2022年高三化学知识点之铝及其化合物.总结 .pdf
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1、1 1 精品小班课程辅导讲义讲义编号 2014秋季 12HX01 辅导科目:化学年级:新高三课题铝及其化合物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页2 2 教学目标1. 复习铝及其化合物的性质,及其转化关系。2. 掌握铝及其化合物有关的应用与计算。教学重点、难点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页3 3 教学内容一、考纲要求铝铝的物理性质A 铝的化学性质B (1) 铝的原子结构及其化学性质(2) 铝与氧气、盐酸、水、氢氧化钠溶液的反应铝及其合金
2、的用途A 氧化铝、氢氧化铝B (1) 与盐酸或氢氧化钠的反应二、知识梳理(一)铝及其化合物的性质1、铝(1)物理性质:密度小熔点较低,硬度较小银白色金属。(3)化学性质:跟 O2及其它非金属反应:常温下,在空气中因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力。4Al+3O2点燃2Al2O32Al+3S点燃Al2S3 跟某些氧化物: 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 (铝热反应 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页4 4 跟水反应: 2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2 (一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应) 跟酸的反应:
3、 2Al+6H+ 3Al3+ + 3H2(常温下,在浓 H2SO4、浓 HNO3中钝化 ) 跟强碱溶液反应: 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H22、Al2O3(两性氧化物 ) :白色固体、熔点高(1)跟酸反应: Al2O3+6H+2Al3+3H2O (2)跟碱反应: Al2O3+2OH-AlO2+2H2O 3、Al(OH)3 ( 两性氢氧化物 ) Al(OH)3的两性: Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2O Al(OH)3显两性的内在本质是: H2O + H+ + AlO2-Al(OH)3Al3+ + 3OH-(
4、1)物理性质:白色胶状物质,难溶于水(2)受热分解: 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O (3)Al(OH)3实验室制法:可溶性铝盐加氨水: Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3NH4+可溶性偏铝酸盐与弱酸:AlO2+ H2CO3 +H2O Al(OH)3+ HCO3 3AlO2- +Al3+6H2O 4Al(OH)34、铝盐(1)Al3+与碱溶液反应: Al3+3OH-Al(OH)3(碱不足)Al3+4OH-AlO2-+ 2H2O (碱过量)(2)Al3+水解: Al3+3H2OAl(OH)3+3H+ (3)明矾: Kal(SO4)2?12H2O是一种复盐。精选学习资料 - - -
5、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页5 5 常用作净水剂:因其水解Al3+3H2OAl(OH)3(胶体) +3H+,能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀,从而使水净化,这就是胶体净水的原理。5、偏铝酸钠(1)与强酸反应:AlO2-+H+H2O Al(OH)3(酸不足 ) AlO2-+4H+ Al3+2H2O (酸过量)(2)与弱酸反应: AlO2-+ CO2 +2H2O Al(OH)3+ HCO3- AlO2-+ CO2 +3H2O Al(OH)3+ CO32-(二)铝及其化合物之间的转化关系(三)试剂的滴加顺序不同产生的现象不同的反应(1)
6、NaOH 和 AlCl3:向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液,先出现白色沉淀后消失:Al3+3OH-Al(OH)3 Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3溶液,开始无现象后出现白色沉淀:Al3+4OH- AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O 4Al(OH)3CO2+H2O HCl Al NaOH+H2O HCl Al2O3NaOH HCl O2AlCl3NaOH NaOH NaAlO2Al(OH)3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页6 6 (2)NaAl
7、O2和盐酸:向 NaAlO2溶液中滴加盐酸,先出现白色沉淀后消失:NaAlO2+HCl+H2O Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3H+Al3+3H2O 向盐酸中滴加 NaAlO2溶液,开始无现象后出现白色沉淀:4HCl+NaAlO2 NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O 4Al(OH)3+3NaCl(3)Na2CO3和盐酸:向 Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始无现象,后产生气泡:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2向盐酸中滴加 Na2CO3溶液,立即产生气泡: Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O
