高考復(fù)習(xí)鋁及其化合物課件

1、第第 講講 常見無機(jī)物常見無機(jī)物3 3第第 三三 章章 熱點(diǎn)知識剖析 鋁作為典型兩性金屬元素的代表，它的單質(zhì)及其化合物知識一直是高考考查的熱點(diǎn)，特別是Al3+和AlO-2的性質(zhì)問題，在離子共存、離子方程式和物質(zhì)鑒別等方面出現(xiàn)的幾率較大，另外在推斷、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)等試題中也會(huì)涉及鋁及其化合物知識的應(yīng)用。在復(fù)習(xí)中要以Al及其對應(yīng)Al2O3、Al(OH)3的兩性，Al3+與Al(OH)3及NaAlO2相互轉(zhuǎn)化為重點(diǎn)，注意由于反應(yīng)物的物質(zhì)的量不同引起的產(chǎn)物、反應(yīng)現(xiàn)象不同的問題。 基礎(chǔ)知識回顧 一、鋁元素在自然界中的存在 鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于氧和硅，是含量最多的金屬，它屬于有色金屬和輕金屬，自然界

2、中的鋁全部以化合態(tài)存在；鋁土礦的主要成分是Al2O3。 二、鋁單質(zhì) 1.物理性質(zhì) 銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與O2反應(yīng)：常溫下，鋁表面可形成致密的氧化物薄膜，故金屬鋁有一定的抗腐蝕性。點(diǎn)燃或加熱時(shí)與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 在點(diǎn)燃或加熱的條件下與Cl2、S反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式分別為:4Al+3O2= 2Al2O32Al+3Cl2 = 2AlCl3;2Al+3S = Al2S3。 （2）與酸反應(yīng) 常溫下鋁遇 、能夠發(fā)生鈍化。 與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2濃濃H2SO4濃濃HNO32

3、Al+6HCl2AlCl3+3H2。 (3)與強(qiáng)堿（如與強(qiáng)堿（如NaOH）溶液反應(yīng)的化學(xué)方）溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：程式為：. (4)與某些鹽（如CuCl2)溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu。 (5)與金屬氧化物（如Fe2O3)反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）的化學(xué)方程式為：此反應(yīng)放出大量的熱，可用于冶煉高熔此反應(yīng)放出大量的熱，可用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬或焊接金屬。點(diǎn)的金屬或焊接金屬。.Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫高溫 三、鋁的化合物 1.Al2O3是一種白色固體，是冶煉鋁的原料，熔點(diǎn)很高，可作耐火材料。氧化鋁不溶于水，是典型的兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，其離

4、子方程式為：Al2O3+2OH-2AlO-2+H2O。Al2O3+6H+2Al3+3H2O， 2.Al（OH）3是一種難溶于水的白色膠狀物質(zhì)，有較強(qiáng)的吸附能力。實(shí)驗(yàn)室常用可溶性鋁鹽與制取。 Al(OH)3受熱易分解，是一種典型的兩性氫氧化物。溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的離子方程式分別是： Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O3.明礬的化學(xué)式是明礬的化學(xué)式是KAl(SO4)212H2O，它是一種復(fù)鹽，它能凈水的原因是它是一種復(fù)鹽，它能凈水的原因是Al3+3H2OAl(OH)3(膠體膠體)+3H+。氨水氨水 四、從鋁土礦中提取鋁 1.工藝流程 （1）原料：鋁土礦（

5、主要成分Al2O3,含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì)） （2）方法：酸溶法、堿溶法 （3）工藝流程圖 酸溶法：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl NaAlO2+CO2+2H2NaHCO3+Al(OH)32Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融）熔融）4Al+3O2通電通電 重點(diǎn)知識歸納 一、鋁及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 二、氫氧化鋁具有兩性 氫氧化鋁的兩性可用電離平衡移動(dòng)的原理來解釋，氫氧化鋁電離方程式可表示如下：當(dāng)加入強(qiáng)堿、弱

6、堿及水解顯堿性當(dāng)加入強(qiáng)堿、弱堿及水解顯堿性的鹽，平衡左移。的鹽，平衡左移。當(dāng)加入強(qiáng)酸、弱酸及水解顯酸性當(dāng)加入強(qiáng)酸、弱酸及水解顯酸性的鹽，平衡右移。的鹽，平衡右移。H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-酸式電離酸式電離堿式電離堿式電離 三、有關(guān)氫氧化鋁的圖象 1.向一定量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液。離子方程式：離子方程式：Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O 2.向一定量NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液。離子方程式：離子方程式：4OH-+Al3+AlO-2+2H2O3AlO-2+Al3+6H2O4Al(OH)3 3.向一定量NaA

7、lO2溶液中逐滴加入HCl溶液。離子方程式：離子方程式：AlO-2+H+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O 4.向一定量HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液。AlO-2+4H+Al3+2H2OAl3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 四、可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律 二者反應(yīng)產(chǎn)物Al(OH)3能和強(qiáng)堿繼續(xù)反應(yīng)，其計(jì)算規(guī)律如下: (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的物質(zhì)的量當(dāng)當(dāng)n(OH-)3n(Al3+)時(shí)，時(shí)，nAl(OH)3=13n(OH-)當(dāng)當(dāng)3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)時(shí)，時(shí)，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)當(dāng)當(dāng)n(OH-)4n

