人教版必修1高考化学第三章第二节第2课时几种重要的金属化合物铝的重要化合物辅导讲义与习题解析.docx
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人教版必修1高考化学第三章第二节第2课时几种重要的金属化合物铝的重要化合物辅导讲义与习题解析
学习目标
1.了解铝的重要化合物的主要性质和用途。
2.了解铝的化合物相互转化的图像。
3.掌握铝的化合物的简单计算。
基础知识梳理
一.氧化铝
1.物理性质
氧化铝溶于水,熔点很,硬度。
2.用途
氧化铝是冶炼的原料,也是一种较好的材料,可用来制造耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器。
3.化学性质
氧化铝是一种氧化物,能与强酸或强碱溶液反应。
(1)与酸反应的离子方程式为。
(2)与碱反应的离子方程式为。
二.氢氧化铝
1.氢氧化铝的两性
(1)AlOH3是一种物质,溶于水。
(2)AlOH3既能与强酸反应,又能与强碱反应,是一种氢氧化物。
(3)实验室制备AlOH3,选用铝盐和氨水反应,不选用NaOH溶液的理由是
。
2.热稳定性
AlOH3受热分解,反应的化学方程式为。
3.用途
(1)利用其,能凝聚水中悬浮物并能吸附色素,可用来。
(2)利用其,可用作医用的胃酸中和剂。
三.硫酸铝钾
1.KAl(SO4)2的电离方程式为。
2.十二水硫酸铝钾的化学式为,俗名是,为无色晶体,可溶于水,在天然水中生成,可用作净水剂。
答案:
一.1.难高大2.铝耐火3.两性
(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(2)Al2O3+2OH=2AlO2+H2O二.1.
(1)白色胶状难
(2)两性(3)AlOH3能与强碱反应,与氨水不反应2.2AlOH3
Al2O3+3H2O3.吸附性净水
(2)弱碱性
三.1.KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-2.KAl(SO4)2·12H2O明矾AlOH3胶体
重点难点剖析
要点一:
与酸、碱都反应的物质
1.单质:
铝
(1)2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(2)2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑
2.两性氧化物:
Al2O3
(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(2)Al2O3+2OH=2AlO2+H2O
3.两性氢氧化物:
AlOH3
(1)AlOH3+3H+=Al3++3H2O
(2)AlOH3+OH=AlO2+2H2O
4.多元弱酸的酸式盐
(1)HCO3+H+=H2O+CO2↑
(2)HCO3+OH=H2O+CO32
例1:
下列物质既能跟盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是()
A.Na2CO3B.NaHCO3C.NaHSO4D.Al(OH)3
答案:
BD
解析:
NaHCO3属于多元弱酸的酸式盐,Al(OH)3属于两性氢氧化物,它们既能跟盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应。
要点二:
有关AlOH3沉淀的图像分析
1.NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中:
①
②
现象:
开始出现白色沉淀,在滴加过程中沉淀逐渐溶解。
离子反应方程式①:
Al3++3OH=AlOH3↓
离子反应方程式②:
AlOH3+OH=AlO2+2H2O
2.AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中:
①
②
现象:
开始无明显现象,后出现白色沉淀。
离子反应方程式①:
Al3++4OH=AlO2+2H2O
离子反应方程式②:
Al3++3AlO2+6H2O=4AlOH3↓
3.HCl溶液逐滴加入到NaAlO2溶液中:
①
②
现象:
开始出现白色沉淀,在滴加过程中沉淀逐渐溶解。
离子反应方程式①:
H++AlO2+H2O=AlOH3↓
离子反应方程式②:
AlOH3+3H+=Al3++3H2O
4.NaAlO2溶液逐滴加入到HCl溶液中:
①
②
现象:
开始无明显现象,后出现白色沉淀。
离子反应方程式①:
4H++AlO2=Al3++2H2O
离子反应方程式②:
Al3++3AlO2+6H2O=4AlOH3↓
例2:
现有100毫升3mol/L的NaOH溶液和100毫升1mol/L的氯化铝溶液:
