1,铝及其化合物,第 三 章,热点知识剖析 铝作为典型两性金属元素的代表，它的单质及其化合物知识一直是高考考查的热点，特别是Al3+和AlO-2的性质问题，在离子共存、离子方程式和物质鉴别等方面出现的几率较大，另外在推断、计算和实验等试题中也会涉及铝及其化合物知识的应用。在复习中要以Al及其对应Al2O3、Al(OH)3的两性，Al3+与Al(OH)3及NaAlO2相互转化为重点，注意由于反应物的物质的量不同引起的产物、反应现象不同的问题。,3,从铝土矿中提取铝 工艺流程 （1）原料：铝土矿（主要成分Al2O3,含Fe2O3、SiO2等杂质） （2）方法：酸溶法、碱溶法 （3）工艺流程图,4,酸溶法：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3,5,AlO2 Al(OH)3 Al3+,Al,Al2O3,O2,OH_,加热,H+,OH_,酸,OH_,OH_,H+,小结:铝及其化合物的转化关系,酸,6,H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-,酸式电离,碱式电离,7,Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O Al3+4OH-=AlO2-+2H2O AlO2-+H+H2O=Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O AlO2-+4H+=Al3+2H2O,氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，是中学化学中 的重点内容，要切实掌握“铝三角”,8,三、有关氢氧化铝的图象,类型一： 铝盐溶液和碱（弱碱和强碱）的反应,现象：立即产生白色沉淀渐多 -最多-沉淀不消失,铝盐溶液与弱碱反应,Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+,9,现象：无沉淀出现白色沉淀-渐多-最多 -沉淀不消失,10,向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量,1、实验现象 2、反应离子方程式,A,现象：立即产生白色沉淀渐多-最多-渐少-消失,Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,3、图像,B,铝盐溶液与强碱反应,11,12,类型二向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象： 2、反应离子方程式,无沉淀（有但即溶）-出现沉淀-渐多-最多沉淀不消失。,Al3+4OH-= AlO2-+2H2O Al3+ 3AlO2-+6H2O =4Al(OH)3,13,类型三向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液至过量,A,1、实验现象： 2、反应离子方程式,立即产生白色沉淀渐多-最多-渐少-消失,AlO2-+H+H2O =Al(OH)3 Al(OH)3+3H+= Al3+ +3H2O,3、图像,B,14,类型四.向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象： 2、反应离子方程式,无沉淀（有但即溶）-出现沉淀-渐多-最多沉淀不消失。,AlO2-+4H+ =Al3+ +2H2O Al3+3AlO2-+6H2O =4Al(OH)3,15,类型,16,17,现有下列几种情况,分别用哪种图象表示? (1)向AlCl3溶液中加入氨水 (2)向NaAlO2溶液中通入CO2 (3)向盐酸酸化的AlCl3溶液中加入NaOH溶液 (4)向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液 (5)向AlCl3和NH4Cl混合溶液中加入NaOH溶液 （6）向MgCl2和AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸（ NaOH和盐酸的物质的量浓度相等）,变式训练,18,1、向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液。,2、向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液至过量。,3、向盐酸中滴加NaAlO2溶液至过量。,4、向NaAlO2中滴入盐酸至过量。,5、向AlCl3溶液中滴加NaAlO2溶液至过量。,6、向NaAlO2 的NaOH溶液中滴加HCl至过量。,7、向AlCl3和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量。,8、向AlCl3溶液中滴加氨水至过量。,19,课堂练习1,20,答案B,21,向30 mL 某浓度的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液，产生沉淀与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。若产生0.78g白色沉淀，则加入的溶液的体积可能为（ ） A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL,课堂练习2,BD,0.01mol,30,7.5,27.5,22,将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，向反应后的溶液中逐滴加入1mol/LNaOH溶液，产生沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示。求: （1）盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。 （2）合金中镁和铝的质量。,课堂练习3,1.4 mol/L,Mg:3.6g Al:2.7g,23,24,25,26,27,把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生0.58g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入0.5mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如下图所示。试回答：,（1）混合物中各物质的物质的量： NaOH是 mol， AlCl3是mol， MgCl2是 mol。 （2）C点所加的盐酸的体积是 ml。