2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第4單元 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁及其重要化合物課件 魯科版.ppt

第2節(jié)鋁及其重要化合物,考綱要求:1.了解鋁及其重要化合物的制備方法。(宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想) 2.掌握鋁單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任),考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,鋁單質(zhì)的性質(zhì)及制備 1.鋁的原子結(jié)構(gòu)和存在 鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁位于元素周期表,自然界中的鋁全部以態(tài)存在。 2.金屬鋁的物理性質(zhì) 鋁是色、具有金屬光澤的固體,硬度,具有良好的、導(dǎo)熱性和延展性。,第3周期第A族,化合,銀白,較小,導(dǎo)電性,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.鋁的化學(xué)性質(zhì),考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: Al形成致密的氧化膜, 離子方程式: ,4Al+3O2=2Al2O3,2Al+6H+=2Al3+3H2,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,4.鋁的制備 工業(yè)上利用電解熔融氧化鋁的方法制備鋁單質(zhì): (寫化學(xué)方程式)。 5.鋁熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)原理:高溫下鋁能將較不活潑的金屬從其氧化物中還原出來。 實(shí)驗(yàn)裝置:鋁粉還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,引燃劑和鋁熱劑: a.引燃劑:鎂條、氯酸鉀。 b.鋁熱劑:鋁粉和某些金屬氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物。 鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用: a.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),鋁在高溫下還原出了金屬單質(zhì)。在冶金工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)制取熔點(diǎn)較高的金屬,如鉻、錳等,3MnO2+4Al 2Al2O3+3Mn。 b.該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上,如焊接鋼軌等。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習(xí) 1.在做鋁的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔,在酒精燈上加熱至熔化,會(huì)看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化,失去光澤,但熔化的鋁并不滴落。原因是什么?,提示 鋁箔加熱時(shí)與O2發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)很高的Al2O3薄膜,使內(nèi)部的鋁被Al2O3包裹著,所以熔化的鋁不易滴下。,2.鋁與NaOH溶液反應(yīng)的機(jī)理是什么?,提示 2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2。鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAlO2,反應(yīng)中鋁作還原劑,水作氧化劑,NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述正確的是() A.由于鋁在空氣中不會(huì)銹蝕,所以鋁制品的使用壽命都很長 B.由于鋁具有強(qiáng)還原性,所以常用鋁來冶煉某些高熔點(diǎn)金屬 C.常溫下,鋁被濃硫酸鈍化,所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層 D.由于鋁的導(dǎo)電性能比銅強(qiáng),所以常用鋁制造電線、電纜,解析銅在加熱的條件下才能與濃硫酸反應(yīng),加熱條件下濃硫酸能與氧化鋁反應(yīng);銅的導(dǎo)電性能比鋁強(qiáng)。,B,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考向鋁的性質(zhì)及用途 例(2019河北唐山月考)下列有關(guān)鋁的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、用途解釋正確的是(),答案,解析,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,易錯(cuò)警示(1)能與鋁反應(yīng)生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是堿性溶液。 (2)等質(zhì)量的鋁與足量的酸或堿溶液反應(yīng),生成H2的量相同。 (3)等物質(zhì)的量的酸和堿與足量的鋁反應(yīng),生成H2的量由酸和堿的物質(zhì)的量決定。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,歸納總結(jié)1.鋁能與酸溶液反應(yīng)生成H2和鋁鹽(含Al3+),但與稀硝酸反應(yīng)不生成H2,且常溫下在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化。 2.鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成H2和四羥基合鋁酸鹽含Al(OH)4-。 3.鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的計(jì)算及比較。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,對點(diǎn)演練 鋁是一種既能與酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題: (1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),所得H2的體積之比是。 (2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產(chǎn)生H2的體積之比是。 (3)足量的兩份鋁分別投入到等體積的HCl、NaOH溶液中,二者產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等,則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是。 (4)甲、乙兩燒杯中分別盛有100 mL 3 molL-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)=12,則加入鋁粉的質(zhì)量為。 A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g 答案 (1)11(2)13(3)31(4)A,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,解析 (1)根據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,可得出Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的質(zhì)量相等,所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的物質(zhì)的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl3H2、2NaOH3H2,故當(dāng)HCl和NaOH的物質(zhì)的量相等時(shí),二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等,根據(jù)關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)= 31,又因?yàn)閮扇芤后w積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)c(NaOH)= n(HCl)n(NaOH)=31。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí),產(chǎn)生H2的體積比是13,而題設(shè)條件體積比為12,說明此時(shí)投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的,而對于NaOH來說是不足的。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 6 mol3 mol 3 molL-10.1 L0.15 mol 則Al與NaOH溶液反應(yīng)生成H2的物質(zhì)的量為0.15 mol2=0.3 mol。 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 227 g3 mol 5.4 g0.3 mol 即投入的鋁粉質(zhì)量為5.4 g。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,鋁的重要化合物 1.Al2O3 (1)物理性質(zhì):Al2O3是高熔點(diǎn)的氧化物,常作為 材料及冶煉的原料。 (2)化學(xué)性質(zhì)(用離子方程式表示):,耐火,金屬鋁,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.Al(OH)3 (1)物理性質(zhì):Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀沉淀,它能吸附水中的,常用于水的凈化,并能色素。 (2)化學(xué)性質(zhì)。,受熱分解:化學(xué)方程式為。,懸浮物,吸附,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(3)制備(用離子方程式表示)。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.明礬凈水原理 明礬的化學(xué)式為,其凈水原理涉及的離子方程式為。,KAl(SO4)212H2O,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,4.Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4-之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 寫出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式: (1); ; 。 (2)。 (3)。 (4)。 (5); 。 (6)。,Al3+3Al(OH)4-=4Al(OH)3,Al3+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,Al3+4OH-=Al(OH)4-,Al(OH)4-+4H+=Al3+4H2O,Al(OH)4-+H+=Al(OH)3+H2O,Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習(xí) 1.中學(xué)學(xué)習(xí)階段接觸到的既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的物質(zhì)有哪些?,提示 金屬單質(zhì):Al;兩性氧化物:Al2O3;兩性氫氧化物: Al(OH)3;弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;弱酸的酸式鹽:NaHCO3、KHS、NaHSO3等;氨基酸等。,2.明礬可用于自來水的消毒嗎?,提示 不能。明礬能凈水,明礬凈水只是除去水中的懸浮雜質(zhì)并使其沉降,不能殺菌消毒。,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.(2019貴州貴陽月考)下列各組物質(zhì)能相互反應(yīng)得到Al(OH)3的是() A.Al跟NaOH溶液共熱 B.Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng) C.Al2O3和水共熱 D.Al2(SO4)3溶液和過量的氨水反應(yīng),解析Al跟NaOH溶液共熱生成NaAlO2,得不到氫氧化鋁,故A錯(cuò)誤;氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,故B錯(cuò)誤;氧化鋁不溶于水,不能與水反應(yīng)生成氫氧化鋁,故C錯(cuò)誤;Al2(SO4)3溶液和過量的氨水反應(yīng)可以得到氫氧化鋁,氫氧化鋁不溶于弱堿溶液,故D正確。,D,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考向1鋁的重要化合物的性質(zhì)和用途 例1(2019湖南株洲調(diào)研測試)下列說法不正確的是 (),答案,解析,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,歸納總結(jié)1.Al3+、Al(OH)4-、Al(OH)3的轉(zhuǎn)化關(guān)系,2.可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng),鋁元素的存在形式,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,3.