2019版高考化学总复习 专题 铝的性质及应用导学案.doc

铝的性质及应用考点解读一、两个方面突破铝的性质1铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。3掌握铝的化学性质与用途(1)铝的化学性质写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：(2)铝的制备及用途制备电解熔融Al2O3：2Al2O34Al3O2用途纯铝用作导线铝合金制备汽车、飞机、生活用品等4制备2Al2O3(熔融)4Al3O25铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。二、铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是：A 失3e,A，所以不论是Al与酸还是与碱反应，Al与产生的H2的关系均是：2Al3H2。1等量铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为11。2足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为13。3一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量。考向分析考向一：铝的性质及用途典例1、下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )AK BNaCFe DAl解析：选D K、Na易与O2反应，A、B错误；铁易生锈，生成的Fe2O3不能保护内部金属，C错误；在空气中Al表面形成致密的Al2O3保护层，保护内层金属不被氧化，D正确。中/华-资*源%库考向二、铝与酸、碱的反应及计算典例2、甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成气体体积之比为12，则加入的铝粉的质量为( )A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g解析：选A 由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。题中已知HCl、NaOH的物质的量均为0.3 mol，且生成H2的体积之比为12，所以实际发生反应时的情况为HCl的量不足，Al过量；NaOH过量，Al的量不足。由生成H2的体积之比为12可知，反应的Al的量之比也为12，即与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g，与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。考向三：铝与酸或碱反应的定量分析典例3、铝作为一种特殊的金属，既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2，就铝的这些特性回答下列问题：（1）等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。（2）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。（4）甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g 【答案】 （1）11 （2）13 （3）31 （4）A【解析】（1）根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al与H2的关系式均为2Al3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。（2）因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH的物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13。 （3）因为铝足量且产生的H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。（4）其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。2Al6HCl = 2AlCl33H2 6 mol 3 mol3 molL10.1 L 0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。方法指导：铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3/AlO，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。 对点训练1足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸 【答案】A【解析】设Al为1mol，A铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAl(OH)4，1molAl消耗1molNaOH；B铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3，1mol铝消耗1.5mol硫酸；C铝与盐酸反应生成AlCl3，1mol铝消耗3mol盐酸；D硝酸与金属铝反应不生成氢气，综合以上分析可知放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是氢氧化钠溶液，故选A。2某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示： 下列说法不正确的是( )Ax为NaOH溶液，y为盐酸Bab发生的反应为：AlO2-+H+H2OAl(OH)3CbcAl的反应条件分别为：加热、电解Da、b 、c既能与酸又能与碱反应 【答案】D【解析】A铁粉和铝粉混合物，加入试剂X，过滤得到铁，试剂X能溶解铝，盐酸和铁、铝都反应，氢氧化钠溶液只和铝反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，a为偏氯酸钠溶液，偏铝酸钠和适量盐酸反应NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl，所以x为NaOH溶液，y为盐酸，故A正确；Ba为偏氯酸钠溶液，b为氢氧化铝，ab发生的反应NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl，离子反应为：AlO2-+H+H2OAl(OH)3，故B正确；Cb为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解2Al(OH)3Al2O3+3H2O，生成氧化铝和水，氧化铝电解2Al2O34Al+3O2，生成铝和氧气，故C正确；Db为氢氧化铝，为两性氢氧化物，既能与酸又能与碱反应，C为氧化铝，属于两性氧化物，既能与酸又能与碱反应，a为偏氯酸钠溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，故D错误；故选D。 3将4g铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量氢氧化钠溶液，过滤后向滤液中通入足量二氧化碳，再将沉淀滤出，经洗涤、干燥、灼烧后得到固体粉末的质量仍为4g，原合金中铁的质量分数最接近( )A30% B47% C53% D70%【答案】B4将15.6g Na2O2和5.4g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入HCl气体6.72L(标准状况)，若忽略反应过程中溶液的体积变化，则下列判断正确的是( ) A反应过程中得到6.72L(标准状况)的气体 B最终无沉淀生成 C最终得到的溶液中c(NaCl)=1.5mo/L D最终得到的溶液中c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-) 【答案】C【解析】15.6gNa2O2的物质的量为=0.2mol，5.4gAl的物质的量为=0.2mol，6.72LHC气体的物质的量为=0.3mol；所发生的有关反应为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2；2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2；HCl+NaOHNaCl+H2O，NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3+NaCl 2Na2O2+2H2O4NaOH+O20.2mol 0.4mol 2.24L 2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H20.2mol 0.2mol 0.2mol 6.72LA反应中共得到气体的体积为2.24L+6.72L=8.96L，故A错误；B将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中，反应后溶液的成分为0.2molNaOH和0.2molNaAlO2，加入0.3molHCl，反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2，生成0.1mol氢氧化铝沉淀，故B错误；C反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2，所以c(NaCl)=1.5mo/L，故C正确；D反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2，由电荷守恒可知c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(AlO2-)-c(H+)，故D错误；故选C。5、下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( )A铝粉与氧化镁共热可制取金属镁 B足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气C工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化【答案】C6铝能提炼难熔金属和制成铝热剂，是因为铝( )A密度小，熔点较低 B具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热 C在空气中燃烧，发出耀眼白光 D是金属 【答案】B7取四等份铝，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )A3 molL1氨水 B4 molL1HNO3C8 molL1NaOH D18 molL1H2SO4【答案】C 解析： A项，氨水与铝不反应，不产生氢气；B项，铝与HNO3反应不放出氢气；C项，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；D项，铝与浓硫酸发生钝化，不产生氢气。