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统编版2020版高考化学总复习 专题 铝的重要化合物导学案

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铝的重要化合物
考点解读
一、突破铝的3种重要化合物 1．氧化铝

2．氢氧化铝 (1物理性质
白色胶状固体，有较强的吸附性。 (2化学性质

写出上图标号中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①Al(OH3＋3H===Al＋3H2O； ②Al(OH3＋OH===AlO2＋2H2O；
△③2Al(OH3=====Al2O3＋3H2O。 [注意] (1Al(OH3的电离
－－＋3＋
Al(OH3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既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质有：Al、Al2O3、Al(OH3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等，弱酸的铵盐(如CH3COONH4等。
（3）制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al＋3NH3·H2O===Al(OH3↓＋3NH4。 ②向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH3↓＋HCO3。
－－3＋＋
1
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO2＋Al＋6H2O===4Al(OH3↓。 3．一种重要的复盐——明矾
(1硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2明矾的化学式为KAl(SO42·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7(填“＜”“＞”或“＝”。明矾可以净水，其净水的原理是：Al＋3H2O＋3H，Al(OH3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。
[注意]:明矾溶液与Ba(OH2溶液反应的两种情况
(1沉淀的物质的量最大，此时铝元素的存在形式是Al(OH3，明矾与Ba(OH2的物质的量之比为2∶3。反应的离子方程式：2Al＋3SO4＋3Ba＋6OH===2Al(OH3↓＋3BaSO4↓。
(2沉淀的质量最大，此时铝元素的存在形式是AlO2，明矾与Ba(OH2的物质的量之比是1∶2，反应的离子方程式：Al＋2SO4＋2Ba＋4OH===2BaSO4↓＋AlO2＋2H2O。
二、掌握Al、AlO2、Al(OH3转化的“三角关系” 1．转化关系图示
3＋－3＋2－2＋－－－3＋2－2＋－＋3＋－3＋Al(OH3(胶体
2．含铝化合物转化关系的应用 (1判断离子共存问题
①Al与OH及AlO2、CO3、S等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能共存。
②AlO2与H、HCO3以及弱碱阳离子Al、Fe等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
(2鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。 (3判断铝元素的存在形式
可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液反应，铝元素的存在形式
－＋－3＋3＋3＋－－2－2－

2
考向分析
考向一、铝的重要化合物的性质与应用 典例1、下列除去杂质的方法不正确的是( A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe溶液中的少量Al
C．Al(OH3中混有少量Mg(OH2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 解析：选B 氨水与Fe和Al均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。 方法指导：含铝杂质的提纯方法
利用Al、Al2O3、Al(OH3可溶于强碱的特性，可除去物质中的含铝杂质，如 ①Mg(Al：加足量NaOH溶液； ②Fe2O3(Al2O3：加足量NaOH溶液； ③Mg(OH2[Al(OH3]：加足量NaOH溶液；
④Mg(Al：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 考向二、从铝土矿中提取Al2O3的方法
典例2、铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
2＋3＋3＋3＋3＋3＋
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式___________________________ _______________________________；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为______________________；
（3）电解制铝的化学方程式是_________________________，
以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是________。
【答案】：（1）2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O （2）CaSiO3 2AlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH3↓＋CO3
电解（3）2Al2O3(熔融Na=====AlF4Al＋3O2↑ O2、CO2(CO 36－2－
3
【解析】：本题是常考的Al的制备实验，由流程图可知反应1用于溶解二氧化硅和氧化铝，Fe不与碱反应，利用过滤除去Fe，所以滤液中的成分为硅酸钠和偏铝酸钠，加入氧化钙后硅酸钠转化为硅酸钙沉淀，偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体后转变为氢氧化铝，加热后生成氧化铝。电解制备铝的过程中由于阳极生成了氧气，高温下碳会被氧气氧化为CO、CO2，因此阳极产生的混合气体为 O2、CO2(CO。 方法指导：两种提纯氧化铝的方案
铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界中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。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

