2022高三化学一轮复习优化探究 第三章 第9讲　铝及其化合物课件PPT

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考点 1　铝及其化合物1．铝(1)原子结构与物理性质：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
3．氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体。(2)化学性质：①Al(OH)3的电离：
②③受热分解：___________________________。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)制备：①向铝盐中加入氨水，离子方程式为_________________________________________；②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为_______________________________________；③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：_____________________________________。
Al3＋＋3NH3·H2O===
4．常见的铝盐——明矾明矾的化学式为__________________，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH___7。明矾可以净水，其净水的原理是___________________________________，Al(OH)3胶体颗粒吸附杂质形成沉淀而净水。
KAl(SO4)2·12H2O
1．根据教材必修1 P48科学探究1和2，归纳在空气中加热铝箔至熔化观察到的现象，并分析产生该现象的原因。____________________________________________________________________________________________________________________________2．中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？____________________________________________________________________________________________________________________________
提示：1.铝箔熔化，失去光泽，但铝不滴落；熔化的铝滴表面形成氧化铝保护膜，熔化的液态铝不会滴落。2．①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。
(1)铝是地壳中含量最多的金属元素。(　　)(2)铝的导电性良好，所以可以利用铝作导线。(　　)(3)铝与NaOH溶液的反应中，NaOH是氧化剂。(　　)(4)氧化铝只能与酸反应不能与碱反应。(　　)(5)将AlCl3溶液蒸干灼烧，最终得到的固体是氧化铝。(　　)(6)明矾可以用于饮用水的杀菌消毒。(　　)(7)工业上用电解熔融AlCl3的方法来冶炼铝。(　　)
2．思维建模：制取Al(OH)3的“3”种途径归纳与整合。
3．模板构建：铝土矿冶炼铝的解题模板。
题组一　铝的性质1．(2021·广东惠州联考)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气体积相同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：Al与稀硝酸反应生成NO气体，D项不符合题意；由2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，消耗溶质物质的量最少的是NaOH溶液，A项符合题意。
2．依据下列图示，写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。
①__________________________________________________________。②__________________________________________________________。③__________________________________________________________。④__________________________________________________________。
题组二　铝的重要化合物的性质及应用3．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法涉及铝元素的还原性的是(　　)A．明矾净化水B．用氢氧化铝治疗胃酸过多C．用铝制容器存放浓硫酸D．电解熔融氧化铝制单质铝
4．设计实验除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)：(1)Mg(OH)2[Al(OH)3]____________________________________________________________________________________________________；(2)Al(OH)3[Mg(OH)2]_____________________________________________________________________________________________________；答案：(1)向混合物中加入过量NaOH溶液，过滤(其他答案合理也可)(2)向混合物中加入过量NH4Cl溶液，过滤(其他答案合理也可)
(3)MgSO4溶液[Al2(SO4)3]__________________________________________________________________________________________________；(4)Al2(SO4)3溶液(MgSO4)___________________________________________________________________________________________________。答案：(3)向溶液中加入过量MgO，过滤(向溶液中加入过量NaOH溶液后过滤，向所得沉淀中加入稀硫酸溶解即可)(4)向溶液中加入过量NaOH溶液，过滤，向滤液中通入过量CO2，过滤，再向过滤所得沉淀中加入稀硫酸溶解即可
试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。(2)三种方案制得的Al(OH)3质量W1、W2、W3由大到小的顺序是________。(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。答案：(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)104 g
题组四　新素材命题6．随着医学的发展，人们逐渐认识到铝的危害性，铝元素不仅非人体所需，而且对人体的危害十分可怕。世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物。人体中铝元素含量太高时，会影响肠道对磷、锶、铁、钙等元素的吸收。体内过多的铝对中枢神经系统、消化系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、免疫功能等均有不良影响；铝在大脑和皮肤中沉积，还会加快人体的整体衰老过程，特别明显地使皮肤弹性降低、皱纹增多。近年来又发现老年痴呆症的出现也与平时过多摄入铝元素有关。
根据上述材料，回答下列问题：问题1.人们生活中铝摄取的主要途径有哪些？(素养角度——宏观辨识与微观探析)答案：问题1　提示：(1)食品。油条中的明矾和苏打，油饼中的铝盐，含铝的食品添加剂的发酵粉和膨松剂常用于蒸馒头、花卷、糕点，膨化小食品。(2)铝制品。铝锅、铝壶、铝盆等铝或铝合金制品，尤其是在炒菜时加上点醋调味，就更增加了铝的溶解。易拉罐装的饮料中铝的含量也相当高。(3)药品和饮用水等。食用明矾或其他铝盐做的净水剂，药物。
问题2.如何防止摄入和吸收过多的铝？(素养角度——证据推理与模型认知)答案：问题2　提示：(1)减少食用含铝高的发酵剂制作的食物。(2)减少自来水中的含铝量，在用铝壶烧开水时，水沸腾即可，不要烧开后煮的时间过长，以免铝的含量增加。(3)减少从药物中摄入铝，少用或不用含铝的抑酸剂。(4)减少和避免铝污染源，不要用铝制的水管，以避免铝污染。
考点 2　铝土矿冶炼金属铝的方法及步骤铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的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。
1．碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________________________________________________________________。(3)步骤④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：___________________________________________________________________________________________________。
2．酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(2)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
1．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
下列叙述正确的是(　　)A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3解析：A项，试剂X不可以是盐酸；B项，反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3；C项，电解Al2O3生成Al是氧化还原反应。
2．无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备，流程如图：已知：AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华。(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为____________________________________________________。
解析：(1)由流程图可知在氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应生成AlCl3、CO。
(2)700 ℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围________(填字母)。a．低于183 ℃b．介于183 ℃和315 ℃之间c．高于315 ℃解析：(2)AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华，为实现FeCl3和AlCl3的分离，应使温度介于183 ℃和 315 ℃之间。答案：(2)b
有关Al(OH)3的图像分析与计算1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
解析：AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。
2．向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 ml)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
(2)依次写出各阶段的离子方程式：①OA：_____________________________________________________。②AB：_____________________________________________________。③BC：_____________________________________________________。④CD：_____________________________________________________。
(2)可溶性偏铝酸盐与强酸(如HCl)溶液反应，铝元素的存在形式。
1．(2020·高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 (　　)A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
解析：铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误。氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误。氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误。明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
3．(2018·高考全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如图：下列叙述错误的是(　　)A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