2019高考化學(xué) 第3章(金屬及其化合物)第2節(jié) 鋁及其化合物 考點(diǎn)(1)鋁的性質(zhì)及應(yīng)用講與練(含解析).doc
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李仕才 考點(diǎn)一 鋁的性質(zhì)及應(yīng)用 1.鋁的物理性質(zhì)及用途 2.鋁的結(jié)構(gòu)和存在 鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。 3.化學(xué)性質(zhì) (1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(O2、Cl2、S)。 2Al+3Cl22AlCl3 2Al+3SAl2S3(水溶液不存在) (2)與酸反應(yīng) ①常溫遇濃硫酸或濃硝酸鈍化;加熱與濃硫酸和濃硝酸反應(yīng),分別產(chǎn)生SO2氣體和NO2氣體。 ②與氧化性酸反應(yīng)(稀HNO3) 離子方程式為Al+NO+4H+===Al3++NO↑+2H2O ③與非氧化性酸反應(yīng)(如鹽酸) 化學(xué)方程式為2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ (3)與堿反應(yīng)(NaOH溶液) 離子方程式為2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ (4)鋁熱反應(yīng) ①原理 鋁將金屬氧化物中化合態(tài)的金屬還原為金屬單質(zhì),如 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3、Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3、3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3等。 ②實(shí)驗裝置 ③反應(yīng)現(xiàn)象及結(jié)論 劇烈燃燒,放出大量的熱,導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)過后,紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中;待熔融物冷卻后,除去外層熔渣,可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。 ④應(yīng)用 a.野外焊接鋼軌?!.冶煉高熔點(diǎn)金屬。 4.制備:2Al2O34Al+3O2↑。 5.對比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì) 判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”) 1.1 mol Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。( √ ) 2.Al與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽,與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。( ) 3.MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑。( ) 4.能用鋁槽車儲運(yùn)濃H2SO4與濃HNO3,是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)。( ) 5.鋁與鹽酸反應(yīng)時,鹽酸作氧化劑,鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,氫氧化鈉作氧化劑。( ) 6.鋁制餐具可長時間存放酸性或堿性食物。( ) 7.金屬鎂在空氣中燃燒可生成MgO和Mg3N2。( √ ) 1.鋁在空氣中加熱被O2氧化生成Al2O3,Al2O3熔點(diǎn)高,附著在Al表面,阻止鋁進(jìn)一步反應(yīng),但內(nèi)部的鋁熔點(diǎn)低,會熔化形成液態(tài),但不會被氧化,故Al2O3也起到保護(hù)膜的作用。 2.常溫下,能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”,而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。 3.鋁不但能與酸(H+)反應(yīng),還能夠與堿溶液反應(yīng),表現(xiàn)為特殊性。2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。其反應(yīng)機(jī)理應(yīng)為:鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAlO2,反應(yīng)中鋁作還原劑,水作氧化劑,NaOH無電子得失。 4.鋁熱反應(yīng)是在高溫狀態(tài)下進(jìn)行的置換反應(yīng),鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應(yīng)。鋁不能與MgO反應(yīng),鋁熱反應(yīng)不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。 5.Mg在CO2中能夠燃燒,所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。 一、鋁的性質(zhì)及應(yīng)用 1.下列說法正確的是( ) A.用坩堝鉗夾住一小塊砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,熔化后的液態(tài)鋁滴落下來 B.Al、鹽酸、NaOH溶液三者之間兩兩均能發(fā)生反應(yīng) C.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)后固體物質(zhì)增重 D.常溫下,相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸,濃硝酸中鋁片先溶解完 解析:由于鋁箔表面有一薄層Al2O3,且Al2O3的熔點(diǎn)很高,故熔化的液態(tài)鋁包裹在里面,不會滴落下來,A錯誤;鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和鐵,故固體質(zhì)量不會增加,C錯誤;常溫下,鋁在濃HNO3中“鈍化”,D錯誤。 答案:B 2.下列有關(guān)鋁及其化合物的敘述正確的是( ) A.鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂 B.足量鋁分別與含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反應(yīng),產(chǎn)生相同量的氫氣 C.工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法冶煉鋁 D.在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸后,立即加入鋁片,鋁片表面發(fā)生鈍化 解析:Mg比Al活潑,不能用鋁粉與MgO共熱制取Mg,A錯;據(jù)關(guān)系式2Al~6HCl~3H2,2Al~2NaOH~3H2,當(dāng)Al足量時,等物質(zhì)的量的HCl和NaOH產(chǎn)生H2的體積比為1∶3,B錯;濃H2SO4溶于濃HNO3中,溶液體積增大,放出大量熱,促進(jìn)HNO3揮發(fā),使兩種酸的濃度減小,Al片不鈍化,D錯。 答案:C 3.某溶液能與Al粉反應(yīng)放出H2,該溶液中可能大量共存的離子組是( ) A.NH、Ba2+、HCO、Cl- B.K+、Al3+、S2-、ClO- C.Na+、Fe3+、Cl-、SO D.NH、Mg2+、SO、NO 解析:能與Al反應(yīng)放出H2的溶液,可能呈強(qiáng)酸性也可能呈強(qiáng)堿性。A項,HCO無論是在強(qiáng)酸性溶液中還是在強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在;B項,Al3+與S2-能發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng),且S2-與ClO-之間能發(fā)生氧化還原反應(yīng);C項,各離子在酸性條件下能大量共存;D項,在堿性溶液中NH、Mg2+不能大量存在,在酸性溶液中,由于含NO,不能產(chǎn)生H2。 答案:C 4.易拉罐的主要成分為鋁合金,其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見?,F(xiàn)取幾小塊易拉罐碎片進(jìn)行下列實(shí)驗,其中實(shí)驗方案與現(xiàn)象、結(jié)論正確的是( ) 解析:A項,鋁、鐵、鎂都可與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體,因此不能得出含鋁、鐵、鎂三種元素的結(jié)論,錯誤;B項,鋁、鐵、鎂三種金屬中只有鋁能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體,錯誤;C項,氫氧化鎂與氫氧化鋁均為白色沉淀,錯誤;D項,用鹽酸溶解后Fe2+在空氣中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈血紅色,正確。 