新高考化学一轮复习考点讲义+练习第3章第03讲 铝及其重要化合物（复习讲义）（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点讲义+练习第3章第03讲 铝及其重要化合物（复习讲义）（2份，原卷版+解析版）
02 \l "_Tc7022" 体系构建·思维可视
03 \l "_Tc306" 核心突破·靶向攻坚
\l "_Tc23645" 考点一 铝及其化合物
\l "_Tc8741" 知识点1 铝
\l "_Tc5345"知识点2 氧化铝
\l "_Tc8741" 知识点3 氢氧化铝
\l "_Tc8741" 知识点4 常见的铝盐
\l "_Tc21155" 考向1 考查铝的性质和用途
\l "_Tc28902" 考向2 考查重要铝的化合物性质
\l "_Tc818" 考点二 “铝三角”与铝图象
\l "_Tc27137" 知识点1 铝及其化合物相互转化
\l "_Tc28076" 知识点2 重要的铝图象
\l "_Tc18130" 考向1 铝的“价-类”二维图
\l "_Tc10653" 考向2 铝图象
【思维建模】有关氢氧化铝生成的图像分析
\l "_Tc12374" 考点三 工业制备铝的工艺流程
\l "_Tc213" 知识点1 工业制铝的工艺流程—碱溶法
\l "_Tc213" 知识点2 工业制铝的工艺流程—酸溶法
\l "_Tc2380" 考向 工业制备铝的工艺流程分析
\l "_Tc22970" 04 \l "_Tc24080" 真题溯源·考向感知

考点一 铝及其化合物
\l "_Tc25045" 知识点1 铝
1．金属铝的结构、存在和性质
2．铝热反应
3．铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量______。
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝______。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为______。
②生成H2的物质的量之比为______。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为eq \f(1,3)＜eq \f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而____________不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而____________过量。
得分速记
(1)铝是活泼金属，但铝的抗腐蚀性强，因为铝的表面有一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，熔化的铝并不滴落。
(2)铝热反应不仅指铝与Fe2O3反应，铝热反应置换的金属为金属活动性比铝弱的难熔金属。
①铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。
②铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反应。
③铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
(3)常温下铝不能溶于浓硫酸和浓硝酸，不是不反应，而是发生钝化，在表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行。
(4)铝既能与酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，但是铝不是两性金属，它是一种活泼金属，表现强还原性。
(5)铝热剂着火时不能用水灭火，应用沙土盖灭。
(6)工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3的方法而不用AlCl3作原料的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
(7)能与铝反应生成H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。
(8)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应，生成H2的量相同。
(9)等物质的量的酸和碱与足量的铝反应，生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。
\l "_Tc16775" 知识点2 氧化铝
得分速记
①与酸反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al2O3＋2OH－+3H2O＝2[Al(OH)4]- QUOTE AlO2-
这里的酸碱是指强酸、强碱。
\l "_Tc25045" 知识点3 氢氧化铝
得分速记
氧化铝和氢氧化铝(能写离子方程式的写离子方程式)
\l "_Tc25045" 知识点4 常见的铝盐
1．明矾
(1)化学式：__________________，属于复盐。
(2)净水原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为______________________________，其中Al3＋发生水解反应，离子方程式为是____________________________________，产生____________，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。
得分速记
(1)Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。
(2)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)。
(3)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。
(4)明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。
2．AlCl3的结构与性质
(1)AlCl3熔点、沸点都很______，且会______，______溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种______型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于______晶体，故制备铝时______用AlCl3电解。
(2)AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3______分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均______杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。
(3)AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3(aq)＋ Cl－(aq)=AlCl4-(aq)
(4)与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
\l "_Tc17630" 考向1 考查铝的物质和用途
例1下列关于铝单质的叙述中正确的是( )
A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长
B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属
C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆
【变式训练1·变载体】研究发现由铝原子构成的Al16-、Al17-和Al18-团簇阴离子都能与水自发反应产生氢气。下列说法正确的是( )
A．Al16-、Al17-和Al18-互为同位素 B．Al16-与水反应时作还原剂
C．Al17-是由铝原子通过离子键结合而成 D．1ml的Al18-含个电子
【变式训练2·变题型】下列由实验现象得出正确结论的是( )
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】用图1所示的原电池装置进行实验，闭合后用灵敏电流计测得电流随时间的变化如图2所示。t＞t1时，Mg表面有气泡产生，Al质量减小。
下列分析不正确的是( )
A．t＜t1，Mg为负极 B．t＞t1，上产生的气体为H2
C．t＞t1，负极反应：Al-3e-+3OH-=Al(OH)3 D．实验过程中，正极均有OH-生成
\l "_Tc16322" 考向2 考查重要铝的化合物性质
例2生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是( )
A．胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
B．泡沫灭火器灭火原理：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
C．某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al＋2OH-＋6H2O===[Al(OH)4]-＋3H2↑
D．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3胶体)＋3H＋
【变式训练1·变题型】下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是( )

【变式训练2·变考法】下列有关明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的说法不正确的是( )
A．明矾水溶液呈酸性 B．钾元素位于周期表的区
C．空间结构名称为正四面体形 D．自来水厂常用明矾来杀菌消毒
【元素化合物与反应原理融合】【变式训练1】常温下，向10.0mL浓度均为0.1ml/L的AlCl3和FeCl3混合溶液中加入NaOH固体，溶液中金属元素有不同的存在形式，它们的物质的量浓度与NaOH物质的量关系如图所示，测得a、b两点溶液的pH分别为3.0，4.3。
已知：①Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]；②，298K时，K=1.1×1033。
下列叙述错误的是( )
A．c点溶液pH约为12.7
B．曲线Ⅱ代表Al3+
C．在Al(OH)3和Fe(OH)3共沉淀的体系中
D．的平衡常数K1为1.1×10-1.1

考点二 “铝三角”与铝图象
知识点1 铝及其化合物相互转化
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O
(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
3．铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O=__________________
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlOeq \\al(－,2)反应：2H2O＋AlOeq \\al(－,2)＋CO2=__________________
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用eq \f(1,4)Al制备Al3＋，eq \f(3,4)Al制备AlOeq \\al(－,2)，然后将二者混合：Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===____________
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlOeq \\al(－,2)、HS－、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)等。
②与AlOeq \\al(－,2)不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlOeq \\al(－,2)与HCOeq \\al(－,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NHeq \\al(＋,4)反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq \\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlOeq \\al(－,2)又与NHeq \\al(＋,4)反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－=== [Al(OH)4]－。
②向含有AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓+ H2O ([Al(OH)4]－比COeq \\al(2－,3)先反应)；Ⅲ.COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq \\al(－,3)比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
知识点2 重要的铝图象
1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)
2．偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
3．突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
(2)掌握Al3＋、Al(OH)3、AlOeq \\al(－,2)三者之间的转化比例：
(3)明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝______。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：
n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝______。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝____________。
得分速记
有关Al(OH)3的计算
(1)求产物Al(OH)3的量
①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝eq \f(1,3)n(OH－)；
②当3n(Al3＋)