8、(Al3+)時(shí)，時(shí)，nAl(OH)3=0,無沉淀無沉淀若堿不足：若堿不足：n(OH-)=3nAl(OH)3若堿過量：若堿過量：n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3（2）求反應(yīng)物強(qiáng)堿的物質(zhì)的量）求反應(yīng)物強(qiáng)堿的物質(zhì)的量 五、金屬的相關(guān)知識 1.在人類發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中，金屬占五分之四左右；金屬單質(zhì)在常溫下除汞是液體外，其余都是固體，除金、銅等少數(shù)金屬具有特殊的顏色外，絕大多數(shù)呈銀白色，不透明，有金屬光澤，有延展性，一般都是熱和電的良導(dǎo)體。金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬離子和自由電子，其作用力是金屬鍵，它決定金屬的熔沸點(diǎn)、硬度等，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性和延展性與自由電子有關(guān)。 2.合金是由兩種或兩種以

9、上金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，一般來說，合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低，硬度、強(qiáng)度比各成分金屬大。最早制得的合金是青銅，用量最大的合金是鋼。 3.金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 金屬原子的最外層電子較少，單質(zhì)在反應(yīng)中都易失去電子，因此都具有還原性。但由于金屬原子結(jié)構(gòu)的差異，性質(zhì)上會(huì)有差異。常見金屬的反應(yīng)規(guī)律可歸納如下：金屬活動(dòng)順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb與非金屬反應(yīng)Cl2都能直接化合，變價(jià)金屬一般生成高價(jià)金屬氯化物S與硫蒸氣直接化合，變價(jià)金屬生成低價(jià)金屬化合物O2常溫下易氧化，點(diǎn)燃生成過氧化物等常溫下緩慢被氧化與H2O反應(yīng)常溫下生成堿和氫氣與熱水反應(yīng)有堿存在下與水反應(yīng)

10、與高溫水蒸氣反應(yīng)金屬活動(dòng)順序HCu、Hg、AgPt、Au與非金屬反應(yīng)Cl2都能直接化合，變價(jià)金屬一般生成高價(jià)金屬氯化物不反應(yīng)S與硫蒸氣直接化合，變價(jià)金屬生成低價(jià)金屬化合物不反應(yīng)O2加熱被氧化不反應(yīng)與H2O反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)與H反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)金屬活動(dòng)順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb與氧化性酸硝酸、濃硫酸的反應(yīng)不生成氫氣，常溫下鐵、鋁鈍化與鹽溶液的反應(yīng)與水反應(yīng)生成堿，堿再與鹽反應(yīng)排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來堿的穩(wěn)定性 受熱不分解加熱分解自然界存在的狀態(tài)化合態(tài)冶煉方法電解法(熔融的鹽、氧化物等)熱還原法金屬活動(dòng)順序HCu、Hg、AgPt、Au與氧化性酸硝酸、濃

11、硫酸的反應(yīng)產(chǎn)生NO2、NO、SO2等溶于王水與鹽溶液的反應(yīng)排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來不反應(yīng)堿的穩(wěn)定性加熱分解常溫分解自然界存在的狀態(tài)化合態(tài)游離態(tài)冶煉方法熱分解或其他方法 （考查單質(zhì)鋁的性質(zhì)）將等物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合，平均分成4份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是( ) A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3 C.8molL-1 NaOHD.18molL-1 H2SO4A 在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不能產(chǎn)生H2，加入NaOH溶液，只有Al與之反應(yīng)，加入鹽酸，鎂和鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2，所以生成的H2的量最多

12、。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)：本題主要考查：本題主要考查Mg、Al與硝酸與硝酸的反應(yīng)以及的反應(yīng)以及Al和濃硫酸發(fā)生鈍化的性質(zhì)和濃硫酸發(fā)生鈍化的性質(zhì),物質(zhì)物質(zhì)的量濃度為的量濃度為18 molL-1的的H2SO4，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為約為98%的濃的濃H2SO4，不了解易造成失誤。，不了解易造成失誤。 （考查含鋁化合物的性質(zhì)）將AlCl3溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀中所含鋁元素與溶液中所含鋁元素相等，則原AlCl3與NaOH兩溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是() A.1 3B.3 2 C.1 4D.2 7D 溶液中的Al元素可能有兩種存在形式（1）若AlCl3過量，溶液中以Al3+形式存在（2

13、）若）若NaOH過量，溶液中以過量，溶液中以AlO-2形式存在形式存在c(AlCl3) c(NaOH)=(1+1) 3=2 3c(AlCl3) c(NaOH)=1 (3+0.5)=2 7方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)：本題主要考查：本題主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO-2的相互轉(zhuǎn)化，注意：。的相互轉(zhuǎn)化，注意：。AlCl3Al(OH) 3 NaAlO23NaOH3HClHClNaOH （考查鋁的化合物知識的綜合運(yùn)用）三位同學(xué)設(shè)計(jì)了以下由廢鋁屑制取純凈的氫氧化鋁的方案： 提示：Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 AlAl3+ Al(OH)3或或H+OH-AlAlO-2 Al(OH)3OH-H+Al Al3+ Al(OH)3或或H+NH3H2OAl AlO-2 Al(OH)3OH-CO2 制備相同物質(zhì)的量的氫氧化鋁，消制備相同物質(zhì)的量的氫氧化鋁，消耗酸和堿最少的方案是耗酸和堿最少的方案是 ，按最優(yōu)方案，按最優(yōu)方案，每制備每制備1mol Al(OH)3，至少消耗，至少消耗3mol/L H2SO4溶液溶液 mL,6mol/L NaOH溶溶液液 mL。 125125 用堿 n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3， 用酸 n