2020版高考化學復習 專題3 金屬及其化合物 第2講 從鋁土礦到鋁合金課件 蘇教版.ppt

第2講從鋁土礦到鋁合金,考綱要求:1.掌握鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。(宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想) 2.了解鋁及其重要化合物的制備方法。(科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任),考點一,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,考點二,鋁單質(zhì)的性質(zhì)及制備 1.鋁的原子結(jié)構(gòu)和在自然界中的存在 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、導熱性和延展性。,第3周期第A族,化合,銀白,較小,導電性,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,3.鋁的化學性質(zhì),考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學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,考點一,考點二,必備知識自主預診,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): (寫化學方程式)。 5.鋁熱反應(yīng) 實驗原理:高溫下鋁能將較不活潑的金屬從其氧化物中還原出來。 實驗裝置:鋁粉還原氧化鐵的實驗裝置如圖所示。,考點一,考點二,必備知識自主預診,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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習 1.在做鋁的燃燒實驗時,用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔,在酒精燈上加熱至熔化,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 鋁箔加熱時與O2發(fā)生反應(yīng)生成熔點很高的Al2O3薄膜,使內(nèi)部的鋁被Al2O3包裹著,所以熔化的鋁不易滴下。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,2.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銹蝕,所以鋁制品的使用壽命都很長 B.由于鋁具有強還原性,所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬 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.由于鋁的導電性能比銅強,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);銅的導電性能比鋁強。,B,考點一,考點二,必備知識自主預診,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)鋁的實驗現(xiàn)象、用途解釋正確的是(),答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,易錯警示(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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 鋁是一種既能與酸反應(yīng)又能與強堿溶液反應(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,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,解析 (1)根據(jù)化學方程式: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)因為在反應(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)化學反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl3H2、2NaOH3H2,故當HCl和NaOH的物質(zhì)的量相等時,二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等,根據(jù)關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)= 31,又因為兩溶液體積相等,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?？梢姰攨⒓臃磻?yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時,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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,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是高熔點的氧化物,常作為 材料及冶煉的原料。 (2)化學性質(zhì)(用離子方程式表示):,耐火,金屬鋁,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,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)化學性質(zhì)。,受熱分解:化學方程式為。,懸浮物,吸附,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,(3)制備(用離子方程式表示)。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,3.明礬凈水原理 明礬的化學式為,其凈水原理涉及的離子方程式為。,KAl(SO4)212H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,4.Al3+、Al(OH)3、 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+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習 1.中學學習階段接觸到的既能與強酸反應(yīng)又能與強堿反應(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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,2.(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錯誤;氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于強酸和強堿,Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,故B錯誤;氧化鋁不溶于水,不能與水反應(yīng)生成氫氧化鋁,故C錯誤;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,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,3.下列有關(guān)說法不正確的是() A.Al(OH)3在用于治療胃酸過多類疾病時表現(xiàn)出弱堿性 B.明礬溶于水后可得到少量的有強吸附性的Al(OH)3膠體,故明礬可作凈水劑 C.Al(OH)3可用于中和饅頭制作過程(如發(fā)酵階段)中產(chǎn)生的酸 D.Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能,C,解析治療胃酸過多時要消耗胃中的酸,因此Al(OH)3表現(xiàn)出弱堿性,A項正確;Al(OH)3膠體有強吸附性,能吸附水中懸浮的雜質(zhì)并最終轉(zhuǎn)化為沉淀而使水變澄清,B項正確;饅頭制作過程中加小蘇打可用于發(fā)泡和中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸,不用Al(OH)3,C項錯誤;耐火材料要求對熱穩(wěn)定性強且熔點很高,而Al(OH)3受熱易分解,D項正確。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,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,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,4.含鋁元素雜質(zhì)的除雜方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿溶液的特性,可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì),如(括號中物質(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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 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,向濾液中通入過量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項不符合除雜的要求。,B,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,考向2有關(guān)Al(OH)3的制備及沉淀量計算 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,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,歸納總結(jié)Al3+與強堿溶液反應(yīng)的計算規(guī)律 (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量。 當n(OH-)3n(Al3+)時, nAl(OH)3= n(OH-); 當3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)時,nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-); 當n(OH-)4n(Al3+)時,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。,考點一,考點二,必備知識自主預診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 (2019重慶一中周測)向明礬溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液,當硫酸根離子恰好沉淀完全時,鋁元素的主要存在形式是(),D,解析若1 mol明礬KAl(SO4)212H2O和氫氧化鋇溶液反應(yīng),當硫酸根離子恰好沉淀完全時,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,此時二者恰好完全反應(yīng)生成 ,故D項正確。,考點一,考點二,2,3,1,1,2,3,1.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,答案,解析,1,2,3,3.(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,提取時操作過程如圖所示,圖中操作錯誤的是 () A.B.C.D.,答案,解析,