⑴将NaOH溶液分多次加到氯化铝溶液中;⑵将氯化铝溶液分多次加到NaOH溶液中,比较两种操作的结果是()
A.现象相同,沉淀量不等B.现象相同,沉淀量也相等
C.现象不同,沉淀量相等D.现象不同,沉淀量不等
答案:
C
解析:
⑴中现象为开始出现白色沉淀,在滴加过程中沉淀逐渐溶解。
⑵中现象为开始无明显现象,后出现白色沉淀。
⑴中反应的离子方程式为Al3++3OH=AlOH3↓,生成AlOH3的量为0.1mol,⑵中反应的离子方程式先为Al3++4OH=AlO2+2H2O,再为Al3++3AlO2+6H2O=4AlOH3,生成AlOH3的量为也0.1mol。
高考链接
(08年广东化学)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是()
A.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D.Al2O3
答案:
A
解析:
m(Al):
m(NaOH)=27:
40;
m(Al(OH)3):
m(NaOH)=75:
40;
m(AlCl3):
m(NaOH)=33.375:
40;
m(Al2O3):
m(NaOH)=51:
40;
所以相同质量的物质,消耗碱量最多的是Al。
随堂消化系统
1.实验室中要使AlCl3溶液中的A13+离子全部沉淀出来,适宜用的试剂是()
A.NaOH溶液B.Ba(OH)2溶液C.盐酸D.氨水
答案:
D
解析:
A项和B项原理一样,都是因为很难控制到刚好沉淀,容易使碱过量,又会重新产生
A13+。
C项,酸不能使A13+产生沉淀。
D项,氨水不和Al(OH)3反应,所以能使A13+离子全部沉淀。
2.下列物质的主要成分不正确的是( )
A.赤铁矿:
Fe2O3B.铜绿:
CuO
C.磁铁矿:
Fe3O4D.铝土矿:
Al2O3
答案:
B
解析:
常见矿物质的主要成分及某些化学物质的俗称与化学式要能对号。
铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
3.只用胶头滴管和试管,不用其他试剂就可以区别的溶液(浓度均为0.1mol.L-1)是()
①CaCl2和Na2CO3②Ba(OH)2和NaHCO3③稀H2SO4和Na2CO3④NaAlO2和盐酸⑤AlCl3和NaOH
A.①②③B.③④⑤C.①②D.全部
答案:
B
解析:
①和②的反应现象与滴加顺序无关;而③④⑤滴加顺序不同现象不同。
4.除去MgO中的Al2O3可选用的试剂是( )
A.NaOH溶液 B.硝酸 C.浓硫酸 D.稀盐酸
答案:
A
解析:
MgO和Al2O3都可以和酸反应。
Al2O3可以和碱反应,但是MgO不能和碱反应。
5.有A、B、C、D、E五种化合物,其中A、B、C、D是含铝元素的化合物,F是一种气体,标准状况下对空气的相对密度这1.103。
且有下列反应:
①A+NaOH→D+H2O②B
A+H2O③C+NaOH(适量)→B+NaCl④E+H2O→NaOH+F⑤C+D+H2O→B。
则A、B、C、D化学式分别为A ,B ,C ,D 。
答案:
A.Al2O3B.Al(OH)3C.AlCl3D.NaAlO2
解析:
能和NaOH反应生成H2O的含铝元素的化合物为Al2O3和Al(OH)3。
由B加热分解生成A得出B是Al(OH)3,A是Al2O3。
由反应③得出C是AlCl3,由反应⑤得出D是NaAlO2。
跟踪训练
1.氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的哪个性质()
A.酸性 B.碱性 C.两性D.氧化性
答案:
B
解析:
胃液呈酸性。
氢氧化铝可利用其碱性治疗胃酸过多等病症。
2.(2010.启东高一检测)以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是()
A.将氧化铝溶于水
B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水
C.将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液
D.将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中,之后滴加盐酸
答案:
B
解析:
A项,氧化铝不溶于水。
B项,氧化铝溶于盐酸形成氯化铝,氯化铝与氨水反应形成氢氧化铝,且氨水为弱碱,不会使氢氧化铝变成偏铝酸钠。
C项,氢氧化钠为强碱,会使氢氧化铝变成偏铝酸钠。
D项,后滴加盐酸的量不好控制,加少了是氯化铝,加多了是偏铝酸钠。
3.某溶液能溶解Al(OH)3,则此溶液中一定能大量共存的离子组是()
