2019年高考化學一輪總復習 考點掃描 專題07 鋁及其化合物學案.doc

專題07 鋁及其化合物【復習目標】1.了解鋁的主要性質及應用。2.了解鋁的重要化合物的主要性質及應用。【考情分析】鋁及其化合物的性質多與日常生活、生產(chǎn)中的應用有關，高考題型有選擇題、實驗題、化學工藝流程題等。選擇題重點考查化學方程式、離子方程式、離子共存、物質鑒別、物質制取等，非選擇題中常借助工藝流程的形式,以除雜或提純等相關問題為主線綜合考查金屬元素化合物的性質，預計2019年會繼續(xù)在選擇題中或非選擇題中加強對常見金屬元素的考查,以工藝流程的形式考查考生對陌生金屬元素的認知能力?！究键c過關】考點一 金屬鋁原子結構鋁位于元素周期表第三周期A族，鋁是地殼中含量最多的金屬元素，自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在物理性質鋁是銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質地柔軟化學性質與O2反應常溫下，鋁被空氣里的氧氣氧化，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內部的金屬繼續(xù)與氧氣反應鋁在空氣中強熱：4Al3O22Al2O3（反應放出大量的熱和耀眼的白光，因此鋁可用于制造燃燒彈、信號彈、火箭推進劑等）與Cl2反應2Al3Cl22AlCl3與酸溶液反應與非氧化性強酸(稀硫酸、鹽酸)反應：2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2 2Al6H+ 2Al3+3H2常溫下，鋁、鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化，所以可用鋁制容器盛裝濃硫酸或濃硝酸加熱時，鋁與熱濃硫酸、濃硝酸反應：2Al6H2SO4(濃)Al2(SO4)33SO26H2O鋁與稀硝酸反應不產(chǎn)生H2與強堿溶液反應2Al6H2OAl(OH)33H2，Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O，上述兩個反應疊加得：2Al2NaOH2H2O 2NaAlO23H2鋁熱反應2AlFe2O3Al2O32Fe,這個反應稱為鋁熱反應,鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑.鋁熱反應可用于焊接鋼軌，可用于冶煉Ni、Mn、V等難熔金屬，如10Al3V2O55Al2O36V ，8Al3Co3O44Al2O39Co，8Al3Fe3O44Al2O39Fe等制備電解熔融Al2O3：2Al2O34Al3O2用途純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等【考點演練】下列說法正確的是 。鋁在空氣中不易氧化是因為性質不活潑由于鋁的導電性比銅、銀都強，所以常用其制造電線、電纜常溫下，由于鋁與濃硫酸鈍化時不反應，所以可用鋁制槽車運送濃硫酸鋁既能溶于酸，又能溶于堿將一塊帶有氧化膜的鋁片與過量的濃NaOH溶液完全反應后，取澄清溶液將其蒸干，得純凈的NaAlO2固體兩份相同質量的鋁粉，分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生的氫氣的質量前者多不直接用鋁片跟稀硝酸反應制硝酸鋁主要是因為鋁在稀硝酸中發(fā)生鈍化常溫下，相同的鋁片分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完與Al反應能產(chǎn)生H2的溶液中一定大量共存：Fe2、K、NO、SO濃硝酸滴入用砂紙打磨過的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，說明鋁的熔點較低用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質鋁：2Al2OH2H2O=2AlO3H2答案：考點二 鋁的化合物1.氧化鋁物理性質白色固體，高熔點(2045)，難溶于水化學性質氧化鋁是兩性氧化物，既能與酸反應生成鹽和水，又能和堿反應時生成鹽和水的氧化物，反應的離子方程式分別為：Al2O36H+2Al3+3H2O，Al2O32OH-2AlO2+2 H2O用途利用其高熔點常用作高級耐火材料，如制坩堝、高溫爐管等；利用其高制剛玉球磨機、高壓鈉燈的燈管等2.氫氧化鋁物理性質氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀物質，能凝聚水中的懸浮物，又能吸附色素，因此可用于水的凈化化學性質氫氧化鋁是兩性氫氧化物，既能與酸反應生成鹽和水，又能和堿反應時生成鹽和水的氫氧化物，反應的離子方程式分別為：Al(OH)33H+Al3+3H2O ，Al(OH)3OH=AlO22H2O受熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O制備鋁鹽與氨水反應：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4偏鋁酸鹽與二氧化碳反應：AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3或2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO32鋁鹽與偏鋁酸鹽反應：Al33AlO26H2O=4Al(OH)33.氫氧化鋁兩性的應用：氫氧化鋁具有兩性，可用電離平衡移動的原理來解釋：氫氧化鋁的電離方程式可表示如下：H+AlO2+H2OAl（OH）3Al3+3OH（酸式電離） （堿式電離）其電離程度相當微弱，只有加入強酸(或強堿)時，大量的H+(或OH)才能破壞氫氧化鋁的電離平衡，使平衡向右(或左)移動，生成鋁鹽(或四羥基合鋁酸鹽)，所以氫氧化鋁既能與酸反應，又能與堿反應.