铝及其化合物导学案学生版.docx
《铝及其化合物导学案学生版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝及其化合物导学案学生版.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
铝及其化合物导学案学生版
铝及其化合物
一、铝的主要性质及用途
1.物理性质：
颜色
导电、导热性
密度
硬度
_____色，有金属光泽
导电、导热性_____
较小
质地_____
2.化学性质：
写出①～④的化学方程式：
①___________________。
②________________________。
③________________________。
④____________________________________。
【微点拨】
（1）常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸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。
（2）铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。
（3）能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
二、铝的重要化合物
1.氧化铝：
（1）物理性质：
___色固体，___溶于水，熔沸点___。
（2）化学性质（书写离子方程式）
（3）用途：
是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。
2.氢氧化铝：
（1）化学性质。
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①_______________________；
②__________________________；
③__________________________。
（2）制备。
①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为__________________________________；
②向四羟基合铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为__________________________________。
3.明矾：
明矾的化学式为________________，用离子方程式表示明矾净水的原理是____________________。
【微点拨】
（1）Al（OH）3具有两性，能溶于强酸（如盐酸）、强碱（如NaOH溶液），但不溶于弱酸（如H2CO3）、弱碱溶液（如氨水）。
（2）Al2O3、MgO的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH固体。
（3）既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al（OH）3，多元弱酸的酸式盐（如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等）及弱碱弱酸盐（如CH3COONH4等）。
1.【思考辨析】
（1）（2014·福建高考）铝罐可久盛食醋。
（）
（2）（2014·福建高考）常温下Al（OH）3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应。
（）
（3）（2014·江苏高考）氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂。
（）
（4）（2013·广东高考）常温下将铝片放入浓硝酸中无明显现象，说明Al与浓硝酸不反应。
（）
（5）（2013·江苏高考）氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝。
（）
2.【教材研习】
（1）（RJ必修1·P48科学探究）日常生活中有一些铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是（ ）
A.铝很不活泼，不易与其他物质反应B.铝虽然很活泼，但是在高温下才能反应
C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用D.铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝
（3）（LK必修1·P124）用铝制易拉罐收集满CO2，快速加入过量NaOH浓溶液，立即把口封闭。
发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了；过一会儿，易拉罐又会作响并鼓起来。
下列说法正确的是（ ）
A.导致易拉罐变瘪的离子反应是CO2+OH-====HCO3-
B.导致易拉罐又鼓起来的反应是Al3++3HCO3-====Al（OH）3↓+3CO2↑
C.若将CO2换为NH3，浓NaOH溶液换为水，易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
D.上述过程中与NaOH溶液反应的物质有三种，且反应结束后的溶液显碱性
（4）（RJ必修1·P63）向下列物质的水溶液中滴加少量MgCl2溶液或AlCl3溶液，均有白色沉淀生成的是（ ）
A.BaCl2 B.FeCl3 C.Na2CO3 D.NaOH
【速记卡片】
1.牢记1种地壳中含量最多的金属元素：
Al。
2.熟记2种两性化合物：
Al2O3、Al（OH）3。
3.掌握3种制备Al（OH）3的方法：
①Al3++3NH3·H2O====Al（OH）3↓+3NH4-·；②[Al（OH）4]-+CO2（足量）====Al（OH）3↓+HCO3-；
③Al3++3[Al（OH）4]-====4Al（OH）3↓。
4.掌握6个离子方程式：
①2Al+6H+====2Al3++3H2↑②2Al+2OH-+6H2O====2[Al（OH）4]-+3H2↑③Al（OH）3+OH-====[Al（OH）4]-
④Al（OH）3+3H+====Al3++3H2O⑤Al3++3OH-====Al（OH）3↓⑥Al3++4OH-====[Al（OH）4]-
考点一 铝及其化合物的转化关系及应用
【自主训练】A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水。
若取A溶液灼烧，焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃片）。
（1）写出化学式：
A ，B ，C ，D ，E 。
（2）写出下列反应的离子方程式：
A→B：
。
A→D：
。
【归纳总结】
铝及其化合物的转化关系及应用
Al3+、[Al（OH）4]-、Al（OH）3的转化关系：
2.应用：
（1）制备Al（OH）3。
①以盐为原料
Al3++3NH3·H2O====Al（OH）3↓+3NH4-；[Al（OH）4]-+CO2====Al（OH）3↓+HCO3-。
②以铝为原料
（2）判断离子共存。
①Al3+只能存在于强酸性溶液中，不能与显碱性的物质大量共存；
