第四章-玩轉(zhuǎn)鋁及其化合物(附帶答案解析)

備戰(zhàn)2023高考《常見無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用》第四章玩轉(zhuǎn)《鋁及其化合物》第一部分：復(fù)述——整合——凝練方程式：一、一表在手，融會(huì)貫通之鋁方程式：7用途6保存方法及理由7用途6保存方法及理由5制取8存在形態(tài)：8存在形態(tài)：4檢驗(yàn)3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)4檢驗(yàn)3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)1位置化性（方程、現(xiàn)象）90物性化性（方程、現(xiàn)象）90物性第周期第族區(qū)（1（1）與非金屬單質(zhì)[O2、X2（鹵素單質(zhì)）、S]反應(yīng)（2）與某些金屬氧化物反應(yīng)______色，有金屬光澤ρ(Al)較熔點(diǎn)660℃良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖核外電子排布式價(jià)電子排布式電子排布圖（原子軌道表示式）面心立方堆積，若晶胞參數(shù)為dnm，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，則晶胞密度的計(jì)算表達(dá)式為與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)①寫出與醋酸反應(yīng)的離子方程式：②與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式③常溫下遇到冷的濃硝酸、冷的濃硫酸與堿溶液反應(yīng)寫出與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式與鹽溶液反應(yīng)寫出與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式自評(píng)分：自評(píng)分：分【核心補(bǔ)充1】【重要的實(shí)驗(yàn)】1、鋁熱反應(yīng)①在下面方框中畫出簡(jiǎn)易裝置圖并指出所用試劑的用途②在下面方框中寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象③鋁熱反應(yīng)的用途：注：Al和某些金屬氧化物在高溫下進(jìn)行,反應(yīng)迅速并放出大量的熱,新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離重要的實(shí)驗(yàn)】2、離子檢驗(yàn)問(wèn)題寫出檢驗(yàn)Al3＋寫出檢驗(yàn)AlOeq\o\al(－,2)【核心補(bǔ)充2】【Al的工業(yè)冶煉方法】從鋁土礦(主要成分是Al2O3、含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中冶煉鋁的兩種工藝:要求：1.補(bǔ)全主要微?；蛱砑拥脑噭┑幕瘜W(xué)式2.寫出步驟1—5中含鋁物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟1：步驟2：步驟3：步驟4：步驟5：注：冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度?！竞诵难a(bǔ)充3】【基本圖像問(wèn)題】1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象圖像離子方程式2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象圖像離子方程式總結(jié)：Al3＋、Al(OH)、AlOeq\o\al(－,2)相互轉(zhuǎn)化的比例關(guān)系一圖在手融匯貫通之鋁及其化合物連線。用箭頭表示出價(jià)類二維圖中各物質(zhì)之間可能存在的轉(zhuǎn)化線，并標(biāo)清楚反應(yīng)條件。Al及其化合物易錯(cuò)點(diǎn)全掌控結(jié)合必要的化學(xué)用語(yǔ)解釋明礬能凈水的原因：注意反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子H+、NH4+、Mg2+、Al3+存在時(shí)，向溶液中逐滴加入NaOH溶液，與NaOH反應(yīng)的微粒的先后順序是：。離子共存問(wèn)題畫圖連線，標(biāo)記出微粒間不能大量共存的原因AlOeq\o\al(－AlOeq\o\al(－,2)Al3+Fe3+S2-、HS-、、、AlOeq\o\al(－,2)、、Fe3+、、Al3+4、從分類觀角度總結(jié)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)(1)無(wú)機(jī)物：①金屬如：Al等②兩性氧化物如：Al2O3等③兩性氫氧化物如：Al(OH)3等④多元弱酸的酸式鹽如：NaHCO3、KHS、KHSO3等⑤弱堿弱酸鹽如：CH3COONH4、(NH4)2CO3等。(2)有機(jī)物：氨基酸、蛋白質(zhì)。深度遷移——對(duì)接高考1、【高考小題重組】判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。（1）．（2022·浙江卷）氧化鋁熔點(diǎn)高，常用于制造耐高溫材料()（2）.（2022·廣東卷）勞動(dòng)開創(chuàng)未來(lái)。下列勞動(dòng)項(xiàng)目與所述的化學(xué)知識(shí)沒(méi)有關(guān)聯(lián)的是D技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜()(3).(2019·天津卷)鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強(qiáng)度的鋁合金，可用于航空工業(yè)()(4).(2021·重慶適應(yīng)性)向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量，先生成白色沉淀，后沉淀消失，說(shuō)明Al(OH)3具有酸性()(5).(2017·天津卷)蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液，制備無(wú)水AlCl3()2.（2021·浙江）鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖)，其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，化學(xué)組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金屬離子)。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是（

）A.

