文档内容
考点 15 铝及其化合物
(核心考点精讲)
一、3年真题考点分布
考点内容 考题统计
2023浙江6月4题,3分;2022浙江1月8题,2分;2021浙
铝及其化合物的性质
江1月9题,2分;2021浙江1月24题,2分;
2023辽辽宁卷16题,3分;2022湖南卷7题,3分;2022全国
铝及其化合物的制备 卷26题,13分;2022浙江6月24题,2分;2022福建卷11
题,13分;2021湖南卷6题,3分
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
由于铝及其化合物的性质很丰富,从近三年高考试题来看,在高考命题中立足点也多种多样,如以选
择题形式考查离子共存、离子反应、氧化还原反应、简单计算等,也可以出推断题,还可以出实验题。着
重考查铝及其化合物在日常生活生产中的运用,以“铝三角”为载体考查图象或计算等。
【备考策略】
在复习时要注意 “铝三角”,要加强化合物知识与理论部分的联系。以工艺流程的形式考查考生对
陌生金属元素的认知能力,考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上,强化对陌生金属元素
(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力。
【命题预测】
预测2024年会继续在选择题中或非选择题中加强对铝及其化合物的考查,选择题中考查氢氧化铝为载
体考查离子方程式或化学方程式;非选择题中以化工流程图为情景考查铝及其化合物的制备。
考法 1 铝的性质
1.铝的结构和存在
铝位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子结构示意图为 。铝是地壳中含量最多的金属元素。自
然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.铝的物理性质及用途
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】物理 状态 色泽 密度 熔点 沸点 硬度 导电、导热性 延展性
性质 固态 银白色 2.7 g·cm-3 660.4℃ 2 467℃ 较软 很好 良好
用途 纯铝用作导线,铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等
3.金属铝的化学性质
4.铝热实验中的有关问题
实验装置
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在
实验现象 较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙
中
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:Fe O +2Al=====2Fe+
2 3
实验结论
Al O
2 3
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等,3MnO
2
原理应用 +4Al=====3Mn+2Al O;
2 3
②金属焊接,如野外焊接钢轨等
5.铝的用途
纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
1.铝的特殊性
(1)活泼金属与酸反应是金属的通性,而铝不仅能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现出特殊性:
2Al+2OH-+2HO===2AlO+3H↑。
2 2
(2)常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”,而不是铝与浓硫酸、
浓硝酸不反应。
(3)铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品,原因是氯化钠溶液中的氯离子会破坏氧化膜的结构。
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】(4)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H。
2
2.铝与酸或碱反应生成H 的量的关系
2
2Al+6HCl===2AlCl +3H↑
3 2
2Al+2NaOH+6HO===2Na[Al(OH) ]+3H↑
2 4 2
(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H 的物质的量相等。
2
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=3∶1。
(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1∶3。
②生成H 的物质的量之比为1∶3。
2
(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<<1,则必定
①铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( )
(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂( )
(3)铝与Fe O 发生铝热反应,反应后固体物质增重( )
2 3
(4)冶炼铝时常用焦炭做还原剂( )
(5)由于铝在空气中不会锈蚀,所以铝制品的使用寿命都很长( )
(6)由于铝具有强还原性,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属( )
(7)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( )
(8)由于铝的导电性能比铜强,所以常用铝制造电线、电缆( )
(9)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐( )
(10)铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜
(11)铝箔在空气中用酒精灯加热可以观察到铝熔化了但并不滴落( )
(12)因为铝不和浓HSO 反应,所以可用铝槽车运输浓HSO ( )
2 4 2 4
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)√ (11)√ (12)×
例1 (2023·广东省汕头市二模)家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等而造成堵塞,此时可
用一种固体疏通剂疏通。疏通剂主要成分有生物酶、铝粉和NaOH固体。下列有关说法错误的是( )
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.大多数生物酶的主要成分为蛋白质
B.疏通剂使用时会产生大量可燃性气体,应避免接触明火
C.疏通剂可用于疏通陶瓷、铁制、铝制、塑料管道
D.使用过程中产生的热量和碱性环境可以加速油脂的水解
【答案】C
【解析】A项,生物体内的酶大多数为蛋白质,故A正确;B项,疏通剂含有铝粉和NaOH固体,溶
水后铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气,因此使用时要避免接触明火,故B正确;C项,铝制品能与疏通
剂中的NaOH发生,因此不能用其疏通铝制管道,故C错误;D项,疏通剂使用时发生Al与NaOH的反应,
该反应放热,且溶液呈碱性有利于油脂的水解,故D正确;故选C。
例2 铝热反应的本质是利用铝的还原性,将难熔金属从其氧化物中置换出来,关于铝热反应解答下
列问题:
(1)用铝粉和Fe O 做铝热反应实验,需要的试剂还有________。
2 3
A.KCl B.KClO C.MnO D.Mg
3 2
(2)用等物质的量的MgO和Fe O 组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
2 3
①引发铝热反应的操作是___________________________________________________。
②产物中单质是________(写名称)。
(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀HSO ,滴加KSCN溶液无明显现象,
2 4
________( 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ) 说 明 固 体 混 合 物 中 无 Fe O , 理 由 是
2 3
_______________________________________________________(用离子方程式说明)。
【答案】(1)BD (2)①加少量KClO,插上镁条并将其点燃 ②铁
3
(3)不能 Fe O+6H+===2Fe3++3HO、Fe+2Fe3+===3Fe2+
2 3 2
【解析】(1)做铝热反应的实验时,需要KClO 做助燃剂,且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO
3 3
固体并插上Mg条,点燃Mg条后放出热量,使KClO 固体分解放出O ,进一步加剧Mg的燃烧,可在短
3 2
时间内使混合物温度迅速升高,引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应,所以产物中单质为Fe。(3)反应后
固体混合物中若有Fe O ,因发生反应:Fe O +6H+===2Fe3++3HO、Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe3+转化为Fe2
2 3 2 3 2
+,加KSCN溶液不会变红。
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】对点1 某小组用打磨过的铝片进行如下实验,下列分析不合理的是( )
A.①中铝片发生了钝化
B.②中产生的气泡是氮氧化合物,不是氢气
C.③中沉淀溶解的离子方程式是Al(OH) +OH-===AlO+2HO
3 2
D.②中加水稀释过程中,仅发生了氧化还原反应
【答案】D
【解析】①中铝片没明显溶解,因为浓硝酸具有强氧化性,常温下铝在浓硝酸中发生钝化, A正确;
②中加水,硝酸浓度下降,铝和变稀的硝酸发生氧化还原反应,产生的气泡是氮氧化合物,不是氢气,B
正确;③中沉淀为Al(OH) ,是两性氢氧化物,其在 NaOH溶液中溶解的离子方程式是 Al(OH) +OH-
3 3
===AlO+2HO,C正确;②中加水稀释过程中,铝表面形成的氧化物薄膜溶于稀硝酸为复分解反应,过程
2
中不只发生了氧化还原反应, D错误。
对点2 铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H 的
2
金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H 的体积之比是________。
2
(2)足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中,产生 H 的体积之比是
2
______________________________________。
(3)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生的H 相等,则
2
HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,
反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
【答案】(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
【解析】(1)根据化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl +3H↑、2Al+2NaOH+2HO===2NaAlO +3H↑,
