浙江选考高考化学二轮专题复习 第二编 专题八 铝氮及其化合物加试讲练 新人教版.docx

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浙江选考高考化学二轮专题复习第二编专题八铝氮及其化合物加试讲练新人教版

（浙江选考）2019年高考化学二轮专题复习第二编专题八铝、氮及其化合物（加试）讲练新人教版

[考试标准]

知识条目

必考要求

加试要求

1.从铝土矿到铝合金

①地壳中铝的含量及存在形式，铝合金

②从铝土矿中获得铝的方法

③铝的重要性质（跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象）

④两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al（OH）3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系

⑤明矾的组成及净水原理

a

b

b

c

b

2.生产生活中的含氮化合物

①氮氧化物的产生、转化及其性质

②氮及其化合物的相互转化关系

③氨的性质与用途

④工业合成氨

⑤铵盐的性质与用途

⑥硝酸的性质与用途

⑦工业制取硝酸的设备和流程

⑧氮肥的性质与科学使用

a

c

b

b

b

b

b

a

考点一　铝及其化合物

1．树立物质转化思想

（1）理清知识主线

Al→Al2O3←Al（OH）3→

（2）形成网络构建

2．扫除易混知识盲点

（1）铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。

由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。

（2）铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。

注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。

（3）引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。

（4）并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。

（5）Al2O3、Al（OH）3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。

Al（OH）3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al（OH）3。

（6）利用偏铝酸盐制备Al（OH）3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al（OH）3溶解。

若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al（OH）3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO，不过量时生成CO，书写离子反应方程式时要特别注意。

（7）Al（OH）3可用作抗酸药；明矾常用于净水。

（8）泡沫灭火器所用试剂为Al2（SO4）3溶液和NaHCO3溶液。

3．规范书写重要反应

用方程式回答下列问题。

（1）用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

（2）用离子方程式表示除去Fe2O3中的Al2O3。

Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。

（3）用离子方程式表示除去Mg（OH）2中的Al（OH）3。

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。

（4）现有AlCl3溶液、氨水、NaOH溶液，制备Al（OH）3的最佳方案是（用化学方程式表示）。

AlCl3＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4Cl。

（5）现有NaAlO2溶液、CO2、盐酸，制备Al（OH）3的最佳方案是（用离子方程式表示）

2AlO＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

或AlO＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO。

（6）用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。

Al3＋＋3HCO===Al（OH）3↓＋3CO2↑。

（7）用离子方程式分别表示：

①Al3＋、AlO；②AlO、HCO不能大量共存的原理。

①Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al（OH）3↓；

②AlO＋H2O＋HCO===Al（OH）3↓＋CO。

（8）用离子方程式表示KAl（SO4）2和Ba（OH）2的反应。

①沉淀的物质的量最大；②沉淀的质量最大。

①2Al3＋＋3SO＋6OH－＋3Ba2＋===2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓；

②Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2H2O＋2BaSO4↓。

（9）铵明矾[NH4Al（SO4）2·12H2O]是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，向铵明矾溶液中逐滴滴入NaOH溶液，试写出反应的离子方程式。

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓；

NH＋OH－===NH3·H2O；

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。

题组一　铝及其化合物的性质定性判断

1．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（　　）

A．KB．NaC．FeD．Al

答案　D

解析　钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层钠，B项错误；铁在空气中发生反应：

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3、2Fe（OH）3===Fe2O3＋3H2O，铁表面生成的Fe2O3不能保护铁，C项错误。

2．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是（　　）

A．AlB．Al（OH）3C．AlCl3D．Al2O3

答案　A

解析　假设上述四种物质均为1g，则物质的量分别为mol，mol，mol，mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为mol、mol，×4mol≈mol，×2mol＝mol，所以选A。

3．下列有关铝的化合物的说法正确的是（　　）

A．氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验

B．工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝

C．氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多

D．明矾可用于自来水的消毒

答案　C

解析　氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A错误；工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B错误；明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒，D错误。

4．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）写出下列物质的化学式：

A________，B________，C________，D________，E________。

（2）写出下列反应的离子方程式：

A→B：

________________________________________________________________________。

A→D：

________________________________________________________________________。

答案　

（1）KAlO2　Al（OH）3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2

（2）AlO＋CO2（过量）＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO　AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O

解析　本题的突破口应在推断出B、C两种物质。

在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的必为两性物质，又因为BC，故可知C为Al2O3，B为Al（OH）3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al（OH）3，且A溶液的焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃片），则A为KAlO2，E为NaAlO2。

1．Al（OH）3的制备

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH；AlO＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO。

