当前位置：首页 > 2015届高考化学总复习讲义：《从铝土矿到铝合金教案》
高中化学总复习讲义：专题二 第二单元 从铝土矿到铝合金
考点一 铝的性质和提取
1．物理性质
铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。
2．化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
?常温―→形成致密的氧化膜O2?―
①Al
?加热△―→4Al＋3O2=====2Al2O3?―
△
②2Al＋3Cl2=====2AlCl3
?氧化性酸―→遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化酸?―③Al
?非氧化性酸＋＋
―→2Al＋6H===2Al3＋3H2↑?―
－
－
④2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑ 高温
⑤2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe 3．从铝土矿中提取铝
铝土矿 二氧化碳 铝 ↓ ↓ ↑ 溶解―→过滤→酸化→过滤→灼烧→电解 ↑ ↓ ↓ ↓ NaOH溶液 残渣 滤液 H2O 写出所有化学方程式：
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，
NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，
△
2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O，
通电
2Al2O3(熔融)冰晶石=====4Al＋3O2↑。 4．用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。 ◎思考与探究
(1)金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3? (2)铝与氢氧化钠溶液反应时，反应机理如何？请用单线桥标出电子转移的方向与数目。
(3)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H2的体积之比是多
少？为什么？
提示： (1)常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应的继续进行。
(2)铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2。反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。
－
2Al＋2NaOH＋6H6e2O===2NaAlO2＋3H2↑＋4H2O
(3)1∶1(或相等)；根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al相等，所得H2必相等。
铝的化学性质及重要用途
1．下列关于铝的叙述中正确的是 ( )
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 答案： B
2．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是( )
＋－－＋
A．NH4 NO3 CO23 Na
＋＋＋－
B．Na Ba2 Mg2 HCO3
－＋＋－
C．NO3 Ca2 K Cl
－＋－＋
D．NO3 K AlO2 H
－－＋
解析： A项，在酸性条件下因有NO3，不能生成H2，在碱性条件下，OH与NH4不
－＋－
共存，故A项不符合；B项，HCO3与H或OH均不能大量共存；C项，在碱性条件下符
－＋
合题意；D项表示的为酸性条件，含有HNO3，不可能与Al反应放出氢气，且AlO2和H不能大量共存。
答案： C
3．将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )
－－
A．3 mol·L1 HCl B．4 mol·L1 HNO3
－－
C．8 mol·L1 NaOH D．18 mol·L1 H2SO4
解析： B、D项中均不产生H2，Mg、Al与盐酸均反应生成H2，Mg与NaOH溶液不反应。
答案： A
◎名师提醒 铝热剂
铝与金属氧化物的混合物，其中金属氧化物中金属元素的还原性要比铝弱。如CuO与Al能发生铝热反应，而Al与MgO的混合物不能发生铝热反应。
铝与酸、碱反应的定量关系
4．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的( )
A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．反应速率之比为2∶3
解析： 由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的
量之比为3∶2，故A项正确。二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为3∶2。
答案： A
5．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为( )
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g
解析： 根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉，产生的H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而相对NaOH是不足的，则与盐酸反应的铝粉是2.7 g，与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。
答案： A
◎名师归纳 铝与酸、碱反应的定量关系 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
VHCl?H2?1
(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝。
VNaOH?H2?1
VHCl?H2?
(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为
VNaOH?H2?1＝。 3
1
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为
3
VHCl?H2?1<<，则必定是：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应VNaOH?H2?1
时，铝不足而NaOH溶液过量。
考点二 铝的重要化合物
1．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。 (2)化学性质
反应?与HCl――→Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O?两性氧化物—
?与NaOH反应
―→Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O?―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
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
＋＋
①Al(OH)3＋3H===Al3＋3H2O；
－－
②Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O；
△
③2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。 (3)制备
①向铝盐溶液中加入NH3·H2O，离子方程式为： ＋＋Al3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4
②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为：
－－
AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3。 3．明矾净水原理
＋
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：Al3＋
＋
3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H。
◎思考与探究
(1)下列变化可通过一步化学反应直接完成的是________。
①Al(OH)3―→Al2O3 ②Al2O3―→Al(OH)3 ③Al―→Al(OH)3 (2)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质有哪些？ (3)如何分离Al2O3和Fe2O3的混合物？(用示意图回答) 提示： (1)①
(2)Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3和氨基酸等物质)。
(3)
Al2O3、Al?OH?3的两性
1．下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是( ) ①Al ②AlCl3 ③NaAlO2 ④Al(OH)3 ⑤Al2O3 ⑥NaHCO3
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤ C．②④⑤ D．①④⑤⑥ 答案： D
2．铝土矿的主要成分是Al2O3，此处还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，从铝土矿中提纯Al2O3的工艺流程如下：
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：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
＋＋＋＋
答案： (1)①Al2O3＋6H===2Al3＋3H2O、Fe2O3＋6H===2Fe3＋3H2O
＋－－＋－
②Al3＋4OH===AlO2＋2H2O Fe3＋3OH===Fe(OH)3↓
＋
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