《金新學(xué)案》高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 鋁及其重要化合物

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

。自然界中的鋁全部以

態(tài)存在。硅化合2．化學(xué)性質(zhì)3．冶煉工業(yè)上冶煉鋁的化學(xué)方程式為：

。1．通過(guò)鋁的物理性質(zhì)，列舉其重要用途。【提示】鋁由其優(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，

溶于水，有很高的

。(2)化學(xué)性質(zhì)不熔點(diǎn)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：

。鋁鹽溶液氨水Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO42．SO2能與HNO3反應(yīng)：3SO2＋2HNO3＋2H2O===3H2SO4＋2NO，也能與堿反應(yīng)：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。SO2是兩性氧化物嗎？【提示】不是。兩性氧化物不但能與酸、堿反應(yīng)，且強(qiáng)調(diào)生成物是鹽和水，由此可知SO2不是兩性氧化物。1．(2009年上海高考)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】

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V2O5

D．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(wú)固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是 (

)A．Al2O3 B．Al(OH)3C．AlCl3 D．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>

D4．(2009年四川高考)向mg鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體bL。向反應(yīng)后的溶液中加入cmol/L氫氧化鉀溶液VmL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為ng。再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，得到固體pg。則下列關(guān)系不正確的是 (

)【解析】根據(jù)題意，反應(yīng)過(guò)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?？煞謩e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(shuō)明](2)原料相同，請(qǐng)?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(shuō)明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))。【解析】

(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。(2)根據(jù)Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓可采用以下轉(zhuǎn)化關(guān)系：2molAl(OH)3【答案】

(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(jiàn)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↓＋3NH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↓＋CO＋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。

如右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(shì)。三點(diǎn)是：起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，一趨勢(shì)是指圖象的變化趨勢(shì)，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(duì)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)?！窘馕觥?/p>

MgSO4與Ba(OH)2反應(yīng)會(huì)生成Mg(OH)2和BaSO4，繼續(xù)加入Ba(OH)2溶液時(shí)，二者均不會(huì)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3mol沉淀應(yīng)是BaSO4，被溶解的是Al(OH)3，則5mol沉淀中有3molBaSO4,2molAl(OH)3，只有Al2(SO4)3符合條件：Al2(SO4)3＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓，2Al(OH)3＋Ba(OH)2===Ba[Al(OH)4]2。【答案】

C1．元素的性質(zhì)包含金屬性和非金屬性，其強(qiáng)弱可以通過(guò)該元素對(duì)應(yīng)的某些化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)。某同學(xué)認(rèn)為鋁元素是金屬元素，但是有一定的非金屬性，下面的化學(xué)反應(yīng)你認(rèn)為能支持該同學(xué)觀點(diǎn)的是 (

)A．鋁片與鹽酸反應(yīng)生成氫氣B．鋁熱反應(yīng)C．氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿溶液D．氫氧化鋁溶于強(qiáng)酸溶液【解析】元素的非金屬性可以根據(jù)其單質(zhì)的氧化性、氫化物的穩(wěn)定性以及最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性來(lái)判斷。要說(shuō)明鋁元素具有非金屬性只能通過(guò)其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性來(lái)判斷了，C選項(xiàng)氫氧化鋁能與強(qiáng)堿反應(yīng)說(shuō)明氫氧化鋁有一定的酸性，因而可以作為判斷鋁元素具有非金屬性的依據(jù)?！敬鸢浮?/p>

C2．(2010年肇慶質(zhì)檢)下列各種物質(zhì)既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的是 (

)①Al

②AlCl3

③Na[Al(OH)4]

④Al(OH)3

⑤Al2O3⑥NaHCO3A．①②③④⑤⑥

B．①③④⑤C．④⑤

D．①④⑤⑥【解析】

下表中，“√”表示能反應(yīng)，“”表示不能反應(yīng)【答案】

D①②③④⑤⑥強(qiáng)酸√×√√√√強(qiáng)堿√√×√√√3．把Ba(OH)2溶液滴入明礬溶液中，使SO全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀，此時(shí)鋁元素的主要存在形式是 (

)A．Al3＋

B．Al(OH)3C．[Al(OH)4]－

D．Al3＋和Al(OH)3【解析】明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，當(dāng)SO完全沉淀時(shí)，Al3＋與OH－恰好以物質(zhì)的量比為1∶4反應(yīng)生成[Al(OH)4]－?！敬鸢浮?/p>

C4．在硝酸鋁和硝酸鎂的混合溶液中，逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，直至過(guò)量。下列表示氫氧化鈉加入量(x)與溶液中沉淀物的量(y)的關(guān)系示意圖中，正確的是 (

)【解析】

Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3能溶于NaOH溶液?！敬鸢浮?/p>

C5．為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。(1)若取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)為bL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________。(2)若取ag樣品將其點(diǎn)燃，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。(3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為cL，該氣體與(1)中所得氣體的體積比c∶b＝____________________________