當加入弱酸或弱堿時，因H+或OH濃度太小，不能使上述平衡移動，因此Al(OH)3只溶于強酸或強堿，而不溶于弱酸或弱堿。判斷離子共存問題Al3+與OH會發(fā)生復分解反應而不能共存；AlO2與H會發(fā)生AlO2+H+H2O=Al(OH)3反應而不能共存；Al3+與AlO2、HS、S2、HCO3、CO32等；AlO2與AI3+、NH4+、Fe3+等會發(fā)生雙水解反應而不能共存Al3+、AlO2和Al（OH）3的相互轉化在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：向可溶性鋁鹽溶液中滴加氨水至過量：向偏鋁酸鹽溶液中緩慢通入二氧化碳至過量：利用滴加順序不同鑒別物質向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀向NaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向鹽酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀鋁土礦冶煉金屬鋁堿溶法：酸溶法：4.鋁鹽通性水解性： Al3容易水解，Al3+3H2O Al(OH)33H+，生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強，可以吸附水里懸浮的雜質，并形成沉淀，使水澄清雙水解：Al3+與AlO2、HS、S2、HCO3、CO32等會發(fā)生雙水解反應，如硫酸鋁溶液與碳酸鈉溶液混合發(fā)生離子反應的方程式為：2Al33CO323H2O2Al(OH)33CO2明礬明礬是含有結晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復鹽,化學式KAl(SO4)212H2O，明礬是一種較好的凈水劑【考點演練】下列說法正確的是 。泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應Al2O3熔點高，可用作耐高溫材料向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀明礬作凈水劑時起還原作用Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應制備Al(OH)3的方法是：向1 molL1 AlCl3溶液中加入過量的6 molL1 NaOH溶液氫氧化鋁可作胃酸的中和劑用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，反應后固體物質增重將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生明礬KAl(SO4)212H2O既可用作凈水劑，也可用作消毒劑答案：考點三 鎂的性質及應用原子結構鎂位于元素周期表第三周期A族物理性質鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低化學性質與O2反應鎂條在O2中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質，反應的化學方程式為2MgO22MgO與N2反應鎂條能與N2反應，化學方程式為3MgN2Mg3N2與水反應鎂不易與冷水反應，能與沸水反應Mg2H2OMg(OH)2H2與酸反應鎂是活潑金屬，能與鹽酸、稀硫酸反應放出H2，反應的離子方程式為Mg2H=Mg2H2與某些氧化物反應鎂能在CO2中燃燒，反應的化學方程式為2MgCO22MgOC制備工藝流程基本步驟及主要反應制熟石灰：CaCO3CaOCO2CaOH2O=Ca(OH)2沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2酸化：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸發(fā)結晶：析出MgCl26H2O脫水：在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂電解：電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融) MgCl2用途鎂制造信號彈和焰火；鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件；氧化鎂用于制耐高溫材料【考點演練】下列說法正確的是 。工業(yè)上制造鎂粉是將鎂蒸氣在CO2氣體中冷卻Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2)>r(Mg)把相同大小的一塊鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中，鋁溶解有氣泡放出，而鎂沒有任何變化，說明鋁的金屬性比鎂強使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑能分離氧化鎂中混有氧化鋁鎂和鋁原子的最外層電子數(shù)都為3Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應加入過量的氫氧化鈉溶液,將含有Mg2、Al3的混合溶液中的Mg2沉淀下來海水中提取鎂的過程中包括了分解、化合、復分解、置換四種反應類型將氯化鎂晶體(MgCl26H2O)直接加熱可制得無水氯化鎂將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性答案：【過關練習】1. (保定2016屆高三模擬)某同學通過系統(tǒng)實驗探究鋁及其化合物的性質，操作正確且能達到目的的是()A向氯化鋁溶液中滴加過量氨水，最終得到澄清溶液B等質量的鋁粉分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應制得等質量的氫氣C常溫下鋁與濃硝酸反應制得大量的NO2DAlCl3溶液加熱蒸干得到無水氯化鋁晶體解析：Al(OH)3不溶于氨水，A錯誤；常溫下鋁與濃HNO3發(fā)生“鈍化”，C錯誤；蒸發(fā)AlCl3溶液促進AlCl3的水解得到Al(OH)3，D錯誤。