,0.065,0.01,0.01,130,思维拓展,28,四、有关计算 根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量 二者反应产物Al(OH)3能和强碱继续反应，其计算规律如下:,当n(OH-)3n(Al3+)时，nAl(OH)3=13n(OH-) 当3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-) 当n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=0,无沉淀,29,根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量,当n(Al3) 3nAl(OH)3 分上述二种情况讨论,30,根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量,31,根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量,（考查单质铝的性质）将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成4份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( ) A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3 C.8molL-1 NaOHD.18molL-1 H2SO4,A,在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不能产生H2，加入NaOH溶液，只有Al与之反应，加入盐酸，镁和铝都与盐酸反应生成H2，所以生成的H2的量最多。,方法指导：本题主要考查Mg、Al与硝酸的反应以及Al和浓硫酸发生钝化的性质,物质的量浓度为18 molL-1的H2SO4，是质量分数约为98%的浓H2SO4，不了解易造成失误。,（考查含铝化合物的性质）将AlCl3溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中所含铝元素与溶液中所含铝元素相等，则原AlCl3与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是() A.13B.32 C.14D.27,D,溶液中的Al元素可能有两种存在形式（1）若AlCl3过量，溶液中以Al3+形式存在,（2）若NaOH过量，溶液中以AlO-2形式存在,c(AlCl3)c(NaOH)=(1+1)3=23,c(AlCl3)c(NaOH)=1(3+0.5)=27,方法指导：本题主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO-2的相互转化，注意：。,（考查铝的化合物知识的综合运用）三位同学设计了以下由废铝屑制取纯净的氢氧化铝的方案： 提示：,Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3 ,制备相同物质的量的氢氧化铝，消耗酸和碱最少的方案是 ，按最优方案，每制备1mol Al(OH)3，至少消耗3mol/L H2SO4溶液 mL,6mol/L NaOH溶液 mL。,125,125,用碱 n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3， 用酸 n(H+)=3n(Al3+)=31 4nAl(OH)3。,方法指导：Al3+、Al（OH）3、AlO-2之间的相互关系是综合性试题中经常涉及的知识点，Al3+存在于强酸性，AlO-2存在于强碱性，Al（OH）3存在于中性或弱酸弱碱的条件，也就是说，改变酸碱性就可改变铝元素的存在状态。,39,铝与酸、碱的反应,40,41,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 gB3.6 g C2.7 g D1.8 g 思路点拨利用极值法分析，若盐酸恰好完全反应耗Al 2.7 g；NaOH恰好完全反应耗Al 8.1 g。当Al2.7 g时，Al完全溶解生成H2之比为11；当Al8.1 g时，Al足量生成H2之比为13；现生成H2之比为12。,42,听课记录其反应原理分别为：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NaOH来说是不足的。 2Al6HCl = 2AlCl3 3H2 6 mol3 mol 3 molL10.1 L0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol 2Al2NaOH2H2O = 2NaAlO2 3H2 227 g3 mol 54 g0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。 【答案】A,43,例1(2009上海高考)镁和铝分 别与等浓度、等体积的过量稀硫 酸反应，产生气体的体积(V)与时 间(t)关系如右图反应中镁和铝 的() A物质的量之比为32 B质量之比为32 C摩尔质量之比为23 D反应速率之比为23,44,名师精析由关系式：MgH2,2Al3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al物质的量之比为32，故A项正确二者质量之比为43，摩尔质量之比为89，反应速率之比为32.,答案A,45,金属与酸或碱反应的实质是金属失电子，金属失去的电子数等于生成H2中的氢原子数，常用的方法有守恒法和平均值法(即求混合金属的平均相对原子质量),46,练习 1将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气 产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为 () AHNO3溶液BBa(OH)2溶液 CH2SO4溶液 DHCl溶液,47,答案：D,解析：5.4 g Al即为0.2 mol,200.0 mL 2.0 molL1的溶液中所含的溶质为0.4 mol，在A选项中硝酸与Al反应没有H2生成在B选项中Al和Ba(OH)2反应是2AlBa(OH)22H2O = Ba(AlO2)3H2，可以看出金属无剩余，是Ba(OH)2过量在C选项中根据电子守恒，0.2 mol的铝可提供电子0.6 mol，而0.4 mol的硫酸可提供H 0.8 mol，Al不剩余 D选项中0.4 mol HCl提供0.4 mol H，而0.2 mol Al需0.6 mol H，Al有剩余,48,2有两种金属的混合物7 g，与足量稀盐酸反应后放出标 准状况下H2 5.6 L，则混合物不可能的组合是 () AZn、Fe BFe、Mg CMg、Zn DMg、Al,.,49,答案：AD,解析：7 g金属生成0.25 mol H2，共转移0.5 mol电子所以混合物的平均摩尔电子质量为7 g0.514 g，混合物组分的摩尔电子质量，其一必大于14 g，另一必小于14 g选项中各金属的摩尔电子质量为Z