备战2023年高考全国通用化学一轮复习15铝及其化合物(解析版).pdf
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1、备 战 2023年 高 考 全 国 通 用 化 学 一 轮 复 习 考 点 1 5 铅 及 其 化 合 物 本 考 点 是 历 年 高 考 的 考 查 重 点,由 于 铝 及 其 化 合 物 的 性 质 很 丰 富,在 高 考 命 题 中 立 足 点 也 多 种 多 样,如 以 选 择 题 形 式 考 查 离 子 共 存、离 子 反 应、氧 化 还 原 反 应、简 单 计 算 等,也 可 以 出 推 断 题,还 可 以 出 实 验 题。预 测 2023年 会 继 续 在 选 择 题 中 或 非 选 择 题 中 加 强 对 铝 及 其 化 合 物 的 考 查,在 复 习 时 要 注 意“铝 三
2、角”,要 加 强 化 合 物 知 识 与 理 论 部 分 的 联 系。以 工 艺 流 程 的 形 式 考 查 考 生 对 陌 生 金 属 元 素 的 认 知 能 力,考 生 应 该 在 熟 练 掌 握 常 见 金 属 元 素 性 质 及 应 用 的 基 础 上,强 化 对 陌 生 金 属 元 素(如 第 四 周 期 的 Ti、V、Cr、M n、C o、Ni、G a 等)知 识 的 迁 移 能 力 一、铝 的 性 质 二、铝 的 重 要 化 合 物 铝 的 性 质 1.铝 的 结 构 和 存 在 U13)28 3铝 位 于 元 素 周 期 表 第 3 周 期 HIA族,原 子 结 构 示 意 图
3、 为 o 铝 是 地 壳 中 含 量 最 多 的 金 属 元 素。自 然 界 中 的 铝 全 部 以 化 合 态 的 形 式 存 在。2.铝 的 物 理 性 质 及 用 途 3.金 属 铝 的 化 学 性 质 物 理 性 质 状 态 色 泽 密 度 熔 点 沸 点 硬 度 导 电、导 热 性 延 展 性 固 态 银 白 色 2.7 g-cm-3660.4 2 467 较 软 很 好 良 好 用 途 纯 铝 用 作 导 线,铝 合 金 用 于 1 刖 备 汽 车、飞 机、生 活 用 品 等 4.铝 热 实 验 中 的 有 关 问 题5.铝 的 用 途 文 验 装 置 1d_ w:为 铝 热 反
4、应 提 供 高 温 条 件 口 氯 酸 钾:产 生 氧 气,引 发 反 应 氧 化 铁 和 铝 粉 的 混 合 物 0实 验 现 象 镁 带 剧 烈 燃 烧,放 出 大 量 的 热,并 发 出 耀 眼 的 白 光,氧 化 铁 与 铝 粉 在 较 高 温 度 下 发 生 剧 烈 的 反 应;纸 漏 斗 的 下 部 被 烧 穿,有 熔 融 物 落 入 沙 中 实 验 结 论 高 温 下,铝 与 氧 化 铁 发 生 反 应,放 出 大 量 的 热:Fe2O3+2Al=BB2Fe+Al2O3原 理 应 用 制 取 熔 点 较 高、活 动 性 弱 于 A 1 的 金 属,如 铁、铭、钵、鸨 等,3MnO
5、2+4A1 叁 典 3Mn+2ALCh;金 属 焊 接,如 野 外 焊 接 钢 轨 等 纯 铝 用 作 导 线,铝 合 金 用 于 制 造 汽 车、飞 机、生 活 用 品 等。【小 试 牛 刀】请 判 断 下 列 说 法 的 正 误(正 确 的 打“Y”,错 误 的 打“X”)(1)铝 在 自 然 界 中 有 游 离 态 和 化 合 态 两 种 形 式()(2)MgO与 A1粉 的 混 合 物 也 可 称 为 铝 热 剂()(3)铝 与 Fez。?发 生 铝 热 反 应,反 应 后 固 体 物 质 增 重()(4)冶 炼 铝 时 常 用 焦 炭 做 还 原 剂()(5)由 于 铝 在 空 气
