专题三 铝及其化合物
【考纲要求】了解Al及其重要化合物的主要性质及重要应用 【教学重难点】铝及其化合物的化学性质及综合应用 【教学内容】
【重点知识部分】
一、铝的结构和存在
铝位于元素周期表 ,原子结构示意图为 。 铝元素在地壳中含量丰富,仅次于 。自然界中的铝全部以 存在。 二、铝及其化合物的物理性质
1.铝:是一种 的金属,密度 ,有较强的韧性、延展性和良好的 、 。 2.氧化铝:白色固体, 溶于水,有 的熔点 3.氢氧化铝:白色 状 溶于水,有较强 性 三、铝及其化合物的化学性质---------铝及其重要化合物的转化关系
Al2S3
【问题讨论与解决部分】
1.根据上面物质的转化关系掌握相关物质的化学性质(用方程式或离子方程式表示) 2.打磨过的铝在空气中燃烧有什么现象?
3.铝既能溶于强酸,又能溶于强碱,所以说:“铝既有金属性,又有非金属性”你认为这样说法是否恰当,为什么?
4.铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能?而铝制餐具为何不能蒸煮或长期盛放酸碱咸物质?
5.铝分别与氧化性酸(浓H2SO4或HNO3)及非氧化性酸(HCl)反应的本质是什么?什么物质充当氧化剂? 6. Al2O3属于典型的_______化合物, Al(OH)3属于典型的_________化合物。如何体现? 7.如何理解Al(OH)3的两性。
-3+-3+
8.AlO2不能与_____共存,Al不能与_____离子共存;AlO2只存在于_______性溶液中,Al只存在于______性溶液中。
【习题部分】
【题型一】铝及其化合物基本知识部分
1.下列有关金属及其化合物说法不正确的是( ) A.Al2O3熔点很高,可用作熔融NaOH的坩埚材料 B.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹 D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
2.下列物质中,既能与盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ②Al ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤NaAlO2
A.全部 B.②③⑤ C.①③⑤ D.①②③④ 3.下列除杂的方法不正确的是( )
A.镁粉中混有少量的铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥。
B.用过量氨水除去Fe溶液中的少量的Al
C.Al(OH)3中混有少量的Mg(OH)2:加足量的烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量的CO2后过滤。
D.MgO中混有少量的Al2O3 :加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,洗涤,干燥得到MgO.
4.下列化学实验操作,能得到相应的纯净物的是( )
A.将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中,当恰好全部反应完毕时,再将生成溶液加热蒸干,便得到了纯净的NaAlO2。
B.向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧,便得到纯净的化合物Al(OH)3。
C.将铝块放入过量盐酸中,待反应结束加热溶液至无液体,其剩余固体为AlCl3。 D.向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应,将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水份,可得到纯净的Al2O3。
2-5.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO4全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是( )
3+-3+
A.Al B.Al(OH)3 C.AlO2 D.Al和Al(OH)3
6.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一.下列由实验现象得出正确结论的是( )
A 把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中:铝溶解有气泡放出,而镁没有任何变化 由此得出:铝的金属性比镁强
B 取一块铝箔,用酒精灯点燃:铝箔只熔化成液体而没有脱落 由此得出:铝不易燃烧 C 向氯化铵溶液中投入一铝片:铝片上产生大量气泡 由此得出:该气体是氨气
D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失 由此得出:氢氧化铝能溶于强碱溶液
7.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质,如其氯化物分子内键型相同,故其氯化物晶体的熔点都较低.已知反应:BeCl2+Na2BeO2+2H2O=2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行,则下列推断正确的是( ) A.Na2BeO2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO B.BeCl2溶液的pH<7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2 C.Be(OH)2既能溶于盐酸,又能溶于NaOH溶液 D.BeCl2水溶液的导电性强,故BeCl2是离子化合物
【题型二】铝热反应
8.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究.现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ Al 660 2467 Al2O3 2054 2980 Fe 1535 2750 Fe2O3 1462 ﹣ 3+3+
(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金.理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金.你认为他的解释是否合理? (填“合理”或“不合理”).
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝.该实验所用试剂 ,反应的离子方程式为 .