答案:D 5.等物質(zhì)的量的Na和Al兩種金屬加入足量的水中,生成26.88 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的氣體,則下列描述錯誤的是( ) A.金屬Al無剩余 B.c(Na+)=c(AlO) C.所得溶液呈堿性 D.Na的物質(zhì)的量是0.6 mol 解析:A.根據(jù)方程式知,當(dāng)鈉和鋁的物質(zhì)的量相等時,恰好反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,故A正確;B.偏鋁酸根離子是弱離子能發(fā)生水解反應(yīng),所以導(dǎo)致鈉離子的物質(zhì)的量大于偏鋁酸根離子的物質(zhì)的量,故B錯誤;C.鈉和鋁恰好反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,即最后所得溶液是偏鋁酸鈉溶液,偏鋁酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽溶液呈堿性,故C正確;D.設(shè)需要鈉的物質(zhì)的量為X。 2Na+4H2O+2Al===2NaAlO2+4H2↑ 2 mol 89.6 L X 26.88 L X=0.6 mol,故D正確;故選B。 答案:B 二、鎂、鋁性質(zhì)的比較 6.鎂鋁性質(zhì)相似,下表中對兩者的對比不正確的是( ) 答案:B 7.鎂、鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)以相似為主,但也存在某些重大差異性,下列物質(zhì)能用于證明兩者存在較大差異性的是( ) ①CO2 ②鹽酸?、跱aOH溶液 ④水 A.①④ B.①②③ C.①③ D.②③④ 解析:Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能;Mg能在CO2中燃燒而Al不能。 答案:C 8.將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是( ) A.3 molL-1鹽酸 B.4 molL-1硝酸 C.8 molL-1氫氧化鈉 D.18 molL-1硫酸 解析:18 molL-1硫酸為濃硫酸,與Mg、Al反應(yīng)不產(chǎn)生H2;Mg、Al與稀硝酸反應(yīng)生成NO而不是H2;Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,而Mg與NaOH不反應(yīng),等質(zhì)量的Al分別與足量的HCl和NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生H2的量相等。故A項產(chǎn)生的H2的量最多。 答案:A 鋁與酸、堿反應(yīng)的規(guī)律 鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2的實(shí)質(zhì)都是AlAl3+,所以無論與酸還是與堿反應(yīng),Al與H2的關(guān)系都是2Al~3H2。 1.等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣體積比=。 2.足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比=。 3.一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比<<,則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時,鋁過量而鹽酸不足;b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。 1.5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL-1的某溶液中有H2產(chǎn)生,充分反應(yīng)后有金屬剩余。該溶液可能是( ) A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液 解析:Al為0.2 mol,溶液中的溶質(zhì)為0.4 mol。A中HNO3溶液與Al反應(yīng)不生成H2;B中n(OH-)=0.8 mol,與Al反應(yīng)剩余OH-;C、D中n(H+)分別為0.8 mol、0.4 mol,根據(jù)反應(yīng)2Al+6H+===2Al3++3H2↑可知C中H+有剩余,D中Al有剩余。 答案:D 2.有a g、b g兩份鋁粉,分別置于足量的NaOH溶液和鹽酸中,在相同條件下,收集到H2的體積相同。下列有關(guān)敘述一定正確的是( ) A.a(chǎn)=b B.a(chǎn)>b C.c(NaOH)=c(HCl) D.消耗的n(NaOH)與消耗的n(HCl)相等 解析:由得失電子守恒知a=b,A項正確,B項錯誤。因酸、堿均是足量的,且體積未知,故無法確定酸、堿的濃度,c(NaOH)與c(HCl)可能相等,也可能不相等,C項不合題意。由Al+6H+===2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑知,消耗酸、堿的物質(zhì)的量不相等,D項錯誤。 答案:A 3.等體積、等物質(zhì)的量濃度的H2SO4、NaOH溶液分別放在甲、乙兩燒杯中,各加入等質(zhì)量的鋁,生成H2的體積比為5∶6(相同條件下),則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能是( ) A.甲、乙中都是鋁過量 B.甲中鋁過量、乙中堿過量 C.甲中酸過量、乙中鋁過量 D.甲中酸過量、乙中堿過量 解析:若酸、堿過量,生成H2的體積比為1∶1,若鋁均過量,生成H2的體積比為2∶3,可知反應(yīng)情況甲中鋁過量,乙中堿過量。 答案:B 4.鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題: (1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),所得H2的體積(相同條件下,下同)之比是________。 (2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產(chǎn)生H2的體積之比是________。 (3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中,二者產(chǎn)生的H2相等,則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。 (4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質(zhì)量為________。 A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 解析:(1)根據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,得Al與H2的關(guān)系式均為2Al~3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等,所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中Al過量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時,二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等,根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因為兩溶液體積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑??梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時,產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設(shè)條件體積比為1∶2,說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的,而對于NaOH來說是不足的。 2Al+6HCl === 2AlCl3+3H2↑ 6 mol 3 mol 3 molL-10.1 L 0.15 mol 則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol2=0.3 mol。 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 227 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的鋁粉為5.4 g。 答案:(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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