6、中 不 会 锈 蚀,所 以 铝 制 品 的 使 用 寿 命 都 很 长()(6)由 于 铝 具 有 强 还 原 性,所 以 常 用 铝 来 冶 炼 某 些 高 熔 点 金 属()(7)常 温 下,铝 被 浓 硫 酸 钝 化,所 以 可 用 浓 硫 酸 除 去 铝 表 面 的 铜 镀 层()(8)由 于 铝 的 导 电 性 能 比 铜 强,所 以 常 用 铝 制 造 电 线、电 缆()(9)铝 与 少 量 N a O H 溶 液 反 应 得 到 铝 盐,与 足 量 N a O H 溶 液 反 应 生 成 偏 铝 酸 盐()(10)铝 能 在 空 气 中 稳 定 存 在 是 因 为 其 表 面 覆
7、 盖 着 一 层 氧 化 铝 薄 膜(11)铝 箔 在 空 气 中 用 酒 精 灯 加 热 可 以 观 察 到 铝 熔 化 了 但 并 不 滴 落()(12)因 为 铝 不 和 浓 H2s04反 应,所 以 可 用 铝 槽 车 运 输 浓 H2so4()答 案:(l)x(2)x(3)x(4)x(5)x(6)4(7)x(8)x(9)x(10)A/(11W(12)x【典 例】例 1 镁 铝 性 质 相 似,下 表 中 对 两 者 的 对 比 不 正 确 的 是()选 项 反 应 铝 镁 A 与 非 金 属 反 应 能 被 C12、。2氧 化 能 与 N 2、0 2 反 应 B 与 水 反 应 能
8、与 沸 水 反 应 反 应 很 困 难 C 与 碱 反 应 能 溶 于 强 碱 溶 液 不 反 应【答 案】BD 与 某 些 氧 化 物 反 应 能 与 Fe2O3.MnCh、Cr2O3 等 金 属 氧 化 物 发 生 铝 热 反 应 能 在 CO2中 燃 烧【解 析】铝 能 被 C12、02氧 化,能 与 某 些 金 属 氧 化 物 发 生 铝 热 反 应,与 水 反 应 很 不 明 显,但 与 强 碱 溶 液 反 应:M g 能 在 N2、02、C02中 燃 烧,能 与 沸 水 反 应,但 不 能 与 强 碱 溶 液 反 应。例 2 铝 热 反 应 的 本 质 是 利 用 铝 的 还 原
9、性,将 难 熔 金 属 从 其 氧 化 物 中 置 换 出 来,关 于 铝 热 反 应 解 答 下 列 问 题:(1)用 铝 粉 和 FezC)3做 铝 热 反 应 实 验,需 要 的 试 剂 还 有。A.KC1 B.KC103 C.Mn02 D.Mg 用 等 物 质 的 量 的 M g O 和 FezCh组 成 的 混 合 物 在 一 定 条 件 下 与 AI粉 进 行 铝 热 反 应。引 发 铝 热 反 应 的 操 作 是。产 物 中 单 质 是(写 名 称)O(3)取 少 量 中 铝 热 反 应 所 得 的 固 体 混 合 物,将 其 溶 于 足 量 稀 H2so4,滴 加 K S C
10、N 溶 液 无 明 显 现 象,(填 能 或 不 能”)说 明 固 体 混 合 物 中 无 Fe2O3,理 由 是 _(用 离 子 方 程 式 说 明)。【答 案】(DBD(2)加 少 量 KC1O3,插 上 镁 条 并 将 其 点 燃 铁(3)不 能 Fe2O3+6H=2Fe3+3H2O Fe+2Fe3+=3 F e2+【解 析】(1)做 铝 热 反 应 的 实 验 时,需 要 KCICh做 助 燃 剂,且 用 镁 条 引 燃。(2)在 混 合 物 上 加 少 量 KCICh固 体 并 插 上 M g 条,点 燃 M g 条 后 放 出 热 量,使 KC103固 体 分 解 放 出。2,进