(3)实验室溶解该熔融物,在下列试剂中最适宜的试剂是 (填序号). A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液. (4)如图是铝热反应(2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe)的实验装置,有关该反应的
下列说法中正确的是( )
A.a为镁条 B.b为氧化铁与铝粉混合物 C.2 mol氧化剂参与反应转移电子6NA个 D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2
【题型三】铝与硝酸在酸碱环境中的反应 +-+-9.一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H、OH、Na、NO3”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。 (1)加入铝粉产生H2,说明铝具有______(填“氧化性”或“还原性”)。 +-(2)该同学分析:若H大量存在,则NO3就不能大量存在。 设计实验证实如下: 装 置 现 象 ⅰ. 实验初始,未见明显现象 ⅱ. 过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色 ⅲ. 试管变热,溶液沸腾 ① 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是______。 ② 根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验: 实 验 实验1 实验2 内 容 将湿润KI—淀粉试纸置于空气中 现 象 未变蓝 用湿润KI—淀粉试纸检验浅棕色气体 试纸变蓝 a. 浅棕色气体是______。 b. 实验1的目的是_______。 c. 实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整: (3)再假设:若OH大量存在,NO3也可能不能大量存在。 重新设计实验证实如下: 装 置 现 象 ⅰ. 实验初始,未见明显现象 ⅱ. 过一会儿,出现气泡,有刺激性气味 为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。 ① 刺激性气味的气体是______。 ② 产生该气体的离子方程式是______。 (4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是______。 -(5)实验结果证实:NO3在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。习题中+-的无色溶液一定能大量存在的是Na和OH。 【题型四】铝化合物的图像
--10.Zn(OH)2是两性氢氧化物,和强酸反应时生成Zn,跟强碱反应时生成ZnO2.现有三份等物质的量浓度、等体积的MgCl2、ZnCl2、AlCl3溶液(配制时均加入少量盐酸),现将一定浓度的NaOH溶液,分别滴入三种溶液中至过量,NaOH溶液的体积x(mL)与生成沉淀的物质的量y(mol)的关系如下图所示,则与MgCl2、ZnCl2、AlCl3三种溶液一一对应的正确图象是( )
A.③②① B.③②④ C.③⑤① D.③⑤④
11.有一块镁铝合金,其中镁与铝的质量比是8:9.加入足量稀H2SO4使其完全溶解后,再加入NaOH溶液,生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如图,其中正确的是( )
12.向100mL0.1mol.L的AlCl3溶液中,加入1mol.L的NaOH溶液VmL后,再滴加1mol.L盐酸.滴加盐酸的体积(横坐标)与生成沉淀的质量(纵坐标)如下图所示的关系,则加入的NaOH溶液的体积为( ) A. 10mL B. 30mL C. 40mL D. 50mL
13.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL 1mol?L HCl溶液,测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示,则下列说法不正确的是 A.a曲线表示的离子方程式为:AlO2+H+H2O═Al(OH)3↓ B. b和c曲线表示的离子反应是相同的 C. M点时,溶液中沉淀的质量为3.9g
D. 原混合溶液中的CO3与AlO2的物质的量之比为1:1
【题型五】铝土矿提取铝的工艺流程
14.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝 中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝.工艺流程如下图所示:
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
2﹣
﹣
﹣
+
﹣1
﹣1
﹣1
﹣1
2+2﹣
A B C D
(1)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是 。 (2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去.气泡的主要成分除Cl2外还含有 。 固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。 (3)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为 . (4)对上述流程中的判断正确的是( ) A.通入过量的CO2可以变为加过量的盐酸或醋酸。
B通入过量的CO2生成Al(OH)3的反应为:CO2+[Al(OH)4]+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3 C.结合质子(H)的能力由强到弱的顺序是OH>[Al(OH)4]>CD.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融AlCl3的方法冶炼Al.
(5)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4形式存在,则阳极的电极反应式为 .
【题型五】氯化铝的制备
15.铝氢化钠( NaAIH4)是有机合成的重要还原剂,其合成线路如下图所示。
﹣
+
﹣
﹣﹣
—
(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应,其反应的化学方程式为 。 (2)实验室利用下图装置制取无水AlC13。
①A中所盛装的试剂的名称
②点燃D处酒精灯之前需排除装置中的空气,其的理由是 。 其操作是 。
(3)改变A、B试管中和D中的试剂就可以用该装置制取NaH。最好将B试管中原来的 改为 , 如果操作不当,制得的NaH中可能含有____杂质。
16.无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3
广东省雷州市2018年高三化学一轮复习元素化合物专题三铝及其化合物
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