1、第7讲 铝及其化合物,【知识网络】,【基础再现】,2.铝与酸、碱反应的实质是什么?氧化剂是什么?,1.写出铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式？,2Al6HCl = 2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O = 2NaAl(OH)4 3H2,考点一 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系,碱中的H来源于水的电离,氧化剂分别为酸和水。,答案：,1.等物质的量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？,答案：1:1 分析：因为Al与H2的关系式均为2Al3H2 故只要参加反应的Al相等，所得H2必相等。,【深度思考】,【深度思考】,2.足量的两份铝分别投入到等体积、
2、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是多少？为什么？,答案：13 分析：因在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2；2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13,【深度思考】,3.足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是多少？为什么？,答案：31 分析：因为铝足量且产生H2相等，根据关系式6HCl3H2；2NaOH3H2，则n(HCl)n(NaOH)31，因两溶液体积相等，故:c(HCl)c(NaO
3、H)=n(HCl)n(NaOH)=31,【巩固练习1】将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为32，则样品中铁、铝物质的量之比为( ) A3 2 B2 1 C3 4 D4 3,C,【巩固练习2】甲、乙两烧杯中各盛有100mL 3molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，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H2的体积比为甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为( ) A5.4g B3.6g C2.7g D1.8g,2Al6HCl = 2AlCl33H22Al2NaOH2H2O = 2NaAl(OH)4 3H2,0.3,0.15,0.
4、3,0.2,0.2,A,解题关键：当盐酸不足 氢氧化钠过量,（3）一定量的铝分别与一定量的HCI、NaOH 反应，产生氢气的体积比为： 则必定是： 铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足； 铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。,规律方法解题指导,（1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比为:（2）足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为:,考点二 Al3、Al(OH)3、 Al(OH)4-之间的转化,Al(OH)4-,Al3+,Al(OH)3,氨水Al(OH)4 少量OH,(1),(2),H+,(3),过量的OH,(4),过量的H+,(5),CO2少量的
5、H+Al3+,(6),OH,请写出上述各反应离子方程式。,【基础再现】,(1)Al3+ Al(OH)3 Al3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3+3Al(OH)4 Al3+3Al(OH)4 = 4Al(OH)3 Al3+3OH(少量) = Al(OH)3 (2)Al(OH)3 Al3+ Al(OH)3+3H+ (少量) = Al3+3H2O (3)Al3+ Al(OH)4 Al3+4OH(足量)= Al(OH)4 (4) Al(OH)4 Al3+ Al(OH)4 + 4H+(过量) = Al3+ + 4H2O,(5) Al(OH)4 Al(OH)3 Na Al(OH)4 溶液中通少量C
6、O2： 2Al(OH)4+CO2(少量)=2Al(OH)3+CO32+H2ONaAl(OH)4溶液中通入足量CO2： 2Al(OH)4+CO2(足量)=Al(OH)3+HCO3 3Al(OH)4 +Al3+ = 4Al(OH)3 Al(OH)4+H+(少量) = Al(OH)3+H2O (6)Al(OH)3 Al(OH)4 Al(OH)3+OH= Al(OH)4,如何制备Al(OH)3？,【深度思考】,Al(OH)3的制备方法：,【跟踪练习】向含有a mol氯化铝的溶液中加入含有b mol氢氧化钠的溶液，生成沉淀的量可能是( ) a mol b mol a/3 mol b/3 mol 0 (4
7、ab)mol A B C D,C,考点三 铝土矿冶炼金属铝的流程,【高考热点】铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界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。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的
8、。,分析：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,(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。,(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。,(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。,讲练测P4041,Fe2O3,Al(OH)4-、SiO32-,方案二：酸溶法,(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。,(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。,讲练测P4041,SiO2,AI3+ Fe3+,Fe(OH)3,Al(OH)4-,Fe2O3、MgO,
9、SiO2,AI3+ Fe3+ Mg2+,Al(OH)4-、SiO32-,Mg(OH)2 Fe(OH)3,Al(OH)4-,AI(OH)3,AI(OH)3 H2SiO3,【例题】(2009福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：,NaHCO3,NaHCO3,请回答下列问题： (1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。 (2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为_。 (3)验证滤液B中含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶液的一种用途：
10、_。 (5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数 Ksp=5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。,【思考】构成铝热剂的条件、引发铝热反应操作、现象、原理、用途。,2.引发铝热反应的操作： 在铝热剂上撒上一层KCIO3 插上镁条 点燃镁条,5.各物质的作用： KCIO3：助燃剂 镁条：引燃剂,1.构成铝热剂的条件： 铝粉与不如铝活泼的金属的氧化物粉末的混合物,3.现象：剧烈反应，放出大量热，产生熔融物质。,4.原理：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,考点四 铝热剂与铝热反应,【小结】铝及其化合物
11、的转化关系图,B,D,【复习回顾】 写出下列反应的化学方程式或离子方程式 1.铝与氧化铁反应的化学方程式为 。 2.铝与NaOH溶液反应的离子方程式为 。 3.氧化铝和强酸反应的离子方程式 。 4.氧化铝和强碱反应的离子方程式 。 5.实验室制取氢氧化铝的离子方程式 。 6.氢氧化铝和强酸反应的离子方程式 。 7.氢氧化铝和强碱反应的离子方程式 。 8.四羟基合铝酸钠和强酸反应的离子方程式 。,8.Al(OH)4- +H+ = Al(OH)3+H2O,7.Al(OH)3+OH- =Al(OH)4-,6.Al(OH)3+3H+ =Al3+3H2O,5.Al3+3NH3H2O = Al(OH)3+
12、3NH4+,4.Al2O3+2OH-+3H2O =2Al(OH)4-,2.2Al+2OH- +6H2O =2Al(OH)4-+3H2,1.2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,3.Al2O3+6H+= 2Al3+3H2O,【例题1】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的 混合物溶于足量水中，有0.58 g白色难溶物析出，向所 得溶液中逐滴加入0.5 mol/L的盐酸，加入盐酸的体积 和生成沉淀的质量如下图所示：(1)混合物中NaOH的质量是 ；AlCl3的质量是 _；MgCl2的质量为 _ 。 (2)C点表示盐酸加入的体积为 _。,2.6 g,1.335 g,0.95 g,130
13、 mL,解析 分析图象中A、B、C、D点的意义：DA表示先加10 mL HCl是中和原来过量的NaOH; A B表示加入20 mL盐酸与NaAl(OH)4反应，使之全部转化成Al(OH)3沉淀；B点表示沉淀最大值，且为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物；BC表示加入 盐酸使两沉淀完全溶解。再进行计算。 （1）由图象可知n(Mg2+)= =0.01 mol 由Al(OH)4-+H+ Al(OH)3+H2O 1 1 (30-10)10-30.5 nAl(OH)3,所以：n(Al3+)=nAl(OH)3=(30-10)mL10-3L/mL 0.5 mol/L=0.01 mol 混合物中n(NaOH)=n(Mg2+)2+n(Al3+)4+10 mL10-3L/mL0.5 mol/L=0.01 mol2+0.01 mol4+0.005 mol=0.065 mol 故NaOH的质量0.065 mol40 g/mol=2.6 g MgCl2的质量0.01 mol95 g/mol=0.95 g AlCl3的质量0.01 mol133.5 g/mol=1.335 g (2)C点加入盐酸的体积为 30 mL+ 103 mLL-1+ 103mLL-1 =130 mL。,也可以根据消耗盐酸的量等于原来氢氧化钠的量直接求算： 0.065 mol / 0.5molL-1=0.13L,