答案：B2. (南昌2016屆模擬)Al(OH)3和Ga(OH)3均為兩性氫氧化物，已知酸性：H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把過量的CO2氣體通入含等物質的量的NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中，下列說法正確的是()A無任何明顯現(xiàn)象B先生成兩種沉淀，后沉淀又逐漸溶解C先出現(xiàn)Al(OH)3沉淀，后出現(xiàn)Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解D先出現(xiàn)Ga(OH)3沉淀，后出現(xiàn)Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解解析：因為酸性H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，故向NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中充入過量CO2，Al(OH)3先沉淀，Ga(OH)3后沉淀，但均不溶于H2CO3。答案：C 3. (2016屆銀川高三質檢)從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應 4.保定高陽中學(2017屆月考)下列圖象表示Al3與AlO物質的量變化的曲線，實線表示Al3，虛線表示AlO，其中正確的是()解析：根據(jù)反應Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2O可知，Al3減少消耗NaOH的物質的量與AlO增加消耗NaOH的物質的量之比為31，A項錯誤，B項正確；根據(jù)AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，AlO減少消耗HCl的物質的量與Al3增加消耗HCl的物質的量之比為13，C、D項錯誤。答案：B5.(淄博2018屆聯(lián)考)某同學在實驗室利用氫氧化鈉、鹽酸分離鐵粉和鋁粉混合物，物質轉化關系如圖所示：下列說法不正確的是()AX為NaOH溶液，Y為鹽酸 Bab發(fā)生的反應為AlOHH2O=Al(OH)3CbcAl的反應條件分別為加熱、電解 Da、b、c既能與酸又能與堿反應 6.(武邑中學2017屆二調)在鋁制易拉罐中收集滿CO2，加入過量的NaOH溶液，立即封口并振蕩，可以發(fā)現(xiàn)易拉罐先咔咔作響，變癟，然后再次鼓起來，其過程中沒有涉及的化學反應是()AAl(OH)3分解 BCO2OHCAlOHH2O DAl2O3OH解析：NaOH溶液先與CO2反應，氣壓減小，易拉罐變癟；再與鋁表面的Al2O3反應，最后與Al反應，生成H2，易拉罐變鼓。答案：A7. (衡水2017屆模擬)常溫下，將一定量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 molL1的鹽酸滴定，測得生成沉淀的質量與消耗鹽酸的體積關系如圖所示，則下列說法正確的是()A原合金質量為0.92 g B產(chǎn)生氫氣的體積為896 mL(標準狀況下)C圖中m的值為1.56 D圖中V2的值為60解析：pH14，則c(OH)1 molL1，即n(NaOH)1 molL10.02 L0.02 mol，V10.02 L20 mL，則n(NaAlO2)1 molL10.02 L0.02 mol。根據(jù)元素守恒，m(合金)(0.020.02)mol23 gmol10.02 mol27 gmol11.46 g，A錯誤；在標準狀況下生成H222.4 Lmol11.12 L，B錯誤；mAl(OH)30.02 mol78 gmol11.56 g，C正確；V2(40V1)340100，D錯誤。答案：C8. 氯離子插層鎂鋁水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一種新型離子交換材料。某課外活動小組同學利用如圖甲裝置(固定裝置略去)測定Mg2Al(OH)6ClxH2O的化學式，Mg2Al(OH)6ClxH2O高溫下分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣。(1)裝置連接后首先進行的操作是_。(2)將一定質量的Mg2Al(OH)6ClxH2O放在加熱裝置中充分加熱，冷卻后稱量剩余固體的質量是131 g，則其中MgO的質量是_g。(3)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x，加熱前先通過N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質量后，再持續(xù)通入N2。裝置的連接順序為a_(用接口處的小寫字母表示)。實驗過程中裝置C吸收HCl氣體，沒有用如圖乙所示防倒吸裝置的理由是_。完全分解后測得C增重3.65 g，D增重9.90 g，則x_。(4)下列實驗方案也能測定x值的是_，并且對不選方案說明不合理的理由： _(若兩個方案都選，此問就不作答)。