11、一 步 加 剧 M g 的 燃 烧,可 在 短 时 间 内 使 混 合 物 温 度 迅 速 升 高,引 发 反 应。M g O 不 能 与 铝 发 生 铝 热 反 应,所 以 产 物 中 单 质 为 Fe。(3)反 应 后 固 体 混 合 物 中 若 有 FsCh,因 发 生 反 应:Fe2O3+6H+2 F e3+3H2O Fe+2Fe3+=3 F e2+,Fe3-转 化 为 Fe?+,加 K S C N 溶 液 不 会 变 红。【对 点 提 升】对 点 1 某 小 组 用 打 磨 过 的 铝 片 进 行 如 下 实 验,下 列 分 析 不 合 理 的 是()水 二 NaOH溶 液、浓 麒
12、Q 铝 片 未 明 显 溶 解 产 生 气 泡 先 产 生 沉 淀,随 后 溶 解 A.中 铝 片 发 生 了 钝 化 B.中 产 生 的 气 泡 是 氮 氧 化 合 物,不 是 氢 气 C.中 沉 淀 溶 解 的 离 子 方 程 式 是 Al(O H h+O H=A 1 0 7+2 H2OD.中 加 水 稀 释 过 程 中,仅 发 生 了 氧 化 还 原 反 应【答 案】D【解 析】中 铝 片 没 明 显 溶 解,因 为 浓 硝 酸 具 有 强 氧 化 性,常 温 下 铝 在 浓 硝 酸 中 发 生 钝 化,A 正 确;中 加 水,硝 酸 浓 度 下 降,铝 和 变 稀 的 硝 酸 发 生
13、氧 化 还 原 反 应,产 生 的 气 泡 是 氮 氧 化 合 物,不 是 氢 气,B正 确;中 沉 淀 为 AKOHh,是 两 性 氢 氧 化 物,其 在 N a O H 溶 液 中 溶 解 的 离 子 方 程 式 是 A1(O H)3+O H=A 1 O 7+2 H2O,C 正 确;中 加 水 稀 释 过 程 中,铝 表 面 形 成 的 氧 化 物 薄 膜 溶 于 稀 硝 酸 为 复 分 解 反 应,过程 中 不 只 发 生 了 氧 化 还 原 反 应,D 错 误.对 点 2 铝 是 中 学 化 学 学 习 阶 段 的 唯 一 一 种 既 能 与 酸(非 氧 化 性 酸)反 应 又 能 与
14、 强 碱 溶 液 反 应 放 出 H2的 金 属,就 铝 的 这 一 特 殊 性 质 回 答 下 列 问 题:(1)等 质 量 的 两 份 铝 分 别 与 足 量 的 盐 酸、氢 氧 化 钠 溶 液 反 应,所 得 H2的 体 积 之 比 是。(2)足 量 的 两 份 铝 分 别 投 入 等 体 积、等 物 质 的 量 浓 度 的 盐 酸 和 氢 氧 化 钠 溶 液 中,产 生 H z的 体 积 之 比 是(3)足 量 的 两 份 铝 分 别 投 入 等 体 积、一 定 物 质 的 量 浓 度 的 HC1、N aO H溶 液 中,二 者 产 生 的 山 相 等,则 HC1和 NaO H的 物
15、质 的 量 浓 度 之 比 是 o(4)甲、乙 两 烧 杯 中 各 盛 有 100 mL 3 moiL 一 1的 盐 酸 和 NaOH溶 液,向 两 烧 杯 中 分 别 加 入 等 质 量 的 铝 粉,反 应 结 束 后,测 得 生 成 的 气 体 体 积 比 为 V(甲):W乙)=1:2,则 加 入 铝 粉 的 质 量 为(填 字 母)。A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g【答 案】(1)1:1(2)1:3(3)3:1(4)A【解 析】(1)根 据 化 学 方 程 式:2A l+6H C l=2A lC I3+3H2t 2A1+2NaOH+2H2O=2 N aA IO2+3
