歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第講 1 常見無機(jī)物 鋁及其化合物 16 第四單元 熱點(diǎn)知識剖析鋁作為典型兩性金屬元素的代表 它的單質(zhì)及其化合物知識一直是高考考查的熱點(diǎn) 特別是Al3 和AlO 2的性質(zhì)問題 在離子共存 離子方程式和物質(zhì)鑒別等方面出現(xiàn)的幾率較大 另外在推斷 計算和實(shí)驗(yàn)等試題中也會涉及鋁及其化合物知識的應(yīng)用 在復(fù)習(xí)中要以Al及其對應(yīng)Al2O3 Al OH 3的兩性 Al3 與Al OH 3及NaAlO2相互轉(zhuǎn)化為重點(diǎn) 注意由于反應(yīng)物的物質(zhì)的量不同引起的產(chǎn)物 反應(yīng)現(xiàn)象不同的問題 3 基礎(chǔ)知識回顧一 鋁元素在自然界中的存在鋁元素在地殼中含量豐富 僅次于氧和硅 是含量最多的金屬 它屬于有色金屬和輕金屬 自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在 鋁土礦的主要成分是Al2O3 二 鋁單質(zhì)1 物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體 有良好的延展性 導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等 4 2 化學(xué)性質(zhì) 1 與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 與O2反應(yīng) 常溫下 鋁表面可形成致密的氧化物薄膜 故金屬鋁有一定的抗腐蝕性 點(diǎn)燃或加熱時與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 在點(diǎn)燃或加熱的條件下與Cl2 S反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)方程式分別為 5 2 與酸反應(yīng) 常溫下鋁遇 能夠發(fā)生鈍化 與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 6 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 濃H2SO4 濃HNO3 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 3 與強(qiáng)堿 如NaOH 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4 與某些鹽 如CuCl2 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al 3CuCl2 2AlCl3 3Cu 5 與金屬氧化物 如Fe2O3 反應(yīng) 鋁熱反應(yīng) 的化學(xué)方程式為 7 此反應(yīng)放出大量的熱 可用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬或焊接金屬 三 鋁的化合物1 Al2O3是一種白色固體 是冶煉鋁的原料 熔點(diǎn)很高 可作耐火材料 氧化鋁不溶于水 是典型的兩性氧化物 既能與酸反應(yīng) 又能與堿反應(yīng) 其離子方程式為 8 2 Al OH 3是一種難溶于水的白色膠狀物質(zhì) 有較強(qiáng)的吸附能力 實(shí)驗(yàn)室常用可溶性鋁鹽與制取 Al OH 3受熱易分解 是一種典型的兩性氫氧化物 溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的離子方程式分別是 9 Al OH 3 3H Al3 3H2O Al OH 3 OH AlO 2 2H2O 3 明礬的化學(xué)式是KAl SO4 2 12H2O 它是一種復(fù)鹽 它能凈水的原因是 Al3 3H2OAl OH 3 膠體 3H 氨水 四 從鋁土礦中提取鋁1 工藝流程 1 原料 鋁土礦 主要成分Al2O3 含F(xiàn)e2O3 SiO2等雜質(zhì) 2 方法 酸溶法 堿溶法 3 工藝流程圖 10 酸溶法 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2OFe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2OAlCl3 4NaOH NaAlO2 3NaCl 2H2OFeCl3 3NaOH Fe OH 3 3NaClNaAlO2 CO2 2H2 NaHCO3 Al OH 3 11 重點(diǎn)知識歸納一 鋁及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 12 二 氫氧化鋁具有兩性氫氧化鋁的兩性可用電離平衡移動的原理來解釋 氫氧化鋁電離方程式可表示如下 13 當(dāng)加入強(qiáng)堿 弱堿及水解顯堿性的鹽 平衡左移 當(dāng)加入強(qiáng)酸 弱酸及水解顯酸性的鹽 平衡右移 H2O AlO 2 H Al OH 3Al3 3OH 酸式電離 堿式電離 14 三 有關(guān)氫氧化鋁的圖象1 向一定量AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液 15 離子方程式 Al3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO 2 2H2O 2 向一定量NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液 16 離子方程式 4OH Al3 AlO 2 2H2O3AlO 2 Al3 6H2O 4Al