2．离子共存问题

（1）Al3＋与OH－、CO、HCO、SO、S2－、AlO不能大量共存，其中OH－是因为直接反应，其余均是“相互促进水解”。

（2）AlO与H＋、HCO、NH、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋不能大量共存，其中AlO和H＋、HCO是因为直接反应（如AlO＋HCO＋H2O===Al（OH）3↓＋CO），其余是“相互促进水解”。

3．鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）

（1）AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象：

先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

（2）NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象：

开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

题组二　铝及其化合物性质的定量计算

（一）铝与H＋、OH－反应的定量计算

5．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸（非氧化性酸）反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，根据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到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是______________________________________________________。

（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。

（4）甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－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）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉的质量为________（填字母）。

A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．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：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。

（2）因为在反应中Al过量，产生的H2的量由HCl和NaOH的量决定。

根据化学反应中的关系式：

6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、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H2相等，根据关系式n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c（HCl）∶c（NaOH）＝n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1。

（4）其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2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。

2Al＋6HCl　　　===　　　2AlCl3＋3H2↑

6mol3mol

3mol·L－1×0.1L0.15mol

则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2×27g3mol

5．4g0.3mol

即投入的铝粉为5.4g。

（二）有关“铝及其化合物”图像的定性定量分析

6.常温下，在200mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－等离子的溶液中，逐滴加入5mol·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．x与y的差值为0.02mol

B．原溶液中c（Cl－）＝0.75mol·L－1

C．原溶液的pH＝1

D．原溶液中n（Mg2＋）∶n（Al3＋）＝5∶2

答案　C

解析　剖析图像可知，x与y的差值即为Al（OH）3的物质的量，此时消耗n（NaOH）＝n[Al（OH）3]＝（35－33）×10－3L×5mol·L－1＝0.01mol，A项错误；原溶液中的阴离子只有Cl－，则加入33mLNaOH溶液时Cl－全部存在于NaCl中，则Cl－的物质的量为33×10－3L×5mol·L－1＝0.165mol，原溶液中c（Cl－）＝＝0.825mol·L－1，B项错误；0～4mL发生H＋与NaOH的反应，则H＋的物质的量为4×10－3L×5mol·L－1＝0.02mol，c（H＋）＝0.1mol·L－1，原溶液的pH＝1，C项正确；4～30mL发生Mg2＋、Al3＋与NaOH的反应生成沉淀，共消耗NaOH的物质的量为（30－4）×10－3L×5mol·L－1＝0.13mol，Al3＋消耗的NaOH的物质的量为0.01mol×3＝0.03mol，则与Mg2＋反应的n（NaOH）＝0.13mol－0.03mol＝0.1mol，n（Mg2＋）＝0.05mol，原溶液中n（Mg2＋）∶n（Al3＋）＝5∶1，D项错误。

7．[2017·绍兴市稽山中学高三（上）月考]准确称取6g铝土矿样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）加入100mL硫酸溶液，充分反应后，向滤液中加入10mol·L－1NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求所用硫酸溶液的物质的量浓度（　　）

A．1.75mol·L－1B．3.5mol·L－1

C．2.25mol·L－1D．无法计算

答案　A

解析　当加入NaOH溶液的体积为35mL时，n（NaOH）＝0.035L×10mol·L－1＝0.35mol，此时沉淀的质量达到最大值，则此时溶液的溶质只有Na2SO4，根据Na元素守恒有n（Na2SO4）＝n（NaOH）＝×0.35mol＝0.175mol，根据硫酸根守恒，则有：

n（H2SO4）＝0.175mol，所以原硫酸溶液中c（H2SO4）＝＝1.75mol·L－1，故选A。

关于Al（OH）3沉淀变化图像分析

（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像

操作

向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量

向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（有但即溶）―→出现沉淀―→渐多―→最多―→沉淀不消失

图像

离子方程式

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O

Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al（OH）3↓

（2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像

操作

向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量

向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量

现象

立即产生白色沉淀―→渐多―→最多―→渐少―→消失

无沉淀（有但即溶）―→出现沉淀―→渐多―→最多―→沉淀不消失

图像

离子方程式

AlO＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O

Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al（OH）3↓

（3）可溶性铝盐与弱酸、弱碱反应产生沉淀的图像

①向AlCl3溶液中滴加氨水的图像（如图所示）。

原理：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

现象：

立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量

②向NaAlO2溶液中通入足量CO2的图像（如图所示）。

原理：

CO2＋AlO＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

现象：

立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量

（4）混合离子（含Al3＋、Mg2＋、H＋）反应的图像

向含有铝离子、镁离子、氢离子的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，H＋先与OH－反应，该过程中无沉淀生成，而后Al3＋、Mg2＋与OH－反应至沉淀达到最大值，最后Al（OH）3再与OH－反应导致沉淀部分溶解。