16、H2t.得 A l与 比 的 关 系 式 均 为 2Al 3H2,故 只 要 参 加 反 应 的 A 1的 量 相 等,所 得 出 的 量 必 相 等。(2)因 为 在 反 应 中 A1过 量,产 生 的 比 由 HC1和 NaO H的 量 决 定。根 据 化 学 反 应 中 的 关 系 式:6HC1 3H2、2NaOH 3H2,故 当 HC1、NaOH物 质 的 量 相 等 时,二 者 产 生 H2的 体 积 比 为 1:3。(3)因 为 铝 足 量 且 产 生 的 量 相 等,根 据 关 系 式 可 得 H(HCI):(NaOH)=3:1,又 因 为 两 溶 液 体 积 相 等,故 物 质
17、 的 量 浓 度 c(HCl):c(NaOH)=n(HCl):n(NaOH)=3:1。(4)其 反 应 原 理 分 别 为 2A1+6HC1=2A1C13+3H2T,2A1+2NaOH+2H2O=2N aA IO 2+3H2f.可 见 当 参 加 反 应 的 HC1和 NaO H的 物 质 的 量 一 样 多 时,产 生 比 的 体 积 比 是 1:3,而 题 设 条 件 体 积 比 为 1:2,说 明 此 题 投 入 的 铝 粉 对 盐 酸 来 说 是 过 量 的,而 对 于 NaOH来 说 是 不 足 的。2A 1+6H C 1=2AICh+3H2 T6 mol 3 mol3mol L_
18、1x0.1 L 0.15 mol则 A l与 NaOH反 应 生 成 的 H2为 0.15 molx2=0.3 moL2AI+2NaOH+2H2O=2 N a A1O2+3H2 T2x27 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即 投 入 的 铝 粉 为 5.4 g。【巧 学 妙 记】1.铝 的 特 殊 性(1)活 泼 金 属 与 酸 反 应 是 金 属 的 通 性,而 铝 不 仅 能 与 酸(FT)反 应,还 能 够 与 碱 溶 液 反 应,表 现 出 特 殊 性:2A1+2OH+2H2O=2 A 1 O2+3H2T(2)常 温 下,能 用 铝 制 容 器 盛 放 浓 硫 酸、浓 硝 酸
19、的 原 因 是 二 者 能 使 铝 发 生“钝 化”,而 不 是 铝 与 浓 硫 酸、浓 硝 酸 不 反 应。(3)铝 制 品 不 宜 长 时 间 盛 放 咸 菜 等 腌 制 食 品,原 因 是 氯 化 钠 溶 液 中 的 氯 离 子 会 破 坏 氧 化 膜 的 结 构。(4)铝 与 稀 硝 酸 反 应 时 生 成 的 气 体 是 N O而 不 是 H22.铝 与 酸 或 碱 反 应 生 成 H2的 量 的 关 系 2A1+6HC1=2A1C13+3H2T2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2T(1)等 质 量 的 铝 与 足 量 的 盐 酸、氢 氧 化 钠 溶 液 分 别
20、 反 应:产 生 H2的 物 质 的 量 相 等。消 耗 H、OFT的 物 质 的 量 之 比 为(H+):(0H)=3:1(2)足 量 的 铝 分 别 与 等 物 质 的 量 的 HC1和 N a O H 反 应:消 耗 A1的 物 质 的 量 之 比 为 1:3。生 成 H?的 物 质 的 量 之 比 为 1:3。(3)一 定 量 的 铝 分 别 与 一 定 量 的 盐 酸、氢 氧 化 钠 溶 液 反 应:若 产 生 氢 气 的 体 积 比 为:普 喀 1,则 必 定 铝 与 盐 酸 反 应 时,铝 过 量 而 HC1不 足。铝 与 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 时,铝 不 足 而 Na