OH 3 3 向一定量NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液 17 離子方程式 AlO 2 H H2O Al OH 3 Al OH 3 3H Al3 3H2O 4 向一定量HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液 18 AlO 2 4H Al3 2H2OAl3 3AlO 2 6H2O 4Al OH 3 四 可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的計算規(guī)律二者反應(yīng)產(chǎn)物Al OH 3能和強(qiáng)堿繼續(xù)反應(yīng) 其計算規(guī)律如下 1 求產(chǎn)物Al OH 3的物質(zhì)的量 19 當(dāng)n OH 3n Al3 時 n Al OH 3 13n OH 當(dāng)3n Al3 n OH 4n Al3 時 n Al OH 3 4n Al3 n OH 當(dāng)n OH 4n Al3 時 n Al OH 3 0 無沉淀 若堿不足 n OH 3n Al OH 3 若堿過量 n OH 4n Al3 n Al OH 3 2 求反應(yīng)物強(qiáng)堿的物質(zhì)的量 五 金屬的相關(guān)知識1 在人類發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中 金屬占五分之四左右 金屬單質(zhì)在常溫下除汞是液體外 其余都是固體 除金 銅等少數(shù)金屬具有特殊的顏色外 絕大多數(shù)呈銀白色 不透明 有金屬光澤 有延展性 一般都是熱和電的良導(dǎo)體 金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬離子和自由電子 其作用力是金屬鍵 它決定金屬的熔沸點(diǎn) 硬度等 導(dǎo)熱 導(dǎo)電性和延展性與自由電子有關(guān) 20 2 合金是由兩種或兩種以上金屬 或金屬和非金屬 熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì) 一般來說 合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低 硬度 強(qiáng)度比各成分金屬大 最早制得的合金是青銅 用量最大的合金是鋼 3 金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)金屬原子的最外層電子較少 單質(zhì)在反應(yīng)中都易失去電子 因此都具有還原性 但由于金屬原子結(jié)構(gòu)的差異 性質(zhì)上會有差異 常見金屬的反應(yīng)規(guī)律可歸納如下 21 22 23 24 25 考查單質(zhì)鋁的性質(zhì) 將等物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合 平均分成4份 分別加到足量的下列溶液中 充分反應(yīng)后 放出氫氣最多的是 A 3mol L 1HClB 4mol L 1HNO3C 8mol L 1NaOHD 18mol L 1H2SO4 26 A 在鎂 鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不能產(chǎn)生H2 加入NaOH溶液 只有Al與之反應(yīng) 加入鹽酸 鎂和鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2 所以生成的H2的量最多 27 方法指導(dǎo) 本題主要考查Mg Al與硝酸的反應(yīng)以及Al和濃硫酸發(fā)生鈍化的性質(zhì) 物質(zhì)的量濃度為18mol L 1的H2SO4 是質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為98 的濃H2SO4 不了解易造成失誤 考查含鋁化合物的性質(zhì) 將AlCl3溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合 得到的沉淀中所含鋁元素與溶液中所含鋁元素相等 則原AlCl3與NaOH兩溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是 A 1 3B 3 2C 1 4D 2 7 28 D 溶液中的Al元素可能有兩種存在形式 1 若AlCl3過量 溶液中以Al3 形式存在 29 2 若NaOH過量 溶液中以AlO 2形式存在 c AlCl3 c NaOH 1 1 3 2 3 c AlCl3 c NaOH 1 3 0 5 2 7 方法指導(dǎo) 本題主要考查Al3 Al OH 3 AlO 2的相互轉(zhuǎn)化 注意 考查鋁的化合物知識的綜合運(yùn)用 三位同學(xué)設(shè)計了以下由廢鋁屑制取純凈的氫氧化鋁的方案 提示 30 Al3 3AlO 2 6H2O 4Al OH 3 31 制備相同物質(zhì)的量的氫氧化鋁 消耗酸和堿最少的方案是 按最優(yōu)方案 每制備1molAl OH 3 至少消耗3mol LH2SO4溶液mL 6mol LNaOH溶液mL 125 125 用堿n OH n AlO 2 34n Al OH 3 用酸n H 3n Al3 3 14 Al OH 3 32 方法指導(dǎo) Al3 Al OH 3 AlO 2之間的相互關(guān)系是綜合性試題中經(jīng)常涉及的知識點(diǎn) Al3 存在于強(qiáng)酸性 AlO 2存在于強(qiáng)堿性 Al OH 3存在于中性或弱酸弱堿的條件 也就是說 改變酸堿性就可改變鋁元素的存在狀態(tài) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全