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1、備考2022高考化學第一輪復習 第3章 金屬及其化合物 第2節(jié) 鋁及其重要化合物學案 必修1
一、鋁的主要性質及應用
1.存在及物理性質
⑴鋁位于元素周期表 。鋁元素在地殼中含量豐富,僅次于硅排第三位,在金屬當中是含量占 位。自然界中的鋁全部以 態(tài)存在。
⑵鋁為 色固態(tài),金屬,特別的是鋁的粉末是白色,工業(yè)稱為“銀粉”一般金屬的汾末是黑色的。
⑶鋁熔點為660.40C,沸點為24670C密度為2.7g·cm-3,導電性僅次于銀、銅和金。
2.化學性質:結構分析——鋁原子最外層有3個電子,表現(xiàn) 價,易失去表現(xiàn)
2、 性。
⑴跟非金屬單質反應
①與氧氣常溫時反應方程式: 。
現(xiàn)象:在表面生成一層 ,保護內部金屬。使Al 盡管很活潑,但很耐腐蝕。
②與氧氣點燃時反應:4 Al+3 O22Al2O3
現(xiàn)象: 。原因 。
③和鹵素反應,2 Al+3 X2 = 2AlX3(X2可以是Cl2、Br2)。此外,也能生成Al2S3、AlN、Al4C
3、3。
⑵鋁與酸反應
①與非氧化性強酸(稀硫酸、鹽酸)反應,離子方程式: 。
②與氧化性酸 常溫下,鋁、鐵遇 、 發(fā)生鈍化,加熱時能反應。
與熱濃硫酸: ;
與稀硝酸反應: ;
⑶鋁與強堿溶液反應:
4、 ;
離子方程式: ;
⑷鋁熱反應:2 Al+Fe2O3 。
鋁熱劑: 與活潑性在鋁以后的 的混合物稱為鋁熱劑。
鋁熱反應用途:野外焊接鋼軌,可用于冶煉Ni、Mn、V、W、Cr等難熔金屬。
二、鋁的重要化合物
1.氧化鋁
⑴物理性質: 色
5、 態(tài),熔點 (2045℃), 溶于水。
⑵化學性質:是 氧化物,①與酸反應離子方程式: 。
②與堿反應離子方程式: 。
⑶用途:熔點很高,是一種比較好的 材料,還可以制作各種寶石。
2.氫氧化鋁
⑴物理性質: 色膠狀沉淀。
⑵化學性質:
①氫氧化鋁是兩性氫氧化物,只溶于 酸或 堿,而不溶于 酸
6、或 堿。
與酸反應離子方程式: ;
與堿反應離子方程式: 。
②氫氧化鋁受熱分解: 。
⑶Al(OH)3的制備:
①用 堿氨水與可溶性鋁鹽反應離子方程式: 。
②向偏鋁酸鹽中通入CO2(少量)離子方程式:
7、 。
3.明礬
⑴化學式: ,明礬是含有結晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復鹽。
⑵性質:Al3+容易水解,溶液顯 性,離子方程式: 。
⑶用途:氫氧化鋁膠體的吸附能力很強,可以吸附水里懸浮的雜質,明礬是一種較好的 劑。
一、“鋁三角”的轉化關系及其應用
1. Al3+、Al(OH)3、AlO之間轉化關系:
(1) Al3+→Al(OH)3( 可實現(xiàn)反應):
①Al3++ OH-=
8、== 。
②Al3++ NH3·H2O=== 。
③Al3++AlO 。
(2) Al(OH)3 →Al3+( 可實現(xiàn)反應, 不能發(fā)生該反應):
Al(OH)3+ 。
(3)AlO2-→Al(OH)3(
9、 可實現(xiàn)反應):
①AlO+H++ ;
②AlO+CO2 。
(4) Al(OH)3→AlO2-( 可實現(xiàn)反應, 不能發(fā)生該反應):
Al(OH)3+;
(5) Al3+→AlO2-( 可實現(xiàn)反應,):
Al3++
10、 ;
(6) AlO2-→Al3+( 可實現(xiàn)反應):
AlO+ 。
2.常見解題應用:
⑴離子共存問題:
①Al3+因雙水解程度較大,與OH-,及S2-、HS-、AlO、CO32-、HCO3-等弱酸根均不能大量共存。
②AlO和OH-相同,只與強堿陽離子如Na+、K+、Ba2+大量共存,與其它弱堿陽離子都不共存。
⑵鑒別AlCl3和NaOH(
11、利用滴加順序不同,現(xiàn)象不同)
①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象為: 。
②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為: 。
⑶分離提純:分離Al與其他金屬的混合物、分離Al2O3與其他金屬氧化物、分離Al3+與其他金屬陽離子時。都用 溶液。
⑷不同形式鋁的化合物之間轉化關系,可以參照圖示分析,隔位物質間能發(fā)生反應,生成中間產物;若有兩種中間產物,則與反應物用量有關
12、:HCl——AlCl3——Al(OH)3——NaAlO2——NaOH。例NaOH與AlCl3反應,可能生成Al(OH)3,也可能生成NaAlO2;AlCl3與NaAlO2反應,只能生成Al(OH)3。
二、氫氧化鋁沉淀的圖象分析
操作
現(xiàn)象
圖像
離子方程式
向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加入NaOH 溶液至過量。
向一定量的NaAlO2 溶液中逐滴加入稀鹽酸溶液至過量。
向一定量的NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3 溶液至過量。
向一定量的鹽酸 溶液中逐滴加入NaAlO2溶液至過量。
向一定量的AlCl3 溶液中逐
13、滴加氨水溶液至過量。
向一定量的NaAlO2 溶液中緩慢通入CO2至過量。