3 2 2 2 2
得Al与H 的关系式均为2Al~3H ,故只要参加反应的Al的量相等,所得H 的量必相等。(2)因为在反应
2 2 2
中Al过量,产生的H 由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式:6HCl~3H 、2NaOH~3H ,
2 2 2
故当HCl、NaOH物质的量相等时,二者产生H 的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H 的量相等,根
2 2
据关系式可得n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因为两溶液体积相等,故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)=
n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。(4)其反应原理分别为 2Al+6HCl===2AlCl +3H↑,2Al+2NaOH+
3 2
2HO===2NaAlO +3H↑。可见当参加反应的 HCl和NaOH的物质的量一样多时,产生 H 的体积比是
2 2 2 2
1∶3,而题设条件体积比为1∶2,说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的,而对于NaOH来说是不足的。
2Al+6HCl=== 2AlCl + 3H↑
3 2
6 mol 3 mol
3 mol·L-1×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H 为0.15 mol×2=0.3 mol。
2
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】2Al+2NaOH+2HO===2NaAlO+3H↑
2 2 2
2×27 g 3 mol
5.4 g 0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。
考法 2 铝的重要化合物
1.氧化铝
(1)物理性质:白色固体,难溶于水,熔点很高。
(2)化学性质
2.氢氧化铝
(1)物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH) 的电离方程式为
3
酸式电离:Al(OH) +HO [Al(OH) ]-+H+
3 2 4
碱式电离:Al(OH) Al3++3OH-
3
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①Al(OH) +3H+===Al3++3HO。
3 2
②Al(OH) +OH-===[Al(OH) ]-。
3 4
③2Al(OH) =====Al O+3HO。
3 2 3 2
(3)制备
①向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al3++3NH ·H O ===Al(OH) ↓+3NH。
3 2 3
②Na[Al(OH)]溶液中通入足量CO,离子方程式为
4 2
[Al(OH) ]-+CO===Al(OH) ↓+HCO。
4 2 3
③Na[Al(OH)]溶液与AlCl 溶液混合:3[Al(OH) ]-+Al3+===4Al(OH) ↓。
4 3 4 3
3.常见的铝盐
(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(SO )·12H O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液 pH<(填“<”“>”或
4 2 2
“=”)7。明矾可以净水,其净水的原理是Al3++3HO Al(OH) (胶体)+3H+,Al(OH) 胶体吸附水
2 3 3
中的杂质形成沉淀而净水。
4.有关氢氧化铝生成的图像分析
基本坐标图像 实验现象及反应原理 衍生坐标图像 化学反应原理
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】向铝盐溶液中加强碱
Al3+和Mg2+(或Fe3+)混合溶
现象:先沉淀后溶解
液加碱的反应:Mg2++2OH
注:如果向强碱中加 -=== Mg(OH) ↓Al3++4OH-
2
铝盐,开始无明显现 ===AlO+2HO
2
象,后生成沉淀
AlO和OH-混合溶液加酸的
反应:
向偏铝酸盐溶液中加
H++OH-===H O
强酸 2
4H++AlO===Al3++2HO
现象:先沉淀后溶解 2
注:如果向强酸中加 AlO和SiO混合溶液加酸的
偏铝酸盐,开始无明 反应:SiO+2H+
显现象,后生成沉淀 ===H SiO↓4H++AlO===Al3
2 3
++2HO
2
Al3+和H+混合溶液加氨水的
反应
向铝盐溶液中加弱碱
H++NH ·H O ===NH+HO
现象:生成沉淀量不 3 2 2
断增加,后不变 Al3++3NH ·H O
3 2
===Al(OH) ↓+3NH
3
AlO和OH-混合溶液通入
向偏铝酸盐溶液中加
CO 的反应:2OH-+CO===
弱酸 2 2
CO+HO
2
现象:生成沉淀量不
AlO+CO+2HO ===
断增加,后不变 2 2
Al(OH) ↓+HCO
3
1.生成Al(OH) 沉淀的定量规律
3
(1)强碱与Al3+反应生成Al(OH) 沉淀的定量规律
3
(2)强酸与AlO反应生成Al(OH) 沉淀的定量规律
3
(3)Al3+与AlO两种盐溶液反应生成Al(OH) 沉淀的定量规律:Al3++3AlO+6HO===4Al(OH) ↓
3 2 3
2.Al(OH) 的三种制备方法
3
方法一:可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
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