方案1：測定加熱裝置剩余固體的質量和裝置D增重的質量方案2：測定加熱裝置剩余固體的質量和裝置C增重的質量(5)上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成Mg2Al(OH)6Cl12x(CO3)xzH2O，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應?，F(xiàn)以此物質為樣品，用(3)中連接的裝置和試劑進行實驗測定z，除測定D的增重外，至少還需測定下列數(shù)據(jù)中的_(填字母)。a樣品質量b樣品分解后殘余物質量 c裝置C的增重 Mg2Al(OH)6Cl12x(CO3)xzH2O中有x和z兩個未知量，所以至少應該知道3個量才能列方程組計算，故除測定D的增重外還應該至少再測量a、b、c中的任意兩個量。答案：(1)檢查裝置的氣密性(2)80(3)edb實驗過程中持續(xù)通入N2，沒有必要用如圖乙所示防倒吸裝置3(4)方案1由加熱裝置剩余固體的質量可計算裝置C增重的質量，與x的大小沒有關系，因此方案2是不合理的(5)ab或ac或bc 9. 實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應制備MgAl2O4的主要流程如下：(1)制備MgAl2O4過程中，高溫焙燒時發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是_。(3)在25 下，向濃度均為0.01 molL1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化學式)，生成該沉淀的離子方程式： _已知25 時KspMg(OH)21.81011，KspAl(OH)331034。(4)無水AlCl3(183 升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是_；F中試劑的作用是_。(5)將Mg、Cu組成的3.92 g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應后，固體完全溶解時收集到還原產(chǎn)物NO氣體1.792 L(標準狀況)，向反應后的溶液中加入4 molL1的NaOH溶液80 mL時金屬離子恰好完全沉淀。則形成沉淀的質量為_g。m(金屬)m(OH)3.92 g0.12 mol217 gmol18.00 g。答案：(1)2Al(OH)3Mg(OH)2=MgAl2O44H2O(2)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)(3)Al(OH)3Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(4)除去HCl吸收水蒸氣(5)8.00 10. 某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，還含有Fe2O3等雜質。利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程如圖所示：請回答下列問題：(1)粉碎后的鋁土礦堿浸時應在高溫下進行，其目的是_。(2)AlO(OH)與NaOH溶液反應的化學方程式為_。(3)在稀釋、結晶過程中，稀釋的目的是_；加Al(OH)3晶核的目的是促進Al(OH)3的析出。上述“稀釋、結晶”工藝，也可用通入足量的_氣體的方法來代替。(4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質，該雜質可通過苛化反應除去，寫出苛化反應的化學方程式：_。(5)該生產(chǎn)流程能實現(xiàn)_(填化學式)的循環(huán)利用。答案：(1)加快反應速率(2)AlO(OH)NaOH=NaAlO2H2O(3)促進AlO的水解CO2(4)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(5)NaOH11. 硼及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。已知：硼鎂礦的主要成分為Mg2B2O5H2O，硼砂的化學式為Na2B4O710H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為回答下列有關問題：(1)硼砂中B的化合價為_價；溶于熱水后，常用稀硫酸調pH至23制取H3BO3，該反應的離子方程式為_。X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物，其與Mg反應制取粗硼的化學方程式為_。(2)MgCl27H2O在HCl氛圍中加熱的原因是_。若用惰性電極電解MgCl2溶液，其陰極反應式為_。(3)鎂H2O2酸性燃料電池的反應機理為MgH2O22H=Mg22H2O，則其正極反應式為_。常溫下，若起始電解質溶液pH1，則pH2時，溶液中Mg2的濃度為_。已知KspMg(OH)25.61012，當溶液pH6時，_(填“有”或“沒有”)Mg(OH)2沉淀析出。(4)制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質硼?，F(xiàn)將0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 molL1Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。滴定時用到的指示劑是_。該粗硼樣品的純度為_。(提示：I22S2O=2IS4O)答案：(1)3B4O2H5H2O=4H3BO33MgB2O3高溫,2B3MgO(2)防止MgCl2水解2H2OMg22e=H2Mg(OH)2(3)H2O22H2e=2H2O0.045 molL1 沒有(4)淀粉99%