2019版高考化学总复习 专题 铝的重要化合物导学案

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： ①Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O ； ②Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O ； ③2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O 。

[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H 2CO 3)、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 、Al 2O 3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO 3、NaHSO 3、NaH 2PO 4等)，弱酸的铵盐(如CH 3COONH 4等)。

（3）制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。

②向NaAlO 2溶液中通入足量CO 2，离子方程式为AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －3。

③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===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)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7(填“＜”“＞”或“＝”)。

明矾可以净水，其净水的原理是：Al3＋＋3H2O Al(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2∶3。

反应的离子方程式：2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。

(2)沉淀的质量最大，此时铝元素的存在形式是AlO－2，明矾与Ba(OH)2的物质的量之比是1∶2，反应的离子方程式：Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO－2＋2H2O。

二、掌握Al3＋、AlO－2、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①Al3＋与OH－及AlO－2、CO2－3、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。

②AlO－2与H＋、HCO－3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)①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②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Fe 3＋溶液中的少量Al 3＋C ．Al(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CO 2后过滤D ．MgO 中混有少量Al 2O 3：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Fe 3＋和Al 3＋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 、Al 2O 3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去物质中的含铝杂质，如 ①Mg(Al)：加足量NaOH 溶液； ②Fe 2O 3(Al 2O 3)：加足量NaOH 溶液； ③Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH 溶液；④Mg 2＋(Al 3＋)：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Al 2O 3的方法典例2、铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al 2O 3和冰晶石(Na 3AlF 6)混合熔融电解制得。

铝土矿的主要成分是Al 2O 3和SiO 2等。

从铝土矿中提炼Al 2O 3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Ⅰ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）2NaOH ＋SiO 2===Na 2SiO 3＋H 2O 、2NaOH ＋Al 2O 3===2NaAlO 2＋H 2O（2）CaSiO 3 2AlO －2＋CO 2＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－3 （3）2Al 2O 3(熔融)=====电解Na 3AlF 64Al ＋3O 2↑ O 2、CO 2(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( )【答案】C【解析】各选项中物质间的转化为：A 项，Al 2O 3――→NaOH NaAlO 2――→CO 2Al(OH)3――→△Al 2O 3；B 项，AlCl 3――→NH 3·H 2O Al(OH)3――→NaOH NaAlO 2――→HCl AlCl 3；D 项，MgCl 2――→NaOH Mg(OH)2――→△MgO ――→HClMgCl 2；C 项中，Al 不能一步转化成Al(OH)3。

方法指导：（1）Al 3＋、AlO －2、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①判断离子共存问题：a ．Al 3＋水解呈酸性，与OH －、AlO －2、CO 2－3(HCO －3)、S 2－等不能大量共存。

b ．AlO －2水解呈碱性，与H ＋、HCO －3、Al 3＋、Fe 3＋等不能大量共存。

②鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：a ．向AlCl 3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AlCl 3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

③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Al 2O 3能与强碱溶液反应，分离Al 2O 3与其他金属氧化物。

如Fe 2O 3(Al 2O 3)：加足量NaOH 溶液；c ．利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al 3＋与其他金属阳离子。

如Mg 2＋(Al 3＋)：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 ．①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作B ．a 、b 中铝元素的化合价相同C ．③中需要通入过量的氨气D．④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( )A．Al2O3可与水反应生成Al(OH)3B．铝是人类使用最早的金属之一C．Al2O3是碱性氧化物D．Al(OH)3沉淀可以溶于盐酸【答案】D【解析】A．Al2O3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；C．Al2O3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；D．Al(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( )A．Al(OH)3是两性氢氧化物B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸【答案】D4．在①Al2O3②Al(OH)3③Na2CO3④NH4HCO3四种物质中，与盐酸和氢氧化钠溶液均可反应的是( )A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①③④【答案】C【解析】：①Al2O3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①正确；②Al(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②正确；③Na2CO3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③错误；④NH4HCO3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④正确；故选C。

5．用含有Al2O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3•18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：Ⅳ．加入MnSO4至紫红色消失，过滤；Ⅴ．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pH注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的： ___________________；（4）己知：一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是______________________；②Ⅳ中加入MnSO4的目的是________________________。