高考化学总复习讲义：3.2铝及其化合物

第二节 铝及其化合物[考纲定位] 1.了解铝的主要性质及应用。

2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。

知识点一 铝的主要性质及其应用1．铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA 族，原子结构示意图为○＋13 2 8 3 。

铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。

自然界中的铝全部以化合态存在。

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．铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：＋④2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑ ⑤2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3(用于冶炼Fe) 【小提醒】铝与氢氧化钠溶液反应的实质铝先与强碱溶液中的水反应生成H 2和Al(OH)3然后Al(OH)3再与NaOH 反应生成H 2O 和NaAlO 2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH 无电子得失。

【巩固练习】1．同浓度同体积的盐酸和NaOH 溶液与足量的Al 充分反应，放出H 2的质量之比为________。

【答案】1∶32．(写一写)将含氧化膜的铝条放入足量的NaOH溶液中，依次发生的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________。

【答案】Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑知识点二铝的重要化合物的性质1．氧化铝和氢氧化铝(是离子反应的写离子方程式)2．明矾(1)化学式为KAl(SO4)2·12H2O。

(2)电离方程式KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO2－4。

(3)应用：净水。

净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化。

【巩固练习】3．将Al2O3溶于稀盐酸，其离子方程式为______________________；向所得的溶液中加入足量氨水，其离子方程式为________________________，现象是____________________；再加入足量NaOH溶液，其反应的离子方程式为__________________________________________________。

【答案】Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4有白色沉淀产生NH＋4＋OH－===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O4．向明矾溶液中加入少量Ba(OH)2溶液，得到的沉淀有________，继续加入Ba(OH)2溶液至过量得到的沉淀有________。

【答案】Al(OH)3和BaSO4BaSO4考点一[017]铝及其化合物的转化与应用具体反应有：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl3＋＋3OH－===Al(OH)3↓AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2OAl3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2OAl3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓二、应用1．制取Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－32．离子共存问题Al 3＋与OH －、AlO －2、CO 2－3、S 2－等弱酸根阴离子因生成沉淀或水解相互促进的反应而不能大量共存；AlO －2与H ＋、HCO －3以及弱碱阳离子Al 3＋、Fe 3＋等不能大量共存。

3．鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)(1)AlCl 3溶液中滴加NaOH 溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

(2)NaOH 溶液中滴加AlCl 3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

4．分离提纯(1)利用Al 能溶于强碱溶液，分离Al 与其他金属的混合物。

(2)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。

(3)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。

关键提醒当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如含有H ＋、NH ＋4、Mg 2＋、Al 3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液，NaOH 先与H ＋反应，再与Mg 2＋、Al 3＋反应生成沉淀，再与NH ＋4反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。

——————[1个示范例]——————(2012·天津高考改编)由滤渣[含Fe(OH)3，Al(OH)3]制取Al 2(SO 4)3·18H 2O ，探究小组设计了三种方案：甲：滤渣――→H 2SO 4酸浸液,蒸发、冷却、结晶、过滤 Al 2(SO 4)3·18H 2O乙：滤渣――→H 2SO 4酸浸液――→适量Al 粉过滤滤液 ,蒸发、冷却、结晶、过滤Al 2(SO 4)3·18H 2O 丙：滤渣――→NaOH 溶液过滤滤液――→H 2SO 4溶液 ,蒸发、冷却、结晶、过滤Al 2(SO 4)3·18H 2O上述三种方案中，________方案不可行，原因是________；从原子利用率角度考虑，________方案更合理。

【解析】 (1)甲方案：Fe(OH)3、Al(OH)3均溶于H 2SO 4形成Fe 2(SO 4)3和Al 2(SO 4)3溶液，结晶得到的晶体中含杂质Fe 2(SO 4)3。

