2019版高考化学总复习 专题 铝的重要化合物导学案.doc

铝的重要化合物考点解读一、突破铝的3种重要化合物1氧化铝2氢氧化铝(1)物理性质白色胶状固体，有较强的吸附性。(2)化学性质写出上图标号中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3OH=AlO2H2O；2Al(OH)3Al2O33H2O。注意(1)Al(OH)3的电离Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。(2)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质有：Al、Al2O3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等)，弱酸的铵盐(如CH3COONH4等)。（3）制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3一种重要的复盐明矾(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。注意:明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的两种情况(1)沉淀的物质的量最大，此时铝元素的存在形式是Al(OH)3，明矾与Ba(OH)2的物质的量之比为23。反应的离子方程式：2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。(2)沉淀的质量最大，此时铝元素的存在形式是AlO，明矾与Ba(OH)2的物质的量之比是12，反应的离子方程式：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2O。二、掌握Al3、AlO、Al(OH)3转化的“三角关系”1转化关系图示2含铝化合物转化关系的应用(1)判断离子共存问题Al3与OH及AlO、CO、S2等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能共存。AlO与H、HCO以及弱碱阳离子Al3、Fe3等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)判断铝元素的存在形式可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式考向分析考向一、铝的重要化合物的性质与应用典例1、下列除去杂质的方法不正确的是( )A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤DMgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO解析：选B 氨水与Fe3和Al3均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。方法指导：含铝杂质的提纯方法利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去物质中的含铝杂质，如Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。考向二、从铝土矿中提取Al2O3的方法典例2、铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：回答下列问题：（1）写出反应1的化学方程式_ _；（2）滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_；（3）电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。【答案】：（1）2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O（2）CaSiO3 2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO（3）2Al2O3(熔融)4Al3O2 O2、CO2(CO)【解析】：本题是常考的Al的制备实验，由流程图可知反应1用于溶解二氧化硅和氧化铝，Fe不与碱反应，利用过滤除去Fe，所以滤液中的成分为硅酸钠和偏铝酸钠，加入氧化钙后硅酸钠转化为硅酸钙沉淀，偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体后转变为氢氧化铝，加热后生成氧化铝。电解制备铝的过程中由于阳极生成了氧气，高温下碳会被氧气氧化为CO、CO2，因此阳极产生的混合气体为 O2、CO2(CO)。方法指导：两种提纯氧化铝的方案铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界中主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法方案二：酸溶法考向三、含铝化合物间的转化关系及应用典例3、下列各组物质，不能按(“”表示反应一步完成)关系转化的是( )选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C【解析】各选项中物质间的转化为：A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D项，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。方法指导：（1）Al3、AlO、Al(OH)3的转化关系（2）铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式（3）应用判断离子共存问题：aAl3水解呈酸性，与OH、AlO、CO(HCO)、S2等不能大量共存。bAlO水解呈碱性，与H、HCO、Al3、Fe3等不能大量共存。鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：a向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。b向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。分离提纯：a利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。如Mg(Al)：加足量NaOH溶液； b利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。如Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；c利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3与其他金属阳离子。如Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。对点训练1铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝下列说法错误的是( )A、中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝【答案】C2下列关于Al及其化合物的说法中，正确的是( )AAl2O3可与水反应生成Al(OH)3 B铝是人类使用最早的金属之一 CAl2O3是碱性氧化物 DAl(OH)3沉淀可以溶于盐酸 【答案】D【解析】AAl2O3与水不反应，故A错误；B由于铜的活动性比较弱，以单质形式存在的比较多，在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜铁比铜活泼，到春秋时期才发现使用，铝的活动性比铁还强，难以炼制铝的单质，所以到近代才被大量应用，钛，难于提炼，在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，故B错误；CAl2O3是既能与强酸反应又能与强碱反应，为两性氧化物，故C错误；DAl(OH)3是两性氢氧化物，与盐酸反应生成氯化铝和水，故D正确；故选D。3下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是( )AAl(OH)3是两性氢氧化物 BAl(OH)3是难溶于水的白色胶状物质 CAl(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素 DAl(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸 【答案】D4在Al2O3Al(OH)3Na2CO3NH4HCO3四种物质中，与盐酸和氢氧化钠溶液均可反应的是( )A B C D【答案】C【解析】：Al2O3是两性氧化物，与盐酸反应生成氯化铝，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故正确；Al(OH)3属于两性氢氧化物，既能与盐酸反应，生成铝盐(Al3+)，又能与氢氧化钠反应生偏铝酸盐(AlO2-)，故正确；Na2CO3与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳与水，不能与氢氧化钠反应，故错误；NH4HCO3属于弱酸的酸式铵盐，与盐酸反应生成氯化铵、二氧化碳与水，与足量的氢氧化钠反应生成碳酸钠与氨气，故正确；故选C。5用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：加入MnSO4至紫红色消失，过滤；浓缩、结晶、分离，得到产品（1）H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_；（2）将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整：_MnO4-+_Fe2+_ _=_Mn2+_Fe3+_ _ （3）已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1molL-1根据表中数据解释步骤的目的： _；（4）己知：一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，向的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_；中加入MnSO4的目的是_。【答案】（1）Al2O3+6H+=2Al3+3H2O （2）1、5；8H+；1、5；4H2O （3）pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀 （4） 生成黄绿色气体 除去过量的MnO4-