浙江2020版高考化學(xué)復(fù)習(xí)第3講元素化學(xué)考點12鋁的性質(zhì)和工業(yè)制法學(xué)案.docx

考點12鋁的性質(zhì)和工業(yè)制法知識條目必考要求加試要求1.地殼中鋁的含量及存在形式，鋁合金a2.從鋁土礦中獲得鋁的方法b3.鋁的重要性質(zhì)(跟酸、堿反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象)b一、地殼中鋁的含量及存在形式鋁位于元素周期表第三周期A族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅。自然界中的鋁全部以氧化鋁形式存在。鋁是一種銀白色輕金屬，密度小，熔沸點低，質(zhì)軟，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。二、鋁的重要性質(zhì)(寫出下列化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式)1鋁箔在空氣中燃燒：4Al3O22Al2O32鋁粉和硫粉反應(yīng)：2Al3SAl2S33鋁與稀硫酸反應(yīng)：2Al6H=2Al33H24常溫下鋁遇濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化5鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：2Al2OH2H2O=2AlO3H26鋁與Fe2O3反應(yīng)(鋁熱反應(yīng))：2AlFe2O3Al2O32Fe三、從鋁土礦中獲得鋁的方法請寫出的化學(xué)反應(yīng)方程式。Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2O2Al2O34Al3O2四、鋁合金1概念：合金就是把兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的物質(zhì)。2合金的主要特點：合金的熔點一般比其成分金屬都要低，而不是介于兩種成分金屬的熔點之間；比各成分金屬具有更大的硬度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性。3鋁及其合金的用途以下列出了鋁或鋁合金的多種用途，請在后面的橫線上寫出所應(yīng)用到的性質(zhì)：(1)制造飛機(jī)或汽車外殼：密度小；(2)作為儲存濃硫酸的容器：鋁鈍化；(3)制造各種日用炊具：延展性好；(4)鋁熱法冶煉金屬：還原性強(qiáng)；(5)制造電線電纜：導(dǎo)電性；(6)制造包裝用的鋁箔：延展性?！纠?】下列有關(guān)鋁的相關(guān)說法不正確的是()A鋁是地殼中含量最多的金屬元素B鋁是活潑的金屬，其合金抗腐蝕性能力差C鋁可用于制造電線、炊具、易拉罐等制品D電解熔融的氧化鋁制備金屬鋁通常會加入冰晶石【解析】A項考查的是鋁在地殼中的含量排布，正確；B項考查的是鋁的化學(xué)性質(zhì)，鋁單質(zhì)活潑，但是鋁被氧化后能形成致密的氧化膜，阻止鋁進(jìn)一步被腐蝕，抗腐蝕性增強(qiáng)，合金的抗腐蝕性尤為突出，故B錯誤；C項考查的是鋁的物理性質(zhì)，分別利用了鋁的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性，故C正確；D項冰晶石可降低氧化鋁熔融所需要的溫度，節(jié)約能源，故D正確?！敬鸢浮緽【提煉】這是一道考查鋁的存在、用途、性質(zhì)的相關(guān)題目。識記書本中的知識點，根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途進(jìn)行判斷?！纠?】將3.9g鎂鋁合金，投入到500mL2mol/L的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入4 mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的這種NaOH溶液的體積是()A125mLB200mLC250mLD560mL【解析】根據(jù)反應(yīng)方程式：2Al6H=2Al33H2，Al33OH=2Al(OH)3，Mg2H=Mg2H2，Mg22OH=Mg(OH)2，可知溶解鎂鋁合金所用的H的量和使鎂鋁元素恰好完全沉淀所用的OH的量是相同的，不管酸是否過量，當(dāng)沉淀量最大時，n(OH)n(H)(0.5L2molL1)/4molL10.25L，即250mL。【答案】C【提煉】此類題目一般可看成混合物的計算，但是混合物計算過程比較煩瑣。根據(jù)方程式中的系數(shù)找關(guān)系，相對比較簡便?！纠?】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬，以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_。(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示：陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_。(5)鋁粉在1000時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_。