乙方案：滤渣溶于H 2SO 4形成的酸浸液中Fe 2(SO 4)3与Al 反应生成Al 2(SO 4)3和Fe 。

丙方案：滤渣溶于NaOH 溶液过滤所得的滤液含有AlO －2和OH －，加H 2SO 4形成Al 2(SO 4)3溶液，比较乙、丙方案，乙方案原子利用率高。

【答案】 甲 所得产品中含有较多Fe 2(SO 4)3杂质 乙【反思感悟】Al 及其化合物的除杂归类事例(1)Mg (Al )：加足量NaOH 溶液；(2)Fe 2O 3(Al 2O 3)：加足量NaOH 溶液；(3)Mg (OH )2[Al (OH )3]：加足量NaOH 溶液；(4)Mg 2＋(Al 3＋)：加过量NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。

——————[2个预测练]——————考向预测1 铝与酸、碱的反应1．(2013·山东高考)足量下列物质与相同质量的铝反应，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【解析】 根据Al 与NaOH 溶液、稀硫酸、盐酸反应的化学方程式，确定存在的定量关系，分析消耗各种物质的物质的量的关系。

NaOH 溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时，存在关系：2Al～2NaOH,2Al ～3H 2SO 4,2Al ～6HCl ，因此等物质的量的Al 与上述物质反应时，消耗NaOH 的物质的量最少。

Al 与稀硝酸反应，生成硝酸铝、NO 和H 2O ，得不到H 2。

【答案】 A考向预测2 从铝土矿提取Al 2O 32．(2013·全国大纲卷)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：(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__________________________________________________。

【解析】 (1)在加入NaOH 溶液时，Al 2O 3和SiO 2都能与NaOH 反应，分别生成NaAlO 2和Na 2SiO 3。

(2)加入CaO 后，SiO 2－3与Ca 2＋结合生成难溶物CaSiO 3；滤液Ⅱ中主要含有AlO －2，通入CO 2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al 2O 3。

【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考点二 [018] Al(OH)3沉淀图象分析1．铝元素的存在形态分析2．可溶性铝盐溶液与NaOH 溶液反应的图象二、向Mg 2＋与Al 3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液——————[1个示范例]——————将一定量Mg 、Al 合金溶于1 mol·L－1的HCl 溶液中，进而向所得溶液中滴加1mol·L－1的NaOH 溶液，产生沉淀的物质的量(n )与滴加的NaOH 溶液(mL)体积的关系如图所示。

下列分析的结论中正确的是( )A ．溶解“一定量Mg 、Al 合金”的HCl 溶液的体积为90 mLB ．欲给出a 的取值范围尚缺少一个条件C ．无法认定Mg 、Al 合金中n (Mg )n (Al )的最大值 D ．无法给出实验中产生H 2的物质的量【解析】 根据图像和铝的有关性质知当加入的NaOH 从80 mL 到90 mL 时Al(OH)3溶解，故可知Al 的物质的量为n (Al)＝1 mol·L －1×(90 mL －80 mL)×10－3 L·mL －1＝0.01 mol ，当沉淀达到最大值时溶液中的溶质只有NaCl ，此时HCl 和NaOH 的物质的量相等，故盐酸的体积为80 mL ；与金属铝反应的HCl 的物质的量为0.03 mol ，故金属镁的物质的量为0<n (Mg)≤0.025 mol ，Mg 、Al 合金中n (Mg )n (Al )的最大值为2.5；a 的取值范围是0≤a <50 mL 。

因为a 值不确定，故无法求出实验中产生H 2的物质的量。

【答案】 D [备课记录]——————[2个预测练]——————考向预测1 铝元素存在形式图象3．下列图像表示Al 3＋与AlO －2物质的量变化的曲线，实线表示Al 3＋，虚线表示AlO －2，其中正确的是( )【解析】 A 、B 发生的反应Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O ，氢氧化钠的物质的量之比为3∶1，B 选项正确；C 、D 发生的反应AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O ，盐酸的物质的量之比为1∶3，C 、D 选项均错误。