8、+CO2(4)铝的氢氧化物沉淀的图象:氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。 图中纵坐标均为 Al(OH)3沉淀量,横坐标为加入试剂的体积 (1) 图为向 AlCl3溶液中滴人 NaOH 溶液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页7 7 (2) 图为向 NaOH 溶液中滴入 AlCl3溶液(3) 图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入 NaOH 溶液(4) 图为向盐酸中加入NaAlO2溶液(5) 图为向 NaAlO2溶液中加入盐酸(6) 图为向 AlCl3溶液中滴入 NaAlO2溶液(四)离子共存问题:Al3+与 O
9、H-、S2-、HS-、AlO2-、CO32-、HCO3-因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存;AlO2-与 H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。(五)两性物质与物质的两性两性物质指即能与酸反应,又能与碱作用生成盐和水的化合物,如Al2O3、ZnO 、Zn(OH )2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。物质的两性, 如强碱弱酸盐 (NaHCO3、KHS 、Na2HPO4等) 、弱酸弱碱盐(CH3COONH4、NH4HS )等,既能与强酸反应,又能与强碱作用,但只能说这种物质的性质有两性,不能将它们称为两性物质,因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和 OH-参加反应,并且生成物不
10、全是盐和水。Al 既能与酸作用,又能与强碱溶液反应,但不属于两性物质,也不能说它具有两性,因为 Al 与强碱溶液反应的本质是:2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2,Al(OH)3+NaOH精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 27 页8 8 NaAlO2+2H2O ,两式相加为: 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,由以上反应可知: Al不直接与 NaOH 溶液反应, Al 仍然为金属元素。【归纳】既能与强酸又能与强碱反应的物质:金属单质:Al;两性氧化物: Al2O3;两性氢氧化物Al(OH)3; 弱
11、酸的酸式盐:NaHCO3、 NH4HCO3等; 弱酸铵盐:(NH4)2CO3、(NH4)2S等。三、典型例题【例 1】将等物质的量的镁和铝相混合,取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( ) A3molL HCl B4molL HNO3 C 8molL NaOH D 18molL H2SO4【解析】通过比较镁、铝分别与酸碱作用的性质及其定量关系求解令镁、铝各为lmol ,与足量盐酸反应生成 (1+1.5)molH2;与硝酸、浓硫酸反应均不生成H: ;镁不与 NaOH 溶液反应, lmolAl 与足量 NaOH 溶液反应生成 1.5molH2答案: A【归纳
12、】这类题只要通过比较镁、铝性质的异同及其定量关系,便可迅速求解注意记住两个定量关系:Mg2H+H2;AI3 H+OH-1.5 H2【例 2】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,实验室制备一定量的氢氧化铝分别采用如下化学方程式所表示的两种方法:2A1+3 H2SO4A12(SO4)3+ H2 A12(SO4)3+6NaOH 2Al(OH)3+3Na2SO4。2A1+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3 H2 2 NaAlO2+ H2SO4+2H2O 2Al(OH)3+ Na2SO4 (1)请问上述哪一种方法比较节约试剂?( 提示:试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量予以说明。 )
13、 (2) 原料相同,请设计一种更为节约试剂的方法( 以方程式表示,并说明其可以最节约试剂的根据 ) 【解析】 (1) 根据题给的化学方程式中的化学计量数关系,可直接判断第种方法比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页9 9 较节约试剂 (2) 根据第种方法生成的A12(SO4)3水解显酸性,第种方法生成的NaAlO2水解显碱性, 让这两种盐溶液相互反应, 就可以减少碱和酸的用量, 从而设计出第种方法答案: (1) 第种方法比较节约试剂从化学方程式看出,同样是制备2mol 的AI(OH)3, 方法所需原料为:2molAl
14、, 3molH2S04 , 6molNaOH ; 而方法所需为:2molAl,l mol H2SO4,2molNaOH (2)2A1+3 H2SO4A12(SO4)3+ H22A1+2NaOH+2 H2O 2 NaAlO2+3 H2A12(SO4)3+6 NaAlO2+12 H2O 8Al(OH)3+3 Na2SO4由方程式看出,制备8mol 的 AI(OH)3,所需原料为: 8molAl,3mol H2SO4,6molNaOH 相当于制备 2molAl(OH)3, 所需量为:2molAl, 34mol H2SO4, 32molNaOH ,其用量为最少【归纳】解这类 Al(OH)3沉淀量题 (
15、包括因滴加顺序不同引起的不同现象),要注意应用以下“铝三角”定量转化关系:【例 3】下列各组溶液,只要用试管和胶头滴管,不用任何试剂就可以鉴别的是( ) AKOH 和 A12(SO4)3 B稀 H2SO4和 NaHCO3 CCaCl2和 Na2CO3 DBa(OH)2和 NaHSO4【解析】不用任何试剂鉴别两种物质的溶液,若无法从溶液颜色上来鉴别,一般就考虑用不同的试剂滴加顺序、产生不同的实验现象的方法来鉴别A组:若将 KOH 逐渐滴人 A12(SO4)3溶液中,则先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解;若将A12(SO4)3逐渐滴人 KOH 溶液中,则先无沉淀,后逐渐产生白色沉淀B组无论何种滴加顺序