常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩

B.

若a=x/2，則M為二價(jià)陽(yáng)離子

C.

調(diào)節(jié)y/x(硅鋁比)的值，可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性

D.

分子篩中的籠狀空穴和通道，可用于篩分分子3.(2021·廣州一模3月)高純超細(xì)氧化鋁是一種新型無(wú)機(jī)功能材料，以硫酸銨和硫酸鋁為原料制備復(fù)鹽硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2·12H2O]，經(jīng)硫酸鋁銨熱分解可制得高純超細(xì)氧化鋁，其流程如下?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)操作①需加入稀硫酸，其目的是_________________________________________________________________________________。(2)“純化”的方法為__________________。(3)實(shí)驗(yàn)室用如下裝置利用熱分解法制備高純超細(xì)氧化鋁粉并對(duì)其分解氣成分進(jìn)行探究：反應(yīng)一段時(shí)間后，取三份NaOH吸收液于三支試管中分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，填寫下表：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口試紙變藍(lán)分解氣中含有________②加入鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀分解氣中________③_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________分解氣中不含有SO2寫出硫酸鋁銨晶體高溫分解的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________。為了測(cè)定高純超細(xì)氧化鋁粉中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用EDTA(簡(jiǎn)寫為H4Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。取mg氧化鋁粉溶于鹽酸，加入過(guò)量的V1mLc1mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分反應(yīng)后，再用c2mol/L的Zn2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDTA至終點(diǎn)，消耗Zn2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為V2mL。反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋Y4－=AlY－、Zn2＋＋Y4－=ZnYeq\o\al(2－,2)。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________________________。4.（2020·浙江卷）Ⅰ.化合物Ⅹ由四種短周期元素組成，加熱X，可產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體Y，Y為純凈物；取3.01gX，用含的鹽酸完全溶解得溶液A，將溶液A分成和兩等份，完成如下實(shí)驗(yàn)(白色沉淀C可溶于NaOH溶液)：請(qǐng)回答：（1）組成X的四種元素是N、H和_______(填元素符號(hào))，X的化學(xué)式是_________________。（2）溶液B通入過(guò)量CO2得到白色沉淀C的離子方程式是______________________________________。（3）寫出一個(gè)化合反應(yīng)(用化學(xué)方程式或離子方程式表示)_____________________________。要求同時(shí)滿足：①其中一種反應(yīng)物的組成元素必須是X中除N、H外的兩種元素；②反應(yīng)原理與“”相同。Ⅱ.某興趣小組為驗(yàn)證濃硫酸的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖。實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有：錐形瓶?jī)?nèi)有白霧，燒杯中出現(xiàn)白色沉淀。請(qǐng)回答：（1）將濃硫酸和濃鹽酸混合可產(chǎn)生HCl氣體的原因是____________________________________。（2）燒杯中出現(xiàn)白色沉淀的原因是________________________________________________。備戰(zhàn)2023高考《常見無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用》第四章玩轉(zhuǎn)《鋁及其化合物》第一部分：復(fù)述——整合——凝練參考答案制造合金，最常見的是鎂鋁合金，鎂鋁合金比純鋁更堅(jiān)硬，航空航天等高科技領(lǐng)域制造合金，最常見的是鎂鋁合金，鎂鋁合金比純鋁更堅(jiān)硬，航空航天等高科技領(lǐng)域，被稱為“國(guó)防金屬”。制造照明彈、燃燒彈；攝影上用于閃光燈。不需要密封保存，在空氣中能形成致密不需要密封保存，在空氣中能形成致密氧化膜。方程式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑7用途6保存方法及理由7用途6保存方法及理由5制取8存在形態(tài)：化合態(tài)：鋁硅酸鹽礦石，鋁土礦和冰晶石8存在形態(tài)：化合態(tài)：鋁硅酸鹽礦石，鋁土礦和冰晶石4檢驗(yàn)3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)4檢驗(yàn)3性質(zhì)2結(jié)構(gòu)1位置可以溶于強(qiáng)堿溶液化性（方程、現(xiàn)象）90可以溶于強(qiáng)堿溶液化性（方程、現(xiàn)象）90物性第三周期第IIIA族p區(qū)銀白色銀白色，有金屬光澤ρ(Al)2.7g/cm3屬于輕金屬熔點(diǎn)660℃良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性與非金屬單質(zhì)[O2、X2（鹵素單質(zhì)）、S]反應(yīng)常溫下，與空氣中的氧氣形成致密的氧化膜；鋁粉：4Al＋3O22Al2O3，2Al＋3X2eq\o(=,\s\up7(△))2AlX3，2Al＋3Seq\o(=,\s\up7(△))Al2S3（無(wú)水）與某些金屬氧化物反應(yīng)(冶煉活潑性小于Al的金屬)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3（鋁熱反應(yīng)）原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖核外電子排布式1s22s22p63s23p1價(jià)電子排布式3S23P1電子排布圖（原子軌道表示式）面心立方堆積的晶體鐵，若晶胞參數(shù)為dnm，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，晶胞密度的計(jì)算表達(dá)式ρ與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)①寫出與醋酸反應(yīng)的離子方程式：6CH3COOH+2Al=6CH3COO-+2Al3++3H2↑②與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式一般：