三、鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系
1.等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產生氫氣體積比= 。
2.足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉反應,產生氫氣的體積比為=。
3.一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應,產生氫氣的體積比為 ≤≤ ,則必定是:①鋁與鹽酸反應時,鋁過量而鹽酸不足;②鋁與氫氧化鈉反應時,鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應充分利用上述過量關系。
1.向30 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 mol·L-
14、1的NaOH溶液,若產生0.78 g白色沉淀,則加入的NaOH溶液的體積可能為 ( )
A.3 mL B.7.5 mL C.15 mL D.17.5 mL
2.甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質量為 ( )
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
第二節(jié) 鋁及其重要化合物參考答案
【基礎落實】
一、鋁的主要性質及應用
1. ⑴第三周
15、期ⅢA族 第一 化合 ⑵銀白
2. +3 還原
⑴①4 Al+3 O2===2Al2O3 致密的氧化膜 ②鋁表面熔化但不滴落 生成的Al2O3熔點很高,把已經熔化的鋁兜住了
⑵①2 Al+6 H+ =2Al3++3H2↑ ②濃硫酸 濃硝酸
2Al+6H2SO4(濃)Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
1 Al+4 HNO3(稀) === Al(NO3)3+NO↑+2H2O
⑶2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O = 2 AlO2-+3H2↑
⑷Al
16、2O3+2Fe 鋁粉 金屬氧化物
二、鋁的重要化合物
1.⑴白 固 高 難 兩性
⑵Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH- ===2AlO2-+H2O ⑶耐火
2.⑴白 ⑵強 強 弱 弱 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O 2 Al(OH)3Al2O3+3H2O ⑶弱 Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ 2 AlO2-+ CO2+3H2O2 Al(OH)3↓+ CO32
17、-
3.⑴KAl(SO4)2·12H2O ⑵酸 Al3++3H2OAl(OH)3 +3H+ ⑶凈水
【規(guī)律總結】
一、“鋁三角”的轉化關系及其應用
1. (1)強堿弱堿均 3 Al(OH)3↓ 3 Al(OH)3↓+3NH4+ 3 +6H2O===4Al(OH)3↓
(2) 強酸 弱酸 3 H+===Al3++3H2O
(3) 強酸弱酸均 H2O===Al(OH)3↓ +2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-
(4) 強堿 弱堿 OH-===AlO2-+2H2O
(5) 只有強堿且過量
18、 4OH-=== AlO2-+2H2O
(6) 只有強酸且過量 4H+===Al3++2H2O
2.⑵先產生白色沉淀,后沉淀溶解 開始無明顯現(xiàn)象,后產生白色沉淀,沉淀不溶解。⑶強堿或NaOH
二、氫氧化鋁沉淀的圖象分析
操作
現(xiàn)象
圖像
離子方程式
立即產生白色沉淀→漸多→最多→減少→消失
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
立即產生白色沉淀→漸多→最多→減少→消失
AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2
19、O
無沉淀→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
無沉淀→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
AlO2-+4H+= Al3++2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
立即產生白色沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
Al(OH)3與NH3·H2O不 反應
立即產生白色沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
CO32-+ CO2+H2O=2HCO3-
三、鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系
1. 1∶1 2. 1∶3 3. 1/3 1/1
【對點訓練】
1. B 2. A