2020版新一线高考化学（人教版）一轮复习教学案：第3章拓展链接　铝及其化合物

拓展链接　铝及其化合物

一、铝单质的性质及制备

1．铝的主要性质

铝是银白色固体，有金属光泽，易导电导热，有延展性。

(3)与强碱溶液反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(写离子方程式)。

(4)铝热反应——铝热剂为Al和Fe2O3，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，此反应体现了铝的较强还原性。

提醒：(1)铝热反应的实验装置及试剂作用

(2)铝热反应的原理应用

①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；

②金属焊接，如野外焊接钢轨等。

(5)与某些盐(CuSO4)溶液反应的离子方程式：2Al＋3Cu2＋===3Cu＋2Al3＋。

2．铝单质的工业制备——电解熔融Al2O3

(2)总反应方程式2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

提醒：电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。

二、铝的重要化合物的性质及应用

1．铝的氧化物(Al2O3)——两性氧化物

2．铝的氢氧化物[Al(OH)3]——两性氢氧化物

(1)主要性质

白色胶状固体，难溶于水，有较强的吸附性。

写出上图标号中有关反应的离子方程式：

①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；

③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。

提醒：Al(OH)3两性的电离

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H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。

(2)制备Al(OH)3三种方法及原理

①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；

②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为

AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；

③NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为

3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。

3．两种盐——铝盐和偏铝酸盐

(1)铝盐——明矾

①化学式为KAl(SO4)2·12H2O，为复盐。

②电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。

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，其离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。

(2)偏铝酸盐——偏铝酸钠

①向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量，反应现象为先生成白色沉淀，然后沉淀又逐渐溶解至消失，反应的有关离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

②向NaAlO2溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。

4．铝土矿提取Al的两流程

[拓展练习]

1．下列说法正确的是(　　)

A．Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应

B．铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重

C．常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完

D．工业制备Al可以用电解熔融Al2O3或AlCl3

A　[A项，Al和盐酸，Al和NaOH溶液，盐酸和NaOH溶液，三组均反应；B项，铝热反应，固体质量不变；C项，常温下，Al与浓硝酸发生钝化；D项，熔融AlCl3不导电。]

2．(2019·福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH>12，然后加入适量的铝粉搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是  (　　)

A．处理废水时铝单质转化为Al3＋

B．处理废水时亚硝酸盐被还原

C．处理过程中，OH－参与了反应

D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率

A　[pH>12，溶液显碱性，则处理废水时，铝单质转化为AlO，A错误；铝是金属，具有还原性，因此处理废水时，亚硝酸盐被还原，B正确；处理废水时铝单质转化为AlO，这说明OH－参与了反应，C正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越快，因此铝粉颗粒的大小影响废水处理的速率，D正确。]

3.现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)6种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是(　　)

A．N一定是HCl(aq)

B．X可能为Al或Cl2

C．Y一定为NaOH(aq)

D．Q、Z中的一种必定为Al2O3

B　[由题图可知Y为NaOH(aq)，N一定是HCl(aq)，M为Al。]

4．用稀硫酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别是

若要得到等量的Al(OH)3，则(　　)

A．三者消耗的原料相同

B．甲消耗的原料的总物质的量最多

C．乙消耗的原料的总物质的量最少

D．丙消耗的原料的总物质的量最多

B　[要制备1 mol Al(OH)3，三方案所需物质的量关系

5．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如图所示，图中操作错误的是(　　)

A．④⑤　　　　　　 B．③④

C．②⑤ D．①②

A　[由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热，操作⑤错误。]

6．下列说法正确的是________(填序号)。

①(2018·全国卷Ⅱ)氢氧化铝可用于中和过多胃酸

②(2017·全国卷Ⅱ)2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)

③(2016·全国卷Ⅲ)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应

④(2015·全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低

⑤(2015·全国卷Ⅱ)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条上，产生红棕色气体

⑥(2015·全国卷Ⅱ)氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀

⑦(2014·全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体质量增加

答案：①③

7．(2014·全国卷Ⅱ，节选)(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为___________________________________________________________

___________________________________________________________，

产品2的化学式为________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。

(2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为___________________________________________________________；

电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：___________________________________________________________。

解析：(1)工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca2＋＋SO===CaSO4↓；而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋，故产品2为Mg(OH)2；1 L浓海水中Mg2＋为28.8 g，故可得到产品2即Mg(OH)2的质量为×58 g·mol－1＝69.6 g。

(2)电解熔融MgCl2会得到Mg和Cl2，故化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。因为Mg会与H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，故水存在会造成产品Mg的消耗，有关反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。

答案：(1)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6

(2)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