2019版高考化学总复习专题铝的性质及应用导学案

。 铝的性质及应用

考点解读

一、两个方面突破铝的性质 1．铝的结构和存在

铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为

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．金属铝的物理性质

。铝是地壳中

银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。 3．掌握铝的化学性质与用途 (1)铝的化学性质

写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：

(2)铝的制备及用途

制备 电解电解熔融Al2O3：2Al2O3===== 4Al＋3O2↑ ①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等 用途 4．制备 1

电解

2Al2O3(熔融)冰晶石=====4Al＋3O2↑ 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。 二、铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

0

－

＋3

从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是：Al 失3e,Al，所以不论是Al与酸还是与碱反应，Al与产生的H2的关系均是：2Al～3H2。

1．等量铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为

VHClH2

＝1∶1。

VNaOHH2

VHClH2VNaOHH2

2．足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为＝1∶3。

1VHClH23．一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的体积比＜

3VNaOHH2

1

＜，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与NaOH溶液反应时，铝不足1而NaOH过量。 考向分析

考向一：铝的性质及用途

典例1、下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A．K B．Na C．Fe D．Al

解析：选D K、Na易与O2反应，A、B错误；铁易生锈，生成的Fe2O3不能保护内部金属，C错误；在空气中Al表面形成致密的Al2O3保护层，保护内层金属不被氧化，D正确。中/华-资*源%库

考向二、铝与酸、碱的反应及计算

典例2、甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成气体体积之比为1∶2，则加入的铝粉的质量为( )

A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g

解析：选A 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，

2

－1

两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。题中已知HCl、NaOH的物质的量均为0.3 mol，且生成H2的体积之比为1∶2，所以实际发生反应时的情况为HCl的量不足，Al过量；NaOH过量，Al的量不足。由生成H2的体积之比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，即与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g，与NaOH溶液反

应的Al为5.4 g。

考向三：铝与酸或碱反应的定量分析

典例3、铝作为一种特殊的金属，既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2，

就铝的这些特性回答下列问题：

（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H2的体积之比是________。

（2）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产

生H2的体积之比是________。

（3）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者

产生的H2相等，则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________。 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===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的量相等，所得H2的量必相等。

（2）因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH的物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。

（3）因为铝足量且产生的H2相等，根据关系式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===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是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 === 2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol

3

－1

3 mol·L×0.1 L 0.15 mol

则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2×27 g 3 mol 5．4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。

方法指导：铝与酸、碱反应生成H2的量的关系

铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是失3e3＋－

Al――→Al/AlO2，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。 对点训练

1．足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气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 【答案】A

【解析】设Al为1mol，A．铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAl(OH)4]，1molAl消耗1molNaOH；

B．铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3，1mol铝消耗1.5mol硫酸；C．铝与盐酸反应生成AlCl3，1mol铝消耗3mol盐酸；D．硝酸与金属铝反应不生成氢气，综合以上分析可知放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是氢氧化钠溶液，故选A。

2．某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：

－

－1

下列说法不正确的是( ) A．x为NaOH溶液，y为盐酸

B．a→b发生的反应为：AlO2+H+H2O═Al(OH)3↓ C．b→c→Al的反应条件分别为：加热、电解 D．a、b 、c既能与酸又能与碱反应 【答案】D

【解析】A．铁粉和铝粉混合物，加入试剂X，过滤得到铁，试剂X能溶解铝，盐酸和铁、

铝都反应，氢氧化钠溶液只和铝反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，a为偏氯酸钠溶液，偏铝酸钠和适量盐酸反应NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl，所以x为NaOH溶液，y

4

-+