方案二：酸溶法


考向三、含铝化合物间的转化关系及应用 典例3、下列各组物质，不能按选项 A B C D 【答案】C a Al2O3 AlCl3 Al MgCl2
(“―→”表示反应一步完成关系转化的是( b NaAlO2 Al(OH3 Al(OH3 Mg(OH2
c Al(OH3 NaAlO2 Al2O3
MgO
4
NaOHCO2△【解析】各选项中物质间的转化为：A项，Al2O3――→NaAlO2――→Al(OH3――→Al2O3；B项，NH3·H2ONaOHHClNaOH△HClAlCl3――→Al(OH3――→NaAlO2――→AlCl3；D项，MgCl2――→Mg(OH2――→MgO――→MgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH3。 方法指导：
（1）Al、AlO2、Al(OH3的转化关系
3＋－
（2）铝盐与强碱(如NaOH溶液反应，铝元素的存在形式

（3）应用
①判断离子共存问题：
a．Al水解呈酸性，与OH、AlO2、CO3(HCO3、S等不能大量共存。 b．AlO2水解呈碱性，与H、HCO3、Al、Fe等不能大量共存。 ②鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同：
a．向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
b．向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。 ③分离提纯：
a．利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。如Mg(Al：加足量NaOH溶液； b．利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。如Fe2O3(Al2O3：加足量NaOH溶液；
c．利用Al(OH3能与强碱溶液反应，分离Al与其他金属阳离子。如Mg(Al：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 对点训练
1．铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝．下列说法错误的是(
A．①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的氨气

5 3＋2＋3＋－＋－3＋3＋3＋－－2－－2－
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 【答案】C 2．下列关于Al及其化合物的说法中，正确的是( A．Al2O3可与水反应生成Al(OH3 B．铝是人类使用最早的金属之一 C．Al2O3是碱性氧化物 D．Al(OH3沉淀可以溶于盐酸 【答案】D 【解析】A．Al2O3与水不反应，故A错误；B．由于铜的活动性比较弱，以单质形式存在的比较多，在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜．铁比铜活泼，到春秋时期才发现使用，铝的活动性比铁还强，难以炼制铝的单质，所以到近代才被大量应用，钛，难于提炼，在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合，故B错误；C．Al2O3是既能与强酸反应又能与强碱反应，为两性氧化物，故C错误；D．Al(OH3是两性氢氧化物，与盐酸反应生成氯化铝和水，故D正确；故选D。 3．下列关于Al(OH3的性质叙述错误的是( A．Al(OH3是两性氢氧化物 B．Al(OH3是难溶于水的白色胶状物质 C．Al(OH3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素 D．Al(OH3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸 【答案】D 4．在①Al2O3②Al(OH3③Na2CO3④NH4HCO3四种物质中，与盐酸和氢氧化钠溶液均可反应的是( A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【答案】C 【解析】：①Al2O3是两性氧化物，与盐酸反应生成氯化铝，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故①正确；②Al(OH3属于两性氢氧化物，既能与盐酸反应，生成铝盐(Al，又能与氢氧化钠反应生偏铝酸盐(AlO2，故②正确；③Na2CO3与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳与水，不能与氢氧化钠反应，故③错误；④NH4HCO3属于弱酸的酸式铵盐，与盐酸反应生成氯化铵、二氧化碳与水，与足量的氢氧化钠反应生成碳酸钠与氨气，故④正确；故
6 -3+
选C。
5．用含有Al2O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2(SO43•18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略：
Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3； Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色： Ⅳ．加入MnSO4至紫红色消失，过滤； Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品．
（1）H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是__________________________________； （2）将MnO4氧化Fe的离子方程式补充完整：
_____MnO4+_____Fe_____ _____=_____Mn_____Fe+____ _____ （3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀时 完全沉淀时
Al(OH3 3.4 4.7 -1-2+2+3+-2+Fe(OH2 6.3 8.3 Fe(OH3 1.5 2.8 注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的： ___________________； （4）己知：一定条件下，MnO4可与Mn反应生成MnO2，
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是______________________；
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是________________________。 【答案】（1）Al2O3+6H=2Al+3H2O （2）1、5；8H； 1、5； 4H2O （3）pH约为3时，Fe和Al不能形成沉淀，将Fe氧化为Fe，可使铁完全沉淀 （4）① 生成黄绿色气体 ②除去过量的MnO4
-2+3+2+3+++3+-2+
7

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/d3f439de854769eae009581b6bd97f192279bfab.html

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