②[Al（OH）4]-只能存在于强碱性溶液中，不能与显酸性的物质大量共存，所以Al3+与[Al（OH）4]-不能大量共存；
③加入铝粉放出氢气的溶液显酸性或碱性，与H+、OH-反应的离子一定不能大量共存。
（3）鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）。
①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：
先生成白色沉淀，后沉淀溶解。
②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：
开始无明显现象，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。
（4）分离提纯。
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
②利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。
【加固训练】1.（双选）（2014·上海高考改编）已知：
2Na[Al（OH）4]+CO2====2Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O。
向含2molNaOH、1molBa（OH）2、2molNa[Al（OH）4]的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量关系正确的是（ ）
选项
A
B
C
D
n（CO2）（mol）
2
3
4
6
n（沉淀）（mol）
1
2
3
3
2.（2015·聊城模拟）用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是（ ）
①加盐酸溶解；②加烧碱溶液溶解；③过滤；④通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀；⑤加入盐酸生成Al（OH）3沉淀；⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③B.②③④③C.②③⑤③D.①③⑤③
考点二 氢氧化铝沉淀的图象分析
1.四个基本图象：
（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象。
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图象
离子
方程式
Al3++3OH-====Al（OH）3↓
Al（OH）3+OH-====[Al（OH）4]-
Al3++4OH-====[Al（OH）4]-
3[Al（OH）4]-+Al3+====4Al（OH）3↓
（2）四羟基合铝酸盐溶液与盐酸反应的图象。
操作
四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加四羟基合铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图象
离子方程式
[Al（OH）4]-+H+====Al（OH）3↓+H2O
Al（OH）3+3H+====Al3++3H2O
[Al（OH）4]-+4H+====Al3++4H2O
Al3++3[Al（OH）4]-====4Al（OH）3↓
2.四个拓展图象：
（1）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或Na[Al（OH）4]溶液至过量，图象如图1所示。
（2）向Na[Al（OH）4]溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图象如图2所示。
（3）向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液（即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液）中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图象如图3所示。
（4）向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸（NaOH与盐酸的物质的量浓度相等），沉淀图象如图4所示。
【典题】（2015·六安模拟）某溶液中可能含有
中的几种。
①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀②，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。
则下列说法不正确的是（ ）
A.溶液中的阳离子有
B.溶液中n（Al3+）＝0.1mol
C.溶液中一定不含CO32-，可能含有SO42-和NO3-
D.n（H+）∶n（Al3+）∶n（Mg2+）＝2∶2∶1
【典题剖析】
关键信息
信息分析与迁移
信息①
气体可能是H2，溶液在酸性条件下不存在NO3-
信息②
根据沉淀颜色，可确定不含有有色沉淀
信息③
根据图象变化趋势确定可能含有的离子
【方法规律】图象题的解答要领
（1）转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系。
（2）看清纵横坐标的含义，对图象进行全面分析。
（3）对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图象的叠加工作；只有抓住一些关键点（最高点、最低点、转折点等）和变化趋势，才能顺利地解决图象问题。
【针对训练】室温下，在0.2mol·L-1Al2（SO4）3溶液中，逐滴加入1.0mol·L-1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是（ ）
A.a点时，溶液呈酸性的原因是Al3+水解，离子
方程式为Al3++3OH-
Al（OH）3
B.a→b段，溶液pH增大，Al3+浓度不变
C.b→c段，加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀
D.d点时，Al（OH）3沉淀开始溶解
【加固训练】1.（2015·合肥模拟）将物质X逐渐加入（或通入）Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是（ ）
A
B
C
D
X
CO2
HCl
NaOH
AlCl3
Y
Ca（OH）2
Na[Al（OH）4]
AlCl3
NaOH
2.向0.1L浓度均为0.1mol·L-1的NaOH和Na[Al（OH）4]混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸。
下列图象正确的是（ ）
资源平台铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
【自主训练】足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（ ）
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸
铝及其化合物单元检测