16、,均立即产生气泡 C、D组无论何种滴加顺序,均立即产生白色沉淀,且始终不溶解答案: A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页10 10 【归纳】不用任何试剂,只须利用不同的试剂滴加顺序就能鉴别的两种一组的无色溶液还有:铝盐溶液和KOH( 或 NaOH) ;偏铝酸盐和强酸溶液;碳酸盐和较强酸溶液;亚硫酸盐和硫酸( 或盐酸 );亚硫酸 ( 或磷酸 )和 Ca(OH)2 或 Ba(OH)2 ;AgNO3和氨水【例 4】要使 Ba2+、A13+、Cu2+、Mg2+、Ag+五种离子从溶液中逐一沉淀析出,选用的试剂和加入的顺序是
17、( ) AH2SO4HClK2SNaOH CO2 BNaClNa2SO4Na2SNH3H2O HCl CNaClNa2SO4H2SNaOH CO2 DNa2SNa2SO4NaClNaOH HCl 【解析】逐项分析每种试剂 ( 包括过量时 )只能沉淀一种离子的选项 A组:H2SO4能沉淀 Ba2+、Ag+两种离子; B组:加入 Na2S时,能沉淀 Al3+、Cu2+两种离子; C组:能先后分别沉淀 Ag+、Ba2+、Cu2+、Mg2+、A13+;D组:加人 Na2S时,能沉淀 A13+、Cu2+、Ag+三种离子答案: C【归纳】解这类题要采用符合“逐一沉淀”的筛选方法要注意:在加入强碱溶液时,A
18、13+转化为 AlO2-,最后通人 CO2,再把 AlO2-转化为 Al(OH)3沉淀【例 5】在托盘天平两边各放一个盛有等质量稀盐酸(各含 nmolHCl)的甲、乙两个烧杯,调节天平达平衡,然后分别投入a mol Mg、b mol A1 ,充分反应后,天平仍保持平衡(1) 若天平两边酸均过量,则甲、乙两边净增重分别为_ 。(2) 若天平两边金属均过量,则甲、乙两边产生的H2的质量_,所加金属的质量_。(3) 若天平两边酸均用完,其中一边金属过量,则过量的金属必为_ ,这是因为_ 由此推出天平平衡的条件是( 用含 a、b、n 的代数式表示,下同 ) _ 。(4) 若天平一边酸过量,另一边金属过
19、量,则过量金属必为_,此时满足天平平衡的条件是 _ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页11 11 【解析】根据天平两边只有“净增重相等”,才能保持平衡的原理,依题意解答答案: (1)(24 2)a;(273)b (2)相等;也相等(3)A1 ;生成等量 H2所需 A1的质量比 Mg的要小; 24a-n=27b-n (4)A1 ;(24-2)a=27b-n 【例 6】镁和铝分别与等浓度、 等体积的过量稀硫酸反应, 产生气体的体积(V) 与时间(t ) 关系如右图。反应中镁和铝的()A物质的量之比为3:2 B质量之比
20、为 3:2 C摩尔质量之比为2:3 D反应速率之比为2:3 答案: A 【例 7】实验室将 9g 铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后,所得固体中含金属单质为18g,则该氧化物粉末可能是 A 232Fe OMnO和 B2MnO和25V O C23Cr O和25V O D 34Fe O和 FeO 答案: AD 四、基础训练1、下列物质中,常温下与铝不反应的是()A稀硝酸 B浓硫酸 C盐酸 DCuSO4溶液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页12 12 2、铝元素是金属元素,某同学认为铝也有一定
21、的非金属性。下列描述中,你认为能支持该同学观点的是()A铝片能与盐酸反应生成氢气B氢氧化铝能溶于强碱溶液C氯化铝溶液显酸性D铝能发生铝热反应3、把 Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42全部转化成 BaSO4沉淀;此时铝元素的主要存在形式是()A、Al3+B、Al(OH)3 C、AlO2D 、Al3+和 Al(OH)34、下列离子组一定能大量共存的是() A 甲基橙呈黄色的溶液中:I、CI、3NO、Na B 石蕊呈蓝色的溶液中:Na、2ALO、3NO、3HCO C 含大量 Al3+的溶液中:K、Na、3NO、CIO D 含大量 0H一的溶液中:23CO、CI、F、K5、下列物质中,既可与
22、盐酸反应,又可与氢氧化钠溶液反应的是()Na2SiO3;AlCl3;NH4HCO3;Al2O3;NaHSO4A B C D答案: 1、B 2 、B 3 、C 4 、D 5 、D 6、在下图中,横坐标为向一定量的某溶液中加入某种物质的量,纵坐标为生成沉淀的量。从图中,选择适合表中各题要求的序号填入表中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页13 13 溶液加(或通入)物质序号饱和石灰水通入过量 CO2AlCl3溶液加入过量浓氨水含少量 NaOH 的 NaAlO2溶液通入过量 CO2含少量 NaOH 的 NaAlO2溶液逐
23、滴加入稀盐酸MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴加入 NaOH 溶液至过量NaOH 溶液逐滴加入 Al2(SO4)3溶液至过量稀硫酸溶液逐滴加入 NaAlO2溶液至过量含少量盐酸的 AlCl3溶液逐滴加入 KOH 溶液至过量答案: A B F D E C F G7、 含铝 90的铝合金 15g 与 40mL6mol L 盐酸充分反应, 合金中其它成分不反应。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 27 页14 14 过滤除去不溶物,并将滤液稀释到200mL ,取出稀释液 l0mL,加入 03molL 的氨水使 Al3+完全沉淀。
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- 2022年高三化学知识点之铝及其化合物.总结 2022 年高 化学 知识点 及其 化合物 总结
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