含鋁化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 (1)判斷離子共存問題:,(2)鑒別物質(zhì)(利用滴加試劑順序不同,現(xiàn)象不同): 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解。 向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始無明顯現(xiàn)象,后產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶解。,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,4.含鋁元素雜質(zhì)的除雜方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿溶液的特性,可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì),如(括號(hào)中物質(zhì)為雜質(zhì)): (1)Mg(Al):加足量NaOH溶液,過濾; (2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,過濾; (3)Mg(OH)2Al(OH)3:加足量NaOH溶液,過濾; (4)Mg2+(Al3+):加過量NaOH溶液,過濾,再加酸充分溶解得到的沉淀。,對點(diǎn)演練 下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是() A.鎂粉中混有少量鋁粉:加入過量燒堿溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、干燥 B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+ C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液,充分反應(yīng),過濾,向?yàn)V液中通入過量CO2后過濾 D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應(yīng),過濾、洗滌、干燥得到MgO,解析氨水與Fe3+和Al3+均能反應(yīng)生成氫氧化物沉淀,B項(xiàng)不符合除雜的要求。,B,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考向2有關(guān)Al(OH)3的制備及沉淀量計(jì)算 例230 mL 1 molL-1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 molL-1的NaOH溶液,若產(chǎn)生1.56 g白色沉淀,則加入NaOH溶液的體積可能為() A.3 mLB.7.5 mL C.15 mLD.17.5 mL,答案,解析,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,歸納總結(jié)Al3+與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律 (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量。 當(dāng)n(OH-)3n(Al3+)時(shí), nAl(OH)3= n(OH-); 當(dāng)3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)時(shí),nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-); 當(dāng)n(OH-)4n(Al3+)時(shí),nAl(OH)3=0,無沉淀。 (2)求反應(yīng)物堿的量。 若堿不足(Al3+未完全沉淀), n(OH-)=3nAl(OH)3; 若堿使生成的Al(OH)3部分溶解, n(OH-)=4n(Al3+)-nAl(OH)3。,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,對點(diǎn)演練 (2019重慶一中周測)向明礬溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液,當(dāng)硫酸根離子恰好沉淀完全時(shí),鋁元素的主要存在形式是() A.Al3+和Al(OH)3 B.Al(OH)3 C.Al(OH)3和Al(OH)4- D.Al(OH)4-,D,解析若1 mol明礬KAl(SO4)212H2O和氫氧化鋇溶液反應(yīng),當(dāng)硫酸根離子恰好沉淀完全時(shí),需要2 mol氫氧化鋇,OH-的物質(zhì)的量是4 mol,鋁離子的物質(zhì)的量是1 mol,此時(shí)二者恰好完全反應(yīng)生成 ,故D項(xiàng)正確。,必備知識(shí)自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,2,3,1,4,1,2,3,4,1.將NaOH溶液逐滴加入用鹽酸酸化過的AlCl3溶液中,若用y軸表示Al(OH)3沉淀的量,x軸表示NaOH溶液的體積,下列圖像正確的是(),答案,解析,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,3.(2019江蘇徐州高三診斷)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料,提取時(shí)操作過程如圖所示,圖中操作錯(cuò)誤的是 () A.B.C.D.,答案,解析,1,2,3,4,4.鹵水中含有豐富的鎂離子,可制取多種含鎂產(chǎn)品。請回答下列問題: (1)向鹵水中加入Ca(OH)2可制取Mg(OH)2,其離子方程式是。 (2)Mg(OH)2可用來制取MgO,進(jìn)而制取金屬鎂。 灼燒Mg(OH)2得到MgO的化學(xué)方程式是。 1 200 時(shí),真空條件下用硅鐵(硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%99%)將MgO還原為鎂蒸氣(鐵不參與反應(yīng)),用化學(xué)方程式表示其原理: 。 (3)Mg(OH)2也可用來制取無水MgCl2。 從MgCl2溶液得到MgCl26H2O的操作是。 MgCl26H2O與SOCl2混合后加熱,可獲得無水MgCl2(已知SOCl2與水接觸時(shí)迅速形成白霧,生成SO2)。則得到無水MgCl2的化學(xué)方程式為。,1,2,3,解析 (1)Mg2+與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2。 (2)Mg(OH)2受熱分解生成MgO和H2O。1 200 時(shí)、真空條件下,Si將MgO還原為鎂蒸氣,同時(shí)生成SiO2。(3)MgCl2的溶解度隨溫度變化較小,且Mg2+易水解,故可使MgCl2溶液在氯化氫氛圍中蒸發(fā)、結(jié)晶得到MgCl26H2O。根據(jù)題中信息可知,SOCl2與MgCl26H2O反應(yīng)生成SO2、HCl和MgCl2。,4,