1．美、德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物（Al2H6）．这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面．有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上．下列关于氢铝化合物的推测不正确的是（ ）
A．Al2H6与水反应生成氢氧化铝和氢气B．Al2H6中铝显＋3价，H显－1价
C．Al2H6具有强还原性D．铝与水蒸气在高温下生成Al2H6
2．在四种化合物①NaHCO3、②Al（OH）3、③Al2O3、④Na[Al（OH）4]中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是（）
A．只有②④ B．只有①②C．只有①②③D．①②③④
3．下列离子方程式正确的是（ ）
A．铝与NaOH溶液反应：
Al＋6OH－===[Al（OH）4]－＋H2↑
B．向AlCl3溶液中滴入过量氨水：
Al3＋＋4NH3·H2O===[Al（OH）4]－＋4NH
C．Al2O3与NaOH溶液反应：
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－
D．Ba（OH）2溶液与明矾溶液反应至Al3＋完全沉淀：
Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋SO===Al（OH）3↓＋BaSO4↓
4．下列有关铝及其化合物的叙述正确的是（ ）
A．铝粉与氧化镁共热可制取金属镁
B．足量的铝分别与含1molHCl、1molNaOH的溶液反应，产生等量的氢气
C．工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝
D．在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面放出氢气
5．用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，用如图装置收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况下）（ ）
A．氧气和氢气的混合气体B．1.12L氢气
C．大于1.12L氢气D．小于1.12L氢气
6．向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolKOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（
①amol ②bmol ③mol ④mol ⑤0mol⑥（4a－b）mol
A．①②④⑤⑥B．①③④⑤⑥C．①②③⑤⑥D．①③⑤
7．用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升．根据实验现象判断下列说法错误的是（ ）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
8．某溶液中含有[Al（OH）4]－、SO、SO、Na＋，向其中加入Na2O2后，溶液中浓度基本保持不变的离子是（ ）
A．SOB．Na＋C．[Al（OH）4]－D．SO
9．将5.4gAl投入到200.0mL2.0mol·L－1的溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余．该溶液可能为
A．HNO3溶液B．Ba（OH）2溶液C．H2SO4溶液D．HCl溶液
10．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．Fe2O3和MnO2B．MnO2和V2O5C．Cr2O3D．V2O5
11．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：
下列说法中错误的是（ ）
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
12．已知Ba[Al（OH）4]2可溶于水，如图表示的是向Al2（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系．下列有关叙述正确的是（ ）
A．a～b时沉淀的物质的量：
Al（OH）3比BaSO4多
B．c～d时溶液中离子的物质的量：
[Al（OH）4]－比Ba2＋少
C．a～d时沉淀的物质的量：
BaSO4可能小于Al（OH）3
D．d～e时溶液中离子的物质的量：
Ba2＋可能等于OH－
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
13．（9分）某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此判断
（1）固体B所含物质的化学式为______________________________________________．
（2）固体E所含物质的化学式为______________________________________________．
（3）反应①的离子方程式为__________________________________________________．
14．（14分）（山东高考）以下为铝材表面处理的一种方法：
（1）碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是____________________（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________．
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
（2）以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为
________________________________．取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是______________________________________________
15．下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物．（反应条件图中已省略．）
（1）A、B、C、D代表的物质分别为__________、__________、__________、__________（填化学式）；
（2）反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是____________________________；
（3）反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________（填化学式）；
（4）反应③产物中K的化学式为_____________________________________________；
（5）反应④的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________.
升级会员 