A.Mg2+、Cl、Na+、NO3B.K+、Na+、NO3、HCO3
C.Na+、Ba2+、Cl、NO3D.Fe3+、Na+、AlO2、SO42
答案:
C
解析:
Al(OH)3在酸性和碱性条件下都能溶解。
则选择的离子组必须是在酸性和碱性条件下都能在溶液中共存的。
A项,Mg2+在碱性条件下不能存在。
B项,HCO3在酸性和碱性条件下都不能存在。
D项Fe3+在碱性条件下不能存在,AlO2在酸性条件下不能存在。
4.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()
A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3
C.Al→AlO2D.Al3+→Al(OH)3
答案:
B
解析:
A项,Al(OH)3加热分解能转变为Al2O3。
C项,Al和NaOH溶液反应可转变为AlO2。
D项,Al3+和氨水反应可转变为Al(OH)3。
只有B项不能直接转化。
5.(2010.铜陵高一检测)把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是()
A.Al3+B.Al(OH)3C.Al3+和Al(OH)3D.AlO2-
答案:
D
解析:
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
要使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,参加反应的明矾和Ba(OH)2的物质的量之比为1:
2。
此时Al3+和OH的物质的量之比为1:
4,产物为
AlO2-。
6.下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是()
A.铝跟NaOH溶液B.Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液
C.Al2O3和热水D.Al2(SO4)3溶液跟过量的氨水
答案:
D
解析:
A项,铝跟NaOH溶液反应产物为NaAlO2。
B项,Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液反应最终产物也为NaAlO2。
C项,Al2O3和热水不反应。
D项,Al2(SO4)3溶液跟过量的氨水反应产物为Al(OH)3。
7.(2010.玉溪高一检测)将a克Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mL0.1mol.L-1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+刚好完全沉淀,用去NaOH溶液100mL,则NaOH溶液的浓度为()
A.0.1mol.L-1B.0.2mol.L-1
C.0.4mol.L-1D.0.8mol.L-1
答案:
B
解析:
由题意及氧化物、氢氧化铝的两性可知,要使Fe3+、Al3+刚好完全沉淀,则须使溶液中的氢离子和氢氧根离子量相等。
由题目中反应式可知,溶解1molFe2O3所消耗的氢离子数与沉淀2molFe3+所消耗的氢氧根离子数相等。
同理,Al2O3也如此。
故只要控制酸中的氢离子数与碱中所含氢氧根离子数相等即可使Fe3+、Al3+刚好完全沉淀
8.(2010.上海高一检测)双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂,其化学式是NaAl(OH)2CO3,关于该物质的说法正确的是()
A.该物质属于两性氢氧化物
B.该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
C.1molNaAl(OH)2CO3最多可消耗3molH+
D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用
答案:
D
解析:
双羟基铝碳酸钠是一种盐,所以A、B项均错误;1mol该物质最多可消耗4molH+,C项错误;该物质与较多的H+反应会产生气体,故不适合胃溃疡患者。
9.(2010年山东山师附中)将混有氧化钠的过氧化钠,慢慢加到200mL1mol·-1LAlCl3溶液中,充分反应后,产生沉淀7.8g,则加入这种混合物的质量可能是()
A.9.3g
B.26.3g
C.10.0g~25.0g
D.8.0~9.0g
答案:
BC
解析:
根据生成的沉淀量可推算出相当于加入0.3mol或0.7mol的NaOH,折算成这种混合物的物质的量为0.15mol或0.35mol,因为这种混合物的摩尔质量为62g·mol-1~78g·mol-1,所以需要混合物的质量为9.3g~27.3g(不能等于9.3g或27.3g).