反应的离子方程式为

①第一阶段：

H＋＋OH－===H2O

②第二阶段：

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

③第三阶段：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O

题组三　有关铝及其化合物参与的框图推断

8．[2017·浙江省衢州二中高三（上）月考]A、B、C是单质，其中A是金属，各种物质间的转化关系如图：

根据图示转化关系回答：

（1）写出下列物质的化学式：

A_____________________，B__________________________________________，

乙_____________________，丁________________________________________。

（2）写出下列变化的化学方程式。

①A与NaOH溶液反应的化学方程式：

______________________________________________

________________________________________________________________________。

②甲与NaOH溶液反应的离子方程式：

_____________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36L，则消耗的A的物质的量为____________，转移电子的物质的量为____________。

答案　

（1）Al　O2　NaAlO2　Al（OH）3

（2）①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

（3）0.1mol　0.3mol

解析　

（1）常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al，所以A是Al，乙是NaAlO2，C是H2；甲是Al的化合物，可和NaOH溶液反应产生NaAlO2，甲可能是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2，根据NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al（OH）3↓得丁是Al（OH）3，验证符合转化关系。

（3）产生的H2在标准状况下的体积为3.36L，物质的量为＝0.15mol，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，消耗的Al的物质的量为0.15mol×＝0.1mol，转移电子的物质的量为0.1mol×3＝0.3mol。

9．（2016·杭州市第二中学高一上学期期末）现有常见金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H。

其中B是地壳中含量最多的金属。

它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。

（1）写出化学式：

B________________，G________________________________。

（2）写出离子反应方程式：

③________________________________________________________________________；

⑦________________________________________________________________________。

答案　

（1）Al　FeCl3

（2）2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑

4Fe2＋＋8OH－＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3↓

解析　有常见金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H。

其中B是地壳中含量最多的金属，则B是Al。

A金属的焰色反应显黄色，则A是Na。

钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，则甲是氢气，D是氢氧化钠。

黄绿色气体乙是氯气，则气体丙是氯化氢，溶于水得到盐酸。

氢氧化钠和G反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，则G是铁盐，所以G是氯化铁，F是氯化亚铁，C是铁。

（1）根据以上分析可知B、G的化学式分别是Al、FeCl3。

（2）反应③⑦的离子反应方程式分别是2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑、4Fe2＋＋8OH－＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3↓。

考点二　氮及其化合物

1．树立物质转化思想

（1）理清知识主线

H3―→―→2O―→O―→O2―→HO3

（2）形成网络构建

2．扫除易忘知识盲点

（1）NO只能用排水法或气囊法收集。

（2）在NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。

（3）浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有Fe3＋。

（4）硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光或受热易分解。

（5）强氧化性酸（如HNO3、浓H2SO4）与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。

（6）实验室制备NH3，除了用Ca（OH）2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解（加NaOH固体或CaO）制取，而检验NH需用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。

（7）收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花，以吸收NH3。

（8）铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。

（9）浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。

（10）NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用其他溶剂（如CO2和NaOH溶液）进行喷泉实验。

3．规范书写重要反应

用方程式回答下列问题。

（1）书写离子方程式。

①将NH3通入到AlCl3溶液中。

3NH3＋3H2O＋Al3＋===Al（OH）3↓＋3NH。

②将NO2通入到NaOH溶液中。

2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。

③将Fe粉逐渐加入到稀HNO3中。

Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

④将炽热的炭放入浓HNO3中。

C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O。

（2）书写化学方程式。

①实验室用Ca（OH）2和NH4Cl制氨气。

Ca（OH）2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

②将NH3通到灼热的CuO中，固体由黑色变红色。

2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。

③用NH3可以检验Cl2管道是否漏气，若漏气则有白烟生成。

8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。

④制硝基苯。

。

题组一　氨气的制备

1．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是（　　）

A．①是氨气发生装置B．③是氨气发生装置

C．②是氨气吸收装置D．④是氨气收集、检验装置

答案　B

解析　①装置NH4Cl加热分解生成HCl和NH3，在试管口处NH3和HCl反应生成NH4Cl，收集不到NH3，A项不正确；③装置用浓氨水和CaO或NaOH作用，可制得NH3，B项正确；②装置中防倒吸装置漏斗口与液面应相切，插入液面之下不能防止倒吸，C项不正确；收集NH3采用向下排空气法，为防止空气对流应在试管口塞一团棉花，D项不正确。

2．实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是________________；检查C装置气密性是否良好的操作方法是_______________________________________