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第三章金屬及其氧化物第四課時鋁及其化合物 高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 知識精講 1 鋁 1 鋁的結(jié)構(gòu)和存在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 是地殼中含量最多的金屬元素 自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在 鎂位于元素周期表中第三周期第 A族 2 金屬鋁的物理性質(zhì) 知識精講 3 金屬鋁的化學(xué)性質(zhì) 圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式 2Al 3Cl22AlCl3 知識精講 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al Fe2O3Al2O3 2Fe 鋁熱反應(yīng) 2 氧化鋁 1 物理性質(zhì) 白色固體 難溶于水 有很高的熔點 2 化學(xué)性質(zhì)兩性氧化物 知識精講 3 氫氧化鋁 1 物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體 有較強的吸附性 2 化學(xué)性質(zhì) 用化學(xué)方程式表示 Al OH 3的電離方程式為 兩性氫氧化物 受熱分解 2Al OH 3Al2O3 3H2O 知識精講 3 制備 向鋁鹽中加入氨水 離子方程式為Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 NaAlO2溶液中通入足量CO2 離子方程式為AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合 3AlO2 Al3 6H2O 4Al OH 3 4 常見的鋁鹽 1 硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽 2 明礬的化學(xué)式為KAl SO4 2 12H2O 它是無色晶體 可溶于水 水溶液pH 7 明礬可以凈水 其凈水的原理是Al3 3H2OAl OH 3 膠體 3H Al OH 3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水 方法精講 1 鋁的兩性 1 鋁與酸 堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸 堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 從化學(xué)方程式可以看出Al與酸 堿反應(yīng)時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3 所以無論與酸還是與堿反應(yīng) Al與H2的關(guān)系都是2Al 3H2 等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng) 產(chǎn)生氫氣體積比 1 1 足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng) 產(chǎn)生氫氣的體積比 1 3 方法精講 一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng) 產(chǎn)生氫氣的體積比 則必定是 a 鋁與鹽酸反應(yīng)時 鋁過量而鹽酸不足 b 鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時 鋁不足而氫氧化鈉過量 解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系 2 鋁的這種既能與酸 非氧化性酸 又能與強堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的 題眼 2 利用 含鋁化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 解答問題的策略 1 Al3 AlO Al OH 3的轉(zhuǎn)化關(guān)系 知識精講 2 應(yīng)用 制取Al OH 3 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH4 或AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 判斷離子共存問題 Al3 與OH 及AlO2 CO32 S2 等弱酸根陰離子或AlO2 與H HCO3 以及弱堿陽離子Al3 Fe3 等因生成沉淀或發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)而不能大量共存 鑒別 利用滴加試劑順序不同 現(xiàn)象不同 A 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液 先產(chǎn)生白色沉淀 后沉淀溶解 B 向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液 開始無明顯現(xiàn)象 后產(chǎn)生白色沉淀 沉淀不溶解 知識精講 分離提純 A 利用Al能溶于強堿溶液 分離Al與其他金屬的混合物 B 利用Al2O3能與強堿溶液反應(yīng) 分離Al2O3與其他金屬氧化物 C 利用Al OH 3能與強堿溶液反應(yīng) 分離Al3 與其他金屬陽離子 3 數(shù)形結(jié)合解答Al OH 3的圖像題 1 