10.向100mL0.25mol/L的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应,恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液,则加入金属钠的质量是( )
A.3.45gB.2.3gC.1.15gD.0.575g
答案:
B
解析:
由题意可知,Na与AlCl3恰好完全反应,AlCl3的物质的量为0.025mol,根据Al元素守恒,计算得NaAlO2的物质的量为0.025mol;由Cl元素守恒,得NaCl的物质的量为0.075mol,则生成物中钠元素的物质的量为0.1mol,所以加入金属钠的质量为2.3g。
11.有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g,放入500mL某浓度的盐酸溶液中,混合物完全溶解,当再加入250mL2.00mol/L的NaOH溶液时,得到沉淀最多。
上述盐酸溶液的浓度为( )
A.0.050mol/LB.1.00mol/LC.2.00mol/LD.3.00mol/L
答案:
B
解析:
得到沉淀最多时溶液为NaCl溶液,n(Na+)=n(Cl-)=n(HCl)=0.25L×2mol/L=0.5mol。
c(HCl)=
=1mol/L。
12.不能用NaOH溶液除去括号中的杂质的是()
A.Mg(Al2O3)B.MgCl2(AlCl3)C.Fe(Al)D.Fe2O3(Al2O3)
答案:
B
解析:
NaOH溶液能和Al、Al2O3、AlCl3、MgCl2反应,不能和Mg、Fe、Fe2O3反应。
13.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质离子,并尽可能减少AlCl3的损失。
请回答下列问题:
(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:
_________、____________、____________。
氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么?
________________________。
(2)溶液a中存在的离子有____________;在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的酸性,为什么?
____________;为此,改进方法是____________。
答案:
(1)Mg2++2OH=Mg(OH)2↓Al3++3OH=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O
不能,因为Al(OH)3不能溶于过量的氨水中,不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(2)K+、Cl、Na+、AlO2OH因为Al(OH)3能溶于强酸,所以需控制溶液的酸性,防止部分Al(OH)3溶解在a溶液中。
通入过量CO2气体
解析:
(1)加入足量氢氧化钠溶液,Mg2+可与OH反应生成Mg(OH)2沉淀,Al3+与OH反应生成NaAlO2和H2O;氢氧化钠溶液不能用氨水代替,因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开;
(2)加入氢氧化钠
溶液后除去了Mg2+,但又引入了Na+,同时Al3+转化成了AlO2,因为氢氧化铝能与强酸反应,所以在加入盐酸沉淀时需要控制溶液的酸性,以防止部分Al(OH)3溶解;氢氧化铝只能与强碱或强酸反应,因此,可在溶液a中通入过量二氧化碳气体;
14.将5.1g镁铝合金溶于600mL0.5mol·L-1H2SO4溶液中,完全溶解后再加入浓度为
1.0mol·L-1的NaOH溶液,得到沉淀的质量为13.6g,继续滴加NaOH溶液时则沉淀会减少。
(1)当加入_____mLNaOH溶液时,可使溶解在硫酸中的Mg
和Al
恰好完全沉淀。
(2)计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。
(列出算式)
答案
(1)600
(2)据题意,作下图示:
列式:
24x+27y=5.1解得:
x=0.1
58x+78y=13.6y=0.1
氢气的体积为:
(0.1+0.15×0.1)×22.4=5.6(L)
解析:
镁铝合金溶于H2SO4溶液,当加NaOH溶液使溶解在硫酸中的Mg
和Al
恰好完全沉淀时,Na+以Na2SO4形式存在。
由钠元素守恒可进行解题。
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