【解析】以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁，由流程可知，加NaOH溶解時Fe2O3不反應(yīng)，由信息可知SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀，過濾得到的濾渣為Fe2O3、鋁硅酸鈉，碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成Al(OH)3，過濾得到Al(OH)3，灼燒生成氧化鋁，電解為電解氧化鋁生成Al和氧氣，電解為電解Na2CO3溶液，結(jié)合圖可知，陽極上碳酸根離子失去電子生成碳酸氫根離子和氧氣，陰極上氫離子得到電子生成氫氣。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O32OH=2AlOH2O；(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，與NaAlO2反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，堿性為OHAlOCO，可知溶液的pH減??；(3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，因石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化；(4)分析兩極反應(yīng)物，陽極反應(yīng)為4CO2H2O4e=4HCOO2，陰極上氫離子得到電子生成H2；(5)鋁粉在1000時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是NH4Cl受熱分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜。【答案】(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜【提煉】本題以從鋁土礦制備鋁為背景，側(cè)重對實驗分析能力以及電化學(xué)知識的考查。以熟悉的背景，衍生不熟悉的問題，抓住元素化合物的性質(zhì)以及物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)進(jìn)行解題?！纠?】聚合氯化鋁(PAC)是一種常用的絮凝劑，通常為淺黃色半透液體，其化學(xué)式可表示為：Al2(OH)nCl6nm(n6，m10)。已知：PAC與酸混合，可發(fā)生解聚，最終生成正鹽。實驗室通過增大AlCl3溶液的pH，促進(jìn)AlCl3水解，制備PAC。某小組的實驗流程如下圖：請回答下列問題：(1)AlCl3固體加水后，溶液會有白色渾濁出現(xiàn)。實驗室常將AlCl3先溶于_，然后再加水稀釋，避免出現(xiàn)渾濁。(2)減壓過濾不宜用于過濾顆粒太小的沉淀，所以下列操作有利于后續(xù)減壓過濾操作的是()A加入較稀的氨水B加入氨水充分反應(yīng)后，煮沸幾分鐘C使用較稀的AlCl3溶液D加入較濃的氨水(3)在減壓過濾前，應(yīng)先將濾紙放入布氏漏斗，_(填實驗操作)，使濾紙緊貼在漏斗瓷板上。(4)AlCl3溶液可用廢鋁渣(含Al與Al2O3)制取，某小組設(shè)計了如下裝置(夾持和控溫裝置省略)。實驗中，使用滴液漏斗的優(yōu)點有：有利于鹽酸的滴加；_；從實驗安全的角度分析，該裝置有一處不合理，它是_。(5)PAC中鋁含量可通過EDTA(用Y4表示)返滴定法測定。其測定原理如下：在樣品中加入定量且過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，使A13與EDTA完全反應(yīng)。再以二甲酚橙為指示劑，用Zn2的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA，當(dāng)溶液恰好變色時即為終點，相關(guān)反應(yīng)如下：Al3Y4=AlY；Zn2Y4=ZnY2。測定小組獲得如下數(shù)據(jù)，則該PAC樣品中鋁元素含量為_g/100mL。PAC試樣稀釋5.00mLPAC樣品，加適量鹽酸充分解聚，并定容至250.00mL滴定取樣取稀釋后樣品溶液25.00mL于錐形瓶c(EDTA)0.0240molL1錐形瓶中加入50.00mLEDTAc(Zn2)0.0200molL1指示劑恰好變色時，消耗試液35.00mL【解析】(1)AlCl3固體加水后溶液出現(xiàn)白色渾濁是因為鋁離子水解，所以先將氯化鋁固體溶于鹽酸，可避免鋁離子水解；(2)氫氧化鋁是一種膠狀固體，一般增大氨水濃度和加熱煮沸可以增大晶體的體積；(3)抽濾過程中，在加入混合物之前，先要用蒸餾水潤濕濾紙，使之與布氏漏斗完全貼合，加快抽濾速度，同時微開水龍頭抽氣，借助抽氣泵使濾紙與布氏漏斗更好貼合；(4)該滴液漏斗是在密閉條件下恒壓，與普通漏斗相比，除了液體可以順利滴下，還可以避免氯化氫的揮發(fā)、污染環(huán)境；但是該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氫氣，在空氣中有可能爆炸，應(yīng)該要收集起來，而不是直接排入空氣中；(5)根據(jù)題意可知，50mL的EDTA主要分為兩部分反應(yīng)：與A13和Zn2。Al3EDTA11X (0.0240500.0235)103molX5104mol由于實驗的25mL試液是從樣品