四個基本圖像 可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像 知識精講 知識精講 偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像 知識精講 2 拓展圖像 向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量 圖像如圖1所示 向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量 圖像如圖2所示 知識精講 向MgCl2 AlCl3和鹽酸的混合溶液 即將Mg Al溶于過量鹽酸所得的溶液 中逐滴滴入NaOH溶液至過量 圖像如圖3所示 向MgCl2 AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液 后加入鹽酸 NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等 沉淀圖像如圖4所示 典例精講 例1 甲 乙 丙三種物質(zhì)均含有鋁元素 在溶液中的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示 下列說法正確的是 A 若甲是Al 丙是Al NO3 3 則乙一定是NaAlO2B 若甲是Al2O3 丙是NaAlO2 則乙一定是Al NO3 3C 若甲是Al NO3 3 丙是NaAlO2 則乙一定是Al OH 3D 若甲是Al OH 3 丙是Al NO3 3 則乙一定是NaAlO2 答案 C 解析 A 若甲是Al 丙是Al NO3 3 則甲變?yōu)橐抑灰尤霃妷A即可 乙可能是NaAlO2 也可能是KAlO2 錯誤 B 若甲是Al2O3 丙是NaAlO2 則甲變?yōu)橐抑灰尤霃娝峒纯?乙可能是Al NO3 3AlCl3等 不一定是Al NO3 3 錯誤 C 若甲是Al NO3 3 Al NO3 3直接變?yōu)楸荖aAlO2 應(yīng)該加入強堿 甲Al NO3 3先變?yōu)橐?乙再產(chǎn)生NaAlO2 乙只能是Al OH 3 正確 D 若甲是Al OH 3 丙是Al NO3 3 則乙可能是NaAlO2 也可能是Al2O3 錯誤 典例精講 典例精講 例2 室溫下 在0 2mol LAl2 SO4 3溶液中 逐滴加入1 0mol LNaOH溶液 實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如下圖 下列說法正確的是 A a點 離子方程式為 Al3 3OH Al OH 3 B a b段 溶液pH增大 促進了氫氧化鋁的堿式電離C b c段 加入的OH 主要用于生成Al OH 3沉淀D d點時 Al OH 3沉淀開始溶解 答案 C 解析 A 由于硫酸鋁為強酸弱堿鹽 水溶液呈酸性 故a點是氫離子和氫氧根離子反應(yīng) 故選項A離子方程式錯誤 B a b段發(fā)生反應(yīng)為氫離子和氫氧根離子反應(yīng)生成水 由于消耗溶液的H 使c H 減小 因此溶液的pH增大 促進了氫氧化鋁的酸式電離 抑制堿式電離 選項B錯誤 C b c段加入氫氧根離子 主要是鋁離子和氫氧根結(jié)合成氫氧化鋁 所以選項C正確 D c點后pH發(fā)生突變 是由于氫氧化鈉過量 氫氧化鋁與過量的NaOH發(fā)生反應(yīng) 使Al OH 3沉淀開始溶解 生成偏鋁酸鈉 堿性較強 而d點pH大于10 氫氧化鈉遠(yuǎn)遠(yuǎn)過量 溶液為偏鋁酸鈉和NaOH的混合溶液 選項D錯誤 典例精講 1 下列操作所得物質(zhì)為純凈物的是 A 將一塊帶有氧化膜的鋁片與過量的濃NaOH溶液完全反應(yīng)后 取澄清溶液將其蒸干 得純凈的NaAlO2固體B 向NaAlO2溶液中加入過量的AlCl3溶液 將所得沉淀過濾洗滌 加熱灼燒去掉水分 可得純凈的Al OH 3固體C 把鋁塊與適量的稀鹽酸完全反應(yīng) 將所得溶液蒸干 可得AlCl3固體D 把AlCl3溶液與足量氨水反應(yīng) 將沉淀過濾 洗滌 灼燒去掉水分可得Al2O3固體 考題精練 答案 D 解析 A 因為加的是過量NaOH溶液 蒸干后得到NaAlO2和NaOH 故錯誤 B 得到沉淀為Al OH 3 加熱灼燒 Al OH 3分解為Al2O3 故錯誤 C AlCl33 H2OAl OH 3 3HCl 此反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 加熱促使平衡向正反應(yīng)方向進行 HCl揮發(fā) 最后得到Al OH 3或Al2O3 故錯誤 D 得到沉淀為Al OH 3 加熱灼燒 Al OH 3分解為Al2O3 故正確 2 某1L混合溶液中 溶質(zhì)X Y的濃度都為0 1mol L 1 向混合溶液中滴加某溶液Z 0 1mol L 1氫氧化鈉或硫酸溶液 所得沉淀的物質(zhì)的量如圖所示 則X Y Z分別是 A 硫酸鋁 硫酸鐵 氫氧化鈉B 硫酸鋁 硫酸鎂 氫氧化鈉C 偏鋁酸鈉 氫氧化鋇 硫酸D 偏鋁酸鈉 氯化鋇 硫酸 考題精練 答案 C 解析 A 當(dāng)加入1L氫氧化鈉溶液時金屬陽離子鐵離子 鋁離子均過量 曲線不會出現(xiàn)拐點 A錯誤 B 當(dāng)加入1L氫氧化鈉溶液時金屬陽離子鎂離子 鋁離子均過量 曲線不會出現(xiàn)拐點 B錯誤 C 當(dāng)加入1L硫酸時恰好與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和水 繼續(xù)加入硫酸偏鋁酸鈉與硫酸反應(yīng)生成氫氧化鋁和水 硫酸過量后氫氧化鋁溶解 曲線正確 C正確 D 加入硫酸立即生成硫酸鋇和氫氧化鋁沉淀 當(dāng)加入0 5L硫酸時偏鋁酸鈉恰好反應(yīng) 此時氯化鋇過量曲線出現(xiàn)拐點 圖像錯誤 D不正確 答案選C 典例精講