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+2H2O+NO↑③常溫下遇到冷的濃硝酸、冷的濃硫酸鈍化與堿溶液反應(yīng)寫出與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑或2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑與鹽溶液反應(yīng)寫出與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式Al+3Ag+=Al3++3Ag自評(píng)分：自評(píng)分：分【核心補(bǔ)充1】【重要的實(shí)驗(yàn)】1、鋁熱反應(yīng)①在下面方框中畫出簡(jiǎn)易裝置圖并指出所用試劑的用途②在下面方框中寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①鎂帶劇烈燃燒,放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)①鎂帶劇烈燃燒,放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中③鋁熱反應(yīng)的用途：a.可制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬,如鐵、鉻、錳、鎢等b.常用于金屬焊接,如野外焊接鋼軌等注：Al和某些金屬氧化物在高溫下進(jìn)行,反應(yīng)迅速并放出大量的熱,新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離【重要的實(shí)驗(yàn)】2、離子檢驗(yàn)問(wèn)題寫出檢驗(yàn)Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)的方法了解：向含有Zn2+了解：向含有Zn2+的溶液中逐滴加入NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解Zn2+→Zn(OH)2↓→ZnO2-，向含有Zn2+的溶液中逐滴加入氨水，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解Zn2+→Zn(OH)2↓→Zn(NH3)42+【核心補(bǔ)充2】【Al的工業(yè)冶煉方法】從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中冶煉鋁的兩種工藝:要求：1、補(bǔ)全主要微粒或添加的試劑的化學(xué)式2、寫出步驟1—5中含鋁物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟1：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O步驟:2：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O步驟3：AlOeq\o\al(－,2)＋4H+=Al3＋＋2H2O步驟4：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)步驟5：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。注：冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度?！竞诵难a(bǔ)充3】【基本圖像問(wèn)題】1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無(wú)沉淀（有但即溶）→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像離子方程式Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無(wú)沉淀（有但即溶）→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像離子方程式AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al（OH）3↓Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓總結(jié)Al3＋、Al(OH)、AlOeq\o\al(－,2)相互轉(zhuǎn)化的比例關(guān)系二、一圖在手融匯貫通之鋁及其化合物1、連線。用箭頭表示出價(jià)類二維圖中各物質(zhì)之間可能存在的轉(zhuǎn)化線，并標(biāo)清楚反應(yīng)條件。用鋁箔包裝物品、盛裝、運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸、用于焊接鋼軌MgO、Al2O3熔點(diǎn)高，做耐高溫材料中和胃酸，用作抗酸藥利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅銹，明礬作凈水劑(混凝劑)，小蘇打溶液和硫酸鋁溶液反應(yīng)生成CO2，作泡沫滅火器2、、融合高中內(nèi)容，畫出Al及其化合物的轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)圖。（概括關(guān)聯(lián)，檢驗(yàn)知識(shí)系統(tǒng)化程度）三、Al及其化合物易錯(cuò)點(diǎn)全掌控1、結(jié)合必要的化學(xué)用語(yǔ)解釋明礬能凈水的原因：KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3++3H2O?Al(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中懸浮物或雜質(zhì)形成沉淀而凈水2、注意反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子H+、NH4+、Mg2+、Al3+存在時(shí)，向溶液中逐滴加入NaOH溶液，與NaOH反應(yīng)的微粒的先后順序是：H+、Al3+、Mg2+、NH4+、Al(OH)3。3、離子共存問(wèn)題連線，并寫出不能大量共存的原因AlOeq\o\al(－,AlOeq\o\al(－,2)Fe3+Al3+SS2-、HS-、、、AlOeq\o\al(－,2)、Fe3+、、Al3+雙水解氧化還原反應(yīng)雙水解電離與水解互促雙水解氧化還原反應(yīng)雙水解電離與水解互促4、從分類觀角度總結(jié)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)(1)無(wú)機(jī)物：①金屬如：Al等②兩性氧化物如：Al2O3等③兩性氫氧化物如：Al(OH)3等④多元弱酸的酸式鹽如：NaHCO3、KHS、KHSO3等⑤弱堿弱酸鹽如：CH3COONH4、(NH4)2CO3等。(2)有機(jī)物：氨基酸、蛋白質(zhì)。第二部分：深度遷移——對(duì)接高考（1）×（2）√（3）√（4）√（5）×2.【答案】A【解析】【解答】A．偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸性溶液中不能穩(wěn)定存在容易形成Al3+，不可以利用偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸性溶液中制備分子篩，A符合題意；B．設(shè)M的化合價(jià)為m，則根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算，m×x2C．調(diào)節(jié)硅鋁比可以改變分子篩的空間結(jié)構(gòu)，從而改變分子篩的穩(wěn)定性，C不符合題意；D．調(diào)節(jié)硅鋁比可以調(diào)節(jié)分子篩的孔徑，根據(jù)分子篩孔徑的大小可以篩分不同大小的分子，D不符合題意；故答案為：A。【分析】A.根據(jù)化學(xué)式中，存在偏鋁酸根，但是偏鋁酸鈉在強(qiáng)酸的作用下不能穩(wěn)定存在，因此反應(yīng)應(yīng)該是弱酸性