21、OH过 量。铝 的 重 要 化 合 物 1.氧 化 铝(1)物 理 性 质:白 色 固 体,难 溶 于 水,熔 点 很 高。(2)化 学 性 质|两 性 氧|化 物 与 HC1反 应.-A12O3+6H Q=2A IQ 3+3H 2O与 NaOH 反 应 AI2 O3+2NaOH+3 H2()2NaAl()H)C2.氢 氧 化 铝(1)物 理 性 质:白 色 胶 状 不 溶 于 水 的 固 体,有 较 强 的 吸 附 性。(2)化 学 性 质(用 化 学 方 程 式 表 示)A1(OH)3的 电 离 方 程 式 为 酸 式 电 离:A1(OH)3+H2O Al(OH)4r+H+碱 式 电 离:
22、A1(OH)3 A1V+3OH仄 而 受 热 分 解 hkom I 两 性 L 一 应 口 Al(OH)4r|写 出 图 中 有 关 反 应 的 化 学 方 程 式 或 离 子 方 程 式:A1(OH)3+3H+=A13+3H2O。(2)A1(OH)3+O H=A1(OH)4 2 Al(0H)3)=A L O 3+3 H2O(3)制 备 向 铝 盐 中 加 入 氨 水,离 子 方 程 式 为 A13+3NH3 H2O=A1(OH)3;+3NH;O NaAl(0H)4溶 液 中 通 入 足 量 C02,离 子 方 程 式 为 A1(OH)4+CO2=A1(OH)31+HCO;。NaAl(OH)4
23、溶 液 与 AlCb 溶 液 混 合:3A1(OH)4+A P+=4Al(OH)3h3.常 见 的 铝 盐(1)硫 酸 铝 钾 是 由 两 种 不 同 的 金 属 离 子 和 一 种 酸 根 离 子 组 成 的 复 盐。明 帆 的 化 学 式 为 KA1(SO4)212H2O,它 是 无 色 晶 体,可 溶 于 水,水 溶 液 p H V(填 或=)7。明 矶 可 以 净 水,其 净 水 的 原 理 是 AF+3H2。A1(OH)3(胶 体)+3酎,A1(OH)3胶 体 吸 附 水 中 的 杂 质 形 成 沉 淀 而 净 水。4.有 关 氢 氧 化 铝 生 成 的 图 像 分 析【小 试 牛
24、刀】基 本 坐 标 图 像 实 验 现 象 及 反 应 原 理 衍 生 坐 标 图 像 化 学 反 应 原 理 向 铝 盐 溶 液 中 加 强 碱 现 象:先 沉 淀 后 溶 解 注:如 果 向 强 碱 中 加 铝 盐,开 始 无 明 显 现 象,后 生 成 沉 淀 Al3 和 Mg?(或 Fe3)混 合 溶 液 加 碱 的 反 应:Mg2+2OH=Mg(OH)2lAl3+4OH-=A 1 O 7+2 H2O|Al(OH)3/gh沉 淀 质 量 1 2 3 4n/molk1 2 L3 4 n/mol1Al(OH)3/g1 2 3 4 n/mol向 偏 铝 酸 盐 溶 液 中 加 强 酸 现 象
25、:先 沉 淀 后 溶 解 注:如 果 向 强 酸 中 加 偏 铝 酸 盐,开 始 无 明 显 现 象,后 生 成 沉 淀)Al(OH)3/g1 2 3 4 n/molAIO2和 O H 混 合 溶 液 加 酸 的 反 应:H+OH-=H2O4H,+A1O2=A 13+2H2O|沉 淀 质 量 1 2 3 4 n/molA1O3和 S Q F 混 合 溶 液 加 酸 的 反 应:SiOf+2H+=H2Si0314H+A102=A 13+2H2O1Al(OH),/g 1 2 3 4 n/mol向 铝 盐 溶 液 中 加 弱 碱 现 象:生 成 沉 淀 量 不 断 增 加,后 不 变 Al(OH),
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