容器；②導(dǎo)電性——作電的導(dǎo)體，鋁的導(dǎo)電性僅次于銅，是優(yōu)良的導(dǎo)體之一；③導(dǎo)熱性——作熱的導(dǎo)體；④不透明——作忌光物(如膠卷)的包裝材料；⑤銀白色，有金屬光澤——作涂料(俗稱銀粉、銀漆)。二、鋁的氧化物和氫氧化物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：通常為白色固體，不溶于水，有很高的熔點(diǎn)。(2)化學(xué)性質(zhì)2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：

色絮狀

溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)白不(3)實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn)室制取Al(OH)3，用

和

反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。鋁鹽溶液氨水1．(2009年上海高考)鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(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】由關(guān)系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知產(chǎn)生等量H2時(shí)，消耗Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2，故A項(xiàng)正確。二者質(zhì)量之比為4∶3，摩爾質(zhì)量之比為24∶27＝8∶9，反應(yīng)速率之比為3∶2?！敬鸢浮?/p>

A2．(2009年上海高考)實(shí)驗(yàn)室將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑。發(fā)生鋁熱反應(yīng)之后，所得固體中含金屬單質(zhì)為18g，則該氧化物粉末可能是(多選)(

)A．Fe2O3和MnO2

B．MnO2和V2O5C．Cr2O3和V2O5D．Fe3O4和FeO【答案】

AD3．(2008年廣東高考)相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是(

)A．Al2O3B．Al(OH)3C．AlCl3D．Al【解析】四個(gè)選項(xiàng)中各種物質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)最終均生成Na[Al(OH)4]，D項(xiàng)中Al的物質(zhì)的量最多，消耗堿量最多?！敬鸢浮?/p>

D【解析】根據(jù)題意，反應(yīng)過程如下：【答案】

C一、Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)室制法和Al(OH)3沉淀量的計(jì)算1．Al(OH)3的制法試劑離子方程式Al3＋NH3或(NH3·H2O)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋[Al(OH)4]－CO2[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－Al3＋[Al(OH)4]－3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓2.可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)反應(yīng)所得沉淀物質(zhì)的量與反應(yīng)物之間量的關(guān)系3．可溶性四羥基合鋁酸鹽與酸(如鹽酸)反應(yīng)所得沉淀物質(zhì)的量與反應(yīng)物之間量的關(guān)系【應(yīng)用指南】利用可溶性鋁鹽與氫氧化鈉溶液或Na[Al(OH)4]溶液與鹽酸反應(yīng)計(jì)算生成物中Al(OH)3的量時(shí)，先判斷發(fā)生的反應(yīng)，再根據(jù)實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁。可分別采用如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法：①2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4②2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑2Na[Al(OH)4]＋H2SO4===2Al(OH)3↓＋Na2SO4＋2H2O。(1)上述哪一種方法比較節(jié)約試劑？[提示：試從每生產(chǎn)2molAl(OH)3所耗費(fèi)的試劑用量予以說明](2)原料相同，請?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法(以方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))?！久麕熃馕觥?/p>

(1)由題給化學(xué)方程式可分別得出兩種方法的關(guān)系式：①法2Al～3H2SO4～6NaOH～2Al(OH)3；②法2Al～2NaOH～H2SO4～2Al(OH)3。所以，制備2molAl(OH)3①法消耗2molAl,3molH2SO4,6molNaOH；②法消耗2molAl,2molNaOH,1molH2SO4。由②法比較節(jié)約試劑?！敬鸢浮?/p>

(1)②法比①法節(jié)約試劑(2)2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑Al2(SO4)3＋6Na[Al(OH)4]===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4故每生成2molAl(OH)3，需要2molAl,0.75molH2SO4,1.5molNaOH，可見比①②兩法更節(jié)約試劑。二、Al3＋、[Al(OH)4]－、Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化及相關(guān)圖象1．“鋁三角”①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋或Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O③Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－④[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－或[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O或2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O⑤[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O⑥Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－另外，Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓(水解相互促進(jìn))2．Al(OH)3沉淀的相關(guān)圖象①向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A―→B

Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓B―→C

Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－②向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液A―→B

4OH－＋Al3＋===[Al(OH)4]－B―→C

3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓③向鹽酸中滴入Na[Al(OH)4]溶液A―→B

H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OB―→C

Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓④向Na[Al(OH)4]溶液中滴加鹽酸A―→B

[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2OB―→C

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O【應(yīng)用指南】當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH，先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋生成沉淀，再與NH4＋反應(yīng)，最后再溶解Al(OH)3沉淀。如下圖所示表示向某溶液中滴加Ba(OH)2溶液時(shí)，沉淀的物質(zhì)的量隨Ba(OH)2的物質(zhì)的量的變化關(guān)系。該溶液的成分可能是(

)A．MgSO4B．KAl(SO4)2C．Al2(SO4)3D．Na[Al(OH)4]【思路點(diǎn)撥】圖象分析需抓住三點(diǎn)一趨勢。三點(diǎn)是：起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，一趨勢是指圖象的變化趨勢，本題中分析的關(guān)鍵在于最高點(diǎn)(3,5)及沉淀不再溶解時(shí)對應(yīng)的點(diǎn)(4,3)，兩點(diǎn)之間的變化反映了溶液中進(jìn)行的反應(yīng)?！緡L試解答】

MgSO4與Ba(OH)2反應(yīng)會生成Mg(OH)2和BaSO4，繼續(xù)加入Ba(OH)2溶液時(shí)，二者均不會溶解，與圖象不符，排除A；Na[Al(OH)4]與Ba(OH)2不反應(yīng)，排除D；由圖中提供的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)加入3molBa(OH)2時(shí)，沉淀達(dá)到最大值5mol，繼續(xù)加入1molBa(OH)2，沉淀部分溶解，剩余的