B.根據(jù)元素的化合價(jià)即可計(jì)算

C.偏鋁酸根不穩(wěn)定，當(dāng)改變比值時(shí)，可以改變其穩(wěn)定性

D.分子篩中有孔道和空穴，通過(guò)改變比率調(diào)節(jié)孔道和空穴的大小即可進(jìn)行分子的篩分3.(1)抑制Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)的水解(2)重結(jié)晶(3)①NH3②含有SO3③滴加幾滴高錳酸鉀溶液溶液不褪色2NH4Al(SO4)2·12H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))2NH3↑＋4SO3↑＋Al2O3＋25H2O(4)eq\f(0.051c1V1－c2V2,m)【解析】(1)NH4Al(SO4)2溶液中電離出來(lái)的NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，加入稀硫酸可抑制其水解；(2)用重結(jié)晶的方法可以提純NH4Al(SO4)2·12H2O晶體；(3)能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是氨氣，加入鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)明吸收液中含有硫酸根離子，則分解氣中含有SO3；檢驗(yàn)亞硫酸鈉可用高錳酸鉀溶液，若不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可說(shuō)明吸收液中不含亞硫酸鈉，則說(shuō)明分解氣中不含SO2，則NH4Al(SO4)2·12H2O分解的產(chǎn)物為NH3、SO3、Al2O3；(4)n總(EDTA)＝n(Al3＋)＋n(Zn2＋)n(Al